Блок питания для ноутбука на трансформаторе
Этот блок питания предназначен для сетевого питания ноутбуков и моноблоков. Альтернативным он назван за то, что не является импульсным блоком питания, а построен по «старой» схеме – силовой трансформатор – выпрямитель – стабилизатор напряжения.
Это конечно делает его тяжелым и крупным, но в «стационарных» условиях это большого значения не имеет. После выхода из строя штатного блока питания, было поставлено «техническое задание», – выходное напряжение 19V, ток не ниже 5А. На всякий случай, ток было решено взять с запасом, – до 10А.
Основой любого не импульсного блока питания является низкочастотный силовой трансформатор. В данном случае это тороидальный довольно тяжелый трансформатор типа TST250W/24V. Его номинальное выходное переменное напряжение 24V при токе 10А и входном напряжении 230V. У данного трансформатора нет никаких колодок для подключения или клемм, – просто «колесо» с четырьмя проводами для подключения.
Конечно, можно применить любой другой трансформатор с вторичным напряжением 20-25V. В магазинах промышленного электрооборудования можно приобрести другой трансформатор соответствующей мощности на 24V, например, на Ш-образ- ном сердечнике.
Переменное напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора Т1 поступает на выпрямительный мост VD1 и конденсатор С1, сглаживающий пульсации. В принципе, соглашусь, что емкости 2200 мкФ при токе 10А не слишком достаточно. Но, это же не УНЧ питаем. На задней стенке ноутбука вообще стоит значок пульсирующего напряжения. Так что для данного случая, этого вполне достаточно.
Стабилизатор напряжения сделан на основе микросхемы 7812. Но её выходное напряжение равно 12V, а нам нужно 19V, плюс максимальный ток 1А, а нужно, как было решено, 10А. Выходная мощность была увеличена за счет транзистора VT1 типа КТ819, на котором сделан эмиттерный повторитель выходного напряжения стабилизатора А1. Напряжение стабилизации было поднято за счет стабилитрона VD2, это Д814А, его напряжение стабилизации 8V. Так что 12+8=20.
Однако, около одного вольта падает на транзисторе VT1, так что выходит как раз как и надо.Транзистор VT1 расположен на пластинчатом алюминиевом радиаторе от транзистора источника питания старого телевизора «Philips», его внешние габаритные размеры 70x50x30 мм. Другой аналогичный радиатор, но меньших размеров (50x45x30), использован для микросхемы – стабилизатора А1. Налаживания не требуется.
Источник
DC-DC 10-32V или зарядка ноутбука своими руками
В путешествие по Кавказу мы как и все туристы взяли с собой кучу электроники: 2 телефона, зеркальный фотоаппарат, мыльница, 2 жпса (автомобильный и туристический), зарядки для аккумуляторов фонарей, переносная радиостанция и ноутбук. Согласен — тут много лишнего, но ведь опыт — сын ошибок трудных 🙂
Самая большая проблема всего этого барахла — его нужно заряжать. Почти все современные устройства питаются либо от 5 Вольт, либо от 12, и благо в автомобиле есть оба напряжения. Но есть и относительно проблемные устройства: ноутбук и зеркалка, на которые нужно 220В для родной зарядки, или контроллер заряда 2S лития от 12 Вольт.Редко какой ноутбук сейчас работает от 12 вольт — это древние нетбуки требовали такого напряжения. Современные же почти все весьма прожорливые, хотят питаться от 18-20 Вольт и съедают, как правило, до 3 Ампер.
Вот у меня как раз такой помощник штурмана и лежит — Itronix IX-250. Это воистину не убиваемый кирпич, который можно использовать как табуретку, подставку под домкрат, сендтрак, доску для нарезки овощей и после этого открыть в нем карту и ехать дальше.
Собственно, этому товарищу нужны те самые 19В @ 3А которых штатно в машине не найти. Многие делают просто — покупают инвертор, который втыкают в прикуриватель, в инвертор обычную сетевую зарядку метра три длинной, и туда уже ноутбук. Получается следующее преобразование: =12В —
Данная конструкция имеет единственный плюс — через инвертор можно заряжать не только ноутбук, но и другие штуки, типа той же зеркалки.
Однако, минусов намного больше:
ооочень длинная борода конструкция, которая в длительной поездке, а тем более на соревнованиях будет постоянно мешаться под ногами.
кпд этой цепочки стремится к нулю 🙂 на каждом преобразователе (инвертер+бп ноутбука) будет теряться до 10-30% энергии просто на нагрев воздуха.
покупать инвертор с модифицированным синусом мне не позволяют внутренние предубеждения и техническое образование, а хороший — с чистым синусом стоит приличных денег, и покупать его только для ноута сильно накладно.
качество недорогих инверторов оставляет желать лучшего, и это опасно для ноутбука.
