Мы вынуждены исказить текст в ответ на заблокированную вами рекламу.
Друзья! Проект modelist-konstruktor.com существует благодаря рекламе. Просьба добавить сайт в исключения блокировщика и обновить страницу.

НИЗКОВОЛЬТНОЕ ПИТАНИЕ — ОТ СЕТИ

НИЗКОВОЛЬТНОЕ ПИТАНИЕ — ОТ СЕТИКомпактные бытовые электронные устройства – гаджеты, такие как часы-будильники, радиоприёмники, детские игрушки, метеостанции и другие подобные устройства имеются почти в каждом доме. Регулярно и повсеместно хозяева дома вынуждены обеспечивать их электропитание батарейками с номинальным напряжением 1,5 В («пальчиковые» – типоразмера АА и «мизинчиковые» – ААА) или дисковыми типа CR, AG и др. – с напряжением от 1,5 до 3 В. С учётом того, что элементы питания (батарейки) увеличиваются в цене (как и все остальное), автор предлагает более рациональный выход для рачительных хозяев, а именно -применять для питания необходимых в доме и (или) полюбившихся хозяевам устройств, питание от бытовой электросети с помощью сетевого адаптера. Таким образом, расходы для семейного бюджета существенно сократятся, поскольку не придётся постоянно покупать батарейки.

Конечно, есть ещё один способ экономии или рационального жизнеобеспечения: замена элементов питания – батареек – аккумуляторами того же размера и форм-фактора, благо они имеются в свободной продаже и различаются энергоёмкостью. Такой путь тоже оправдан с точки зрения экономики домашнего хозяйства. Но и он менее рентабельный и универсальный, относительно того, что предлагается ниже в статье, поскольку к аккумуляторам потребуется зарядное устройство (дополнительный расход), стоят хорошие аккумуляторы с энергоёмкостью более 2 А ч свыше 300 рублей за штуку, а кроме того, их не всегда можно эффективно заменять вместо штатных батареек, поскольку аккумуляторы описываемого формфактора имеют полное напряжение заряда 1,2… 1,25 В, в то время как батарейка – 1,5 В. При соединении этих элементов в последовательную электрическую цепь возникает разница в эквивалентном напряжении питания, и для некоторых электронных устройств это является существенным фактором, влияющим на их нормальную работу.

К примеру, если в большинстве пультов дистанционного управления для бытовой аппаратуры уместно применение аккумуляторов с номинальным напряжением 1,2 В – каждый, вместо батарей с номинальным напряжением 1,5 В – каждая, то, к примеру, для метеостанции китайского производства автономное питание 2,4 В вместо 3 В является критическим для нормальной работы ЖКИ-устройства.

Тем не менее, решить проблемную ситуацию не так уж трудно. Для этого необходим сетевой адаптер.

Блок-схема питания низковольтной нагрузки с помощью стабилизатора представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема питания низковольтной нагрузки с помощью микросхемы- стабилизатора

Рис. 1. Схема питания низковольтной нагрузки с помощью микросхемы-стабилизатора

Более того, поскольку с самого начала заявленным пафосом в статье является экономия бюджета, то далее будут рассмотрены не самодельные, а имеющиеся в наличии почти в каждом доме сетевые зарядные устройства для сотовых телефонов, из которых – с помощью несложной доработки – можно сделать адаптер.

Для этой цели вполне подойдут зарядные устройства с импульсным источником питания (внутри корпуса), с напряжением в диапазоне 4,2…9 В и током более 100 мА.

Если вскрыть корпус большинства из таких зарядных устройств сотовых телефонов, то увидим их «внутренности»: плату с выпрямителем, импульсным трансформатором и стабилизатором напряжения (рис. 2 фото).

Рис. 2 (фото). Вид на внутреннее «содержание» сетевого адаптера питания -зарядного устройства для современных сотовых телефонов

Рис. 2 (фото). Вид на внутреннее «содержание» сетевого адаптера питания – зарядного устройства для современных сотовых телефонов

Таких устройств очень много и почти все они организованы по одному принципу (сделаны по одной принципиальной электрической схеме). Но сегодня мы даже не будем рассматривать её особенности, поскольку вносить существенных изменений в неё не придётся.

К схеме на рисунке 1 надо добавить только дополнительный стабилизатор с фиксированным напряжением. Наиболее распространены и имеют минимальную розничную цену (9 рублей – по состоянию на конец 2014 года) трёхвыводные микросхемы-стабилизаторы типа L78LЗЗABZ-АР, которые содержат в себе более 20 дискретных элементов.

ВНИМАНИЕ, ВАЖНО!

Необходимо сделать два серьёзных уточнения. Во-первых, выходной ток доработанного стабилизатора будет ограничен максимальным током, на который рассчитана микросхема L78LЗЗABZ-AP, то есть 100 мА.

А во-вторых, почему рекомендуется применить дополнительный стабилизатор к сетевому адаптеру – зарядному устройству для сотовых телефонов (для питания низковольтных устройств)? Потому, что некоторые устройства, такие как метеостанции (и другие) при приложенном постоянном напряжении более 3,7 В выходят из строя, для предотвращения таких ситуаций используйте контрольно-измерительные приборы при отладке. А сетевые зарядные устройства для сотовых телефонов, содержащие импульсный источник питания, имеют выходное напряжение (в зависимости от модели и предназначения) в диапазоне от 4,2 до 8 В. Такое зарядное устройство к большинству описанных гаджетов подключать нельзя. К примеру, метеостанция «будет ругаться» и показывать на дисплее – ЖКИ все сегменты сразу, а при длительном воздействии повышенного питающего напряжения – неизбежно выйдет из строя, что никак не входит в наши планы. Поэтому нужен дополнительный маломощный стабилизатор с фиксированным напряжением.

НИЗКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Таким линейным стабилизатором является микросхема L78LЗЗBZ-AP. Она реализована в разных исполнениях, в том числе в корпусе ТО-92 -с тремя выводами. Цоколёвка стабилизатора в таком корпусе приведена на рисунках 1 и 3.

Рис. 3. Цоколёвка микросхемы L78L33ABZ-AP

Рис. 3. Цоколёвка микросхемы L78L33ABZ-AP

Рис. 4. Типовая схема подключения стабилизатора модельного ряда L78 в электрическую цепь

Рис. 4. Типовая схема подключения стабилизатора модельного ряда L78 в электрическую цепь

На рисунке 4 представлена типовая схема включения линейного стабилизатора.

Чтобы не утомлять читателя, не стану приводить подробные электрические характеристики стабилизатора (их можно самостоятельно получить в открытом доступе), скажу лишь о нескольких привлекательных аспектах. Для меня это, прежде всего, цена: 9 рублей за 1 корпус (по состоянию на начало 2015 года). При фиксированном выходном напряжении стабилизации 3,3 В выходной ток 100 мА позволяет применять её в широком спектре низковольтных и маломощных электронных устройств – для замены штатных и (или) автономных элементов питания, которые, к слову, достаточно дороги. К примеру, «дисковая» батарея типа CR2032 с номинальным напряжением 3 В производства Durasel обойдётся почти в две сотни рублей, и её энергоресурс не бесконечен.

У рассмотренного в примере стабилизатора есть и аналоги, причём с разной ценой. К примеру, таким (более дорогостоящим) аналогом является стабилизатор LP2950AC2-3-3, который также имеет ограничение по выходному току 100 мА и модификацию в трёхвыводном корпусе ТО-92.

На рисунке 5 представлен вид на плату зарядного устройства для сотовых телефонов Nokia с впаянным линейным стабилизатором L78LЗЗABZ-AP.

Рис. 5 (фото). Вид на плату зарядного устройства для сотовых телефонов Nokia с впаянным линейным стабилизатором L78L33ABZ-AP

Рис. 5 (фото). Вид на плату зарядного устройства для сотовых телефонов Nokia с впаянным линейным стабилизатором L78L33ABZ-AP

Как видно из рисунка 5 (фото), выход стабилизатора – вывод 1, оставлен «в воздухе», и к нему припаян (и закрыт кембриком) проводник («+» питания), который затем идёт непосредственно на метеостанцию.

На рисунках 6 и 7 (фото) представлен вид на основной блок с индикатором метеостанции китайского производства с подключенным проводником от сетевого адаптера, который проходит через батарейный отсек метеостанции; проводники припаяны к контактам батарей.

Рис. 6 (фото). Вид на метеостанцию с подключенным сетевым адаптером

Рис. 6 (фото). Вид на метеостанцию с подключенным сетевым адаптером

Рис. 7 (фото). Вид с тыльной стороны корпуса метеостанции на проводник питания

Рис. 7 (фото). Вид с тыльной стороны корпуса метеостанции на проводник питания

Разумеется, есть области, в которых такие батареи пока ничем нельзя заменить (к примеру, автомобильные брелоки для пультов и сигнализаций, SMOS ПК и др.). Однако, в большинстве электронных устройств, предназначенных для бытового использования, такая замена автономного питания на сетевой адаптер более чем оправдана.

ОГРАНИЧЕНИЕ ТОКА С ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ

Другим популярным (среди прочих) вариантом «сетевого» питания низковольтных и маломощных электронных устройств является ограничение тока с помощью полупроводниковых диодов. Поскольку на кремниевом полупроводниковом диоде падение напряжения в цепи постоянного тока составляет почти 0,6 В, электрическая цепочка из последовательно соединённых однотипных диодов даст существенное уменьшение напряжения, что уместно реализовать в низковольтной цепи. К примеру, в том же рассматриваемом случае, когда нужно обеспечить питание электронному устройству в пределах 3,3 В, а в наличии имеется лишь адаптер для зарядки сотового телефона (реализованный по схеме с импульсным ИП – это уточнение важно) с выходным напряжением 4,2 В, два диода типа 1N4148, КД105 (или аналогичные) с любым буквенным индексом, включенные последовательно с нагрузкой вполне решают поставленную задачу.

Вариант ограничения тока (и напряжения) представлен на рисунке 8.

Рис. 8. Электрическая схема соединения диодов в качестве ограничения тока

Рис. 8. Электрическая схема соединения диодов в качестве ограничения тока

Другое дело, что надо учитывать ток в электрической цепи.

Полупроводниковый диод типа КД105, включенный как ограничитель тока, можно применять там, где ток потребления устройства (нагрузки) не превышает 20 мА. Поэтому такой вариант уместен только в подходящих случаях.

Необходимо заметить, что желательно установить после цепи ограничения тока (диодов или интегрального стабилизатора) оксидный конденсатор для сглаживания помех в цепи питания по низкой частоте. Этот совет особенно актуален в ситуации, когда длина проводов питания от адаптера до устройства составляет более 1 м.

А. КАШКАРОВ, г. Санкт-Петербург

Рекомендуем почитать

  • ВАМ — ВЗЛЕТ!ВАМ — ВЗЛЕТ!
    Тренировочная радиоуправляемая модель самолета. Эта публикация — для тех, кто уже в достаточной степени овладел пилотированием кордовых авиамоделей и подумывает о следующем шаге —...
  • И КРАСКОЙ НЕ ХУЖЕИ КРАСКОЙ НЕ ХУЖЕ
    Кафельную плитку при облицовке стен можно класть не только на цементный раствор или специальные мастики. Опыт показывает, что вполне удовлетворительные результаты дает использование...
Тут можете оценить работу автора: