Автомобільний блок живлення ноутбука без намотувальних елементів - Залізо - Комп’ютер та електроніка до
Пропонований пристрій призначений для живлення ноутбука від бортової мережі автомобіля. Воно не містить трансформаторів та дроселів.
Для живлення більшості ноутбуків потрібна постійна напруга близько 19 В. Відомі схеми автомобільних перетворювачів напруги живлення для них (наприклад, описаний у моїй попередній статті "Автомобільний блок живлення ноутбука на таймері КР1006ВІ1" у журналі "Радіо", 2013 № 2, с. 23) побудовані за принципом підвищує імпульсного перетворювача з використанням трансформатора або накопичувального дроселя. На відміну від них, у пропонованому пристрої реалізований двотактний інвертор з діодно-конденсаторним подвоювачем напруги. Стабілізація вихідної напруги здійснюється методом широтно-імпульсного (ШІ) регулювання.
Основні технічні характеристики Вхідна напруга, В . 11. 15 Вихідна напруга, . 19 Максимальний вихідний струм, А . 4,7 ККД, %. 61. 83 Частота перетворення, кГц. 25 Габарити, мм. 130x85x60 Вага, кг. 0,6
Схема пристрою показано на рис. 1 . Пристрій виконано на основі спеціалізованої мікросхеми КР1114ЕУ4 (DA1), яка є двотактним ШІ контролером. Ця мікросхема генерує прямокутні імпульси з керованою тривалістю. Елементи С4 і R7 задають частоту внутрішнього генератора мікросхеми близько 25 кГц, а дільник R3R4 - мінімальну тривалість паузи між імпульсами близько 8 мкс (приблизно 20% від періоду імпульсів). Ця пауза запобігає перебігу наскрізного струму через транзистори при перемиканнях. Стабілізуючий зворотний зв'язок виконано з використанням дільника напруги R1R2R6 та внутрішнього ОУ мікросхеми DA1. На входи цього ОУ (висновки 1 та 2 мікросхеми DA1) надходять сигнали зворотного зв'язку тазразкової напруги, на виході ОУ (висновку 3 мікросхеми DA1) формується напруга регулювання. Конденсатор С1 згладжує пульсації напруги, що надходять із виходу перетворювача. Частотна корекція ОУ здійснюється за допомогою ланцюга на елементах R5 та ЗЗ. Виходи мікросхеми DA1 (висновки 8-11) - колектори та емітери її вихідних транзисторів - керують інвертором на двох комплементарних парах потужних транзисторів VT1-VT4, включених за мостовою схемою.
До виходу інвертора підключений подвоювач напруги, що містить випрямляч на діодах Шотки VD1-VD4 і конденсатори С5-С7. Резистори R9 і R12 обмежують вихідний струм мікросхеми DA1 до 0,17. 0,25 А і, відповідно, струм баз транзисторів VT1-VT4, щоб не допустити їх перевантаження. Струм через бази цих транзисторів обраний так, щоб обмежити струм їх колекторів на рівні 5. 10 А.
Подвоювач працює так. Припустимо, відкритий внутрішній транзистор між виводами 8 та 9 мікросхеми. У цей час відкриті транзистори VT1 і VT4, а VT2 і VT3 закриті. При цьому конденсатор С5 заряджається через діод VD1 а С6 через VD4 віддає заряд конденсатору С7, який живить навантаження. Потім слідує пауза, під час якої обидва внутрішніх вихідних транзистори мікросхеми і транзистори VT1 і VT4 закриті. Після паузи відкривається внутрішній транзистор між висновками 10 і 11 мікросхеми і відкриваються транзистори VT2 і VT3, VT1 і VT4 залишаються закритими. При цьому конденсатор С6 заряджається через діод VD2 а конденсатор С5 через VD3 віддає заряд конденсатору С7. Потім знову слідує пауза, під час якої всі транзистори VT1-VT4 закриті, після чого процес повторюється. Конденсатор С2 пригнічує перешкоди у вхідному ланцюзі живлення, а також перешкоджає проникненню імпульсних перешкод, що генеруються перетворювачем, бортову мережу автомобіля.
При зниженні вхідної напруги нижче мінімально допустимого значення (воно становить 10. 11 і залежить від струму навантаження) перетворювач виходить з режиму стабілізації напруги, його вихідна напруга знижується, так як подвійник не може забезпечити на виході напруга більше подвоєного вхідного.
Зовнішній вигляд зібраної плати пристрою показаний на рис. 2 . Мікросхему КР1114ЕУ4 (DA1) можна замінити аналогами МВ3759Р, TL494CN. КА7500В, IR9494. Замість транзисторів КТ8102Б (VT1, VT3) та КТ8101Б (VT2, VT4) можна застосувати КТ8102А та КТ8101А відповідно. Транзистори VT1 і VT2 слід встановити одному тепловідводі, VT3 і VT4 — іншому. Площа кожного тепловідведення – близько 200 см2. На транзисторі комплементарної пари з меншим коефіцієнтом передачі струму бази більше падіння напруги та розсіювання тепла, тому встановлення транзисторів у кожному плечі моста на загальний тепловідведення дозволяє вирівняти їх тепловий режим. При цьому не потрібна електрична ізоляція транзисторів від тепловідведення.
Діоди Шотки 2Д219А (VD1-VD4) можна замінити іншими із серій 2Д219, 2Д2998, КД2998. Ці діоди встановлюють без тепловідведення. Можна застосувати MBR1035, MBR1045, КД271-КД273 з індексами "А" або "АС", встановивши кожен діод на окремий тепловідведення площею 10. 15 см 2 або через ізолюючі прокладки на загальний тепловідведення площею 60 см?. Придатні діоди КД271 - КД273 з іншими індексами, а також серій КД213, 2Д231, 2Д251, 2Д252, 2Д2992, 2Д2993, КД2995-КД2997, але площу тепловідведення на один діод потрібно збільшити.
Движком підстроєного резистора R1 встановлюють вихідну напругу перетворювача, вона може перебувати в межах 18. 20 В. З'єднання входу перетворювача з бортовою мережею та виходу з ноутбуком виконані так само, як у попереднійконструкції.