Как я делал блок питания 13,8В >10А размером с пару пачек сигарет!

Давно у меня было в мечтах сделать маленький легкий блок питания на 13,8В для питания трансивера, который бы таскать с собой на дачу не составляло никаких неудобств. В очередной раз проходя мимо одного магазинчика автозапчастей, я вспомнил старую идею UA0AAC, переделать какой-то китайский преобразователь с 220В до 12В для питания ламп накаливания и галогенок в БП для трансивера.

Приобретя это чудо (даже два :-) китайского стабилизаторостроения на, якобы, 250Вт, почти за 500 р. штуку, сразу же начинаю эксперименты. “Taschibra” какая-то… В Интернете такое можно купить примерно за 10-15 долларов США…

Внимание! В конструкции почти на всех элементах присутствует опасное для жизни напряжение 220В! После выпрямления выше 300В! Соблюдайте осторожность!

Я ни коим образом не претендую на оригинальность конструкции. Мало того, в моей переделке запросто могут содержаться любые конструкторские и схемные ошибки! Как сейчас модно говорить, я не несу какой-либо ответственности за любой возможный вред, причиненный Вам, кому-либо или чему-либо в результате использования данного материала.

Об импульсниках рекомендую почитать на этих страницах:

http://www.cqham.ru/cons_pow.htm и http://www.hamradio.cmw.ru/techn/bp-pc.htm  

Там всё намного более научно :-)

 Схема, в общем-то, очень простая и обычная. Целиком срисовывать не стал, лениво было :) Если сильно понадобится – можно срисовать, у меня второй такой есть в разобранном состоянии :-) Диодный мост на 4-х диодах, четыре транзистора D13009K (аналог MJE13009), соединенные как-то почти параллельно через резисторы 0,5…1 Ома, трансформатор. Интересно отметить, вторичная обмотка трансформатора всего 6 витков и сделана из трёх параллельно соединенных проводов. Пробовал менять их на один толстый (не меньшего сеченения, чем все три вместе) – какой-то принципиальной разницы не заметил, даже легкое впечатление, что стало немного хуже. Собственно почти и вся схема :-) Перед началом экспериментов ставлю предохранитель по входу (220В) 3А и по выходу 12В (20А), тщательно всё изолирую, чтобы ничего не коротнуть, а, тем более, 220В.

 Первым делом за диодным мостом по 220В ставлю ёмкость 409 мкф (да-да, такие у буржуев номиналы :-) на 350В. Хотел поставить на 400В для надежности (после выпрямления напряжение получается порядка 310-320В), но не нашел такого малогабаритного электролита. При первом же включении махом  выгорает резистор 1 Ом, включен прямо в цепь 220В последовательно с предохранителем. Встроенный предохранитель какого-то неизвестного типа и номинального тока, поэтому сразу рекомендую его сменить на 3-х амперный. 2-х амперный у меня иногда выгорал в момент подачи 220В из-за скачка тока для зарядки ёмкости по 220В (после моста).  Заменяю резистор на более мощный (и сопротивлением 2,2 Ома) – вроде всё становится нормально.

 Поскольку на выходе этого стабилизатора переменные 12В с частотой несколько десятков килогерц, померить напряжение простым прибором не предоставляется возможным, а осциллографа под рукой нет. Естественно, надо выпрямлять :-) Покупаю простые диодные сборки (импортные, что-то там типа 100В 60А, в общем, с запасом) и диоды Шоттки (двухдиодные сборки) 30CPQ80 на 30А 80В, тоже с запасом. Это всё, что удалось купить в местном радиомагазинчике (до радио-барахолки еще почти неделя, она у нас по выходным). Простых диодов Шоттки на 20-30А не оказалось, да и крепить их к радиатору сложнее – надо что-то изобретать. Эти же сборки идут с отверстием под болтик. сопротивлением общем, с запасом) и диоды шотки (двухдиодные сборки) предоставляется возможным. ранителем.После нескольких пробных включений на обычном диодном мосте и на диодах Шоттки (исользовал по одному диоду из каждой двухдиодной сборки) опытным путем по просадке напряжения при кратковременной (3-4 секунды) нагрузке галогенной лампочкой на 12В 75Вт выясняется несколько больший КПД диодов Шоттки (что естественно :-)

