Наступившая эпоха всеобщей "мобилизации" и компьютеризации окружает человека всевозможными сетевыми адаптерами, необходимыми для подзарядки мобильных устройств, питания многочисленных принтеров, сканеров, детских игрушек и других конструкций. Эти адаптеры могут быть как со стабилизатором напряжения, так и без него (содержат только понижающий трансформатор, выпрямитель и оксидный конденсатор фильтра). Неприятной особенностью последних является то, что они, как правило, не содержат узлов защиты от короткого замыкания или перегрузки (даже обычного плавкого предохранителя), что нередко приводит к их порче, особенно досадной, когда повреждается сетевой трансформатор.
На рис.1 показана схема простейшего сетевого адаптера, дополненного релейным узлом защиты от коротких замыканий.
Чтобы на адаптер поступило напряжение питания, нужно кратковременно нажать на кнопку SB1 (без фиксации). Тогда на выходе выпрямителя VD1 появляется постоянное напряжение. В начальный момент конденсатор С6 разряжен, и транзистор VT1 открывается его током зарядки. Через открытый транзистор и токоограничительный резистор R2 на обмотку реле поступает достаточное для его включения напряжение, контакты К1.1 замыкаются и блокируют кнопку. Если теперь отпустить SB1. блок питания остается включенным. Через 2...4 с конденсатор С6 заряжается, VT1 закрывается, но, поскольку через R1 и обмотку реле протекает достаточный для удержания реле ток, устройство по-прежнему включено. Если в нагрузке произойдет короткое замыкание, обмотка реле обесточится, контакты реле разомкнутся, блок питания отключится.
Данный узел защиты удобно использовать как в стабилизированных, так и в нестабилизированных блоках питания с выходным напряжением не менее 9 В. Особенно удобно его встраивать в простые зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Чтобы узел защиты работал надежно, конденсатор С5 должен иметь емкость не менее 1000 мкФ.
Если немного усложнить схему, то описанное устройство будет способно защищать сетевые адаптеры и с низким выходным напряжением. В качестве примера на рис. 2 приводится типовая схема простого блока питания с фиксированным выходным напряжением 3,3 В. который может использоваться для стационарного питания различных мобильных устройств, детских игрушек и пр.
При коротком замыкании или сильной перегрузке развиваемого трансформатором и выпрямителем тока может оказаться недостаточно, чтобы сработала встроенная в стабилизатор DA1 система защиты микросхемы от перегрузки. В этом случае через выпрямитель VD1 и обмотки трансформатора может протекать недопустимый для них ток. Кроме того, не все микросхемные стабилизаторы имеют триггерную систему защиты. Большинство линейных интегральных стабилизаторов просто ограничивают протекающий через них ток до безопасного для самих себя уровня.
Особенностью второй схемы является то, что реле включается более высоким нестабилизированным напряжением, снимаемым с выхода выпрямителя. Для удержания реле используется напряжение 3 В с выхода стабилизатора. При коротком замыкании в нагрузке напряжение на выходе стабилизатора становится равным нулю, обмотка реле обесточивается, его контакты К1.1 размыкаются, и блок питания отключается от сети.
Реле в устройстве - типа RP920123 от неисправного блока бесперебойного питания. Эти реле имеют сопротивление обмотки около 185 Ом, напряжение срабатывания - не менее 8.5 В. а напряжение отпускания - не более 2.5 В. Коммутируемый контактами переменный ток в цепи 220 В - не более 8 А. Диод VD1 - В81-004-37 с напряжением насыщения не более 250 мВ при токе 40 мА. Его можно заменить устаревшим германиевым, например, серий Д7, Д311. Транзистор 2SC2031R можно заменить на любой из серий SS8050, 2SD261. КТ6114, КТ815. КТ817. Вместо 2SA935 можно применить SS8550, КТ6115, КТ814. КТ816. Внешний вид и цоколевка микросхем MIC2937A показана на рис. 3.
При необходимости она устанавливается на теплоотвод. Аналогичные узлы защиты можно встроить в другие, самые разнообразные источники питания. Кроме защиты трансформатора и диодов от перегрузки, они также будут предотвращать самопроизвольное включение адаптеров или блоков питания после отключения напряжения сети, что во многих случаях очень полезно.
При модернизации дешевых адаптеров, в которых установлен ненадежный "китайский" трансформатор, чтобы снизить вероятность внезапного перегорания его первичной обмотки, можно последовательно с этой обмоткой включить токоограничительный резистор необходимой мощности сопротивлением, примерно равным сопротивлению первичной обмотки. Желательно, чтобы этот резистор был невозгораемого или разрывного типа, например, Р1-7.
Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской области