Рис. %img:nok6101. Зарядное устройство AMT Style для телефона Nokia 6101
| [Home] | [Donate!] [Контакты] |
"AMT Style" - целая серия из множества практически идентичных моделей адаптеров питания, выпускавшихся в качестве зарядных устройств для различных сотовых телефонов. Например, для телефонов Nokia 6101, Pantech G300, Motorola T191 и многих других. Внутреннее устройство всех этих адаптеров совершенно одинаковое, соответственно, одинаковы и характеристики; единственное, чем они отличаются - наклейкой на корпусе, ну и типом разъёма.
Рис. %img:nok6101. Зарядное устройство AMT Style для телефона Nokia 6101
Рис. %img:pant-g300. Зарядное устройство AMT Style для телефона Pantech G300
Рис. %img:mot-t191. Зарядное устройство AMT Style для телефона Motorola T191
Адаптеры являются импульсными и представляют интерес тем, что построены по предельно простой, если не сказать по примитивной схеме.
Оглавление
На корпусе адаптера имеются две наклейки. На одной указана модель телефона, для которой предназначен адаптер и дата выпуска адаптера. На второй указаны общие сведения (наименование, основные технические характеристики, место изготовления):
Сетевое зарядное устройство
Input: AC200V-240V 50-60Hz 130mA
Output: DC4.1V-10V ≤750mA
Произведено в Китае
Легко заметить, что характеристики не самые выдающиеся. Не слишком велик диапазон допустимых входных напряжений. Параметры выхода (более чем двукратный разброс выходного напряжения) вообще не нуждаются в комментариях.
Вилка для подключения к сети конструктивно объединена с корпусом данного зарядного устройства, это типичное решение для адаптеров питания малой мощности. Внутри корпуса размещается печатная плата.
Схема устройства:
В данном блоке питания для выпрямления сетевого напряжения используется однополупериодный выпрямитель на диоде D1; электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации.
Основа блока питания - блокинг-генератор на транзисторе Q1. Коллектор транзистора нагружен на обмотку L1 импульсного трансформатора T1 (который, строго говоря, является многообмоточным дросселем, а не трансформатором). Индуктивность первичной обмотки составляет порядка 20 мГн. Обмотка L2 и элементы C3, R6, R4, R5 в базовой цепи Q1, обеспечивают положительную обратную связь, необходимую для работы блокинг-генератора. Данный блокинг-генератор по своим свойствам ближе к одной из его разновидностей - L-генератору; если для рядового блокинг-генератора более типична генерация импульсов с довольно большой скважностью, в случае L-генератора, скважность приближается к 2, что больше отвечает требованиям к преобразователям в импульсных источниках питания. Резистор R3 создаёт положительное смещение на базе транзистора, необходимое для запуска генерации.
В процессе работы блокинг-генератора происходит периодическое переключение транзистора Q1 из закрытого в открытое состояние (и обратно). Пока транзистор открыт ("прямой" ход), происходит рост тока через обмотку L1 и накопление энергии в магнитном поле трансформатора. Когда транзистор закрыт ("обратный" ход), трансформатор отдаёт накопленную в магнитном поле энергию в нагрузку: при убывании магнитного потока полярность наводимого в обмотке L3 напряжения такова, что открывается диод D7 и происходит подзарядка конденсатора C5.
Также во время обратного хода открывается D8, который находится в цепи обмотки L2 и через который заряжается C6. Поскольку все обмотки пронизываются общим магнитным потоком, напряжения на всех обмотках трансформатора пропорциональны количествам витков в обмотках (здесь обмотки L2, L3 имеют одинаковое количество витков, так что, индуцируемые на них напряжения одинаковы; коэффициент трансформации по отношению к первичной обмотке L1 составляет около 15). Это означает, что по напряжению на C6 мы можем судить о напряжении на C5, т.е. на выходе блока питания.