Уже намного позже родилась идея добавить 6 витков во вторичную обмотку, дабы использовать только одну двухдиодную сборку, насколько это ухудшит или улучшит характеристики – сказать не могу, т.к. мысля почему-то пришла опосля :-)

 Цепляю диоды на маленький пробный радиатор, ставлю банально 4700 мкф на 25 В и 0,1 мкф по выходу и продолжаю эксперименты по максимальной нагрузке для этого БП. Я не буду описывать зверства :-) которые пришлось выдержать этому прототипу БП, скажу лишь, что в процессе данного творчества :-) я спалил штук 8 транзисторов (благо нашел в магазине по 25 р. за штуку, купил с запасом :-), перепалил низкоомные резисторы, несколько раз обжегся за галогеновые лампы, используемые в качестве экспериментальной нагрузки, и раз 5 меня шандарахнуло ~220В и =320В :-) Так что надо быть максимально осторожным! Про порезанные пальцы и подобные мелочи я просто молчу :-)

И вот оно, то, чего я хотел добиться (правильней сказать, проверить). В качестве нагрузки по постоянному току на выходе подключено параллельно 5 ламп на 30Вт 12В, одна галогенка на 75Вт 12В и одна на 50Вт 12В. Т.о. этот девайс держит порядка 250Вт (грубо) при напряжении около 11В. Мне даже столько и не надо :-) И даже через несколько десятков секунд выгорает предохранитель по выходу на 20А!

Что ж, с грязной мощностью всё окейно. Пробую цепануть трансивер. Естественно, прут импульсные помехи везде и на всю шкалу. Даже при питании трансивера от аккумулятора и просто рядом включенного в сеть 220В этого БП. Не ожидать подобного от импульсника было бы наивно. В сеть 220В помеха прёт просто по чёрному. Пробую быстренько сделать фильтр из подручных материалов, и со вздохом облегчения обнаруживаю, что помеха очень сильно уменьшилась. Это немного успокаивает :-) Нахожу у себя пару дохлых компьютерных БП, выдергиваю из них фильтры по 220В, всякие высоковольтные ёмкости, а заодно в них же нахожу классный радиатор, на котором можно собрать всю конструкцию как на шасси. Начинает шевелиться конструкторская мысль…. Кстати, будьте очень осторожны с китайскими высоковольтными емкостями. Если есть внешние повреждения и т.п. – ни в коем случае не используйте. У меня одна рванула так (0,1 на 1кВ, к счастью, не электролит), что в ушах звенело минут 10. Еще лучше использовать новые. Стенки и остальной корпус решаю сделать из того же компутерного БП, из жести (или чего там :-), что сделан его корпус. В голове появляется несколько вариантов конструкции… Специально даже покупаю мечик на 3мм, сверлышки, дабы культурно посадить транзисторы и диоды на радиатор… После полдня кручения и верчения всего это в руках начинает что-то неясно вырисовываться размерами чуть больше двух пачек сигарет!

Теперь основной вопрос в фильтрах. По входу ставлю дроссель из компьютерного БП, естественно, зашунтировав его высоковольтными ёмкостями 0,22 мкф, конструктивно разместив вместо родного предохранителя возле трансформатора. По выходу 12В делаю такой-же фильтр, только еще и с электролитами (4700 и 1000) и по 0,1 мкф из дросселей, снятых с шины 5В компьютерного БП. Приделываю разъемы, по выходу после предохранителя ставлю встречно-параллельно несколько запараллеленных стабилитронов на 16В (1N4745, хотя, вероятно, лучше применить более мощные) на всякий случай. Хотя, судя по схемотехнике, напряжение на выходе скакануть не должно, если, конечно, что-нибудь наглухо не коротнет :-)…

Надо отметить, что совсем без нагрузки стабилизатор не заводился совсем или заводился через раз, поэтому на выходе =12В ставлю в нагрузку резистор 120 Ом 5 Вт. Порядка 100 мА ток в нём, ну да и бог с ним. Он греется, но не очень сильно. И вот уже получается что-то похожее на готовую конструкцию. Параллельно электролиту на 220В ставлю резистор пару сотен килоом, что бы он разряжался при отсутствии нагрузки и сети. Правильней сказать, в случае, если БП не завелся (пока у меня не стояла постоянная небольшая нагрузка по выходу), но конденсатор по 220В заряжен, и приходится ждать как минимум несколько минут (скорее всего больше, не разу не ждал, коротил отверткой, что, надо полагать, есть вредно для ёмкости, да и опасно), пока он разрядится, иначе БП не заводился.

