Подключение лабораторного блока питания к ноутбуку
Читая форум, неоднократно поражался повальному стремлению "юных дарований" создать из лабораторного БП своеобразный "мультитул", т.е. нагрузить его кучей самых разных функций, большая часть из которых если и будет когда-либо востребована, то разве что в единичных случаях, причем, вангую, что эти случаи вообще никогда не возникнут. Тут и возможность зарядки аккумуляторов, и проверка маломощных светодиодов и стабилитронов и много чего другого. Хорошо известно, что удобство пользования мультитулом ещё никогда и ни при каких обстоятельствах не превышало удобства пользования набором специализированных инструментов. В этой связи припоминается машина изобретателя Шурупчика (из Змеёвки), описанная в книге Н.Носова "Приключения Незнайки и его друзей":
«…Машина имеет четыре скорости. а также задний и боковой ход. В задней части машины имеется приспособление для стирки белья… В спокойном состоянии, то есть на остановках, машина рубит дрова, месит глину и делает кирпичи, а также чистит картошку.»
Если боковой ход может пригодиться при парковке в городских условиях (раз-два в месяц), рубка дров и чистка картошки - при поездках на пикник (раз-два в год), а стирка белья - при дальних поездках в отпуск к морю (опять же, раз в два-три года), то для кирпичного производства целесообразен совершенно отдельный специализированный агрегат. Однако, подобные фичи упорно закладываются в конструкцию "городского Е-мобиля" .
Второе удивительное стремление "юных дарований" - к гигантомании.
ГИГАНТОМА́НИЯ -- Стремление к практически не оправданной организации чего-либо в крупных размерах.
И выходное напряжение чуть ли не до сотни вольт, и выходной ток порядка десятка ампер. Результат - аналогичный описанному выше.
Сначала определимся с дефинициями (определениями). Что же это такое — «ЛАБОРАТОРНЫЙ» БП. Не путать со СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫМ БП (например, для ремонтов мобильных телефонов)!
Итак, какими же свойствами должен обладать практичный Лабораторный БП, не содержащий ничего (или минимум) лишнего функционала и в то же время обладающий характеристиками, позволяющими использовать его для обеспечения 99% задач.
2) Минимальное выходное напряжение: Меня просто шокирует повальное стремление обеспечить регулировку выходного напряжения от нуля. На неоднократно задаваемый мною на форумах вопрос: «Что Вы собрались питать НУЛЕМ вольт?», я НИ РАЗУ не получил аргументированного внятного ответа! Построить такую схему, конечно же, вполне возможно, но она при этом усложняется совершенно непропорционально задаче. В 99,99% случаев достаточно порядка 1…1,2 В. Это напряжение соответствует вдрызг разряженным, соответственно, никелевому аккумулятору и батарейке. Если же вдруг (один-два раза за все время занятия электроникой) придется макетировать устройства с более низким напряжением питания (к примеру, фотоэлементы и т.п.), ничто не мешает подключить к выходу ЛБП дополнительный (временный!) регулируемый стабилизатор такого низкого напряжения на одном транзисторе и переменном резисторе. Тем более, что ток питания таких схем совсем небольшой.
3) Максимальное выходное напряжение: определяется максимально допустимым входным напряжением компонентов, использованных в схеме БП. Для ОУ это, как правило, 32…36 В; для интегральных регулируемых стабилизаторов — чуть больше, до 40 В. Поэтому «гигантомания» в плане желания получить на выходе, к примеру, 50 В стабилизированного напряжения, требует применения компонентов, способных работать при входном напряжении до 60…70 В. Такие, конечно, существуют, но их ассортимент не столь обширен, а стоимость достаточно велика, чтобы заставить задуматься: «А надо ли это мне?» Можно, конечно, собрать БП с таким выходным напряжением и на компонентах широкого применения, но его схема существенно усложнится.
Итак, за реально достижимый простыми средствами верхний предел выходного стабилизированного напряжения примем 25…30 В. Если учесть, что в питающей сети допускаются отклонения напряжения в пределах ± 10% от номинальных 230 В, то 36 В выпрямленного и отфильтрованного постоянного напряжения при сетевых 253 В (плюс 10%) можно получить от трансформатора со вторичной(-ыми) обмоткой(-ами) на стандартные 24 В. При 207 В сетевого напряжения (минус 10%) на выходе будет 29 В постоянного напряжения (без учета пульсаций и просадки при максимальных токах нагрузки!).
