У багатофункціональних телефонних апаратах з номінальним струмом споживання 60...200 мА (ланцюги живлення 5 В) найчастіше використовуються лінійні стабілізатори напруги на мікросхемі КР142ЕН5А або її аналоги. Буває, що тепловідвід стабілізатор розрахований за "нижньої межі", і мікросхема сильно гріється. Для поліпшення теплового режиму і підвищення надійності пропоную замінити лінійний стабілізатор нескладним в збірці і налаштування імпульсним, виконаним на спеціалізованій мікросхемі МС3406ЗА ф. Motorola.
Схема модернізованого мережевого адаптера з встановленими в нього імпульсним стабілізатором напруги наведена на рис.1.
Мікросхема МС34063А випускається в двох варіантах: в корпусі DIP-8 (з індексом Р) і в мініатюрному корпусі SO-8 (з індексом D). Мікросхема зберігає працездатність при вхідній напрузі 3...40 В і дозволяє створювати підвищують, понижуючі та інвертують перетворювачі напруги [1].
В даному випадку ця мікросхема включена як понижуючий перетворювач. Використання її у такому режимі раціонально в тому випадку, якщо вхідна напруга перевищує вихідну стабілізовану більш ніж в 2 рази. При меншій різниці вхідного і вихідного напруг економічність стабілізатора знижується, наближаючись до ККД лінійних. Мінімальна різниця між вхідним і вихідним напругою, необхідна для нормальної роботи понижуючого перетворювача, - 3 Ст.
Напруга мережі (220 В) через плавкий запобіжник FU1 надходить на первинну обмотку понижуючого трансформатора Т1. Трансформатор використаний від адаптера з комплекту телефонного апарату, а плавкий запобіжник введений при його доопрацювання. На жаль, більшість виробників мережевих адаптерів вперто не бажають встановлювати свої вироби запобіжники, ставлячи тим самим під загрозу безпека техніки і житла. Варистор R1 захищає мережевий трансформатор від пробою ізоляції проводу первинної обмотки при сплесків напруги мережі.
Напруга з вторинної обмотки трансформатора через запобіжний резистор R2 надходить на мостовий випрямляч на діодах VD1...VD4. Конденсатор С1 згладжує пульсації випрямленої напруги. Резистор R3 необхідний для захисту мікросхеми DA1 від перевантаження. Частота генератора задається мікросхеми конденсатор С11. Діод Шотки VD5 і дросель L1 беруть участь в перетворенні високої вхідної напруги в низьке вихідну стабілізовану, величина якого залежить від опорів R4 і R5. Так як компаратор мікросхеми прагне підтримувати на виводі 5 DA1 напруга близько 1,25, то чим більше опір R5, тим вище вихідна напруга. Дроселі L2...L4 входять до складу LC-фільтрів. згладжують пульсації вихідної напруги. Стабілітрон VD6 захищає навантаження від пошкодження при несправності стабілізатора (при цьому перегорає захисний резистор R2).
Деталі та конструкція. Більшість деталей встановлено на монтажній платі розмірами 44x32 мм (рис.2).
Висновки деталей з'єднані дротяними перемичками. Трансформатор Т1 підійде будь-який з габаритною потужністю не менше 4 Вт і напругою на вторинній обмотці 10...17 Ст. Чим вище напруга на виході випрямляча, тим менший струм споживає стабілізатор при незмінному струмі навантаження. Варистор R1 може бути будь-яким із серій TNR, FNR на номінальну напруга 430 (470) У, наприклад, FNR-07К471. Резистор R2 застосований в SMD-виконанні. На ого місці можна використовувати самовідновлюється запобіжник на номінальний струм 0,2 А [2] або аналогічний плавкий.
Резистор R3 - саморобний дротяний, виготовлений з тонкого емальованого дроту з високим опором, намотаного на малопотужному резисторі. Інші резистори - малогабаритні, будь-якого типу. Оксидні конденсатори - імпортні аналоги К50-35, неполярні - керамічні, SMD-виконанні. На місці діоди VD5 можна застосувати будь-який малопотужний діод Шоткі, наприклад, 1N5819. Стабілітрон КС162А можна замінити на КС162В, 1N5341. Мостовий випрямляч зазвичай підходить той. який встановлений в адаптері спочатку. Можна зібрати його з чотирьох діодів серій 1N4000...1N4007. КД243. КД247, КД208. Підійдуть і малопотужні діоди Шоткі, при це економічність стабілізатора трохи зросте.
Всі дроселі я використовував малогабаритні, промислового виготовлення, з опором обмоток не більше 0.1 Ом. На економічність стабілізатора в першу чергу впливають характеристики дроселя L1, який може бути індуктивністю 100...500 мкГн і більше. Для початку я взяв дросель, що складається з 35 витків обмотувального проводу 00.37 мм. намотаних на кільці з низькочастотного фериту М2000НН із зовнішнім діаметром 16 мм, а потім підібрав дросель з наявних готових (малогабаритних) з Н-подібним феритовою серцевиною (з яким економічність стабілізатора не погіршилася). До мікросхемі МС34063АО (МС34063АР) для підвищення її надійності з допомогою теплопровідного клею приклеєний невеликий П-подібний радіатор з латунної пластинки розмірами 30x4x0,3 мм.
Мій стабілізатор настроєний на вихідну напругу 5,45 з урахуванням втрат в соединительном шнурі (0,05), оскільки живиться від модернізованого адаптера телефонний апарат має вузол підзарядки резервного джерела живлення і змінену з цієї причини схему живлення процесорної плати. Якщо необхідно вихідна напруга 5 В, то опір R5 потрібно зменшити до 3,6 кОм.
До модернізації мережевого адаптера стабілізатор напруги на мікросхемі КР142ЕН5А при підключеній навантаженні споживав від вторинної обмотки трансформатора струм близько 110 мА. а при заміні його імпульсним споживаний струм зменшився до 70 мА. При цьому помітно знизився нагрів корпусу адаптера. Амплітуда пульсацій напруги на виході стабілізатора при струмі навантаження до 100 мА не перевищує 40 мВ на частоті роботи перетворювача.
Література
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославської області.