Встроенные в миниатюрные мобильные мультимедийные устройства аккумуляторы обычно имеют небольшую емкость, и, как правило, рассчитаны на воспроизведение аудиозаписей в течение не более нескольких десятков часов при выключенном дисплее или на воспроизведение нескольких часов видео или нескольких часов чтения электронных книг.
Если сетевая розетка недоступна или из-за непогоды или других причин электроснабжение отключено на длительное время, то различные мобильные аппараты с цветными дисплеями придется питать от встроенных источников энергии. Учитывая, что такие устройства потребляют немалый ток, их аккумуляторы могут оказаться разряжены до того момента, когда станет доступно электричество из сетевой розетки.
Если вы не желаете погружаться в первобытную тишину и душевное спокойствие, то для питания карманных устройств можно предусмотреть резервный автономный источник энергии, который выручит как во время долгого путешествия в дикую природу, так и при техногенных или природных катастрофах, когда ваш населенный пункт может оказаться на несколько дней или недель без электроснабжения.
Устройство, схема которого представлена на рис. 1, представляет собой относительно мощный линейный стабилизатор напряжения компенсационного типа с малым напряжением насыщения и очень малым собственным током потребления. В качестве источника энергии для этого стабилизатора может быть батарея гальванических элементов, аккумуляторная батарея, а также, солнечная батарея или ручной электрогенератор.
Потребляемый стабилизатором ток при отключенной нагрузке около 180 мкА при входном напряжения питания 6 В или 210 мкА при напряжении питания 9 В. Минимальная разница между входным и выходным напряжением менее 0,2 В при токе нагрузке 1 А. Это значительно меньше, чем у лучших интегральных стабилизаторов из серии IRU1010 1209. При изменении входного напряжения питания от 5,5 до 15 В выходное напряжение изменяется не более чем на 10 мВ при токе нагрузки 250 мА. При изменении тока нагрузки от нуля до 1 А выходное напряжение изменяется не более чем на 100 мВ при входном напряжении 6 В и не более чем на 20 мВ при входном напряжении питания 9 В.
При замыкании контактов SA1 на стабилизатор напряжения поступает напряжение питания.
Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 защищает стабилизатор и батарею питания от перегрузки. Обратновключенный диод VD1 защищает устройство от переполюсовки напряжения литания.
При увеличении напряжения питания, выходное напряжение также стремится увеличиться.
Чтобы поддерживать выходное напряжение стабильным, используется регулирующий узел, собранный на VT1, VT4 В качестве источника опорного напряжения применен сверхъяркий светодиод синего цвета свечения HL1. который одновременно с выполнением функции микромощного стабилитрона, является индикатором наличия выходного напряжения.
Когда выходное напряжение стремится увеличиться, ток через HL1 возрастает, также возрастает ток через эмиттерный переход VT4, и этот транзистор открывается сильнее также сильнее открывается VT1, который шунтирует затвор-исток мощного полевого транзистора VT3.
В результате, сопротивление открытого канала полевого транзистора увеличивается (поскольку снижается напряжение затвор-исток), напряжение на нагрузке понижается.
Подстроечным резистором R5 можно регулировать выходное напряжение, которое для подзарядки мобильных устройств через USB шнур должно быть в пределах 5,0...5,3 В. Конденсатор С2 предназначен для подавления самовозбуждения стабилизатора при росте тока нагрузки. Конденсаторы С1 и С3 - блокировочные по цепям питания. Транзистор VT2 включен как микромощный стабилитрон с напряжением стабилизации 8...9 В.
Он предназначен для защиты от пробоя высоким напряжением изоляции затвора VT3. Опасное для VT3 напряжение затвор-исток может появиться в момент включения питания или из-за прикосновения к выводам этого транзистора.
Конструкция и детали. Постоянные резисторы любого типа малогабаритные общего применения. Подстроечный - РП1-63М, СП4-1, миниатюрный многооборотный СПЗ-39, СП5-2 или аналогичный импортный. Оксидные конденсаторы типа К50-35 или импортные аналоги, неполярный - К10-17, К10-50, КМ-5. Диод КД243А можно заменить любым из серий КД212 КД243 КД243, КД257, 1N4001 1N4007 Вместо транзисторов КТ3102Г подойдут любые аналогичные с малым обратным током коллектора, например, любые из серий КТ3102, КТ6111, SS9014, ВС547, 2SC1845.
Вместо транзистора КТ3107Г подойдет любой из серий КТ3107, КТ6112, SS9015 ВС556, 2SA992. Мощный n-канальный полевой транзистор типа IRLZ44 в корпусе ТО-220, имеет малое пороговое напряжение открывания затвор-исток, максимальное рабочее напряжение 60 В, максимальный постоянный ток до 50 А, сопротивление открытого канала 0,028 Ом. В этой конструкции его можно заменить на IRLZ44S. IRFL405, IRLL2705, IRLR120N, IRL530NC. IRL530N, Полевой транзистор устанавливают на дюралюминиевый или медный теплоотвод с достаточной для конкретного варианта применения площадью охлаждающей поверхности. При монтаже выводы полевого транзистора закорачивают проволочи ной перемычкой.
Упомянутые типы транзисторов" имеют различия в цоколевке и разные типы корпусов. Суперъяркий светодиод RL30-CB744PV синего цвета свечения в круглом 3 мм корпусе можно заменить на RL50-CB744D (синий, 5 мм), RL30-WH744D (бепый, 3 мм), RL30-UV744D: (фиолетовый, 3 мм) RL50-GH744D (зеленый, 3 мм) и другими аналогичными с прямым рабочим напряжением 2,5...3,2 В. Самовосстанавливающийся предохранитель можно установить типов MF-R110, MF-S120, LP30-110, LP60-110 и аналогичные. Возможно применение и традиционной плавкой вставки. Выключатель питания - ПКН61.
Устройство может быть смонтировано на печатной плате размерами 65х40 мм эскиз которой приведен на рис. 2. В качестве автономного источника питания можно использовать, например, четыре штуки последовательно соединенных щелочных гальванических элементов емкостью от 4 Ач.
Такой вариант предпочтителен, если вы планируете использовать эту конструкцию относительно редко. Применение качественных щелочных элементов обеспечит длительное хранение батареи, а емкости одного элемента, например, в 6 А/Ч будет достаточно для автономного питания карманного плеера в течение не менее 130 часов в режиме прослушивания MP3/WMA фонограмм (при потребляемом токе 45 мА).
Если же вы планируете применять это устройство относительно часто или ваш плеер потребляет значительно больший ток даже при выключенном дисплее, то будет целесообразным использование аккумуляторной 6 В батареи, например, герметичной мотоциклетной или от крупного ручного фонаря.
Можно применить и батарею из 5 или 6 штук последовательно включенных никель-кадмиевых аккумуляторов, например, "Panasonic" типа P400D, 4 Ач; "Varta" типа 5520 (HR20), 5 Ач. В походе, на рыбалке, для подзарядки аккумуляторов и питания карманного устройства может оказаться удобным использование солнечной батареи, способной выдавать ток не менее 150 мА при выходном напряжении 6 В.
При питании плеера от этого стабилизированного источника энергии следует читывать что регулирующий транзистор включен в цепь "минус", поэтому, одновременное питание плеера и, например, небольшой активной акустической системы возможно лишь в том случае, если оба устройства подключены к выходу стабилизатора.
Автор: Бутов А.Л.