Малогабаритними виносними блоками живлення, виконаними у вигляді мережевої вилки (їх ще називають адаптерами), комплектується різна побутова радіоапаратура (телефони, калькулятори, радіоприймачі тощо). На жаль, нерідкі випадки, коли такий блок виявляється розрахований на напругу мережі 120 Ст. Про те, як їх можна підключити до мережі 220 В, і йде мова у пропонованій статті.
Малогабаритний виносний блок живлення (А1 на рис. 1), розрахований на вхідний напруга 120 В, можна підключити до мережі 220 В, принаймні, чотирма способами. Розглянемо їх на прикладі блоку Panasonic КХ-А09, яким комплектуються бесшнуровые телефони КХ-ТС910-Ст. На його корпусі зазначені: вхідна напруга - 120 В при частоті 60 Гц; споживана від мережі потужність - 6 Вт; вихідні параметри: напруга - 12 В; постійний струм - 200 мА.
На частоті 50 Гц вхідна напруга повинна бути знижена. Тому від блоку харчування неможливо отримати паспортне значення вихідної напруги; швидше всього, його не можна використовувати для живлення пристрою, в комплект якого він входив. Якщо ж вказана частота мережі 50...60 Гц, його, природно, можна буде застосувати за призначенням.
На рис. 2 наведена залежність вихідної напруги розглянутого малогабаритного виносного блоку живлення від струму навантаження при вхідній напрузі 105 (крива 1). Для отримання порівнянних результатів всі додаткові елементи R1, С1, С2 на рис. 1) в подальшому підбиралися так, щоб забезпечити вихідна напруга 11,8 В при струмі 120 мА (опір навантаження - 98 Ом).
Найпростіший, але володіє найменшим ККД, варіант підключення показано на рис. 1,а. Опір резистора R1 можна розрахувати, як рекомендовано в [1], а можна і підібрати.
Спочатку слід оцінити його опір по полуэмпирической формулою, забезпечує відсутність перевантаження блоку: R1 = 22/Р де R1 - опір резистора, в килоомах, Р - потужність, споживана блоком, в ватах. В розглядуваному випадку R1 = = 22/6 = 3,6 кОм. Далі підключають навантаження і, поступово зменшуючи опір резистора, домагаються необхідного вихідного напруги. Краще, звичайно, використовувати дротяний змінний резистор на відповідну потужність. Для отримання необхідної вихідної напруги знадобився резистор опором 2,44 кОм. Залежність вихідної напруги від струму навантаження для вибраного резистора R1 представлена на рис. 2 (крива 2). Видно, що напруга падає зі збільшенням струму більш різко.
Щоб зменшити втрати, за рекомендацією [1] паралельно первинній обмотці трансформатора блоку живлення був підключений конденсатор, ємність якого підбиралася для забезпечення резонансу (див. рис. 1,б). На рис. 3 наведена залежність вихідної напруги від ємності конденсатора. Хоча і Резонанс помітний, але його роль незначна - напруга збільшується всього на 1,5%. Для збереження вихідної напруги на заданому рівні при ємності конденсатора С1 = 0,44 мкФ опір резистора R1 було збільшено до 2,57 кОм. Навантажувальна характеристика блоку (рис. 2, крива 3) в такому варіанті включення мало відрізнялася від кривої 2.
Цілком природно замінити резистор R1 на конденсатор (див. [2], де робота конденсаторного дільника розглянута стосовно до нелінійної активної навантаженні). При збереженні С1 = 0,44 мкФ ємність конденсатора С2 потрібна дорівнює 0,54 мкФ (див. рис. 1,в). Навантажувальна характеристика для цього випадку менш крута (крива 4 на рис. 2).
Ще більшою мірою зменшити залежність вихідної напруги від струму можна, збільшивши ємності конденсаторів С1 і С2. Наприклад, при довільно обраної ємності С1 = 1 мкФ підібрана для забезпечення заданої напруги ємність конденсатора С2 склав 0,67 мкФ (крива 5 на рис. 2).
З іншого боку, якщо стабільність вихідної напруги при зміні струму навантаження непринципова або струм навантаження практично не змінюється, можна виключити конденсатор С1 (див. рис. 1,г). Добірку ємності можна почати з значення, розрахованого за полуэмпирической формулою: С2 = Р/12, де С2 - ємність конденсатора, в микрофарадах; Р - потужність блоку, в ватах. Формула враховує запас, що виключає перевантаження блоку живлення. Для розглянутого випадку початкова ємність конденсатора С2 = 6/12 = 0,5 мкФ. При підібраній ємності С2 = 0,76 мкФ і зміні струму навантаження від 0 до 200 мА вихідна напруга змінюється від 27 до 8,9 (крива 6, рис. 2).
Цікаво відзначити, що ємність конденсатора С2 вийшла більше, ніж для варіанти на рис. 1 ,ст. Це пояснюється часткової взаємної компенсації реактивних струмів через конденсатор С1 і індуктивність первинної обмотки трансформатора.
Таким чином, якщо необхідна стабільність вихідної напруги при зміні струму навантаження, найбільш доцільно використання конденсаторного дільника. Якщо ж стабільність не грає ролі, використовувати варіант з одним конденсатором С2 (див. рис. 1,г).
Варіанти підключення блоку живлення (див. рис. 1 ,а і б) застосовувати недоцільно з-за великих втрат потужності і сильного нагріву баластного резистора.
Наведені на рис. 2 графіки ілюструють залежності середнього значення вихідної напруги. Реально на нього накладено напруга пульсацій, його форма близька до пилкоподібної, а амплітуда практично не змінюється в залежності від способи підключення (див. рис. 8 [3]).
Для варіантів мал. 1,в і г паралельно конденсатору С2 для розрядки після відключення блоку живлення від мережі слід встановити резистор опором кілька сотень килоом. Крім того, у варіанті рис. 1,бажано послідовно з конденсатором С2 підключити токоограничительный (в момент включення в мережу) резистор опором 22...47 Ом. Номінальна напруга конденсаторів повинна бути не менше 250 В, дуже зручні К73-16 і К73-17.
При всіх експериментах слід пам'ятати, що номінальна напруга оксидних конденсаторів фільтра, що встановлюються у виносних малогабаритних блоках живлення, зазвичай 16 В, і тому подача на них більшої напруги на скільки-небудь тривалий час небажана.
Література
Автор: С. Бірюков, р. Москва