В останні роки знову прокинувся інтерес радіоаматорів до безтрансформаторним блокам живлення (БТБП). При надійної ізоляції питомого пристрої (пластмасовий корпус, відсутність зовнішніх струмопровідних деталей) такі БП можна застосувати замість трансформаторних, причому по маса габаритними показниками безтрансформаторний блок живлення мають помітні переваги.
Крім економічної доцільності, безтрансформаторним БП притаманні і інші достоїнства - велика надійність при правильному виборі елементів, нечутливість до коротких замикань на виході випрямляча.
Опис роботи бестрансформаторного блоку живлення і його інженерний розрахунок можна знайти в [1 ... 3]. Крім цінних рекомендацій, в статті В.Банникова приведена дуже корисна радіоаматорам таблиця для вибору ємності гасить конденсатора в залежності від заданого струму навантаження.
На додаток до відомостей, викладених у [1 ... 5], з власного досвіду додам наступне:
- При виборі схеми бестрансформаторного блоку живлення слід віддавати безумовну перевагу мостовому випрямителю (рис.1). Ефективне значення змінної напруги в даній схемі, прикладена до діодному мосту VD1, не перевищує випрямленої - Uo. Це дозволяє використовувати будь-які малогабаритні універсальні діоди з відносно низьким максимально допустимим зворотним напругою - 50 ... 100 В. наприклад, широко поширені Д219 ... Д223 з будь-якими літерними індексами, а також багато інших.
- В якості баластного (С1) мною використовуються безкорпусні поліетилентерефталатні конденсатори типу К73-17 і поліпропіленові К78-2, що застосовуються в схемах малої розгорнення вітчизняних телевізорів і моніторів. Обидва типи конденсаторів спеціально призначені для роботи в ланцюгах змінного, пульсуючого і імпульсного струмів. Допустима амплітуда змінної напруги або змінна складова пульсуючого при частоті 50 Гц лежить в межах 55 ... 70% від номінальної напруги Uн (6). Таким чином, в схемах бестрансформаторного блоку живлення можна застосовувати зазначені конденсатори з Uн = 400, 630 і 1000 В. Ще одна перевага конденсаторів з плівковим (синтетичним) діелектриком - вельми малі втрати і, отже, нікчемний нагрів при роботі в ланцюгах змінного струму. Завдяки бескорпусном прямокутному виконання, вони займають невеликий обсяг при значній ємності і високому робочому напрузі. Тому, на відміну від рекомендованих в [2] паперових конденсаторів МБГЧ і КДБ, плівкові К73-17, К78-2 легко поміщаються в корпусах малогабаритних блоків живлення - адаптерах.
- Рекомендую додавати в фірмові і саморобні адаптери (як трансформаторні, так і БТБП) плавкі запобіжники. Якщо через малий об'єм корпусу в блоці живлення неможливо встановити тримач запобіжника, малогабаритні вставки ПМ і ВП слід впаивать на вазі між штирем вилки і висновком первинної обмотки. Радіопромисловість випускає також модифікацію керамічних запобіжників ВП з гнучкими висновками для пайки. Як правило, для захисту БП малої потужності достатньо запобіжника на ток 0,25 А. Щоб виключити можливість замикань всередині адаптера, на припаяний з одного боку запобіжник натягується невеликий відрізок хлорвінілової трубочки, а потім упаюється другий кінець.
- На виході випрямляча бестрансформаторного блоку живлення, навіть ЕСПІ він працює на постійну (за силою струму) не відключати навантаження, слід встановлювати стабілітрон або запропонований в [4] транзисторний стабілізатор напруги. В цьому випадку при обриві ланцюга навантаження не відбудеться аварійного підвищення напруги на діодах випрямного моста і конденсаторі фільтра С2. Щоб підвищити надійність БП, раджу застосовувати не малопотужні стабілітрони Д808 ... Д813, Д814А ... Д. а прилади середньої потужності - Д815А ... Ж, Д816А ... Д, Д817А ... Г. Вихід з ладу більш потужних стабілітронів набагато менш вірогідний. Так як конденсатор С1 на змінному струмі грає роль обмежувального опору, додаткового баластного резистора до стабілітрону VD2 не потрібно.
- Якщо БП призначений для роботи з досить дорогим пристроєм, для якого небезпечно підвищення напруги живлення (наприклад, пейджером), слід встановити на виході адаптера додатковий щабель захисту. Такий захід застосовується іноді в зарубіжній РЕА для захисту ІМС процесорів і мікроконтролерів.
На рис.2 наведена схема простого тиристорного пристрою, який спрацьовує тільки при аварійному підвищенні напруги на виході випрямляча або стабілізатора. При. це по ланцюгу управління відкривається малопотужний тиристор VS1, який шунтує вихід випрямляча і викликає форсований згоряння запобіжника FU2.
Резистор R2 задає кратність перевантаження. При відношенні аварійного струму перевантаження Iав до номінального струму Iн від 10 до 20, час плавлення запобіжників ВП1-1 становить 2 ... 5 мс. Крім бестрансформаторних випрямлячів, що гасять конденсатори можуть застосовуватися в комбінованих блок живлення [5], де первинна обмотка мережевого (розділового) трансформатора не розрахована на повне напруга електромережі (рис.3).
На цьому принципі заснований успішно застосовується мною спосіб переробки малопотужних блоків живлення, призначених для 120-вольтової мережі, або ремонту перегорілих наприклад, при обриві одного з висновків первинної обмотки трансформатора на 220 В.
У переважній більшості зарубіжних, так і в багатьох вітчизняних адаптери відсутні запобіжники, що захищають первинну обмотку мережевого трансформатора. При аварійних замиканнях на виході випрямляча (в навантаженні), а також пробої діодів випрямляча або конденсаторів фільтра, замість дешевого, легко замінного запобіжника перегорає тонкий провід первинної обмотки.
Нерідко через технологічних порушень, допущених при виготовленні трансформатора, з часом відбувається розрив проводу внаслідок його окислення в місці пайки виведення. Якщо трансформатор був розрахований на два живлять напруги - 127/220 В, як правило, залишається цілої частина мережевої обмотки на напругу 93 ... 127 В.
В цьому випадку, а також при переробці 120-вольта імпортного адаптера, можна відновити блок живлення для мережі 220 В без заміни трансформатора. Послідовно з первинною обмоткою трансформатора включається гасить конденсатор, і підбором його ємності домагаються необхідного розподілу змінних напруг на конденсаторі і первинної обмотці. Чим менше ємність цього конденсатора, тим менша частина напруги прикладена до обмотки трансформатора.
Цікавий варіант останньої схеми з симетричним обмеженням змінної напруги на первинній обмотці трансформатора був описаний Л. Пожарінскім в журналі «Радіо». Стабілітрони-обмежувачі VD4. VD5 типу Д815Г показані пунктиром на рис.3.
Всі експерименти по підбору ємності конденсатора і налагодженню бестрансформаторного блоку живлення повинні проводитися від джерела регульованого змінної напруги (лабораторного автотрансформатора - ЛАТРа), починаючи від нуля і до Uc = 220 В з постійним контролем струму, споживаного блоком живлення, і при строгому дотриманні правил електробезпеки.
