Майже кожна людина сьогодні постійно користується таким пристроєм, як адаптер живлення. А що ж це таке і для чого він потрібний? Стаття описує Ми розглянемо призначення цих пристроїв, їх характеристики та типи.

Адаптер живлення та його призначення

Спробуємо визначити цей прилад. Адаптер, або блок живлення, - це електронний пристрій, призначений для формування вихідної напруги заданої величини та потужності. Побутові адаптери перетворюють мережі на постійний, необхідний апаратури різного типу. У країнах СНД прийнято стандарт електромереж: 220 В із частотою 50 Гц, проте в інших країнах ці параметри можуть бути іншими. Відповідно, і адаптер живлення, випущений для такої країни, відрізнятиметься за робочою вхідною напругою. А навіщо потрібні такі блоки? Практично вся електронна апаратура має робочу напругу в межах 3-36 вольт (іноді можуть бути винятки). Адже робочий діапазон більшості напівпровідникових компонентів заданий виключно у низьковольтній напрузі. Це зумовлено тим, що такі елементи відрізняються невеликими, виділяють при роботі малу кількість тепла і мають незначну витрату енергії.

Адаптер живлення потрібен для забезпечення подібної техніки робочою напругою. Набагато економічніше виходить для апаратури виготовити блок живлення, ніж розробляти пристосування, що живиться безпосередньо від мережі 220 В. Для таких пристроїв знадобляться потужні радіатори з великими габаритними розмірами. В результаті суттєво зростуть розміри та ціна таких виробів.

Класифікація адаптерів

У першу чергу, блоки живлення можна розділити на дві основні групи: зовнішні та вбудовані. З назви легко зрозуміти, що останні знаходяться у єдиному корпусі з основним пристроєм. Хорошим прикладом такого адаптера може бути блок живлення персонального комп'ютера, в якому згаданий прилад хоч і виділений в окремий вузол, проте знаходиться в загальному корпусі. Зовнішній блок живлення є самостійним конструктивним вузлом. Наприклад, зарядний пристрій для мобільного телефону, ноутбука та інше. Ще однією з характеристик, якими розрізняють адаптери, є технологія виготовлення. З цієї точки зору бувають трансформаторні та електронні Перші характеризуються великими розмірами та вагою, простотою, надійністю, низькою вартістю та легким ремонтом. Імпульсні пристрої, навпаки, мають малі габаритні параметри та незначну вагу, але при цьому вони довговічні та стабільні у роботі.

Види блоків живлення

Існує безліч окремих рішень виконання блоків живлення. Вони будуть відрізнятися за вихідним вихідним і т. д. Випускається також адаптер живлення (універсальний), який здатний видавати кілька різних за значенням напруги. Такими пристроями можна запитувати різноманітну апаратуру. Універсальні блоки мають на корпусі механізм перемикання номінальної вихідної напруги, а також можуть мати різні типи змінні штекера. Останнім часом популярністю користується адаптер живлення USB. До такого блоку можна підключати різноманітні пристрої, які здатні заряджатися через кабель USB.

Висновок

Завдяки якісному адаптеру апаратура отримує необхідну напругу живлення, а від цього залежить стабільність та тривалість її роботи.

Напевно, кожен автолюбитель має зарядний пристрій до акумулятора. І не в будь-якому пристрої є вбудований хороший стабілізатор з фільтром на вихое, що проявляється у падінні напруги при великих струмах. Я вам пропоную зібрати просту схему, що складається з батареї конденсаторів, самого стабілізатора на КРЕН і двох транзисторів. Такий перетворювач дасть вам на виході до 6 Ампер струму. Взагалі цю схему можна використовувати для блоку живлення як фільтр та стабілізатор напруги. Стабілізатор напруги захистить при великих часових навантаженнях від падіння напруги і намагатиметься підтримувати певне значення, а фільтр прибере зайві пульсації, що покращить характеристики блоку живлення. Коротше, самі дивіться, як використовувати цю схему, тому що можна і в блок живлення поставити додатково для поліпшення характеристик і зарядного. Нижче ви бачите схему такого пристрою як приставка – стабілізатор до ЗУ авто:

