Привіт, читачі муська. Сьогодні я розповім Вам про 5 вольтової зарядці для PSP (надалі іменується мною - БП) або про те, куди я застосував 30 очок отриманих за цією акцією.
Кому цікаво - прошу під кат.
Пробуємо мудрувати або деталі і принцип дії схеми
По входу ніякого фільтра від викидів в мережу від цього БП немає (розмріявся я щось). Для випрямлення напруги використовується діодний міст (хоч тут не заощадили) виконаний на чотирьох діодах VD1-VD4 типу 1N4007. Конденсатор С1 ємністю 4.7мкФ і робочою напругою до 450В (ого, навіть в більш якісних БП обходяться 400В конденсаторами вхідного фільтра) служить для фільтрації 100 Гц пульсації і забезпечує необхідний рівень постійної напруги 310В (зазвичай величина його ємності приймається рівною не менше потужності БП, т . Е. 1мкФ = 1Вт) для перетворювача. Резистор R1 призначений для обмеження зарядного струму С1 при включенні БП в мережу (у більш дорогих БП як R1 застосовують термистор).
Резистор R2 створює зсув транзистора Q1 необхідне для початкового запуску БП. Генерація підтримується завдяки конденсатору С3, включеному в ланцюг позитивного зворотного зв'язку на обмотці II, частота генерації залежить від його місткості і параметрів T1. При відмиканні Q1 напруга на нижніх за схемою висновках обмоток I і II негативне, на верхніх - позитивне, позитивна полуволна через конденсатор С3 ще сильніше відкриває Q1, амплітуда напруги в обмотках зростає - Q1 лавиноподібно відкривається. У міру заряду конденсатора С3, базовий струм починає зменшуватися, Q1 починає закриватися, напруга на верхньому по схемі виведення обмотки II починає зменшуватися, через конденсатор С3 базовий струм ще сильніше зменшується, і Q1 лавиноподібно закривається. Резистор R6 необхідний для обмеження базового струму Q1. Після закриття Q1 амплітудою ЕРС самоіндукції через діод VD7 (в якості якого використовується діод Шотткі типу 1N5819 з прямим струмом 1А, так що навіть якщо закрити очі на малу габаритну потужність Т1, то струм 2А не дасть отримати цей діод) заряджається конденсатор С5 (дешевий електролітичний конденсатор з допустимою напругою 10В і місткістю 470мкФ) і надходить напруга на вихід БП. Резистор R4 - датчик струму первинної обмотки Т1. Коли величина що протікає через транзистор Q1 струму стає великою, падіння напруги на резисторі R4 зростає і через резистор R5 відкриває Q2, який обмежить базовий струм транзистора Q1 і відповідно струм первинної обмотки Т1. Таким же чином впливає і негативний зворотний зв'язок по напрузі забезпечує стабілізацію вихідної напруги - при перевищенні напруги (напруга стабілізації стабілітрона плюс падіння напруги на світлодіоді оптрона плюс падіння напруги на R8) через стабілітрон U1, що стоїть на виході БП, потече струм і світлодіод оптрона IC1 почне світитися, його фототранзистор відкриється, позитивне напруга з конденсатора С4 впливає на Q2. Резистор R8 обмежує струм стабілітрона, а R7 оберігає світлодіод оптрона від пошкодження його великим струмом. Компоненти R3, C2, VD5 утворюють демпфер, який гасить викид створюваний первинної обмоткою Т1 при закритті Q1, тим самим захищаючи останній від пробою. CY1 - спеціальний помехоподавляющий конденсатор (гадаю що це звичайний конденсатор з напругою пробою 800 або більше вольт). Як С2 і CY1 застосовані безликі конденсатори, виміряна LC-метром ємність яких складає 1нФ.
А тепер вимірювання.
