Автомобильный блок питания ноутбука без намоточных элементов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Для питания большинства ноутбуков требуется постоянное напряжение около 19 В. Известные схемы автомобильных преобразователей напряжения питания для них построены по принципу повышающего импульсного преобразователя с использованием трансформатора или накопительного дросселя. В отличие от них, в предлагаемом устройстве реализован двухтактный инвертор с диодно-конденсаторным удвоителем напряжения.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется методом широтно-импульсного (ШИ) регулирования.

Основные технические характеристики

• Входное напряжение, В .......11...15
• Выходное напряжение, В .......19
• Максимальный выходной ток, А .......4,7
• КПД, % .......61...83
• Частота преобразования, кГц .......25
• Габариты, мм ....... 130x85x60
• Вес, кг .......0,6

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема устройства показана на рис. 1. Устройство выполнено на основе специализированной микросхемы КР1114ЕУ4 (DA1), которая представляет собой двухтактный ШИ контроллер. Эта микросхема генерирует прямоугольные импульсы с управляемой длительностью. Элементы С4 и R7 задают частоту внутреннего генератора микросхемы около 25 кГц, а делитель R3R4 - минимальную длительность паузы между импульсами около 8 мкс (примерно 20 % от периода следования импульсов). Эта пауза предотвращает протекание сквозного тока через транзисторы при переключениях. Стабилизирующая обратная связь выполнена с использованием делителя напряжения R1R2R6 и внутреннего ОУ микросхемы DA1. На входы этого ОУ (выводы 1 и 2 микросхемы DA1) поступают сигналы обратной связи и образцового напряжения, на выходе ОУ (выводе 3 микросхемы DA1) формируется напряжение регулирования.

Конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения, поступающие с выхода преобразователя. Частотная коррекция ОУ осуществляется посредством цепи на элементах R5 и С3. Выходы микросхемы DA1 (выводы 8- 11) - коллекторы и эмиттеры ее выходных транзисторов - управляют инвертором на двух комплементарных парах мощных транзисторов VT1-VT4, включенных по мостовой схеме.

К выходу инвертора подключен удвоитель напряжения, содержащий выпрямитель на диодах Шотки VD1 - VD4 и конденсаторы С5-С7. Резисторы R9 и R12 ограничивают выходной ток микросхемы DA1 до 0,17...0,25 А и, соответственно, ток баз транзисторов VT1-VT4, чтобы не допустить их перегрузки. Ток через базы этих транзисторов выбран так, чтобы ограничить ток их коллекторов на уровне 5...10 А.

Удвоитель работает так. Предположим, открыт внутренний транзистор между выводами 8 и 9 микросхемы. В это время открыты транзисторы VT1 и VT4, а VT2 и VT3 - закрыты. При этом конденсатор С5 заряжается через диод VD1, а С6 через VD4 отдает заряд конденсатору С7, который питает нагрузку. Затем следует пауза, во время которой оба внутренних выходных транзистора микросхемы и транзисторы VT1 и VT4 закрыты. После паузы открывается внутренний транзистор между выводами 10 и 11 микросхемы и открываются транзисторы VT2 и VT3, а VT1 и VT4 остаются закрытыми. При этом конденсатор С6 заряжается через диод VD2, а конденсатор С5 через VD3 отдает заряд конденсатору С7. Затем вновь следует пауза, во время которой все транзисторы VT1-VT4 закрыты, после чего процесс повторяется. Конденсатор С2 подавляет помехи во входной цепи питания, а также препятствует проникновению импульсных помех, генерируемых преобразователем, в бортовую сеть автомобиля.

При снижении входного напряжения ниже минимально допустимого значения (оно составляет 10...11 В и зависит от тока нагрузки) преобразователь выходит из режима стабилизации напряжения, его выходное напряжение снижается.

Рис. 2

Внешний вид собранной платы устройства показан на рис. 2. Микросхему КР1114ЕУ4 (DA1) можно заменить аналогами МВ3759Р, TL494CN, КА7500В, IR9494. Вместо транзисторов КТ8102Б (VT1, VT3) и КТ8101Б (VT2, VT4) можно применить КТ8102А и КТ8101А соответственно. Транзисторы VT1 и VT2 следует установить на одном теплоотводе, П"3 и VT4 - на другом. Площадь каждого теплоотвода - около 200 см2. На транзисторе комплементарной пары с меньшим коэффициентом передачи тока базы больше падение напряжения и рассеивание тепла, поэтому установка транзисторов в каждом плече моста на общий теплоотвод позволяет выровнять их тепловой режим. При этом не требуется электрическая изоляция транзисторов от теплоотвода.

Диоды Шоттки 2Д219А (VD1-VD4) можно заменить другими из серий 2Д219, 2Д2998, КД2998. Эти диоды устанавливают без теплоотводов. Можно применить MBR1035, MBR1045, КД271-КД273 с индексами "А" или "АС", установив каждый диод на отдельный теплоотвод площадью 10... 15 см2 или через изолирующие прокладки на общий теплоотвод площадью 60 см2. Пригодны диоды КД271 - КД273 с другими индексами, а также серий КД213, 2Д231, 2Д251, 2Д252, 2Д2992, 2Д2993, КД2995-КД2997, но площадь теплоотвода на один диод нужно увеличить до 25 см2.

Оксидные конденсаторы С2, С5- С7 должны быть рассчитаны на допустимый импульсный ток не менее 3 А и иметь по возможности малое эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС), т. е. относиться к категории "Low ESR". Это позволяет снизить пульсации выходного напряжения и повысить надежность устройства. Подойдут, например, конденсаторы Jamicon серий WL, TL или TZ. При необходимости каждый из них можно заменить несколькими параллельно соединенными одинаковыми конденсаторами. В этом случае можно ориентировочно полагать, что допустимый импульсный ток растет пропорционально числу соединенных конденсаторов.

Так как в силовых цепях устройства протекает значительный импульсный ток, при разводке печатной платы важно, чтобы общий провод и плюсовая шина питания, используемые в силовой части устройства, соединялись с соответствующими проводниками слаботочной части на выводах конденсатора С2. В противном случае возможны срывы генерации и другие нарушения работы устройства.

Движком подстроенного резистора R1 устанавливают выходное напряжение преобразователя, оно может находиться в пределах 18...20 В. Соединения входа преобразователя с бортовой сетью и выхода с ноутбуком выполнены так же, как в предыдущей конструкции.

Автор: К. Гаврилов

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Бозоновые компьютеры 06.01.2013 Компьютеры нового типа по мощности превысят классические и смогут соперничать с квантовыми. Они основаны на бозонах и схожи с квантовыми компьютерами, отличающимися от традиционных несколькими важными свойствами. В обычных компьютерах данные представлены как нули и единицы, выражающихся во включенном и выключенном состоянии транзистора. Квантовые компьютеры используют квантовые биты, или кубиты, которые могут находиться также в суперпозиции включенного и выключенного состояний. Эта особенность делает квантовые компьютеры способными к параллельным вычислениям на физическом уровне, благодаря чему они могут решать конкретные задачи значительно быстрее. В теории квантовый компьютер с 300 кубитами может одновременно производить больше вычислений, чем есть атомов во Вселенной. Но сохранение кубитов в суперпозиции - довольно сложная задача; и она становится тем сложнее, чем больше кубитов вовлечено в вычисления. Из-за этого создание квантового компьютера мощнее обычного на практике должно быть чрезвычайно сложным. Недавно две независимые группы ученых создали новый тип устройства, который можно назвать бозоновым компьютером. Его называют мостом между классическими и квантовыми компьютерами. Такие машины тоже используют необычную природу квантовой физики, но не нуждаются в кубитах. Таким образом, "технологически их значительно проще создать, чем полноценные квантовые компьютеры", - говорит Мэтью Брум, квантовый физик из Университета Квинсленда (Австралия). Хотя бозоновые компьютеры теоретически способны достигать меньших мощностей, чем квантовые, они все же должны превосходить классические по производительности. Вместо кубитов они используют особый вид частиц, известный как бозоны. "В данном случае мы использовали фотоны", - говорит Ян Уэлмсли, квантовый физик из Оксфордского университета (Англия). Брум и Уэлмсли работали в двух разных группах, независимо разработавших бозоновый компьютер на основе концепции, впервые описанной Скоттом Ааронсоном из Массачусетского Технологического Института (США). Компьютер состоит из нескольких устройств, каждое из которых создает отдельные фотоны. Затем фотоны поступают в общую сеть, где взаимно влияют друг на друга. Выводы из этой сети оборудованы сенсорами, анализирующими частицы. Расчет того, на какой вывод поступят эти фотоны, - операция, называемая отбором бозонов, - выходит за пределы классической компьютерной науки тем дальше, чем больше фотонов участвует в процессе. В компьютере, который разработали Брум с коллегами, задействовано три фотона; в компьютере Уэлмсли и его соавторов - четыре.

Другие интересные новости:

▪ Жесткий диск Western Digital Black 6 Тбайт

▪ Экзитоны могут увеличить энергоэффективность электронов

▪ Когда стены убивают

▪ Наночастицы вредят урожаю

▪ Как распространяются инфекции

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Да позаботятся консулы, чтобы республика не понесла ущерба. Крылатое выражение

▪ статья Какие насекомые помогли определить, сколько лет назад люди стали носить одежду? Подробный ответ

▪ статья Автомобиль Мышонок. Личный транспорт

▪ статья Жаростойкие сплавы для нагревательных приборов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Звуковой ВЧ пробник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026