Почнемо розглядати схему по порядку. На самому початку ми бачимо чотири конденсатори С1, С2, С3, С4, які велику функцію виконують по фільтрації пульсацій, а меншою мірою стабілізації струму. Насправді якщо поставити конденсатор дуже великої ємності, то збирати стабілізатор зовсім не треба - у нас і так вийде готовий стабілізатор. Велику ємність конденсаторів можна порівняти зі звичайним акумулятором, адже акумулятор вже має стабілізоване живлення. А в конденсаторах залитий електроліт, електроліт заряджається, а значить вони подібні до акумуляторів. Тобто, наприклад, ми підключили підсилювач низьких частот і на басах (коли струм досягає пікового значення) баси просідають, стають хрипкими і не чіткими, а якщо ми підключимо батарею конденсаторів, то коли струм збільшиться на басі, то конденсатор просто віддасть частину енергії та бас буде чітким.

Загалом вибирайте самі який робити стабілізатор. Розрахувати енергію конденсатора для потрібного струму можна за формулами, які можна пошукати в Інтернеті. Такий стабілізатор + фільтр вийде близько 100-150 тис. мкф і це дорого. За цією схемою сума чотирьох конденсаторів, що згладжують, повинна скласти 20 тис мікрофарад. Далі за схемою ми бачимо стабілізатор напруги, зібраний на КРЕНКУ. Стабілізований струм залежатиме від марки КРЕНКИ, а марку можна вибрати за таблицею. Транзистори утворюють потужний емітерний повторювач, у результаті цього схема здатна стабілізувати напругу до 5-6 Ампер.

Якщо хочете зробити схему більш потужною, то можна додати ще 2 транзистори, тоді такий стабілізатор зможе стабілізувати струм до 10-11 Ампер. Тобто, підключаємо ще два транзистори базами паралельно до КРЕН другої ноги, два колектори до плюсу напруги, що підводиться, і емітерами на вихід. Далі ставиться конденсатор як фільтр більшої ємності (6000мкф) і потім два конденсатори малої ємності керамічні на 0,1 які будуть пригнічувати високочастотні перешкоди. Транзистори обов'язково потрібно встановити на тепловідведення – радіатор. Під час заряджання акумулятора постійно стежте, як радіатор нагрівається. Якщо він сильно гріється, то можете встановити кулер на радіатор, який охолоджуватиме його. На тепловідведення встановлюють усі транзистори! Тепловідведення, як правило, з алюмінію. Для кращої теплопровідності купуємо теплопровідну пасту, мажемо тонким шаром радіатор і транзистор, чекаємо 5 хвилин і притискаємо щільно, закручуючи гайкою.

Стабілізатор підключається до випрямляча зарядного пристрою. Вихід стабілізатора підключаємо до акумулятора, що заряджається. Рекомендується на виході поставити запобіжник на 5-6 Ампер для захисту ланцюга від короткого замикання. Також, якщо ви хочете встановити сигналізатор подачі напруги, тобто. При включенні бачити, що пристрій працює, то паралельно через резистор встановіть світлодіод. При включенні пристроїв у мережу світлодіод загорятиметься. Змінюючи опір резистора, зробіть оптимальну яскравість світлодіода. Все, схема готова та готова до використання.

Для радіоаматорських саморобок часто потрібні джерела живленняз різними вихідними характеристиками. Наприклад, для складання простої схеми автоматики освітлення мені знадобився малопотужний блок живлення на 12 В. Купувати його виявилося невигідно, вартість готового джерела перевищила вартість схеми автоматики. Самому зробити таке джерело можна, і значно дешевше за наявні у продажу, але це вже при багаторазовому повторенні вносить рутину в творчий процес. Тому я знайшов відносно простий і досить дешевий спосіб створити таке джерело, це переробка готового зарядного пристрою для смартфона.