Вместо резистора по входу ~220В ставлю некий элемент :-) под обозначением RTH сопротивлением 5 Ом на «холодную» (на фотографиях видно черненький кругленький, возле трансформатора), какой-то терморезистор, из компутерного БП, стоящего там так же в цепи ~220В. Дроссель по ~220В, все элементы, что возможно, находящиеся под большим напряжением, пытаюсь заизолировать трубками ПВХ.

Получается уже что-то более-менее похожее на готовое изделие, но помехи хоть и значительно меньше, но сильно прут в эфир. После 14 Мгц вроде бы вообще не заметно, а вот на НЧ диапазонах на несколько баллов. Пробую поставить другие дроссели на выходе (в несколько раз большей индуктивностью), но это ничего не меняет. То же по входу. У меня начинается некоторое разочарование. Помеху не удается убрать никакими ухищрениями (разные ёмкости, дроссели по входу и выходу, и даже по выходу переменки пробовал небольшие ёмкости ставить, экранировка, несколько емкостей в параллель – 0,001-0,01-0,22  и т.п. и т.д.). Всё в пустую. И тут абсолютно случайно замечаю, что если посадить на общий корпус электролита на 220В, помехи практически полностью исчезают! Не знаю, насколько это научно и безопасно, но факт остается фактом, так я и оставил. Вот уже в принципе и можно работать, помех нет практически совсем. При заземлении корпуса БП (соединенного с общим) банально на отопительную батарею помехи пропали практически абсолютно все! Может где, конечно, и есть какие гармоники, но в целом всё чисто! В принципе, повторюсь, схемотехника переделки очень банальна, добавлены фильтра и ёмкость по входу, и примерно то же по выходу,  ну и выпрямительный мост, конечно. Одну ёмкость припаиваю непосредственно к выходу диодного моста (хотя все провода по 12В толстые и не длиннее 3…4см), при этом помехи становились меньше (до того, как заземлил электролит на 220В).

Что стоит отметить. В общем, конструкцию оцениваю не более чем на 3 с плюсом по 5-и бальной шкале. При нагрузке до 30-40 Вт этот БП не греется совсем, можно даже не использовать радиаторы для транзисторов и диодов по 12-и вольтам. При постоянной нагрузке 120-130 Вт греется прилично, нужен хотя бы небольшой вентилятор. При работе SSB на мощности 100 Вт в принципе, можно обойтись без вентилятора, но крайне желательно всё-таки его поставить – это однозначно. При мощностях больше греется всё как паровоз и без вентилятора никак не обойтись. Огромный минус – некая нестабильность выходного напряжения, непонятно откуда взявшаяся, т.е. на выходе без нагрузки (при нагрузке резистором 120 Ом) напряжение может плавать от 13,5 до 14,5 Вольта в течение нескольких минут, без видимых на то причин. Пытаюсь немного подогнать витками первичной обмотки трансформатора для напряжения холостого хода около 14,5В, для этого приходится убрать (или прибавить – забыл, много раз туда-сюда гонял :) буквально виточков 6 первичной обмотки. Всего их там около 50, точно не считал. При нагрузке примерно 130 Вт просадка была с 13,5В до 12,5В. При заземлении корпуса БП на батарею появлялся какой-то паразитный ток в цепи заземления (правда всего около 4-х мА). В общем, себестоимость такого БП вместе с деталями не более 1000 р., правда, у меня получилась раза в 2 побольше :-) :-) Конструкцией выходного дня назвать сложно, у меня на все переделки и поделки (не считая выездов в магазин и т.п.) ушло часов 20. Большая часть времени ушла на разработку и изготовление корпуса.

Тем не менее, при всех минусах получился очень маленький и легкий БП, вполне пригодный для питания трансивера мощностью 100Вт. Обязательно постараюсь на этих или следующих выходных съездить на Еловку, взяв с собой этот БП (и трансивер, конечно же) ну и, на всякий случай, небольшой ЗИП-комплект в виде транзисторов, резисторов, предохранителей :-) :-) :-)

другие статьи