4) Использование всего диапазона входного напряжения: стабилизированное напряжение всегда меньше входного на величину его падения на регулирующем элементе и амплитуду пульсаций на фильтрующем конденсаторе. Однако, в некоторых случаях из БП желательно "выжать" максимально возможное напряжение, невзирая на его пульсации (к примеру, при ремонте УМЗЧ, обладающих собственным высоким коэффициентом подавления пульсаций питания, либо при прозвонке высоковольтных стабилитронов тестером, фото которого показано выше и стабилизирующим ток, независимо от наличия или отсутствия пульсаций напряжения). Поэтому, нецелесообразно ограничивать выходное напряжение величиной ниже входного напряжения. Если процентов 10 угла поворота ручки переменного резистора и будут неэффективными - не страшно, остальные 90% угла ее поворота позволят регулировать выходное напряжение от минимума до "выше крыши".
5) Максимальный выходной ток: с этим параметром также наблюдается совершенно необоснованная повальная гигантомания. Почему-то многие стремятся соорудить БП с выходным током не менее 5 А, хотя можно заведомо предсказать, что для целей макетирования (а ЛБП , как было выше отмечено, предназначен именно для этого) не только бесполезны, но и вредны. При случайно сбившейся настройке ограничения по току макетируемая схема имеет большой шанс пыхнуть ярким пламенем с испусканием «волшебного дыма». Хорошо, если при этом не случится пожара!
Допустим, что БП на такой выходной ток все-таки построен. При 30 В выходного напряжения и токе 5 А от трансформатора будет требоваться мощность не менее 150 Вт. Другой вариант: при 5 В выходного напряжения и токе 5 А, на регулирующем транзисторе при входном напряжении 35 В, рассеются те же 150 Вт. Во-первых, далеко не всякий транзистор такое потянет (а те, что потянут — до́роги), а во-вторых, чтобы рассеять такую мощность, нужен будет либо радиатор размерами с кирпич, либо охлаждение его кулером. И то и другое ведет к необоснованному усложнению и удорожанию устройства.
Отсюда следует, что выходной ток можно ограничить значением 2…2,5 А, чего более, чем достаточно для подавляющего большинства задач. При этом и на регулирующем транзисторе рассеется не более 60…90 Вт, что не является какой-то экзотикой (те же «народные» КТ818/КТ819 в металле спокойно «держат» до 100 Вт), и силовой трансформатор нужен вменяемой мощности.
Если с первой задачей понятно — максимальный выходной ток определяется максимально допустимыми параметрами трансформатора питания и регулирующего транзистора и составляет упомянутые выше 2…2,5 А, то вторая требует более тщательного анализа. Если питается схема, уже смонтированная на печатной плате, то максимальный ток не должен вызывать разрушения дорожек на ней от перегрева, а также транзисторов средней и (желательно) малой мощности. По собственному опыту (не претендуя на его эксклюзивность) могу сказать, что данная задача решается при ограничении максимального тока уровнем 200. 250 мА. Далее. Существует метод выявления коротких замыканий на плате путем питания ее током, еще не разрушающим печатные дорожки, но вызывающим их локальный нагрев. Для этого применяется ограничение тока уровнем порядка 500. 600 мА. Такой же максимальный ток является оптимальным при ремонте УМЗЧ, не приводя к выгоранию драйверных и выходных транзисторов уцелевшего плеча.
Итого, оптимальными уровнями ограничения выходного тока можно считать три фиксированных ступени: 200. 250 мА; 500. 600 мА и 2. 2,5 А. Плавная установка тока ограничения "крутилкой" не только нецелесообразна, но и даже может быть вредна. Просто потому, что ручку регулировочного резистора можно случайно сбить с установленного значения и пустить на макетируемую схему экстра-ток. Указанные выше три уровня ограничения выходного тока позволят реализовать "боковой ход" машины Шурупчика -- заряжать таким ЛБП кислотно-гелевые аккумуляторы током порядка 0,03. 0,15 С. А именно, первым (200. 250 мА) -- аккумуляторы от фонариков; вторым (0,5. 0,6 А) -- аккумуляторы от ИБП и третьим (2. 2,5 А, правда, долгонько) -- автоаккумуляторы.