Якось одного китайського продавця мені довелося придбати десяток зарядних пристроїв для смартфонів з вихідними характеристиками 5 В 1 А, що цілком задовольнило мої потреби. Причому, ці ЗУ мають стабілізацію вихідної напруги і в режимі холостого ходу споживають мало енергії, що важливо для створення пристроїв автоматики освітлення і т.п. Все, що мені залишилося, підняти вихідну напругу до необхідного рівня, про що й розповім далі.

Саме ЗУ виглядає так:

Мені десяток таких малят обійшовся по долару за штучку.

Що цікавлять нас нутрощі пристрою можна подивитися після акуратного розтину:

Для Вас спеціально, і для особистого архіву, зняв схему ЗУ, хоча для переробки її подробиці я навіть не вникав.

Переробка поетапно полягає в наступному:

1. Акуратно тонким емальованим провідником робимо виток обмотки (можна кілька) і при включеному ЗП під навантаженням (підключаємо гаджет, що заряджається) дивимося осцилографом амплітуду імпульсів. Таким чином, визначаємо напругу, створювану одним витком обмотки.
2. Випаюємо USB роз'єм.
3. Знімаємо тестовий виток і домотуємо емальованим провідником (подібним до товщини провідника вторинної низьковольтної обмотки) стільки витків, скільки не вистачає для отримання необхідної вихідної напруги. Припаюємо намотану обмотку послідовно вторинної заводської. Місце спайки вибираємо точку контакту з імпульсним діодом Z1. Розрізаємо доріжку між вторинкою та Z1. Припаюємо до контакту анода Z1 вільний кінець домотанного вторинки.
4. Випаюємо стабілітрон VD2, і замість нього впаюємо такий самий, але на потрібну напругу, яка у нас і подаватиметься на вихід.
5. Випаюємо конденсатор C4 і впаюємо аналогічну ємність на більшу напругу (на порядок вище вихідного), наприклад, для 12 я вибрав конденсатор 100 мкФ 25 В.

Загалом, усе. Схема повинна заробити без бубнів із танцями, якщо при переробці нічого не поламали.

У мене на трьох витках тестової обмотки вийшов імпульс, наближений до прямокутника розмахом 6 вольт, що дає 2 вольти на виток. До 12 В мені не вистачає 7 або 3,5 витка. Мотаю 4 витки і далі за пунктами вище.

Конструкція вийшла досить компактною, тому вмістилася в рідний корпус з невеликими переробками.

За фактом у мене на виході вийшло 13,2 В. Можливо попався стабілітрон з такою характеристикою, а можливо я чогось ще не знаю про такі переробки. У будь-якому випадку можна скоригувати напругу іншим стабілітроном, з меншою напругою стабілізації. Якщо такого не знайдеться, не забувайте, що потрібний стабілітрон можна отримати при послідовному включенні двох і більше ідентичних струму з різними напругами. Загальна напруга стабілізації буде сумою всіх, хто входить у ланцюжок.

І найголовніше - ПРО БЕЗПЕКУ! Працюючи з цією схемою під час тесту з відкритою платою потрібно бути особливо уважним! На платі частина провідників знаходиться під високою мережевою напругою, небезпечною для життя! Не торкайтеся схеми ні чим ні до яких місць. Тестова обмотка має бути підключена до осцилографа до включення пристрою до мережі!

Розвиток технологій сучасного світу частково зняв із людей залежність від постійної наявності електричної енергії у вигляді доступу до всіх звичних розеток. Доступною та вже незамінною альтернативою цього виду доступу до електрики стали різні типи акумуляторних батарей. Але ця альтернатива не змогла повністю перевершити стандартний тип електроживлення, адже акумулятори мають властивість періодично розряджатися і потребують заряджання.