Як вже було сказано раніше - на холостому ходу БП видає напругу величиною 5.36В, яке до слова за 10 хвилин жодного разу не змінювалося навіть на сотку (але це не говорить про те що в БП така хороша стабілізація, швидше свідчить про те що дешеві мультиметри з автопереключеніе діапазонів вимірюваних величин володіють великою інертністю, а саме таким я і проводив дане вимір). Подивимося осциллографом:
У клітці 1кГц і 0.1В. Амплітуда пульсацій дорівнює 0.25В. Довгі вертикальні лінії це короткі 50кГц імпульси, які на більш швидкій розгортці мого осцилографа стають не видно. Зате під навантаженням можна добре спостерігати ці імпульси зрослі у багато разів:
Струм навантаження 0.46А, величина вихідної напруги склала 5.13В. У клітці 50кГц і 0.2В, тобто амплітуда пульсацій 0.6В. З деталей гріється лише дросель (мультиметром температуру вимірювати не став бо нагрів несуттєвий). При струмі навантаження 0.84А величина вихідної напруги коливається в межах 4.92-4.98В, амплітуда пульсацій збільшилася до 0.7В при цьому Т1 сильно гріється - близько 80 градусів (це нагрів за тест протягом 2-3мінут при відсутності корпусу БП). Навантажувати більш не став бо діод Шотткі VD7 стоїть на виході БП може випустити чарівний дим є основою роботи всієї електроніки. )
Для порівняння наводжу пульсації вихідної напруги на холостому ходу найдешевшої (на момент покупки) безіменній зарядки купленої колись давним-давно на біке з заявленим вихідним струмом 0.5А:
В одній клітці 1кГц і 0.2В, під навантаженням все набагато сумніше ніж у оглядає БП. Реально з Биковський зарядки більше 0.2А не відкинеш.
А ось осцилограми пульсацій вихідної напруги оригінальної зарядки від старої нокиа з заявленим вихідним струмом 0.3А. Холостий хід (фокуса на фото немає через те що знімалося при слабкому природному освітленні):
Виглядає зовсім погано? Навпаки! Ці пульсації з частотою 190кГц і амплітудою 0.08мВ (в клітці 200кГц і 0.02В)!
Осцилограма під навантаженням 0.4А:
У клітці 200кГц і 0.1В, тобто це пульсації з частотою 75кГц і амплітудою 0.3В при перевищенні заявленого номінального струму на 33%. Обидві зарядки виконані по одній і тій же типовою схемою. Такі відмінності в якості вихідної напруги обумовлені точністю розрахунку і якістю конструктивного виконання дроселя.
Вимірювань комутаційних струмів і напруг немає через відсутність приладів для їх реєстрації (аналоговим осцилографом типу С1-65 таке поспостерігати не вийде).
Чи можна поліпшити оглядає БП і якщо так, то як? Якщо Ви маєте на своєму розпорядженні крім паяльника ще й різні детальки, то так. По-перше, збільшити ємність вихідного конденсатора С5 це знизить пульсації вихідної напруги (тут працює правило кашу маслом не зіпсуєш з двома застереженнями. Перша - при значній величині цієї ємності її зарядний струм при включенні БП проб'є діод VD7. Друга - конденсатори великої ємності коштують грошей , які в дану конструкцію вкладати недоцільно) і паралельно йому встановити постійний конденсатор ємністю не менше 0.1мкФ, що «полегшить життя» С5 і незначно знизить високочастотні (50+ кГц) пульсації вихідного н напруги. По-друге, запаяти передбачену друкованою платою мікросхему TL431 замість стабілітрона з необхідною для неї обв'язкою, це повинно дати більшу стабільність вихідної напруги. По-третє, збільшити ємність конденсатора С1 до 10мкФ (вище не має сенсу та й до того ж потребують установку в якості R1 термистора або резистора з більшим опором), що дозволить краще навантажити первинну обмотку Т1 при великих токах на виході БП, а отже зняти трохи більшу потужність. По-четверте, замінити вихідний кабель. По-п'яте, замінити діод VD7 на діод з меншим падінням напруги, що також дозволить зняти трохи більшу потужність на виході.
Осцилограми вихідної напруги з подвоєною ємністю вихідного конденсатора С5 (до С5 був паралельно підпаяні конденсатор 470мкФх50В):
Холостий хід, в клітці 1кГц і 0.1В, амплітуда пульсацій склала всього 0.06В, вихідна напруга все ті ж 5.36В.