7) Измерители напряжения и тока: вопрос, казалось бы, второстепенный, однако красиво перемигивающиеся циферки цифрового вольтметра на практике, как ни парадоксально, снижают удобство пользования БП. Если уж и применять цифровой вольтметр, то не более, чем 3½-знаковый. Мельтешение цифр в младших разрядах 4-х и более разрядных вольтметров отвлекает от осознавания величины измеряемого напряжения, отнюдь не прибавляя точности. При импульсном характере потребления тока нагрузкой мельтешение цифр будет и в 3½-знаковом вольтметре. Если уж настолько критично выставить стабилизируемое напряжение до единиц-десятков миллиВольт, можно сделать это подключением к клеммам внешнего мультиметра, ибо возникнуть такая задача может примерно с такой же частотой, как рубка дров и чистка картошки в машине Шурупчика.
С цифровым амперметром ситуация несколько серьезнее. Во-первых, измерение тока производится на его собственном токоизмерительном шунте, который включается последовательно с токоизмерительным шунтом цепи ограничения тока самого БП, тем самым повышая выходное сопротивление БП и снижая точность поддержания выходного напряжения. Во-вторых, из-за дискретности измерений в большинстве амперметров порядка 1. 2 Гц, мгновенные скачки выходного тока (к примеру, при подключении к плате с короткозамкнутыми дорожками) отслеживаются с запозданием, обусловленным как этой дискретностью измерений, так и необходимостью какого-то времени на осознавание измеренной величины тока. Можно, конечно, цифровой амперметр и доработать на использование основного токоизмерительного шунта БП, либо же использовать шунт измерителя тока, но при этом потребуется его перекалибровка.
В этом плане стрелочные измерительные головки намного информативнее и удобнее для встраивания и калибровки. Супер-точность измерений не столь важна, на первом месте стоит удобство примерного считывания показаний.
9) Регулирующий элемент - биполярный транзистор в сравнении с полевым: произведение разницы между входным и выходным напряжениями на силу выходного тока в любом случае должно на чем-то выделиться в виде тепла (увеличив этим энтропию Вселенной). Нет никакой принципиальной разницы, на чем это произойдет -- на коллекторном переходе биполярного транзистора, либо на канале полевого. Выделяющееся тепло в обоих случаях будет одинаковым. Поэтому сравнивать следует другие характеристики полевых и биполярных транзисторов, а именно:
- Ток управления, который для мощного биполярного транзистора с его невысоким коэффициентом усиления составит порядка 1/10. 1/15 выходного тока, против пренебрежимо малого тока управления затвором полевого;
- Емкость затвора/базы, которая для полевого транзистора составит единицы нанофарад, что всё равно потребует достаточно существенного тока управления затвором при быстропеременных токах нагрузки, иначе БП не обеспечит нужного быстродействия, тогда как для биполярного транзистора -- десятки пикофарад, причем эта емкость мало изменяется с изменениями коллекторного тока. ;
- Падение напряжения база-эмиттер/затвор-исток, которое для биполярного транзистора составляет всего порядка 0,7 В, и слабо зависит от силы базового тока против 5. 8 В для ключевых HEXFET транзисторов, что однозначно делает их практически неприемлемыми для работы в линейном режиме, поскольку совершенно впустую будут недоиспользоваться эти 5. 8 В входного напряжения (речь идет о простых схемах ЛБП , с единственным входным напряжением). Если уж без полевых транзисторов ЛБП просто не мыслится, то для такого режима работы предназначены боковые (латеральные) МОП-транзисторы, разработанные для применения в звуковых трактах УМЗЧ. В качестве примера приведу графики передаточной характеристики латерального FET 2SK2220 в сравнении с HEXFET IRFP240. Надеюсь, разница достаточно очевидна.
Хотя, всё равно, потеря напряжения (а следовательно, и излишнее тепловыделение) на полевых транзисторах будет больше. Либо же необходимо усложнять схемотехнику БП за счет вольтодобавки ко входному напряжению для управления затворами полевых транзисторов. Тем более, что допустимые токи (десятки Ампер) относятся не к линейному, а к ключевому режиму их работы. В линейном режиме ограничивающим параметром будет максимально допустимая рассеиваемая мощность, которая что у полевых, что у биполярных транзисторов определяется, в основном, типом корпуса, в который упакован кристалл.