Незаряджений технічний пристрій часом стає великою перепоною реалізації задуманих планів. Адже чого вартий розряджений мобільний телефон? Шматок металу без будь-яких функцій. Тому, хочеться нам цього чи ні, ми час від часу потребуємо доступу до джерела електроенергії, зарядних пристроїв та блоків живлення, і, мабуть, немає такої людини, яка б не мала будь-якого гаджету, а в арсеналі технічних аксесуарів були відсутні електричне заряджання або блок живлення. Але незважаючи на те, що ці пристосування в чомусь подібні, все ж таки вони далеко не ідентичні. Дуже важливо вміти відрізнити ці два пристрої, щоб не здійснити непотрібну покупку або просто краще освоїтися у світі електротехніки.

Зарядний пристрій – що це таке?

Думаєте, це питання смішне, адже відповідь на нього знає кожен? Може бути. Але для того, щоб вміти відрізнити одне від одного, потрібно знати конкретно, яке призначення та які принципи роботи.

Зарядний пристрій – це пристрій, який призначений для передачі електроенергії безпосередньо від джерела живлення до акумулюючого засобу.

Зарядний пристрій складається з трансформатора або імпульсного блоку живлення, випрямляча електричного струму, який перетворює електричну енергію під потрібні параметри для акумулятора, стабілізатора напруги, який підтримує вихідну напругу в потрібних межах, при цьому суттєво змінюючи вхідну напругу та вихідний струм навантаження.

Різновиди зарядних пристроїв:

• Вбудовані – дають можливість одночасно працювати з девайсом та заряджати акумулятор.
• Зовнішні – заряджання акумулятора після його виймання з пристрою.

Блок живлення – що це?

Блок живлення – вторинний генератор електроенергії, який призначений для оптимізації напруги електроструму під необхідним пристроєм, до якого він підключений. Працює він насамперед з метою електробезпеки, стабілізації, регулювання, контролю напруги.

Блок живлення для комп'ютера

Що спільного між блоком живлення та зарядним пристроєм

1. Метою їх експлуатації є підтримка електроживлення технічних пристроїв, що підключені до електричної мережі.
2. Вони обидва перетворюють вхідний струм під точні параметри, встановлені у пристрої.

Чим відрізняється блок живлення від зарядки

1. Найочевидніша різниця – призначення пристроїв. Зарядка живить акумулятори електроенергією, блок живлення призначений для підтримки працездатності конкретного пристрою.
2. Блок живлення може працювати без прямого підключення до електричної мережі (наприклад, ноутбук). Заряджання не завжди дає таку можливість (наприклад, деякі розряджені фотоапарати здатні зарядити батарею тільки за допомогою окремої зарядки в спеціальному блоці).
3. Зарядний пристрій має обмеження струму, блок живлення приймає на себе різне навантаження, яке регулює.
4. Блок живлення найчастіше вбудовується в окремий технічний засіб, а зарядка в більшості випадків існує окремо.
5. За своєю вагою та величиною блок живлення перевищує зарядний пристрій.
6. Зарядні пристрої бувають універсальними до багатьох технічних засобів та стандартизованими під певні моделі, блоки живлення повинні відповідати технічним характеристикам засобу, до якого підключені, тому більш «самостійні» в цьому плані.
7. Блок живлення є джерелом пристрою попередньо запрограмованого напруги, а зарядний пристрій є джерелом стандартизованого струму.
8. Блок живлення приводить пристрій у роботу, заряджання виробляє електричне живлення акумулятора.

Отже, як ви помітили, ці два пристрої мають більше відмінностей, ніж подібностей як у побудові, так і в експлуатації.