При струмі навантаження 0.46А, вихідна напруга 5.13В. У клітці 50кГц і 0.2В, форма імпульсів пульсацій стала більш згладжена - відсутні гострі піки і відповідно їх амплітуда стала набагато нижче - менше 0.4В.
Ємність С5 збільшувати в своєму БП я не став - просто додав йому smd-конденсатор ємністю 220нФ. Так само не став збільшувати ємність вхідного конденсатора С1, тому що вирішив що з БП знімати більш 0.45А мені не потрібно. А ось стабілітрон замінив на TL431 і в якості діода VD7 запаяв трёхамперний smd-діод типу SS36 (бо і TL431 і SS36 у мене є в достатній кількості - колись були замовлені з Китаю в пачках по 100шт). Для TL431 підібрав опору резисторів подільника R9 і R10 для отримання рівно 5 Вольт на виході. В результаті з тими ж навантажувальними резисторами я отримав наступне:
Струм навантаження 0А (холостий хід) - вихідна напруга 5.01В - пульсації 0.25В.
Струм 0.45А - вихідна напруга 4.98В - пульсації 0.6В.
Струм 0.84А - вихідна напруга 4.95В - пульсації 0.6В.
Струм 1.14А - вихідна напруга коливається в межах 3.96-4.00В - пульсації перевищують 1В.
Струм 1.38А (К.З. через мультиметр) - вихідна напруга близько нуля. Тобто дросель не може видати струм більш 1.38А (хоча і такий струм він може видати лише короткочасно, бо в такому режимі перегріється). Так само очевидно, що застосування TL431 зменшило залежність осідання вихідної напруги від струму навантаження.
Замовляючи цей БП я вже припускав два варіанти його використання в залежності від реального видається струму: якщо близько 2А - харчування одного мого самопалу, якщо менше - згодиться для живлення недавно придбаного wifi-роутера w3020 (споживаний роутером струм не виходить за межі 0.45А). А раз для роутера, то в корпус БП був «імплантований» USB type A. Ось як це виглядає після мого «допілінга»:
Принципова схема стала виглядати так:
USB закріплений за допомогою клею для клейового пістолета. TL431 «покладена» не випадково, так вона виходить максимально віддаленої від Т1 який істотно гріється, а ТКС TL431 хоч і хороший, але не ідеальний.
Зараз цей БП працює в режимі 24/7 під моїм чуйним контролем.
Корпус БЖ в районі дроселя теплий.
Час підбивати підсумки. БП заряджати PSP може і буде, але заявленим характеристикам він не відповідає. Захисту від К.З. в ньому немає, тому що при К.З. проб'ється діод VD7 (а взагалі правильно розраховані обратноходового перетворювачі не бояться К.З. на виході). Реальний струм, який може довго віддавати БП в навантаження не більше 0.5А. Стабільний вихід і швидка зарядка? - Ну ви зрозуміли. )
Висновок очевидний - купувати даний товар за 1.55 + доставка не рекомендую нікому.
Технічна документація на деякі компоненти застосовуються в описаному БП:
Ультрашвидкий діод FR107
Діод Шотткі 1N5819
Випрямні діоди 1N4007
Високовольтний транзистор MJE13003
транзистор S8050
оптрон PC817
Мікросхема джерела опорного напруги TL431
Традиційне фото з вихованцем
P.S. для вимірювань мною були використані:
лінійка учнівська радянського виробництва; мультиметр ADM02 китайського виробництва; LC-метр 4070L китайського виробництва; осцилограф С1-65 радянського виробництва; вимірювання опорів проводів проводилися непрямим методом із застосуванням саморобної джерела струму і мультиметра; в якості навантаження застосовувалися потужні постійні резистори на 11, 5.8 і 3.3 Ом. Перераховані вище засоби вимірювань ніяких спеціальних перевірок точності не проходили, але для даних вимірювань точності їх показань досить. )
P.P.S. Все вищевикладене є плодом моїх суджень і тому не претендує ні на повноту, ні на істинність. Я шкодую, якщо процес ознайомлення читача з даним текстом супроводжувався будь-якими негативними відчуттями.
P.P.P.S: буду радий конструктивній критиці і готовий у міру своїх можливостей відповісти на питання, що цікавлять по темі оглядає товару.