Модернизация маломощного зарядного устройства
Понятно два главных варианта зарядных устройств (ЗУ), применяемых для обслуживания маломощных электрических устройств с аккумуляторным питанием. Принципная схема первого из их представлена на Рис.1. Такими устройствами оснащались наши приборы пару лет вспять, когда батареи, по сопоставлению с современными, имели значительно наименьшую емкость, и ток заряда для типоразмера АА не превосходил 70 – 130 мА.
Основной особенностью этого устройства является работа работая в режиме частотной модуляции, который реализуется последующим образом. За период цикла заряда индуктивности трансформатора напряжение базисной обмотки приложено плюсом через R3, C2 к базе главного транзистора, при всем этом C2 заряжается приблизительно до напряжения базисной обмотки. Когда ключ размыкается, напряжение на базисной обмотке изменяется на оборотное и, суммируясь с имеющемся на конденсаторе C2, запирает главный транзистор. Отныне конденсатор C2 начинает перезаряжаться током, протекающим через токозадающие резисторы R1, R2 прямо до открывания главного транзистора. Изменяя Такой ток, что обеспечивается по причине соответственного включения выходной секции оптрона DA1, есть вариант в широких границах регулировать частоту выходного напряжения при неизменной продолжительности зарядного цикла и, тем, изменять величину выходного тока ЗУ. Главным достоинством модуляции такового типа является фактически нескончаемый спектр регулировки выходного тока без какого-нибудь воздействия на режим насыщения главного транзистора.
К плюсам устройства следует отнести довольно высшую стабильность характеристик при обычной схеме, также реализованную ординарными средствами индикацию выходного тока, что отличает его от большинства ЗУ серийного производства.
Главным же недочетом является возможность насыщения трансформатора, что связано с неопределенностью наибольшего тока через главный транзистор и просит по другому внедрения трансформаторов с припасом по мощности, по другому подстройки характеристик частей R3, C2 для каждого определенного эталона ЗУ под имеющийся трансформатор.
При всем этом необходимо подчеркнуть, что режим работы устройств, выполненных по таковой схеме, часто устойчив только при гарантированном отсутствии насыщения трансформатора. В ином случае устройство становится неуправляемым, так как по причине резкого возрастания амплитуды колебаний, возникающих на всех обмотках после разряда индуктивности насыщенного трансформатора, может появиться режим неуправляемых автоколебаний, который исключительно в неких случаях удается убрать включением дополнительного конденсатора параллельно базо-эмиттерному переходу главного транзистора. При таких обстоятельствах это конденсатор C5.
Недочетом является также тот факт, что мощность устройства принципно ограничена как по причине неопределенности режима главного транзистора, так и по причине недопустимого роста утрат в выходной секции ЗУ при увеличении зарядного тока.
Принципная схема ЗУ другого типа представлена на Рис.2.4. Необходимо подчеркнуть, что вариантов по теме этой схемы несколько, в часности со стабилизацией и ограничением напряжения по первичной стороне, однако встречаться рассматривать только более универсальный вариант с прямой стабилизацией по выходному току.
Основной особенностью этой схемы является внедрение частей (VT1, R4, R6), которые держут под контролем величину наибольшего тока через главный транзистор и, соответственно, через первичную обмотку трансформатора. Такая особенность делает это устройство желаемым для серийного производства, т.к. при всем этом неважно какая подстройка схемы оказывается ненадобной, а наибольший ток через ключ совершенно точно определяется параметрами частей схемы.
Но, при внедрении этих частей, конденсатор С3, в противоположность предшествующей схемы, не имеет права создавать дополнительное запирающее напряжение на базе VT2 при разряде индуктивности, так как базо-эмиттерный переход этого транзистора при отрицательной полярности напряжения на базе зашунтирован прямосмещенным коллекторно-базовым переходом транзистора VT1, а не считая этого, верхний по схеме вывод базисной обмотки через диодик VD6 замкнут на отрицательную шину первичного источника. По причине этого главный транзистор врубается сразу в конце цикла разряда индуктивности без дополнительной задержки, обусловленной перезарядом конденсатора C3. Потому устройства такового типа всегда работают работая в режиме неуправляемых автоколебаний и резистор R3 нужен только для исходного пуска. Реализуемый в таком случае тип модуляции является модуляцией смешанного типа, при в которой требуется меняется и частота, и продолжительность зарядного цикла. При всем этом частота преобразования а возможно в пару раз более высочайшей, ежели у первого рассмотренного ЗУ, что делает существенно не просто помех для окружающих электрических устройств.
