Компактні побутові електронні пристрої - гаджети, такі як годинник-будильники, радіоприймачі, дитячі іграшки, метеостанції та інші подібні пристрої є майже в кожному будинку. Регулярно і повсюдно господарі будинку змушені забезпечувати їх електроживлення батарейками з номінальною напругою 1,5 В ( «пальчикові» - типорозміру АА і «мізинчикові» - ААА) або дисковими типу CR, AG і ін. - з напругою від 1,5 до 3 В . З урахуванням того, що елементи живлення (батарейки) збільшуються в ціні (як і все інше), автор пропонує більш раціональний вихід для дбайливих господарів, а саме -Застосовувати для харчування необхідних в будинку і (або) полюбилися господарям пристроїв, живлення від побутової електромережі за допомогою мережевого адаптера. Таким чином, витрати для сімейного бюджету істотно скоротяться, оскільки не доведеться постійно купувати батарейки.

Звичайно, є ще один спосіб економії та раціонального життєзабезпечення: заміна елементів живлення - батарей - акумуляторами того ж розміру і форм-фактора, благо вони є у вільному продажу і розрізняються енергоємністю. Такий шлях теж виправданий з точки зору економіки домашнього господарства. Але і він менш рентабельний і універсальний, щодо того, що пропонується нижче в статті, оскільки до акумуляторів буде потрібно зарядний пристрій (додатковий витрата), стоять хороші акумулятори з енергоємністю більше 2 А ч понад 300 рублів за штуку, а крім того, їх не завжди можна ефективно замінювати замість штатних батарей, оскільки акумулятори описуваного формфактору мають повне напруга заряду 1,2 ... 1,25 в, в той час як батарейка - 1,5 В. При з'єднанні цих елементів в послідовну електричну ланцюг виникає різниць в еквівалентному напрузі харчування, і для деяких електронних пристроїв це є суттєвим фактором, що впливає на їх нормальну роботу.

Наприклад, якщо в більшості пультів дистанційного керування для побутової апаратури доречно застосування акумуляторів з номінальною напругою 1,2 В - кожен, замість батарей з номінальною напругою 1,5 В - кожна, то, наприклад, для метеостанції китайського виробництва автономне живлення 2, 4 В замість 3 В є критичним для нормальної роботи РКІ-пристрої.

Проте, вирішити проблемну ситуацію не так уже й важко. Для цього необхідний мережевий адаптер.

Блок-схема харчування низьковольтної навантаження за допомогою стабілізатора представлена ​​на малюнку 1.

Мал. 1. Схема харчування низьковольтної навантаження за допомогою мікросхеми-стабілізатора

Більш того, оскільки з самого початку заявленим пафосом в статті є економія бюджету, то далі будуть розглянуті не саморобні, а наявні в наявності майже в кожному будинку мережеві зарядні пристрої для стільникових телефонів, з яких - за допомогою нескладної доробки - можна зробити адаптер.

Для цієї мети цілком підійдуть зарядні пристрої з імпульсним джерелом живлення (всередині корпусу), з напругою в діапазоні 4,2 ​​... 9 В і струмом понад 100 мА.

Якщо розкрити корпус більшості з таких зарядних пристроїв стільникових телефонів, то побачимо їх «нутрощі»: плату з випрямлячем, імпульсним трансформатором і стабілізатором напруги (рис. 2 фото).

Мал. 2 (фото). Вид на внутрішній «зміст» мережевого адаптера харчування - зарядного пристрою для сучасних стільникових телефонів

Таких пристроїв дуже багато і майже всі вони організовані за одним принципом (зроблені по одній принциповій електричній схемі). Але сьогодні ми навіть не будемо розглядати її особливості, оскільки вносити істотних змін в неї не доведеться.

До схеми на малюнку 1 треба додати тільки додатковий стабілізатор з фіксованою напругою. Найбільш поширені і мають мінімальну роздрібну ціну (9 рублів - за станом на кінець 2014 року) трёхвиводние мікросхеми-стабілізатори типу L78LЗЗABZ-АР, які містять в собі більше 20 дискретних елементів.

УВАГА, ВАЖЛИВО!

Необхідно зробити два серйозних уточнення. По-перше, вихідний струм доопрацьованого стабілізатора буде обмежений максимальним струмом, на який розрахована мікросхема L78LЗЗABZ-AP, тобто 100 мА.

А по-друге, чому рекомендується застосувати додатковий стабілізатор до адаптера змінного струму - зарядного пристрою для стільникових телефонів (для харчування низьковольтних пристроїв)? Тому, що деякі пристрої, такі як метеостанції (і інші) при доданому постійній напрузі більше 3,7 В виходять з ладу, для запобігання таких ситуацій використовуйте контрольно-вимірювальні прилади при налагодженні. А мережеві зарядні пристрої для стільникових телефонів, що містять імпульсний джерело живлення, мають вихідну напругу (в залежності від моделі та призначення) в діапазоні від 4,2 до 8 В. Таке зарядний пристрій до більшості описаних гаджетів підключати не можна. Наприклад, метеостанція «буде лаятися» і показувати на дисплеї - РКІ всі сегменти відразу, а при тривалому впливі підвищеної напруги живлення - неминуче вийде з ладу, що ніяк не входить в наші плани. Тому потрібен додатковий малопотужний стабілізатор з фіксованою напругою.