Учитывая изложенное в предыдущем пункте анализа относительно выходного быстродействия, преимущество полевых транзисторов для ЛБП по сравнению с биполярными становится достаточно сомнительным.
В первом приближении это пока что все мои аргументы "за" и "против" тех или иных схемотехнических решений и желаемых параметров ЛБП .
В качестве подтверждения сказанному приведу личный пример своего "ветерана", верой и правдой служащего уже 40 (СОРОК!) лет:
Верхняя крышка снята, чтобы показать "потрошки". Ни типа, ни марки, кроме надписи на лицевой панели "Блок питания универсальный "Электроника"" нет. Очевидно, "ширпотребовская" продукция какого-то военного завода. Схема, к сожалению, за эти годы тоже утеряна. "Родные" параметры с "родными" регулирующими транзисторами КТ807: 2. 15 В / 300 мА. После модернизации (замены на TIP41) поднял ограничение выходного тока до 0,5 А.
Четыре левых клеммы - выходы стабилизаторов напряжения. Полностью изолированы один от другого, питаются от отдельных обмоток трансформатора. Платы стабилизаторов стоят вертикально слева. В оригинале стояли по одной слева и справа от центрально установленного трансформатора. Крайние правые клеммы - выходы переменного напряжения, переключаемого пакетником над ними с шагом 3 В. Применяю преимущественно для питания мини-дрели на 27. 30 В.
На клеммы между стабилизированными и переменным напряжением в оригинале подавалось просто выпрямленное и отфильтрованное конденсатором напряжение. Они задействованы для вывода стабилизированного напряжения от дополнительного более мощного стабилизатора с током до 1,5 А (это уже моя модернизация) на еще К1УТ401Б, размещенного справа от трансформатора. Его регулирующий транзистор вынесен на заднюю стенку. Регулировка выходного напряжения - дискретная (3,3-5-9 В и дальше до 30 В с шагом 3 В), используя тот же пакетник, что и для переменного напряжения.
Итого получается "тройное моно", как я и описывал выше, да еще и с каналом переменного напряжения.
Второй пример - мощный "монстрик" на двухполярное напряжение без стабилизации (только выпрямленное). Токоограничение выполняется автомобильными лампами накаливания:
Поскольку падал, плата выпрямителя и фильтров "сворочена" на сторону. Изготовлен для питания эстрадных усилителей при их ремонтах.
Ремонт материнских плат Compal, с неисправностью "не заряжает" или "не включается", особенно после залития жидкостью, зачастую вызывает у мастеров трудности. Рассмотрим типовую схему питания и заряда, применяемую в ноутбуках Acer, на примере платформы LA-6552p. Эта материнская плата устанавливается в ноутбуках Acer 5552 и Emashines E442. Другие материнские платы, имеющие в своем составе микросхему чарджера ISL 6251, построены по аналогичному принципу и имеют минимальные отличия.
Datasheet микросхемы чарджера ISL-6251
Будем рассматривать параллельно типовую схему включения чарджера ISL6251a и те куски схемы ноутбука, которые связаны с запуском и зарядом аккумулятора.
Запуск ШИМ RT8205, дежурные напряжения +3 и +5
На данной платформе генерация дежурных напряжений происходит только при питании от адаптера.
Рассмотрим работу ноутбука без аккумулятора, поскольку при ремонте материнской платы обычно мастер так и поступает, запитывая плату от лабораторного блока питания. После подключения адаптера появляется VIN и PreCHG. Через резистор PR128 оно поступает на базу PQ34, открывая его, а он, в свою очередь, открывает PQ31, подавая PreCHG на B+. Поскольку пока никакие узлы не запущены, потребления по B+ нет, то через резисторы PR124-PR127 происходит заряд конденсаторов, подключенных к B+
Когда напряжение B+ достигнет достаточного для запуска RT8205, появляются напряжения +3VLP и VL. А дальше, если запуск не заблокирован транзисторами PQ63A, PQ63B, напряжения +3ALWP и +5ALWP Чтобы произошел запуск, нужно, чтобы PQ64 был открыт. Для этого должно быть напряжение VS, а ACPRN в низком уровне. VS берется из VIN через резисторы PR10 PR11.
