Автор усовершенствовал описанный ранее в журнале блок питания носимой магнитолы ("Радио", 2002, № 11, с. 12, 13), введя автоматическую коммутацию блока питания и батареи. Следует иметь в виду, что умощнение блока питания при подобной доработке целесообразно лишь для аппаратуры с достаточным запасом по мощности акустической системы.

Как известно, популярная ныне носимая аудиоаппаратура в автономном режиме обычно питается от встроенной батареи напряжением 7,5...9 В и значительно реже - 12 В. При этом практически все современные интегральные УМЗЧ, применяемые в носимой аппаратуре, имеют широкий диапазон питающего напряжения и допускают его увеличение до 14... 18 В [1]. Используя эту особенность микросхем, нередко одной лишь переделкой сетевого БП удается увеличить музыкальную (пиковую) выходную мощность более чем в два раза [2]. Создаваемый запас мгновенной мощности улучшает динамические характеристики усилителя.

В блоке питания магнитолы [2] с повышенным для УМЗЧ нестабилизированным напряжением питания стабилизатор предусмотрен лишь для питания маломощных каскадов устройства. Переход с сетевого на батарейный режим питания осуществлялся кнопочным переключателем. С этим переключателем и связан основной недостаток устройства: при случайном переводе кнопки в положение "Батарея" во время работы от сети на предварительные каскады магнитолы поступает повышенное напряжение, что может привести к выходу из строя универсального усилителя и приемника.

Этот недостаток полностью устранен в устройстве, схема которого показана на рисунке. Здесь вместо ручного переключателя "Сеть-Батарея" введена автоматическая электронная коммутация, исключающая подачу повышенного напряжения на предварительные каскады магнитолы.

(нажмите для увеличения)

В режиме "Батарея" переключатель тока не потребляет; в режиме "Сеть" его ток потребления не превышает 20 мА. Переход в режим "Сеть" происходит при напряжении 11,5 В, а переход в режим "Батарея" - при 11 В.

Коммутатор встроен в имеющийся в магнитоле блок питания. Вводимая часть выделена на схеме штрихпунктирной линией. Она представляет собой чувствительное и экономичное реле напряжения, а также интегральный стабилизатор напряжения DA1. Нестабилизированное напряжение на конденсаторе С1 отслеживает полевой транзистор VT1. На транзисторе VT2 собран ограничитель тока для реле К1. Светодиод HL1 индицирует переключение в режим "Сеть".

При работе от батареи, когда напряжение на конденсаторе С1 даже при свежих элементах питания не превышает 10 В, транзистор VT1 закрыт - положительное напряжение на его затворе, заданное делителем R1R2, ниже порогового. Реле К1 обесточено, его контакт К 1.1 находится в верхнем по схеме положении. Стабилизатор DA1 по входу отключен контактом К1.1, а по выходу - развязывающим диодом VD2, препятствующим разряду батареи через выходное сопротивление стабилизатора. В таком состоянии устройство практически не потребляет тока, что особенно важно в батарейном режиме.

При включении сетевого кабеля в разьем AC INPUT батарея отключается дополнительным контактом разьема, а напряжение увеличивается до уровня питания УМЗЧ. Повышение напряжения на затворе транзистора VT1 откроет его. Через обмотку реле К1 потечет ограниченный транзистором VT2 ток, но достаточный для срабатывания реле. Контакты К1.1 включат в цепь питания стабилизатор DA1. Теперь напряжение питания предварительных каскадов будет ограничено требуемым уровнем (9 В) и дополнительно стабилизировано. УМЗЧ питается повышенным напряжением от БП, доработанного по рекомендациям в [2]. Одновременно засветится светодиод HL1, индицируя режим "Сеть". При отключении разъема сетевого кабеля происходит переход в режим питания от батареи.

Реле РЭС55 на рабочее напряжение 12 В (паспорт 4.569.602) срабатывает при напряжении 7...8 В и токе 10... 12 мА. Без ограничителя тока через обмотку реле при максимальном напряжении питания УМЗЧ 16 В его значение достигло бы 35 мА, что нежелательно. Применить реле на напряжение срабатывания, близкое к максимальному, также нельзя - это напряжение не стабилизировано и колеблется при работе УМЗЧ. Применение стабилизатора тока на полевом транзисторе VT2 ограничивает ток потребления реле на уровне, превышающем ток срабатывания на 2...3 мА. Этого достаточно для надежной коммутации и экономичной работы в условиях нестабильности питающего напряжения. Высокая крутизна полевого транзистора VT1 обеспечила малую разницу в уровнях переключения режимов - около 0,5 В.

Диод позволяет избежать применения еще одного коммутирующего контакта реле. Прямое падение напряжения на диоде VD2 (Д302 - германиевый) не превышает 0,3 В и при использовании кремниевого диода (КД212А и аналогичных) может быть скомпенсировано подбором микросхемы DA1. Но с германиевым диодом и без подбора точность установления выходного напряжения достаточна и составляет 8,7±0,27 В.

Изготовление устройства следует начать с доработки имеющегося блока питания. Типовой трансформатор Т1 в магнитоле, как правило, маломощный; его лучше заменить тороидальным, рассчитанным на эффективное напряжение вторичной обмотки, в 1,2.. 1,3 раза меньшее допустимого напряжения питания конкретной микросхемы УМЗЧ. Некоторые рекомендации по выбору кольцевого магнитопровода для трансформатора даны в [2].

Потребляемый ток УМЗЧ после переделки возрастает, поэтому следует увеличить емкость конденсатора фильтра до 4700 мкФ (на 25 В). Повышенная емкость фильтра также способствует увеличению пиковой мощности, а запас по напряжению гарантирует надежную работу конденсатора.

Вводимую часть устройства собирают на отдельной плате соответствующих размеров рядом с основным БП. В этом устройстве можно применить также транзисторы КП305Б, КП305В, а в позиции VT2 - КП302Б или КП302Г (при отборе по начальному току стока - не менее 15 мА - и КП303Е). Реле К1 можно заменить аналогичным малогабаритным с минимальным током срабатывания и на пряжением срабатывания не более 10 В. Светодиод HL1 можно заменить другим, но он должен иметь достаточную яркость свечения при токе 1...2мА. В целях эксплуатационной надежности микросхему DA1 и микросхему УМЗЧ следует установить на небольшие теплоотводы.

Налаживание устройства сводится к установке подстроечным резистором R1 порога напряжения для переключателя "Сеть-Батарея"; ток через обмотку реле устанавливают резистором R3. Перед настройкой движки резисторов R1, R3 следует перевести соответственно в верхнее и левое по схеме положения. Далее с помощью ЛАТРа плавно увеличивают напряжение на первичной обмотке трансформатора T1, контролируя постоянное напряжение на конденсаторе С1. При уровне 11,5В добиваются открывания транзистора VT1 и срабатывания реле К1. Процесс визуально заметен по свечению светодиода HL1. Ток в обмотке реле контролируют миллиамперметром и ограничивают его на уровне примерно 15 мА подстройкой резистора R3. После этого плавно снижают первичное напряжение и проверяют выключение устройства: отпускание реле К1, видимое по погасанию светодиода HL1, должно происходить при напряжении 11... 11,2 В на конденсаторе С1. На этом настройка закончена.

БП с электронной коммутацией можно применить в различных моделях носимой аппаратуры. Надежность и удобство эксплуатации гарантированы отсутствием ручных переключателей, а увеличение мощности зависит от допустимого напряжения питания и предельной выходной мощности УМЗЧ.

Автор: А.Пахомов, г.Зерноград, Ростовской обл.