Так как данное устройство работает работая в режиме неуправляемых автоколебаний, единственным легкодоступным методом регулировки выходного тока является изменение наибольшего тока через индуктивность. Такую регулировку предположительно можно обеспечить 2-мя методами – по причине конфигурации сопротивления резистора R6 либо за счет применения управляющего тока, создающего падение напряжения на резисторе R4, которое суммируется с падением на R6. При всем этом частота преобразования в течении уменьшения выходного тока должна будет возрастать, так как индуктивность заряжается до наименьшего наибольшего тока за наименьший интервал времени.
Однако реально частота преобразования в таковой схеме в значимой степени определяется параметрами насыщения главного транзистора, так как время выхода биполярного ключа из насыщения – величина фиксированная, в некой степени зависящая от тока через C3, R5. Потому пробы уменьшить выходной ток упомянутыми методами дают малозначительный эффект, а при последующих усилиях главный режим нарушается и конвертер преобразуется в линейный усилитель класса А. Это разъясняется тем, что даже при существенном увеличении номинала резистора R6 насыщающий ток базы, создаваемый базисной обмоткой через С3, R5, практически не изменяется, и время пребывания VT2 в насыщенном режиме изменяется очень слабо. Напротив для уменьшения наибольшего тока через индуктивность искусственно наращивать падение напряжения на R4, то при неком его значении величина насыщающего тока становится недостаточной по причине замыкания его через открытый транзистор VT1, и главный транзистор перебегает в режим линейного усиления. Потому в основной части ЗУ такового типа, в каких отсутствует оборотная связь по выходному току, значительно поменять величину выходного тока практически нереально.
Любое напряжение на выходе от зарядки мобильника.
Как из зарядного устройства от мобильника получить различное напряжение на выходе.
Как понизить напряжение? Делитель напряжения | RadioProsto
Делитель напряжения на резисторах! Группа ВК:
Когда устройство содержит оборотную связь по выходному току, как это показано на Рис.4, то аналогично должен получаться таковой же эффект, как при искусственном увеличении напряжения на резисторе R4. Однако тут следует подразумевать, что оборотную связь в импульсных устройствах тяжело сделать полностью линейной, если в реальных устройствах она в той либо другой степени имеет импульсный нрав. Учитывая этого, путем ООС регулируется не столько лишь величина выходного тока, дополнительно временные характеристики преобразования. Т.е. меняется нрав модуляции. К примеру, в неких испытанных устройствах подобного типа за счет применения ООС нрав модуляции становится подобен частотной, в неких – прерывающейся, что по большому счету позволяет принудительно обеспечить довольно широкий спектр регулировки выходного тока.
Увы цепи стабилизации данном устройстве содержат хватает частей. При всем этом по причине транзисторов VT1, VT3 обеспечивается так высочайшая электронная стабильности выходного тока (лучше 0.2%), что она превосходит больше чем в разы температурную стабильность этого параметра. Это делает некие элементы цепи стабилизации совсем глупыми, так как найти их воздействие на лоне непостоянности при изменении температуры фактически нереально. Потому в неких серийных ЗУ такового типа цепи стабилизации по выходному току вообщем не употребляются, для ограничения выходного напряжения употребляется выпрямитель напряжения базисной обмотки, который через стабилитрон подключен к базе токоограничивающего либо главного транзистора. Увы при всем этом стабильность ЗУ как источника тока в широком спектре входных напряжений оказывается недостаточной.
Не считая этого, так как зарядное устройство делает функцию источника тока, интегрированная индикация должна соответствовать этой функции. Т.е. светодиод должен сиять только тогда, когда есть выходной ток. Однако, так как при огромных выходных токах это сделать не до боли просто по причине очень большой рассеиваемой мощности на элементах схемы индикации, в большинстве серийно выпускаемых устройств индицируется не ток, а выходное напряжение. Недочет таковой индикации очевиден – к примеру, обычный заряд индицируется, пусть даже Вы запамятовали соединить зарядное устройство с нагрузкой либо в заряжаемом устройстве отсутствует батарея аккумуляторная.
Так как свойства обоих рассмотренных выше устройств не оптимальны, появился вопрос, нельзя ли соединить их плюсы и исключить недочеты. Очевидно без приметного роста результирующей цены. То, что вышло в конечном итоге решения этой задачки, представлено на Рис.3.
Разглядим принципные конфигурации, касающиеся первичной высоковольтной секции модернизированного ЗУ.
Во-1-х, токозадающий резистор R2R3 подключен не к положительной шине питания, а к выходу схемы угнетения выброса напряжения на индуктивности рассеяния (VD4, C2). Это не только лишь лишь позволило исключить из схемы один резистор огромного габарита, и посодействовало уменьшить амплитуду колебательного процесса на разомкнутой индуктивности, что положительно отразилось на стойкости генерируемых колебаний при изменении первичного напряжения.