Рассмотрев возможные варианты подключений я остановился на повышающем DC-DC преобразователе. То есть, будем поднимать напрямую постоянные 12(14)В бортовой сети в постоянные 19В. Такой преобразователь можно купить готовый, но те что были представлены в локальных магазинах совсем не внушали доверия: не вентилируемый пластиковый корпус, тонюсенькие провода, хлипкий пластик… Да что там говорить — у меня на работе такой, раскаляется аки чайник и начинает вонять.
Я решил попробовать заколхозить подобную штуку сам. Не буду лукавить — я не рассчитывал, и не разводил плату а воспользовался уже готовой:
150W Boost Converter DC to DC 10-32V to 12-35V
Входное напряжение: 10-32В
Выходное напряжение: 12-35В
Мак. выходной ток: 6А
Макс. ток на входе: 10А 
В открытом виде, как понимаете, использовать его в машине невозможно, потому неплохо было бы найти для платы шкурку. Например такую:
Преобразователь предварительно нужно было немного допилить: зашунтировать электролитические конденсаторы керамикой для фильтрации ВЧ шума, и подправить обратную связь шим контроллера как советует Ksiman.
Взяв в руки плату и корпус становится очевидно, что в коробочку плата с радиаторами не влезет, да и без — тоже. Чтобы впихнуть невпихуемое решено было выпаять радиаторы, силовые элементы (диодную сборку и мосфет) и подрезать на заточном станке плату до нужных размеров.
После срезания одного торца пришлось дорожку восстановить проводом, и пользуясь случаем выпаял светодиод и клемники — они там не нужны. Ноги силовых элементов пришлось изогнуть так, чтобы теплорассеивающая часть была на одном уровне с новым краем платы для хорошего контакта с новым «радиатором».
Диодная сборка и мосфет были посажены на термопасту через терморезиночку прямо на аллюминиевый корпус служащий радиатором и надежно закреплены винтом.
В качестве разъема был выбран GX16-4 — это «авиационный» 4х контактный разъем выдерживающий токи до 15 ампер по паспорту. По двум штырькам я пустил входящее напряжение, а по оставшимся двум — выходящее повышенное. Плюсом такого разъема является его относительная герметичность и надежная фиксация штекера.
Предвидя тяжелые условия эксплуатации я позаботился и о кабелях: входной был взят термостойкий многожильный 2*1мм2 в двойной силиконовой оболочке (Basoglu SIMH). Честно говоря, я даже не ожидал такого качества — кабель очень мягкий, приятный на ощупь, внутри внешней оболочки провода в тальке, паяется отлично. В качестве выходного использовал обычный ноутбучный коаксиал. Это как правило очень износостойкие кабели с хорошим сечением. Я давно уже использую такие для поделок, где на кабель будут приходится постоянные нагрузки. Штекер для ноутбука напаял из того что было (временно).
Оба кабеля с небольшими ухищрениями заделал в разъем, а на тонкий кабель надел пружинку — такая конструкция очень сильно продлевает жизнь кабелей около разъемов, т.к. намного увеличивает радиус изгиба и предотвращает заломы. Не лишним будет и ферритовое колечко на выходную линию для гашения помех.
Удобнее, конечно, было бы использовать две розетки в корпусе — на вход и на выход с разных сторон. Это и в монтаже удобнее, и «проходная» конструкция удобнее в эксплуатации. Но каждая пара папа-мама локально стоит 200р, сэкономил.
При желании и небольших усилиях конструкцию можно сделать полностью герметичной, ведь и у корпуса и у разъема уже есть задел на это.
Я своим ноутбуком смог нагрузить преобразователь только на 3.6А @ 11.8В на входе, при этом за 20 минут работы на таком токе корпус прогрелся немного сильнее окружающей температуры. Пирометр показывает 32,3°С. Измерять температуру алюминиевой коробки пирометром не совсем корректно, но даже после закрашивания области черным маркером показания не изменились.
Вот так выглядит вся конструкция в машине, ноут без аккумулятора для подтверждения работы. Пол часа работы ноутбука на холостом ходу никак не сказались на температуре преобразоателя, тем более от 13,8В бортовой сети ему будет работать проще, чем от 11.8В дома.
Бюджет вышел около 1000 рублей учитывая что половина деталей бралась в Китае. Если брать все локально — можно цены смело умножать на два.
Теперь о впечатлениях.
На мартовских выходных откатал аж двое соревнований: «Весенний прорыв» штурманом на боевом УАЗе и приуроченные к 8 марта «Королева авто», уже пилотом, на своей машине.
Уже на первых соревнованиях я оценил всё удобство зарядки — ничего нигде не висит и не болтается. Я зарядку включил в прикуриватель и все засунул под сиденье, а оттуда к ноуту шел один единственный кабель питания. Бп, кстати, почти не греется. Был момент, когда я не заметил, как вывалился штекер питания из ноута, и он около часа работал от батареи, после чего блоку питания пришлось тянуть и зарядку батареи, и работу ноута. А все усугублялось еще тем, что в уазе на полную работала печка дующая в ноги — аккурат под сиденье, и в этот момент корпус блока питания был по ощущениям градусов 45-50, то есть немного горячее, чем теплый.