При питании от батареи VS отсутствует и появляется при нажатии на кнопку питания. Таким образом, при питании от аккумулятора в дежурном режиме RT8205 генерирует только +3VLP и VL.
Многие платформы Compal имеют схожие схемы. В некоторых могут применяться операционные усилители для формирования ACSET и других сигналов. В этих узлах для формирования опорного напряжения может использоваться напряжение 3V RTC, такие платы не запускаются, если батарейка часов разряжена.
Ремонт ноутбуков в Минске © "remnout.by" 2012. Все права защищены.
Любое использование материала запрещено без согласия правообладателя
Каждый мастер, серьезно занимающийся ремонтом ноутбуков, обязательно имеет на вооружении такой полезный инструмент, как лабораторный блок питания. Да и не только для ремонта ноутбуков будет полезен этот прибор.
Что такое лабораторный блок питания? Это качественный блок питания с регулируемым выходным напряжением. В большинстве случаев он имеет регулировку ограничения тока и индикацию тока. Нам понадобится именно такой.
Итак, как применять этот прибор в ремонте ноутбуков? Во-первых, нужно запитать ноутбук от ЛБП (для этого удобно иметь набор различных сьемных переходников) и по величине потребляемого тока и характеру его изменения сделать выводы. Так, например, отсутствие потребляемого тока может говорить либо о неисправности разъема питания ноутбука, либо о неисправности входных цепей или чарджера. Потребляемый ток в районе 0.01-0.05А говорит о том, что вероятнее всего чарджер и источники дежурных напряжений исправны, мультиконтроллер запитан.
Повышенное потребление тока говорит о том, что либо по В+ , либо по цепям дежурного напряжения присутствует замыкание. В таких случаях нужно измерить мультиметром величины этих напряжений, обращая особое внимание на линейные выходы ШИМ-контроллеров, и попытаться найти цепь, потребляющую повышенный ток. Иногда неисправная деталь нагревается, что помогает ее обнаружить.
Если какое-либо напряжение не появляется вообще из-за короткого замыкания (или очень маленького сопротивления) в нагрузке, лабораторный блок питания поможет локализовать место замыкания. Для этого нужно подать напряжение в замкнутую цепь и искать узлы, детали, имеющие повышенную температуру. Использовать лучше пониженное напряжение. Так, например, если замыкание в цепи 3.3В, то подавать можно 1В.
Если ноутбук включается, но нет инициализации, то кое-какие выводы можно делать, наблюдая за изменением потребляемого тока. Так, например, если ток прыгает в диапазоне 0.6-1.8 ампер, это говорит о том, что процессор пытается выполнять код БИОС, проходит поочередная инициализация устройств. Вероятнее всего, память, северный мост, процессор и его питание исправны. Неисправны, вероятно, видеочип, матрица или шлейф матрицы. Если ток мал, то нужно проверить, запитался ли процессор. Если ток, например, сразу устанавливается на 1.5А, то неисправны могут быть северный мост, оперативная память или прошивка флеш.
Ремонт ноутбуков в Минске © "remnout.by" 2012. Все права защищены.
Любое использование материала запрещено без согласия правообладателя
Блок питания - это устройство, служащее для преобразования (понижение или повышение) переменного сетевого напряжения в заданное постоянное напряжение. Блоки питания делятся на: трансформаторные и импульсные. Первоначально создавались только трансформаторные конструкции блоков питания. Они состояли из силового трансформатора, питающегося от бытовой сети 220В, 50Гц и выпрямителя с фильтром, стабилизатором напряжения. Благодаря трансформатору происходит понижение напряжения сети до необходимых величин, с последующим выпрямлением напряжения выпрямителем, состоящим из диодов, включенных по мостовой схеме. После выпрямления постоянное пульсирующее напряжение сглаживается параллельно подключенным конденсатором. При необходимости точной стабилизации уровня напряжения применяются стабилизаторы напряжения на транзисторах.
Основной недостаток трансформаторного блока питания - это трансформатор. Почему так? Все из-за веса и габаритов, так как они ограничивают компактность блока питания, при этом их цена достаточно высока. Но эти блоки питания просты в конструкции и это их достоинство. Но все-же в большинстве современных устройств применение трансформаторных блоков питания, стало не актуальным. Им на смену пришли импульсные блоки питания.