У цьому розділі наведено блоки живлення (мережні адаптери) та зарядні пристрої, розподілені за наступними підгрупами:

НЕСТАБІЛІЗОВАНІ блоки живлення – найпоширеніші трансформаторні блоки живлення. Забезпечують вихідну напругу ПОСТІЙНОГО СТРУМУ. Такий блок живлення містить мережевий трансформатор та випрямляч. У нестабілізованих блоках живлення вихідна напруга відповідає номінальній тільки при номінальній мережній напрузі (220V) та номінальному струмі навантаження.

Ці блоки придатні для живлення освітлювальних та нагрівальних приладів, електромоторів та будь-яких пристроїв із вбудованим стабілізатором напруги (наприклад, більшість радіотелефонів та автовідповідачів).

Такі блоки живлення зазвичай мають значний рівень пульсацій напруги і не придатні для живлення звукової техніки (радіоприймачів, плеєрів, музичних синтезаторів). Для цих пристроїв слід використовувати стабілізовані блоки живлення.

СТАБІЛІЗОВАНІ Блоки живлення. Забезпечують СТАБІЛІЗОВАНУ вихідну напругу ПОСТІЙНОГО СТРУМУ. Такий блок живлення містить мережевий трансформатор, випрямляч та стабілізатор. СТАБІЛІЗОВАНИЙ - означає, що вихідна напруга не залежить (або майже не залежить) від зміни напруги мережі (в розумних межах) і від зміни струму навантаження. На відміну від нестабілізованих блоків живлення у стабілізованих вихідна напруга буде однаковим як на холостому ходу так і при номінальному навантаженні. Крім того, в таких блоках живлення зазвичай досить малі пульсації напруги змінного струму на виході.

Стабілізований блок живлення практично завжди може замінити нестабілізований (але не навпаки). Тому, якщо Ви не знаєте, який блок живлення постійного струму потрібен для Вашої побутової апаратури – стабілізований чи нестабілізований, то використовуйте СТАБІЛІЗОВАНИЙ або ІМПУЛЬСНИЙ блок живлення.

Імпульсніблоки живлення також забезпечують на виході СТАБІЛІЗОВАНА напруга постійного струму. При цьому ІМПУЛЬСНІ блоки живлення мають такі переваги, порівняно з трансформаторними:

• Великий ККД
• Незначне нагрівання
• Мала вага та габарити
• Як правило, великий допустимий діапазон мережної напруги.
• Як правило мають вбудований захист від перевантаження та замикань на виході
Переваги імпульсних блоків живлення зростають із збільшенням потужності, тобто. для малопотужної побутової апаратури їх застосування може бути економічно не виправдано, а блоки живлення потужністю від 50Вт вже істотно дешевше в імпульсному варіанті.

Імпульсні блоки живлення набувають все більшого поширення т.к. Тепер витрати на виготовлення навіть складної електронної начинки нижче ніж на потужний мережевий трансформатор з міді та заліза. Вартість імпульсних блоків живлення навіть малої потужності (близько 5Вт) для такої побутової техніки, як, наприклад, радіотелефони та автовідповідачі, впритул наближається до вартості трансформаторних. Слід також враховувати економію на транспортних витратах при доставці – імпульсні блоки живлення легші за трансформаторні.

Деякі люди мають упередження проти застосування імпульсних блоків живлення. Із чим воно може бути пов'язане?

1. Імпульсні блоки живлення схемотехнічно складніші за трансформаторні. Самостійний ремонт їх користувачем навряд чи можливий;
2. Блоки живлення саморобів та дрібних кооперативів 90-х років минулого століття відрізнялися малою надійністю. Зараз це не так - з нашого досвіду відсоток відмов (з різних причин, у тому числі через перевантаження і перепади мережної напруги) у імпульсних блоків живлення не перевищує цього показника у трансформаторних.
Вже кілька десятиліть ряд приладів традиційно поставляються з імпульсними блоками живлення - це насамперед усі комп'ютери, ноутбуки, практично всі сучасні телевізори... Страшно уявити їх із класичними трансформаторними блоками живлення - їх розміри та вага зросли б удвічі!