Еще раз убедился в том, что сделал правильно, что купил толстый кабель — часто получалось так, что при крутом уклоне капотом вниз БП вылетал под ноги, и я какое-то время топтался по нему. Очевидно, тонкий кабель в таких условиях умрет намного быстрее.
Единственное, что, пожалуй, стоит изменить в связке БП — ноутбук — это разьем питания самого ноутбука. Нужно поставить туда что-то типа GX16-2, такого как на блоке питания. Это позволит предотвратить случайные выпадания штекера и вероятность облома гнезда от материнской плате в ноутбуке при рывке за кабель.
Да, на «Королеве Авто» мы заняли третье место 🙂
Это первый мой обзор, прошу помидоры кидать в личные сообщения.
Все куплено за свои деньги.
Источник
Простые схемы блоков питания. Для начинающих. Часть 1 — трансформаторный.
Всем здравствуйте! Сегодня, по нескольким, просьбам решил написать краткую статью в которой мы слегка «пробежимся» по некоторым схемам блоков питания. И немного сравним плюсы и минусы тех и других.
В схемах первых блоков питания использовались понижающие (повышающие) трансформаторы. В зависимости от того что требовалось. Повысить или понизить напряжение. Схемы были достаточно просты, надёжны и имели не большое количество деталей. По большому счету можно обойтись всего тремя деталями. Трансформатор, диодный мост и фильтрующий электролитический конденсатор.
Вот схема простого не стабилизированного блока питания. Минус — не стабилизированное напряжение. Для некритичных схем.
Не стабилизированный он считается по тому, что если входное напряжение будет занижено, то и выходное напряжение станет ниже заявленного. Выходное напряжение зависит от данных трансформатора.
Так-же были простейшие схемы со стабилизацией.
Стабилизация данного блока осуществляется подбором стабилитрона VD2. В зависимости от напряжения стабилизации стабилитрона можно «настроить» выходное напряжение блока питания.Минусом этой схемы является слабый выходной ток такого блока.
Так-же были схемы со стабилизацией и защитой от короткого замыкания на транзисторах. Такие схемы можно использовать для изготовления лабораторных блоков питания. Минусом таких блоков является относительно бОльшее количество деталей, но есть и свои плюсы в защите и более высоком выходном токе.
И по проще ,с регулировкой, стабилизацией, но без защиты.
Ещё есть схемы со стабилизацией на микросхемах типа КРЕН или их современных собратьях типа LM78xx KIA78xx и прочих.
Есть стабилизаторы типа LM79xx- всё то-же самое но другой полярности .
Схема без регулировки выходного напряжения. Плюс — стабилизированное выходное напряжение до 35 вольт (зависит от включения крен) и хороший выходной ток до1,5 ампера, есть внутренняя защита. Минусом является то, что нужен хороший радиатор для охлаждения стабилизатора и мощный трансформатор.
Также на этих стабилизаторах (крен) можно собрать и регулируемую схему.Плюсы- плавная регулировка напряжения, хороший ток. Минусы — хороший радиатор и наличие трансформатора с большИм выходным напряжением и током.
Есть схемы блоков питания с более высоким выходным током. Так-же регулируемые. На стабилизаторах типа LM317- аналог крен. Выходной ток повышается за счёт добавления выходного транзистора.
Так-же есть схемы с двухполярным питанием. Эти схемы имеют так-же бОльший выходной ток. Так-как на «выходе» блока установлены силовые транзисторы.
А сейчас подведём краткий итог использования трансформаторных блоков питания.
Минусами является то, что в большинстве случаев требуется хороший трансформатор.С достаточно высоким КПД. А это в обычных трансформаторах требует большИх размеров. В таких блоках желательно примерять тороидальные трансформаторы. Нужно хорошее охлаждение для элементов. И конечно относительно не большой выходной ток. Хотя для начинающего радиолюбителя в начале практики вполне себе достаточно. Для схем на стабилизаторах типа КРЕН(LM78xx) выходное напряжение трансформатора должно быть выше стабилизируемого примерно на 15-20% выше! Пример если блок питания на 12 вольт, то трансформатор должен быть примерно 15 вольт.
Плюсами этих блоков является всё-же относительно не большое количество деталей, лёгкость в сборке схемы, практически не требуют никакой отладки и как правило работают с первого раза. Схемы сами по себе достаточно надёжны! Что опять-же важно и не только для начинающих, но и для профессионалов!
Ну вот вкратце и всё чем хотел на данный момент поделится.
В следующих публикациях рассмотрим другие схемы блоков питания, в том числе будут и импульсные.
Надеюсь для начинающих радиолюбителей статья будет полезна.
Всем спасибо за внимание!
Если статья поможет вам в решении некоторых проблем, буду очень рад.
Остались вопросы или пожелания? Не стесняйтесь, пишите в комментариях, с удовольствием пообщаемся.
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал и вы всегда будете в курсе новых публикаций.
Приходите почаще будет много интересного, а также читайте и другие статьи нашей странички и смотрите видео.
Источник