В состав импульсных блоков питания входят:
1) сетевой фильтр, (входной дроссель, электромеханический фильтр, обеспечивающего отстройку от помех, сетевой предохранитель);
2) выпрямитель и сглаживающий фильтр (диодный мост, накопительный конденсатор);
3) инвертор (силовой транзистор);
4) силовой трансформатор;
5) выходной выпрямитель (выпрямительные диоды включенные по полумостовой схеме);
6) выходной фильтр (фильтрующие конденсаторы, силовые дроссели);
7) блок управления инвертором (ШИМ контроллер с обвязкой)
Импульсный блок питания обеспечивает стабилизированное напряжение за счет использования обратной связи. Работает он следующим образом. Напряжение сети поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр, где напряжение сети выпрямляется, а пульсации сглаживается за счет использования конденсаторов. При этом выдерживается амплитуда порядка 300 вольт. На следующем этапе подключается инвертор. Его задача - формирование прямоугольных высокочастотных сигналов для трансформатора. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления. С выхода трансформатора высокочастотные импульсы поступают на выходной выпрямитель. Из-за того, что частота импульсов порядка 100 кГц, то необходимо применение быстродействующих полупроводниковых диодов Шотке. На завершавшей фазе производится сглаживание напряжения на фильтрующем конденсаторе и дросселе. И только после этого напряжение заданной величины подается в нагрузку. Все, хватит теории, перейдем к практике и начнем делать блок питания.
Корпус блока питания
Каждый радиолюбитель, который занимается радиоэлектроникой, желая оформить свои устройства часто сталкивается с проблемой, где взять корпус. Эта проблема постигла и меня, что в свою очередь натолкнуло на мысль, а почему бы не сделать корпус своими руками. И тут начались мои поиски. Поиск готового решения как сделать корпус не привел ни к чему. Но я не отчаивался. Подумав некоторое время, у меня возникла мысль, а почему не сделать корпус из пластикового короба для укладки проводов. По габаритам он мне подходил, и я начал резать и клеить. Смотрим рисунки ниже.
Размеры короба были выбраны исходя из размера платы блока питания. Смотрим рисунок ниже.
Также в корпусе должны поместиться еще индикатор, провода, регулятор и сетевой разъем. Смотрим рисунок ниже.
Для установки выше перечисленных элементов в корпусе были прорезаны необходимые отверстия. Смотрим рисунки выше. Ну и наконец, для придания корпусу блока питания эстетичности, он был окрашен в черный цвет. Смотрим рисунки ниже.
Измерительный прибор
Скажу сразу, что искать измерительный прибор долго не пришлось, выбор сразу пал на совмещенный цифровой вольтамперметр TK1382. Смотрим рисунки ниже.
Диапазоны измерений прибора составляют для напряжения 0-100 В и ток до 10 А. На приборе также установлены два калибровочных резистора для подстройки напряжения и тока. Смотрим рисунок ниже.
Что касается схемы подключения, то у нее есть нюансы. Смотрим рисунки ниже.
Схема блока питания
Для измерения тока и напряжения воспользуемся схемой - 2, смотри рисунок выше. И так по порядку. На имеющийся у меня блок питания от ноутбука сначала найдем схему электрическую принципиальную. Поиск необходимо проводить по ШИМ контроллеру. В данном блоке питания это CR6842S. Схему смотрим ниже.
Теперь коснемся переделки. Так как будет делаться регулируемый блок питания, то схему придется переделать. Для этого внесем изменения в схему, эти участки обведены оранжевым цветом. Смотрим рисунок ниже.
Участок схемы 1,2 обеспечивает питание ШИМ контроллера. И из себя представляет параметрический стабилизатор. Напряжение стабилизатора 17,1 В выбрано в связи с особенностями работы ШИМ контроллера. При этом для питания ШИМ контроллера задаемся током через стабилизатор порядка 6 мА. "Особенность данного контроллера в том, что для его включения необходимо напряжение питания больше 16,4 В, ток потребления 4 мА" выдержка из datasheet. При такой переделке блока питания необходимо отказаться от обмотки самозапитки, так как ее применение не целесообразно при низких напряжениях на выходе. На рисунке ниже можете увидеть данный узел после переделки.
Участок схемы 3 обеспечивает регулирование напряжения, при данных номиналах элементов регулирование осуществляется в пределах 4,5-24,5 В. Для такой переделки необходимо выпаять резисторы, отмеченные на рисунке ниже оранжевым цветом, и на их место запаять переменный резистор для регулировки напряжения.
На этом переделка окончена. И можно производить пробный запуск. ВАЖНО. В связи с тем, что блок питания запитывается от сети 220 В то необходимо быть внимательным, во избежания попадания под действие напряжения сети! Это ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ. Перед первым запуском блока питания необходимо проверить правильность монтажа всех элементов, а затем производить включение в сеть 220 В, через лампочку накаливания 220 В, 40 Вт во избежания выхода из строя силовых элементов блока питания. Первый запуск можете увидеть на рисунке ниже.
Также после первого запуска проверим верхний и нижний пределы регулирования напряжения. И как задумывалось, они лежат в заданных пределах 4,5-24,5 В. Смотрим рисунки ниже.
Ну и напоследок, при испытаниях с нагрузкой на 2,5 А корпус начал хорошо греться, что меня не устроило и я решил сделать перфорацию в корпусе для охлаждения. Место для перфорации выбирал исходя из места наибольшего нагрева. Для перфорации корпуса сделал 9 отверстий диаметром 3 мм. Смотрим рисунок ниже.
Для предотвращения случайного попадания внутрь корпуса токопроводящих элементов, с обратной стороны крышки на небольшом расстоянии приклеена предохранительная заслонка. Смотрим рисунок ниже.
Вот и все, в результате сделан регулируемый блок питания из зарядного от ноутбука. Ниже можно посмотреть дополнительные фото.
В этой статье я хотел бы рассказать о своем лабораторном БП, за основу которого была взята схема «Простой и доступный БП». Вариантов этого устройства довольно много, авторы постоянно что-то добавляют, вносят изменения, на тот момент, когда я начал собирать, последней версией была v 13. Однако я немного изменил схему, в свою пользу, т.к. планировал использовать БП на большие токи и хотел добавить схему переключения обмоток трансформатора. Вот схема оригинал:
В своем варианте я убрал «Индикатор перегрузки» на DA 1.3 и «Схему измерителя тока» на DA 1.4 и т.к. теперь два ОУ освободились, я решил на них же собрать «Схему переключения обмоток трансформатора», но об этом позже. Из-за этого была изменена схема стабилизации +12В для микросхемы ОУ, был использован отдельный источник питания со стабилизатором 7812. Также добавил силовых транзисторов, вместо одного 2N3055 я поставил пару 2SC5200. Максимальный отдаваемый ток теперь 5,6А. Вот мой вариант схемы:
В итоге мой вариант регулирует напряжение от 0 до 25В и может ограничивать максимальный ток на уровне от 0,01А до 5,6А. Для окончательной настройки схемы нужно установить максимальное напряжение резистором R13 и подобрать резисторы R14 и R16 для макс. и мин. тока соответственно.
Управление обмотками трансформатора
Бывают такие случаи,что нужно подключить к ЛБП какую-то низковольтную нагрузку, но с довольно большим током, например 5В при токе 5А. Тогда получается, что на силовых транзисторах будет падать несколько десятков вольт. К примеру после диодного моста и конденсатора в фильтре у нас 30В, а на выходе ЛБП всего 5В, значит на транзисторе будет падать 25В, и это при токе в 5А, получается, что бедный транзистор как-то должен превратить 125Вт просто в тепло. Одному мощному транзистору это не под силу, просто напросто произойдет тепловой пробой и он выйдет из строя, да и двум тяжко будет. На этой случай придумана схема, которая переключает обмотки трансформатора в зависимости от выходного напряжения ЛБП. К примеру, если нужно 5В, то зачем подавать на ЛБП 30В?
Ниже изображена схема переключения обмоток:
У меня же сам ЛБП и «схема переключения» собраны на одной плате. Переключение обмоток происходит при напряжениях на выходе 12В и 18В. Настройка схемы сводится к установке нужных напряжений переменными резисторами. Резистором R2 устанавливается деление выходного напряжения на 10, т.е. если на выходе ЛБП 25В, то на среднем выводе R2 (ползунке) должно быть 2,5В. Далее устанавливаем пороги срабатывания реле. Например у меня при 12В срабатывает первое реле, значит на 2 ножке микросхемы нужно установить 1,2В, соответственно при 18В на 6 ножке устанавливаем 1,8В. Позже можно будет заменить переменные резисторы R3 и R5 на два постоянных, спаяв их как делитель напряжения.
