English version

Jednoduchý spínaný zdroj 3,4V 2,5A s optronem

     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.

     Pozor! Impulzní zdroj by i přes jeho jednoduchost neměli stavět začátečníci, protože většina jeho obvodů je spojena se sítí. Při špatné konstrukci může na výstup proniknout síťové napětí! Kondenzátory mohou zůstat nabité na nebezpečné napětí i po vypnutí. Vše děláte na vlastní nebezpečí, za případné újmy na zdraví nebo majetku neberu zodpovědnost.

schéma malého impulzního zdroje
Schéma impulzního (spínaného) zdroje s optronem.


Začíná se vinout první polovina primáru.


Sekundár.


Pomocné vinutí


Druhá polovina primáru.


Hotové vinutí a jádro.


Začíná výroba desky.


Hotové spoje. Pohled zespodu, součástky jsou v mé konstrukci neobvykle ze strany spojů.


Zdroj v provozu. (LED není ve schématu, má sériový odpor 150R)


A po vestavění do krabičky od rozbitého univerzálního adaptéru.



zpět na úvodní stránku