Низьковольтних СТАБІЛІЗАТОР НАПРУЖЕННЯ

Таким лінійним стабілізатором є мікросхема L78LЗЗBZ-AP. Вона реалізована в різних виконаннях, в тому числі в корпусі ТО-92 -з трьома висновками. Цокольовка стабілізатора в такому корпусі приведена на рисунках 1 і 3.

Мал. 3. цоколевке мікросхеми L78L33ABZ-AP

Мал. 4. Типова схема підключення стабілізатора модельного ряду L78 в електричний ланцюг

На малюнку 4 представлена ​​типова схема включення лінійного стабілізатора.

Щоб не втомлювати читача, не стану наводити докладні електричні характеристики стабілізатора (їх можна самостійно отримати у відкритому доступі), скажу лише про декілька привабливих аспектах. Для мене це, перш за все, ціна: 9 рублів за 1 корпус (станом на початок 2015 року). При фіксованому вихідному напрузі стабілізації 3,3 В вихідний струм 100 мА дозволяє застосовувати її в широкому спектрі низьковольтних і малопотужних електронних пристроїв - для заміни штатних і (або) автономних елементів живлення, які, до слова, досить дороги. Наприклад, «дискова» батарея типу CR2032 з номінальною напругою 3 В виробництва Durasel обійдеться майже в дві сотні рублів, і її енергоресурс не нескінченний.

У розглянутого в прикладі стабілізатора є і аналоги, причому з різною ціною. Наприклад, таким (більш дорогим) аналогом є стабілізатор LP2950AC2-3-3, який також має обмеження по вихідному струму 100 мА і модифікацію в трёхвиводном корпусі ТО-92.

На малюнку 5 представлений вид на плату зарядного пристрою для стільникових телефонів Nokia з впаяним лінійним стабілізатором L78LЗЗABZ-AP.

Мал. 5 (фото). Вид на плату зарядного пристрою для стільникових телефонів Nokia з впаяним лінійним стабілізатором L78L33ABZ-AP

Як видно з малюнка 5 (фото), вихід стабілізатора - висновок 1, залишений «в повітрі», і до нього припаяний (і закритий кембриком) провідник ( «+» харчування), який потім йде безпосередньо на метеостанцію.

На малюнках 6 і 7 (фото) представлений вид на основний блок з індикатором метеостанції китайського виробництва з підключеним провідником від мережевого адаптера, який проходить через батарейний відсік метеостанції; провідники припаяні до контактів батарей.

Мал. 6 (фото). Вид на метеостанцію за підключеним мережним адаптером

Мал. 7 (фото). Вид з тильного боку корпусу метеостанції на провідник харчування

Зрозуміло, є області, в яких такі батареї поки нічим не можна замінити (наприклад, автомобільні брелоки для пультів і сигналізацій, SMOS ПК і ін.). Однак, в більшості електронних пристроїв, призначених для побутового використання, така заміна автономного живлення на мережевий адаптер більш ніж виправдана.

ОБМЕЖЕННЯ СТРУМУ ЗА ДОПОМОГОЮ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ДІОДІВ

Іншим популярним (серед інших) варіантом «мережевого» харчування низьковольтних і малопотужних електронних пристроїв є обмеження струму за допомогою напівпровідникових діодів. Оскільки на кремнієвому напівпровідниковому діоді падіння напруги в ланцюзі постійного струму становить майже 0,6 У, електрична ланцюжок з послідовно з'єднаних однотипних діодів дасть істотне зменшення напруги, що доречно реалізувати в низьковольтної ланцюга. Наприклад, в тому ж випадку, що розглядається, коли потрібно забезпечити харчування електронного пристрою в межах 3,3 В, а в наявності є лише адаптер для зарядки мобільного телефону (реалізований за схемою з імпульсним ІП - це уточнення важливо) з вихідною напругою 4,2 В, два діоди типу 1N4148, КД105 (або аналогічні) з будь-яким буквеним індексом, включені послідовно з навантаженням цілком вирішують поставлене завдання.

Варіант обмеження струму (і напруги) представлений на малюнку 8.

Мал. 8. Електрична схема з'єднання діодів як обмеження струму

Інша справа, що треба враховувати струм в електричному ланцюзі.

Напівпровідниковий діод типу КД105, включений як обмежувач струму, можна застосовувати там, де струм споживання пристрою (навантаження) не перевищує 20 мА. Тому такий варіант доречний тільки в потрібних випадках.

Необхідно зауважити, що бажано встановити після ланцюга обмеження струму (діодів або інтегрального стабілізатора) оксидний конденсатор для згладжування перешкод в ланцюзі харчування по низькій частоті. Ця порада особливо актуальне в ситуації, коли довжина проводів харчування від адаптера до пристрою становить понад 1 м.

А. Кашкара, м.Санкт-Петербург

Помітили помилку? Виділіть її та натисніть Ctrl + Enter, щоб повідомити нам.

Рекомендуємо почитати