Tento spínaný (impulzní) zdroj byl vytvořen k napájení digitálního fotoaparátu.
Odběr tohoto fotoaparátu je asi 0,6A a špičkově 1,3A (nabíjení blesku).
Pro tento účel by jistě šlo použít i klasický zdroj např. s LM317,
ale účinnost by byla jen něco přes 30% s těžkým trafem a značně topícím chladičem
stabilizátoru. Impulzní zdroj je proto mnohem elegantnějším řešením.
Na internetu se vyskytuje mnoho schémat zdrojů s obvodem 3842 a zdrojů, které
mají vedle výkonového tranzistoru ještě jeden pomocný tranzistor nebo alespoň
nespočet zbytečných součástek. Na schématu níže vidíte asi nejjednodušší
možné zapojení malého impulzního zdroje s optronem a jediným tranzistorem.
Zdroj bez optronu s odvozenou
stabilizací by byl sice ještě jednodušší, ale jeho výstupní napětí by nebylo dostatečně tvrdé a mělo značnou odchylku.
Zdroj pracuje jako blokující měnič. Princip je jednoduchý:
Po připojení napájení se přes odpor 1M 1W v bázi
pootevře tranzistor, tím se na pomocném vinutí (8z) indukuje kladné
napětí a tranzistor se zcela otevře. Když se vybije kondenzátor 2n2,
Tranzistor se zavře a na sekundární straně se indukovaným napětím
nabíjí filtrační elektrolyt. Když se 2n2 opět nabije, tranzistor se opět otevře
a vše se opakuje. Při dosažení požadovaného napětí určeného děličem
3k3 a 10k se otevírá obvod TL431, rozsvítí se LED v optronu
a fototranzistor omezí proud do báze tranzistoru. Tím se sníží střída
kmitů a klesne i energie dodávaná do transformátoru. Tento způsob stabilizace
je velmi účinný, napětí při plném zatížení klesne nejvýše o 0,01V.
Impulzní zdroj nemůže pracovat naprázdno, proto je na výstupu
zatěžovací odpor 33R, který tento problém odstraní. Zenerova dioda chrání napájený přístroj
před přepětím v případě selhání stabilizace. Místo ní lze použít
i jiný způsob přepěťové ochrany, např. ochranný obvod
s tyristorem. Kondenzátor 68n zajišťuje odrušení, odpor 10R
tlumí náraz při zapnutí. Změnou kapacity 2n2 lze ovlivnit pracovní frekvenci.
Deska plošného spoje musí být uspořádána tak, aby síťová a sekundární část byli
od sebe dostatečně daleko.
Transformátor je navinut na feritovém jádře EE s průřezem středního sloupku
0,5cm2. Nejdříve se navine polovina primárních závitů, tedy 40.
Drát má průměr asi 0,2 - 0,3mm.
Na něm je alespoň 8 vrstev izolační pásky. Potom se vine sekundár. Kvůli
bezpečnosti jsem použil drát se silnou izolací, což při pouhých 4 závitech není problém.
Potom následuje opět 8 vrstev izolační pásky. Dále se vine pomocné vinutí
8 závitů, lze použít stejný drát jako na primár. Potom opět izolační vrstva,
která však nemusí být tak silná. Nakonec se navine druhých 40 závitů primáru.
Potom opět několik vrstev izolace. Mezi poloviny jádra se vloží jedna vrstva
izolační pásky, aby se vytvořila mezera zabraňující jeho přesycení.
Nakonec se jádro zalepí např. vteřinovým lepidlem.
Zdroj lze samozřejmě upravit i pro jiné výstupní napětí, stačí
změnit počet závitů sekundáru (přibližně 1 závit odpovídá 1V),
odpor 39R se změní cca o 10R na každý 1V, a výstupní stabilizované napětí
se nastaví změnou odporu 3k3 tak, aby při požadovaném napětí
delič dával na vstupu TL431 2,5V. Zenerova dioda se zvolí o něco
větší než výstupní napětí. Usměrňovací dioda musí mít závěrné napětí
alespoň 8x větší něž je výstupní. Pro vyšší napětí se tedy místo
Schottkyho diody použije rychlá dioda, protože Schottkyho diody
mají závěrné napětí malé. Samozřejmě i výstupní elektrolyt musí být
na dostatečné napětí.