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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Экологические датчики uRADMonitor 11.01.2016 Команда румынских разработчиков запустила на портале Indiegogo кампанию по сбору средств на датчик uRADMonitor. Название устройства говорит само за себя - с его помощью можно измерять уровни рентгеновского, альфа-, бета-, гамма-излучения, присутствие угарного и углекислого газа. Отследить можно также уровень запыленности, загрязнения аллергенами и испарений от средств бытовой химии, атмосферное давление, влажность воздуха и даже температуру. Семейство датчиков uRADMonitor будет заключено в корпуса разной конструкции, с отличающимися органами управления и функциональностью. Модель uRADMonitor Model D рассчитана на переносное использование и оснащена детектором излучений LND 712, атмосферным детектором Bosch BME680 и фотоэлектрическим сенсором Sharp. Управление происходит с помощью цветного сенсорного экрана, передача собранных данных - по сети Wi-Fi 802.11b/g/n. Аккумулятора емкостью 1500 хватает на 8 часов непрерывной работы. Розничная цена uRADMonitor Model D составит $590, вкладчикам предоставляется скидка $100. Вариант uRADMonitor Model A больше подходит для крепления к неподвижным объектам или транспортным средствам. Для защиты от дождя предусмотрен резиновый кожух, сам корпус изготовлен из алюминия. Есть датчик Гейгера SBM-20, датчик температуры и порт Ethernet для автоматической передачи данных в Интернет. Розничная цена составит $190, во время кампании устройство оценено в $150. Модель uRADMonitor KIT1 предназначена для самостоятельной сборки, в сравнении с Model A она лишилась температурного датчика, зато получила ЖК-дисплей. Цена набора составит $90, собранный вариант обойдется на $30 дороже. Даже больше интереса, чем сами устройства, представляет глобальная система отслеживания экологической ситуации. Данные собираются и хранятся централизованно, кроме наглядной визуализации по карте можно отслеживать изменения с течением времени для разных датчиков или территорий, а при превышении заданных допусков рассылаются уведомления.

Другие интересные новости:

▪ Американский штурмовик на алкогольном топливе

▪ MSP430FR6989 - новый микроконтроллер для автономных измерителей

▪ Зарядное устройство для электромобиля 1 километр в секунду

▪ Кроссовки с GPS

▪ Искусственное солнце против вирусов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Я знаю только то, что ничего не знаю. Крылатое выражение

▪ статья Что такое лесоводство? Подробный ответ

▪ статья Работа с одорантом. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Целитовый лак. Простые рецепты и советы

▪ статья Угадать задуманное число, ничего не спрашивая. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026