Это позволяет ввести отрицательную обратную связь, необходимую для обеспечения стабилизации выходного напряжения и при этом сохранить гальваническую развязку между сетью и выходом блока питания. Осуществляется стабилизация выходного напряжения благодаря стабилитрону D6; стабилитрон выбирается с напряжением стабилизации примерно на 1 В выше требуемого напряжения на выходе источника. Происходит стабилизация следующим образом. Когда напряжение на конденсаторе C6 достигнет достаточно большой величины, во время открывающих импульсов на базе транзистора Q1 появляется обратный ток (ток стабилизации) через стабилитрон, за счёт чего уменьшается величина импульсов базового тока, а значит, уменьшается и максимально достижимый ток коллектора. Энергия, накапливаемая в трансформаторе в каждом цикле работы генератора, уменьшается, соответственно уменьшается и энергия, передаваемая в каждом цикле конденсатору C5; ток нагрузки постепенно разряжает конденсатор, напряжение на нём уменьшается. Снижается напряжение и на конденсаторе C6, вследствие чего снижаются импульсы обратного тока через стабилитрон, а открывающие транзистор импульсы базового тока, соответственно, увеличиваются. В результате увеличивается максимально достигаемый ток коллектора, что влечёт увеличение накапливаемой в трансформаторе и передаваемой в каждом такте работы генератора энергии, напряжение на выходе блока питания повышается. И так далее.
Цепь D5, R1, C2 защищает транзистор Q1 во время обратного хода от всплеска напряжения на обмотке L1. Индуцируемое на обмотке напряжение складывается из хорошо прогнозируемой составляющей, пропорциональной количеству витков в обмотке и менее предсказуемой составляющей, обусловленной резким убыванием тока через "паразитную" индуктивность рассеяния (связана с неидеальностью трансформатора). Напряжение на коллекторе закрытого транзистора равно сумме индуцируемого на обмотке напряжения (по абсолютной величине) и напряжения питания, получаемого от выпрямителя сетевого напряжения. Пиковое значение напряжения не должно превышать предельно допустимой величины для используемого транзистора. Демпферная цепь ограничивает величину импульса: если величина импульса напряжения во время обратного хода превысит напряжение на конденсаторе C2, открывается диод D5 и энергия импульса частично поглощается конденсатором, увеличивая напряжение на нём. Резистор R1 с достаточно большим сопротивлением постепенно рассеивает периодически пополняемую энергию конденсатора.
Импульсный источник питания вполне может обладать прекрасными характеристиками. Но было бы наивным ожидать этого от настолько, сверх всяких пределов, упрощённого устройства. Явных достоинств у рассматриваемого источника питания совсем немного - это малые размеры и масса, предельно низкая стоимость.
Список недостатков куда более обширный, если не сказать, что этот источник - вообще один сплошной недостаток.
В нём отсутствует какая-либо фильтрация электромагнитных помех, которым созданы просто идеальные условия как для проникновения в сеть, так и в питаемое от этого источника устройство. На входе нет элементов защиты от перегрузки и короткого замыкания (не установлен даже банальный плавкий предохранитель). Нет средств ограничения зарядного тока сглаживающего конденсатора (C1) при включении источника питания в сеть. Сам источник питания не защищён от возможных всплесков напряжения в сети. На выходе также нет защиты от перегрузки (это не столь критично, обратноходовые преобразователи обычно вполне устойчивы к перегрузкам на выходе); что хуже - на выходе не предусмотрено защиты от перенапряжения.
Нет нужды говорить о том, что однополупериодный выпрямитель на входе для выпрямления сетевого напряжения - далеко не оптимальное решение. Не идеален выбранный подход для стабилизации выходного напряжения. Используемому методу для контроля выходного напряжения с помощью одной из обмоток трансформатора нельзя отказать ни в остроумии, ни в простоте, тем не менее, он не способен обеспечить высокую точность из-за ошибок, вносимых за счёт падения напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки L3 и на выпрямительном диоде D7. Это не говоря о том, что стабилитрон по современным меркам - далеко не лучший источник опорного напряжения, тем более что здесь он используется не как источник опорного напряжения, а как нелинейное сопротивление и значительную часть времени может работать в неоптимальных режимах и режимах, где его характеристики не нормируются.
Не выдерживают никакой критики заявленные характеристики - речь, прежде всего, о номинальном напряжении, для которого указан диапазон почти от 4 до 10 В, т.е. допускается изменение выходного напряжения практически в 2.5 раза (к счастью, фактические параметры оказались не столь ужасающими).
В целом, рассмотренный источник питания нельзя назвать надёжным (хотя в благоприятных условиях он может оказаться достаточно долговечным); его нельзя использовать для ответственной или чувствительной аппаратуры; он может создавать заметные помехи радиоприёму в том помещении, где используется (даже при питании других устройств).