Во-2-х, чтоб избежать шунтирования базо-эмиттерного перехода главного транзистора в оборотном направлении коллекторно-базовым переходом токоограничивающего транзистора, Такой транзистор заменен на два прямосмещенных диодика VD2, VD3. Поменять эти диоды низковольтным обратносмещенным стабилитроном, как это делается в неких ЗУ китайского производства, нельзя, так как при запертом состоянии VT1 стабилитрон преобразуется в прямосмещенный диодик все это делает устройство эквивалентным изображенному на Рис. 4.5. При всем этом совокупа частей VD2, VD3 и R5 оптимизированного ЗУ ограничивает наибольший ток через ключ VT1 фактически так же, как элементы VT1, R4, R6 в устройстве, представленном на Рис. 4.5. И, однако, осуществляется режим управляемого перезаряда конденсатора C3 так же, как в устройстве, представленном на Рис.1. Как следует, в ЗУ на Рис.3 реализована частотная модуляция, устраняющая любые задачи с величиной выходного тока. Т.е. такое устройство с схожим фуррором применяют как для зарядки аккумуляторов старенького эталона с зарядным током 70 мА и меньше, так для зарядки современных, без ухудшения характеристик главного режима коммутации при регулировке. Одновременно, исключается возможность насыщения трансформатора, так как наибольшее значение тока через ключ совершенно точно определяется по формуле:
Сейчас разглядим конфигурации, касающиеся выходной секции ЗУ. Цепи стабилизации выполнены точь-в-точь как это изготовлено в первом рассмотренном устройстве, так как они довольно эффективны. При всем этом выходной ток определяется сопротивлением резистора R8, и его непостоянность при изменении напряжения в сети вдвое не превосходит 5%. Потому конфигурации касаются только схемы индикации выходного тока.
Тут следует напомнить, что зарядное устройство по сути есть источник тока, выходное напряжение которого изменяется от нуля (режим недлинного замыкания на выходе) до некого наибольшего напряжения, величина которого определяется максимально допустимым напряжением питания обслуживаемого устройства, из которого извлекли аккумуляторную батарею (режим холостого хода). При всем этом, чтоб обеспечить индикацию зарядного тока при наличии стандартного светодиода, в выходной секции ЗУ нужен внутренний источник напряжения для его питания, в этом случае таковой, который обеспечивал бы свечение диодика и при закороченном выходе ЗУ.
Однако в таком состоянии на элементе в выходной секции не имеется достаточного напряжения (
1.8 В) для обеспечения светодиодной индикации. Потому в основной массе серийных ЗУ это неувязка решена просто – индицируется не ток, а выходное напряжение.
Для индикации наличия зарядного тока источник питания светодиода конечно воплотить поскольку это изготовлено на Рис.1, т.е. включить в цепь заряда резистор нужного номинала, параллельно которому включить светодиод. Однако, так как падение напряжения на стандартном светящемся светодиоде не должен быть наименее приблизительно 1.8 В, то при зарядном токе, к примеру 300 мА (конкретно на таковой ток рассчитано устройство, представленное на рис. 3), рассеиваемая на этом деле резисторе источнике мощность составит приблизительно 0.6 Вт. Как следует, для реализации такового источника нужен резистор мощностью 1 Вт, габариты которого очень значительны относительно к объему других частей зарядного устройства. Не считая того, вся эта мощность рассеивается в корпусе ЗУ, что будет содействовать увеличению его рабочей температуры. Потому сопротивление этого резистора следует по способности уменьшать, и другие решения, которые применены в первом рассмотренном устройстве, использовать нельзя.
Решить эту делему есть вариант, если к падению напряжения на резисторе R8 добавить без существенного роста рассеиваемой мощности приблизительно 0.6 В. Такое дополнительное напряжение формируется используя R7, VD7. Необходимо подчеркнуть, что это напряжение импульсное, потому рассеиваемая на обозначенных элементах мощность пренебрежимо мала.
Отмечу, что представленная на Рис. 3 схема не является универсальной и применима только для реализации устройств с выходной мощностью менее единиц Ватт. Это разъясняется тем, что для роста выходной мощности следует наращивать емкость C3, которая вместе с R4 определяет степень насыщения транзисторного ключа и время его пребывания в таком состоянии. Но и одновременно, следует наращивать частоту преобразования. Для этой цели нужно по способности уменьшать емкость С3, так как значительно уменьшить сопротивление токозадающего резистора R2R3 нереально по причине роста выделяющейся у него мощности. Эти противоречивые требования ограничивают мощность устройства на обозначенном уровне.