Сучасні Імпульсні блоки живлення досить надійні. Наприклад, на всі блоки живлення Robiton®надається гарантія 1 рік.

ЗМІННІ- Блоки живлення з вихідною напругою змінного струму. Застосовуються для живлення освітлювальних та нагрівальних електроприладів, а також для тих побутових приладів, які містять внутрішній випрямляч напруги (наприклад, багато радіотелефонів Siemens, Toshiba, ряд автовідповідачів). Значок напруги змінного струму вказується на корпусі приладів у вигляді символів: ~ або AC.

АДАПТЕРИ 220V-110V AC(автотрансформаторні) - ці вироби хоч і схожі за вихідними характеристиками на блоки живлення з ЗМІННОЮ вихідною напругою, але виконані за автотрансформаторною схемою. Це дає можливість знизити габарити та вагу пристрою, та забезпечити відносну стабільність вихідної напруги 110V на холостому ходу. При цьому гальванічна розв'язка вихідного ланцюга від вхідного не забезпечується. Дані адаптери застосовуються для живлення техніки із США та деяких інших країн.

• ЗАРЯДНІ ПРИСТРОЇ - під зарядними пристроями розумітимемо пристрої, призначені виключно для заряду акумуляторів різних типів. При цьому акумулятори можуть у процесі заряду розташовуватися як усередині зарядного пристрою, так і зовні. Однак, наприклад, мережні адаптери для радіотелефонів, ноутбуків відноситимемо до блоків живлення т.к. по-перше акумулятори при цьому підключаються до пристрою заряду не безпосередньо, а через базу радіотелефону або ноутбук, а по-друге крім заряду акумуляторів такий блок живлення зазвичай забезпечує роботу від мережі даного побутового приладу.

  Таким чином, відносимо до зарядних пристроїв, наприклад, пристрій заряду акумуляторів для фотоапарата, якщо акумулятори при цьому виймаються з нього і вставляються в зарядний пристрій. А мережевий адаптер, що підключається до фотоапарата (і при цьому також забезпечує заряд акумуляторів, але вже всередині нього) віднесемо до блоків живлення.

Увага!

При підборі блоку живлення для Вашої побутової апаратури (замість поламаного або втраченого) дотримуйтесь кількох простих правил:

З'ясуйте, чи постійна (DC) або змінна (AC) напруга потрібна Вашому приладу. Звертайте увагу на написи на корпусі приладу та вихідну напругу блоку живлення (OUTPUT).

З'ясуйте величину необхідної напруги, а також, чи стабілізоване або нестабілізоване живлення потрібно Вашому приладу.

З'ясуйте струм, що споживається приладом. Вибирайте блок живлення зі струмом не меншечим споживає Ваш прилад.

При підключенні блоків живлення з постійною вихідною напругою (DC) та зарядних пристроїв завжди дотримуйтесь полярності! Підключення в неправильній полярності може призвести до виходу з ладу як Вашого побутового приладу, так і самого блоку живлення! Уважно вивчіть маркування полярності на побутовому приладі та блоці живлення або технічній документації на них. У разі відсутності інформації на блоці живлення для визначення полярності скористайтесь тестером.

Інформаційні знаки, що позначають полярність живлення на круглих роз'ємах:

Примітка!У багатьох випадках незначна різниця (у кілька десятих часток вольту) напруги живлення не позначається негативно на роботі побутових приладів. Більшою мірою це стосується нестабілізованих блоків живлення та блоків зі змінною вихідною напругою. Якщо Ви не можете знайти блок живлення з "екзотичними" параметрами, спробуйте застосувати блок з дещо меншою напругою.

Якщо Ви не можете самостійно підібрати блок живлення для Вашого побутового приладу, то принесіть його та (або) старий несправний блок живлення в наш магазин - продавці-консультанти будуть раді Вам допомогти, а також провести перевірку на місці.

©Sergey Kitsya (KSV®) 2008р.