Охлаждение
В качестве радиаторов были собраны экспериментальные варианты из алюминиевых карнизов для штор, профили прикручиваются винтами к алюминиевой пластине ( признаюсь, хотелось бы потолще) и естественно промазываются термопастой. Эффективность таких радиаторов довольна неплохая. В верхней крышке корпуса есть отверстия для охлаждения.
Ампервольтметры
В качестве измерителя напряжения и тока была использована довольно известная схема на специализированной м\с ICL7107. Я собирал по этой схеме:
Отдельное питание
Для питания индикации и микросхем LM324 в ЛБП используется отдельный трансформатор и стабилизаторы +5В и +12В.
О корпусе
Основой для корпуса стал кусок стеклотекстолита, толщиной около 6-7 мм. На нем все и собиралось, далее были прикручены передняя панель со всеми органами управления и индикацией и задняя с вентиляторами и сетевым разьемом. И сверху П–образная крышка, обклеенная синей самоклейкой.
Трансформаторы я использовал ТН 60. У них довольно мощные обмотки по 6,3В. Ток до 7А. По весу данный аппарат получился около 10кг.
Диодные мосты серии КВРС, 35-амперные, также посаженые на общий радиатор с силовыми транзисторами.
Работа чарджера ISL6251 и заряд аккумулятора.
Питание +19в поступает на 24-й вывод микросхемы чарджера DCIN с разъема питания через диод PD16 и резистор PR281. Если вы заменили микросхему, проверьте цел ли резистор. Внутри микросхемы на выводе 1 VDD формируется напряжение питания +5в которое далее через PR86 поступает на 15 вывод VDDP и запитывает остальные узлы микросхемы. Проверяем присутствие +5в на 15 выводе.
На выводе VREF должно быть генерируемое чарджером опорное напряжение 2.39v
Мультиконтроллер обменивается данными с контроллером аккумулятора и при необходимости зарядки выставляет высокий уровень на выводе EN чарджера, разрешая ему заряд.
На выводе CELLS мультиконтроллер устанавливает напряжение, зависящее от количества банок в аккумуляторе, указывая тем самым чарджеру, какое напряжение подавать на аккумулятор.
Выводы CSIN CSIP подключены к датчику тока источника питания - резистору PR61, а выводы CSON CSOP - источнику тока заряда. При превышении тока чарджер выключает зарядку аккумулятора.
Таким образом, для заряда аккумулятора необходимо, чтобы чарджер был запитан (DCIN = 19в, VDD и VDDP = 5в, VREF = 2.39v), чтобы он продетектировал питание (ACSET >1.26v) мультиконтроллер выдал ему сигнал EN.
Должна запуститься генерация на транзисторах PQ55 PQ57, токи на PR61 и PR78 не должны превысить предельно допустимых. Здесь следует обратить внимание, что кроме самих резисторов PR61 PR78 могут подгореть также и PR74 PR76 PR72 PR73, из-за чего чарджер может неправильно измерять токи.
Работа цепей питания LA6552p. Первоначальный запуск и появление напряжений.
Для работы ноутбука необходимо, чтобы открылись входные полевые транзисторы PQ14 PQ15. Их открывает транзистор PQ68B. Его же открывает высокий уровень сигнала PACIN. На транзисторах PQ68A, PQ21, PQ19 собрана блокировка - низкий уровень на затворе PQ68A приводит к надежному закрытию PQ14, PQ15. Также это может произойти, если мультиконтроллер подымет сигнал ACOFF.
Теперь посмотрим, откуда берется PACIN. По схеме мы видим, что из 6251VDD через резистор PR286. В добавок к этому, PQ67 должен быть закрыт, для чего чарджер должен продетектировать наличие внешнего питания (вывод ACSET) и опустить сигнал ACPRN.
Кстати, ACSET формируется не из напряжения VIN с разъёма, а из напряжения PreCHG, которое, в свою очередь, уже формируется из VIN четырьмя резисторами PR124-PR127, поэтому, если последние в обрыве, то чарджер не увидит подключенный адаптер.
Читайте также: