Статья рассчитана на начинающих "Импульсников", которые пытаются постичь это нелёгкое дело и полностью отказаться от трансформаторов. Прочитав материал, вы перестанете бояться фейерверков и, надеюсь, поймёте почему в очередной раз выгорает или взрывается транзистор. Итак, рассмотрим типичную схему, которая является оптимальным вариантом. Дополнительная обвеска в высоковольтной части меняет параметры незначительно, а, наоборот, исключение каких-либо деталей повышает риск выхода из строя транзисторов при повышенных токах. И даже на «холостом ходу».

R5 уменьшает бросок тока при зарядке С7. Диоды выпрямляют переменное напряжение до уровня 310В, поэтому С7 должен быть на напряжение не менее 400В. В схеме желательно применить высокочастотный заградительный фильтр от любого импульсного блока питания, в случае, если рабочий ток будет выше 0,5А.

R8 подаёт открывающее транзистор Т3 напряжение, транзистор приоткрывается, через него и первичную обмотку начинает течь ток, одновременно ток появляется в базовой обмотке, который продолжает открывать транзистор через С8, D11, R7. Таким образом, нарастающий ток коллектора и, следовательно, нарастающее напряжение в базовой цепи лавинообразно открывает транзистор до насыщения. Одновременно с этим импульс в базовой цепи, через диод D15, стабилитрон D16 и резистор R15 подаётся на базу транзистора Т2. Этот импульс на 8В меньше, чем было на базовой обмотке, благодаря падению напряжения на диоде и стабилитроне. Кроме того, резисторы R15 и R12 образуют делитель, уменьшающий это напряжение ещё в три раза. Таким образом, максимальное напряжение импульса, при отключенной оптопаре составит примерно 0,7В. Этот импульс немного задерживается конденсатором С12, и транзистор Т2 открывается немного позже транзистора Т3, закрывая последний. Всё время, пока транзистор Т3 открыт, трансформатор «заряжен» и пытается вернуть накопленную энергию, поэтому, как только ток перестаёт течь через конденсатор в базовой цепи С8 или транзистор Т2 инициирует закрытие транзистора Т3 трансформатор «выталкивает» магнитное поле через импульс противоэдс, т.е. напряжение на обмотках скачком меняется на противоположное. Это значит, что если на транзисторе Т3 в момент «накачки» было 310В, то станет на мгновение 620, часть из которого (в лучшем случае около 150В) погасится снабберной цепоской D13, R6, C9. Поэтому транзистор должен быть рассчитан на напряжение коллектор-эмиттер не менее 700В.
Изменившаяся полярность в базовой обмотке почти мгновенно закрывает транзистор Т3 через конденсатор С8 и R7, и часть накопленной в сердечнике энергии через диод D14 погасится в нагрузке, зарядив по пути С10. Процесс разрядки трансформатора имеет колебательный характер, т.е. напряжение на обмотках постоянно меняет полярность и, если бы небыло внешнего питания, то колебания бы затухли, но питание на трансформатор подаётся и при следующей смене полярности транзистор Т3 снова открывается и процесс «зарядки-разрядки» трансформатора короткими импульсами продолжается. Так работает блокинг-генератор.
Для тех кто не до конца разобрался, когда и какое напряжение появляется на обмотках трансформатора, поясню: представьте себе каждую обмотку как батарейку, сориентируйте батарейки согласно намотке, т.е. начало обмотки – это «+».


В начальный момент обмотка 1 (бат.1) разряжена, на ней 0В. На начале обмотки присутствует +310В, а при открывании транзистора Т3 (прямой ход) конец обмотки подключится к земле. Таким образом, первичная обмотка (наша батарейка) поляризуется потенциалом в 310В. А теперь представьте, что все батарейки-обмотки связаны коэффициентом трансформации, который заставляет обмотки поляризовываться точно так же, как и первичная обмотка. Значит на всех началах обмотки появится «плюс», а на всех концах – «минус». Вторичка «Ват3» окажется подключенной в обратном направлении, а значит во время импульса прямого хода диод D14 будет закрыт и ток в нагрузку не течёт.
Когда транзистор начнёт закрываться, и перестанет поддерживать поляризацию первичной обмотки, то трансформатор, стараясь вытеснить чужеродное магнитное поле, сбросит его через аналогичный потенциал, но только другой полярности, т.е. теперь наши батарейки развернутся на 180°. Этот этап называется «обратный ход», а сам преобразователь – «обратноходовый». Стоит отметить, что первичная обмотка-батарейка была заряжена до 310В, но теперь она развернулась и встала последовательно с напряжением питания, т.е. в совокупности на коллекторе транзистора на мгновение появилось напряжение 620В, а на вторичной обмотке к диоду D14 оказалось приложено обратное напряжение 12В + напряжение на нагрузке 12В итого 24В, плюс возможные диодные комутационные выбросы. В итоге. Импульсное напряжение на диоде D14 может составить 40В и более. Для гашения комутационных выбросов параллельно диоду подключают снаббер в виде последовательно соединённых резистора и конденсатора. Для низких напряжений обычно выбирают номиналы 100 Ом и 10 нФ соответственно. В этом случае диод можно выбрать с более низким обратным напряжением, что особенно актуально для диодов Шотки. В первичной обмотке напряжение 620В частично гасится через снаббер, состоящий из R6,C9,D13, поэтому импульс на коллекторе, через мгновение опустится до порядка 450В.
Итак, как вы уже поняли, диод D14 не пропускает ток во время «прямого хода», он открывается только во время «обратного хода», когда транзистор Т3 закрыт и трансформатор «разряжается», т.е. сбрасывает накопленную энергию. Если бы на вторичной обмотке стоял мостовой выпрямитель, или выводы обмотки были бы перепутаны, то нагрузка отбирала бы энергию с трансформатора во время прямого хода и её бы не хватало для открытия силового транзистора Т3. Надеюсь теперь понятно, почему с обратноходовыми преобразователями нельзя на вторичных обмотках использовать мостовые выпрямители. Только один диод для каждой обмотки. Если вам нужно двухполярное питание на выходе, тогда две обмотки со своими диодами соедините последовательно, как батарейки.

Если бы небыло оптопары, то транзистор Т2 закрывал бы транзистор Т3 только спустя некоторое время после открытия, т.к. напряжение на его базе благодаря D16, R15 и С12 запаздывает относительно напряжения на базе Т3. Это время может быть даже большим, чем прекращение тока через базовый конденсатор С8, если он имеет низкий номинал, допустим 4,7 нФ или 2,2 нФ и тогда цепочка D15, D16, R15 не оказывает влияния на работу преобразователя. В мощных преобразователях, при наличии Т2, С8 выбирают от 10 нФ до 47 нФ, а в некоторых случаях и до 100 нФ с увеличением базового резистора R7 до 680 Ом, всё равно ведь Т2 закроет силовой транзистор Т3 какова бы не была длительность базового импульса через С8. Если С8 выбрать малой ёмкости, то проходящий через него импульс не сможет до насыщения открыть транзистор Т3 и преобразователь будет работать нестабильно, трещать, свистеть, а сам транзистор будет сильно греться. С увеличением ёмкости С8, базовый резистор R7 следует также увеличить, чтобы не пробить базу Т3, кроме того Т2 нужно будет выбирать с током коллектора до 1А, т.к. гасить придётся гораздо более мощный импульс. Обычно используется R7 номиналом 330 Ом с конденсаторами 10 нФ или 22нФ и транзистор Т2 с током коллектора до 0,2А.
Итак, импульс через С8 открывает силовой транзистор Т3, некоторое время спустя базовый импульс с R15 откроет Т2 и он, открываясь, прекращает рост базового тока Т3, а значит инициирует процесс его закрытия, далее в дело вступает сам трансформатор и, меняя полярность на обмотках, окончательно закрывает силовой транзистор. Таким образом, время между началом открытия Т3 и началом его закрытия - ширина импульса, определяется конденсаторами С8 и С12, а также цепочкой D15, D16, R15, и при отсутствии оптопары ширина импульса будет максимальной, а значит преобразователь будет выдавать максимальное напряжение, ограниченное лишь эмиттерным током силового транзистора Т3. Падение напряжения на R13, через резистор R12 и конденсатор С12 будет способствовать открытию Т2 и тот, в свою очередь, будет ограничивать ширину базового импульса Т3. С12 в данном случае передаёт в базу Т2 мгновенное значение эмиттерного тока, что ещё больше способствует защите силового транзистора Т3. Таким образом осуществляется стабилизация тока. Увеличив R13 до 10-15Ом можно добиться ограничения тока в нагрузке на уровне 300мА, чего достаточно для питания одноваттного светодиода, тогда цепочку D15, D16, R15, оптопару и всё, что с ней связано можно не ставить. Получим LED драйвер. Если R13 имеет малое сопротивление, менее 1 Ома, то при отсутствии оптопары максимальное напряжение ограничивается только благодаря цепочке D15, D16, R15 или базовой ёмкости С8. Таким образом работает ограничение напряжения во вторичной цепи, но это не стабилизация, а именно ограничение максимума.
Благодаря обратной связи через оптопару транзистор Т2 можно открыть гораздо раньше, чем это позволит цепочка D15, D16, R15 т.к. фототранзистор оптопары шунтирует стабилитрон и падение напряжения на этом участке снижается с 8 В до, примерно, 1 В. А это значит, что ширина базового импульса Т3 может стать совсем узкой и трансформатор будет «заряжаться» гораздо слабее, что приведёт к понижению мощности отдаваемой в нагрузку, а следовательно, и к падению напряжения. Таким образом осуществляется стабилизация напряжения. Если у вас две или более вторичных обмотки, то стабилизацию следует брать с наиболее нагруженной, например: 5В 1А и 12В 0,5А, не смотря на то, что мощность на 12В обмотке 6Вт, против 5Вт на 5В обмотке, стабилизацию желательно делать именно по 5В, или добавить вторую оптопару с обвязкой и включить фототранзисторы обеих оптопар параллельно.
Как работает TL431 и почему именно она, а не обычный стабилитрон? Стабилитрон начинает пропускать ток за долго до напряжения пробоя и в зависимости от разброса параметров стабилитрона, его температуры и типа оптопары конечное напряжение на выходе, тем более под нагрузкой, предсказать трудно. Управляемый стабилитрон D17 - TL431 имеет на несколько порядков более стабильные показатели и практически нулевой гистерезис. Скорость реакции на управляющее напряжение определяется конденсатором обратной связи С13. R10 ограничивает броски тока через фотодиод оптопары, а R9 ограничивает максимальный ток через неё при переходных процессах в момент включения, когда на короткий момент напряжение на выходе без нагрузки может превысить стабилизированное в два с лишним раза, пока обратная связь отработает это превышение. R11 и R14 образуют делитель с уровнем 2,5В, при этом напряжении стабилитрон D17 пробивается и запитывает оптопару. Я рекомендую использовать именно TL431, ели вас интересует стабильное напряжение на выходе в максимально-широком диапазоне нагрузок.
Некоторые дополнения по деталям:
Диод D14 следует выбрать с прямым импульсным током в 5-7 раз большим, чем требуемое в нагрузке. Диод D11 необходим, если желаете выдавить максимальный ток из преобразователя, без него транзистор Т3 открывается слишком поздно и Т2 успевает его закрыть, в результате выходное напряжение сильно проседает под нагрузкой. С12 можно без особого вреда уменьшить до 10н, а резистор R12 поднять до 2кОм. D16, R15 особой роли не играют, поэтому могут немного отличаться от номинала на схеме в меньшую сторону. С10 больше 1000мкФ я бы не рекомендовал ставить и обязательно его зашунтировать плёнкой или керамикой 0,1 - 1мкФ.
Намотку трансформатора, печатку, а также варианты схем: LED драйвер, зарядка для сотки и батареек «ААА» я опишу в следующей статье.

Led драйвер, зарядка для сотки, зарядка для батареек.

Это типовая схема, по которой построено более половины всех устройств. Существуют варианты с двумя транзисторами, как в дежурке, второй транзистор ограничивает ток и/или напряжение через силовой. Кроме того существует раздельное ограничение: на силовом построено ограничение по напряжению, на вспомогательном – по току. Последний вариант – это оптическая обратная связь через оптопару со стабилитроном или образцовым источником TL431.

Рассмотрим входную часть. R1 это ограничитель и предохранитель одновременно. Далее идёт мостовой или однополупериодный выпрямитель. В обоих случаях, на практике, импульсные трансформаторы одинаковые. С однополупериодным выпрямителем пульсации сильнее, напряжение менее стабильно, поэтому сглаживающую ёмкость нужно использовать раза в три больше. Кроме того, если преобразователь будет нагружен резистором, создающим ток около 20% от максимально-расчётного, или преобразователь будет всегда подключен к нагрузке (в случае LED драйвера), то при однополупериодном выпрямлении напряжение на коллекторе транзистора выше 400В не поднимется, что означает, что в преобразователе можно будет использовать широко-распространённые транзисторы MJE13001 и 13003. Конденсатор С2, который часто не ставят, снижает помехи на выходе. Его желательно установить между +310В первички и массой вторички, именно поэтому рекомендуют выбирать конденсатор с напряжением 2кВ. Резистор R2 нужен для первого толчка транзистора и может быть от 470кОм до 3Мом. В вышеприведённой схеме используется ограничение по напряжению. Опять повторю, не стабилизация, а именно ограничение. Работает схема следующим образом: D6 и С6 образуют с R2 делитель напряжения. Если силовой транзистор исправен, то в первые мгновения после включения напряжение на этой цепочке не превышает падения напряжения на переходе база-эмиттер, т.е. 0,75В. Поступающие с базовой обмотки импульсы через С5 и R3 открывают и закрывают силовой транзистор, а отрицательные импульсы через D7 ещё и заряжают конденсатор С6. В схеме нет ошибки, действительно, конденсатор будет заряжаться отрицательными импульсами, и когда на аноде D6 окажется напряжение около -7В стабилитрон начнёт открываться и «красть» базовые импульсы, те станут меньше и транзистор Т1 перейдёт в режим близкий к линейному. Напряжение на всех вторичных обмотках, в том числе и на базовой остановятся на каком-то уровне, обусловленном напряжением стабилизации D6, т.к. дальнейшее повышение невозможно ввиду гашения базовых импульсов на стабилитроне. Иными словами, база транзистора становится подключена через стабилитрон D6 к обкладке С6 с напряжением -8,5В (в данном примере), поэтому остаточный импульс на базе в 0,55В недостаточен для полноценного открытия транзистора и трансформатор через него заряжается слабо. В этом режиме частота колебаний увеличивается в разы, а КПД резко снижается, поэтому даже на холостом ходу, без нагрузки, силовой транзистор будет рассеивать около двух ватт, и крайне нуждается в хорошем теплоотводе. При подключении нагрузки напряжение на всех вторичных обмотках и, соответственно, на С6 падает, стабилитрон всё меньше влияет на работу транзистора, КПД повышается, а конечное напряжение в нагрузке будет теперь зависеть от С5 и R3, чем больше С5 (до 100нФ) тем больше выходное напряжение. Минимально допустимое сопротивление R3 при такой ёмкости 680 Ом для транзистора MJE13001 и 330 Ом для MJE13003. Как вы помните, под нагрузкой напряжения на обмотках падают и, следовательно, базовые импульсы уменьшаются, и силовой транзистор открывается всё меньше и меньше. На практике, такая схема крайне чувствительна к нагрузке и напряжение проседает значительно. В зарядке «лягушка» напряжение холостого хода 9В, падает до 3В при подключении батарейки. Если нагрузка слишком велика, то генератор вообще может остановиться, транзистор за доли секунды разогреется, и вы получите бабах, искры и дым, если нет защитного резистора R1. Если он есть, то радости тоже не много, придётся проверять все детали, и кроме транзистора скорее всего нужно будет заменить D6, C6, и D7, а возможно и перемотать трансформатор. Если от нагрузки преобразователь заглох но не сгорел, то после её снятия транзистор снова запустится через R2. Ещё раз хочу подчеркнуть: биполярный транзистор – это управляемый током прибор, поэтому можно не бояться, что стабилитрон D6 будет подтягивать базу к отрицательному напряжению, которое образуется благодаря С6 и D7, и на базе транзистора, относительно эмиттера будут отрицательные импульсы. Обратный диод анодом к эмиттеру и катодом к коллектору ставить не нужно, иначе пропадает смысл в D6,D7,C6 и никакого ограничения не будет!

Ограничить выдаваемый в нагрузку ток, можно добавив дополнительный закрывающий транзистор, в этом случае, ограничиваться будет выходная мощность преобразователя, а значит при повышении тока в нагрузке напряжение резко снизится. В приведённом примере на вторичной обмотке LED драйвера на холостом ходу присутствует напряжение 32В. При подключении светодиода и даже замыкании выхода на несколько секунд, преобразователь не выходит из строя, а лишь ограничивает выходной ток на определённом уровне, в моём случае – это 240мА. Т.е. если это светодиод 12В 10Вт, то на нём будет 12В 0,24А, т.е. 4Вт, а на одноватном диоде - 3,6В 0,24А - около 0,8Вт. Таким образом, ограничение по току и завышенное напряжение вторички делает такой драйвер универсальным! По крайней мере, полноценно светиться будут любые одиночные светодиоды от 1 Вт (до трёх последовательно) и любые 12В светодиодные ленты. Естественно, что маломощные диоды по одному подключать нельзя, только пачкой на суммарную мощность 1Вт и каждый со своим выравнивающим сопротивлением 22-39Ом.
Итак, смотрим на схему. Ограничитель напряжения остался неизменным D12, D16, C5, кроме того добавился ограничитель тока T6 и R16. Как видите – это две независимые цепи, таким образом Т6 и R16 вы можете ввести в любой блокинг-генератор, если их там нет. Короткие броски тока создают на R16 падение напряжения, которое открывает Т6, а тот гасит базовый импульс Т5, защищая его от перегрузки. Обычно такие схемы выдерживают кратковременное замыкание, а в LED драйвере сопротивление R16 выбрано таким, чтобы выходной ток не превышал 300мА. Даже на холостом ходу короткие броски тока создают пики напряжения на R16 достаточные для открытия Т6, поэтому транзистор Т5 работает щадящем режиме и его нагрев не значителен. Такой преобразователь нельзя назвать стабилизированным, скорее это ограниченный преобразователь.
В обеих схемах в коллекторе силового транзистора нет снаббера, ввиду того, что ток потребления не большой и выбросы незначительные.
В следующей статье я расскажу о других схемах ограничителей с использованием закрывающего транзистора, а также о том как повысить КПД, снизив время активного состояния преобразователя.

Спасибо за статью, действительно хорошо написано. Для тех, кто хочет понять принцип работы. Сам намучился с этим в свое время. Одно замечание правда есть, в первой схеме диод выпрямителя FR103, с током 1 ампер, хотя должен стоять диод с током в 5 ампер хотя бы, и желательно Шоттки.

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Согласен. Моё упущение, рисунков много не все поправил. Конечно лучше шотки IN58XX. C FR103 больше 0,7А снимать нельзя, перегреется. Кстати, недавно вскрыл пару копеечных USB зарядок, они давали плавающий ток 210-420мА, наверное уже догадались почему. Так вот там на выходе стоял IN4148!!! как он бедный это выдерживал, ума не приложу! хотя пару соток им зарядил...

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

Фирменные зарядки. Снижение времени активного состояния.

Схема фирменной зарядки отличается от типовой тем, что закрывающий транзистор является одновременно ограничителем тока и напряжения. Падение напряжения на датчике тока R5, через резистор R4 приоткрывает транзистор Т1, и он начинает гасить базовые импульсы, защищая силовой транзистор Т2. Одновременно D7 способствует протеканию тока в моменты обратного хода и конденсатора С4 довольно быстро заряжается. Когда напряжение на нём достигнет напряжения пробоя D6 то этот ток проникнет в базу Т1 и приоткроет его, что снизит напряжение базовых импульсов Т2. Частота резко возрастёт, а выходное напряжение ограничится на каком-то уровне, зависящем от номинала стабилитрона D6 и соотношения витков базовой и вторичной обмоток. Некоторое время транзистор будет работать в режиме близком к линейному. Постепенно в такой схеме развивается второй колебательный процесс, зависящий от ёмкости С4. Когда напряжение на нём превысит сумму напряжений стабилитрона и напряжения насыщения база-эмиттер Т1, этот транзистор откроется полностью и зашунтирует Т2. Генератор остановится до разрядки конденсатора С4 ниже порога открытия транзистора Т1, затем снова запустится благодаря резистору R2. Это происходит достаточно быстро, и на осциллографе можно заметить, что генератор начинает выдавать пачки импульсов. Благодаря такому прерывистому режиму работы силовой транзистор не успевает приблизиться к линейному режиму, а сам генератор без нагрузки находится в активном состоянии не более 10% времени. В остальное время силовой транзистор закрыт, поэтому рассеиваемая на нём мощность не велика, транзистор Т2 остаётся чуть тёплым без нагрузки. Если использовать такой преобразователь в качестве блока питания, то будут заметны сильные пульсации выходного напряжения. Немного сгладить их поможет параллельное включение с конденсатором С4 резистора сопротивлением 200 – 470 Ом. Это ускорит разрядку конденсатора, пульсации станут чаще и их проще будет сгладить выходным конденсатором большой ёмкости. Кроме того, такое «подтягивание» к земле хорошо стабилизирует работу самого прерывистого режима генератора и период появления пачкек импульсов выравнивается. С увеличением нагрузки, напряжения на обмотках снижаются, конденсатор С4 уже заряжается дольше и поэтому пачки импульсов удлиняются, увеличивая, таким образом, выходную мощность. Т.е. напряжение на выходе при некотором увеличении нагрузки проседает незначительно. При дальнейшем увеличении выходного тока стабилитрон D6 окончательно закрывается из-за нехватки напряжения на С4 и генератор переходит от прерывистой к нормальной генерации, рассеиваемая мощность на силовом транзисторе возрастает в разы. Но дело всё в том, что на практике эта середина очень узкая и достижима только в лабораторных условиях. В эксплуатации режим холостого хода с ограничением по напряжению (с пачками импульсов) скачком сменяется режимом ограничения по току при подключении телефона на зарядку, тогда в дело вступает датчик тока R5. R4 в данной схеме является нагрузочным для стабилитрона и одновременно разделительным. При желании ещё чуть-чуть повысить КПД схемы, можно подпаять параллельно R4 конденсатор ёмкостью 1 – 2,2нФ. Этот конденсатор передаст мгновенное значение напряжения с датчика тока R5 тока в базу T1, что будет способствовать более резкому закрытию Т2. На практике это выражается в том, что при включении выходное напряжение будет устанавливаться в несколько раз дольше, уже не 0,1Сек., а целых 0,8! Сек. ))) Кроме того, силовому транзистору будет чуток прохладнее.
Как вы, вероятно, заметили С5 включен между холодными концами обмоток, что не совсем правильно, но позволяет применить конденсатор на напряжение 1кВ. Я думаю, что в таком включении конденсатор используется для снятия статики и для защиты обмоток импульсного трансформатора от сетевой помехи в виде короткого высоковольтного всплеска. Параметры снаббера D5, R6, C3 в данной схеме не позволяют ему эффективно бороться с выбросами, потому что R6 слишком высокоомный и не успевает в достаточной мере разряжать конденсатор С3. Обычно резистор в высоковольтном снаббере имеет сопротивление 47 – 220кОм при конденсаторах 1 – 10 нФ. Чаще всего базовая обмотка состоит из 8 – 11 витков, если не знаете сколько там, то рекомендую последовательно с D6 поставить резистор 68 – 100 Ом, это защитит базу Т1 от пробоя.
Номиналы R3 и С2 - почти на грани нормальной работы (С2 мал, а R9 велик), вероятнее всего предполагалась установка более чувствительного MJE13001, т.е. эта цепочка при увеличении нагрузки (при просадке напряжения на обмотках) не сможет дать достаточный базовый импульс, например, для транзистора 13003, и генерация будет срываться, а напряжение преобразователя будет сильно проседать при плавающем выходном токе, что и подтвердилось на практике: выдаваемый ток зарядки хаотично менялся от 0,12 до 0,46А, пока аккумулятор не зарядился на 70%, затем ток выровнился на уровне 240мА.
Ещё раз подчеркну, все представленные схемы срисованы с реальных печатных плат устройств.
Одна из вариаций схемы зарядки для сотового представлена ниже. Вместо разделительного резистора в базе закрывающего транзистора T7 поставили диод, а выходной выпрямитель теперь имеет общую плюсовую шину.

Следующая модификация иллюстрирует моё предположение, что схему разрабатывали под вероятный сильный разброс параметров трансформаторов и широкий диапазон питающих напряжений.

При малых токах потребления снабберы упрощают вплоть до одиночного резистора или цепочки резистор-конденсатор параллельно К-Э силового транзистора.

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

Очень полезные статьи. Большая работа проделана.
Хвала!

Сам часто пользуюсь ЗУ в качестве БП.
Есть оказывается куда доработать.

Кстати, Вы бы оформляли сразу в виде настоящих статей, в разделе "Моя шерсть" → "Добавить новую статью".
И вышепонаписанное тоже можно туда перенести.
Больше народу почитают.

Спасибо за совет. Это мой первый опыт, не знал про статьи. Надеюсь собрать рекомендации на форуме, потом оформлю всё одной статьёй, тем более, что впереди ещё схемы с оптопарами...

Присоединяюсь к Андрею! Новичкам, да и наверняка не только, это интересно станет. А статья будет на виду у всех, и форум перелопачивать в ее поисках не нужно будет! И еще... Нельзя ли будет рассмотреть обратноходы на блокинг-генераторах большой мощности, 80-150 ватт? И еще то же самое, но на полевых транзисторах, и малой, и большой мощности?

не только ты, а практически все называют такие блоки зарядками.
на самом деле это называется АДАПТЕР, и это просто блок питания.
а если говорить про телефоны и прочие устройства, то собственно зарядное устройство находится в заряжаемом аппарате.
жена как-то купила, не удержалась, пауэрбанк с солнечной панелькой. на адаптере, для зарядки, декларировалось 1000 мА.
при первой же попытке зарядить адаптер сразу же сгорел.
когда я его вскрыл, выходной диод там оказался, на заявленные 1000 мА IN4148.
выходной электролит оказался на 220 мкФ, чего для 1000 мА всяко не достаточно.
оптрон обратной связи на плате стоял, но его ноги "висели в воздухе", просто у оптрона были "пустые" контактные площадки.

согласен, некоторая несостыковка в терминах присутствует, учту. надеюсь, что излагаю понятно.

Переходим к схемам с оптической обратной связью.
АДАПТЕР с оптронной обратной связью, весьма интересная схема.

Нет смысла описывать тут все цепи, об этом можно почитать в предыдущих главах, остановимся на физике работы обратной связи. Схема реально срисована с USB адаптера, она поразила меня минимумом деталей и стабильностью выходного напряжения – просадка всего на 0,6В при увеличении нагрузки с 30 до 300мА, что для такой крошки не дурно!
Первое, что бросается в глаза это базовая цепь – конденсатор С2 уже 10нФ, а не 4,7нФ, а закрывающий транзистор выбран с коллекторным током 0.7А (это не 2SC945 с его 250мА). Базовая обмотка опирается не на землю, а на датчик тока R5. Разделительный резистор R4 дополнительно выполняет функцию ограничительного базового для Т1.
Схема работает достаточно интересно: на прямом ходе импульс отрицательной полярности с «холодного» конца через R4 подзакрывает T1, с небольшой задержкой импульс положительной полярности с этой же обмотки проходит через С2, R3 в коллектор Т1 и базу Т2. Т1 надёжно заперт к этому времени и не мешает росту базового импульса Т2. Транзистор Т2 открывается гораздо резче (что очень хорошо), и относительно плавно нарастающий ток через него даёт пилообразный импульс на датчике тока R5. К тому времени, когда он достигнет своего пика, ток через базовую обмотку почти прекратится и падения напряжения на R5 будет достаточно, чтобы открыть Т1, ведь базовая обмотка уже не "откачивает" потенциал с эмиттера Т2. Открываясь Т1 инициирует закрытие силового транзистора Т2 и трансформатор, потеряв подпитку, скачком меняет полярность на концах обмоток, выбрасывая накопленную энергию. Теперь на «холодном» конце базовой обмотки появляется положительный импульс, который через R4 резко открывает Т1, а тот так же резко закрывает Т2, следом на базу Т2 приходит ещё один закрывающий импульс по цепи С2, R3. Таким образом включение-выключение происходит с резкими фронтами, а закрывающие базовые импульсы обоих транзисторов заходят в отрицательную область напряжения, ускоряя этот процесс. В целом, КПД повышается и силовой транзистор греется гораздо меньше.
То, что базовая обмотка не заземлена, а опирается на токовый датчик R5 даёт дополнительную прибавку к базовому открывающему импульсу Т2, т.к. напряжение падения на этом резисторе складывается с потенциалом на базовой обмотке, что удачно компенсирует просадку напряжения при увеличении нагрузки. В АТХ дежурке токовый датчик R5 имеет сопротивление 0,5 – 2 Ом, поэтому прибавка будет ощущаться на значительно больших токах, если такую модификацию произвести.
Таким образом, с момента включения генератор проходит несколько стадий: сначала ограничение по току (пока заряжается выходная ёмкость трансформатор работает практически на КЗ, и транзистору приходится тяжело), потом «максимальный цикл», когда оптопара ещё не сработала, а выходной конденсатор частично зарядился и падения напряжения на датчике тока R5 уже недостаточно, чтобы через R4 открыть Т1, т.е. силовой транзистор работает с максимально-широким импульсом. Положительные импульсы с диода D5 заряжают С3 до 14-17В и когда, наконец, выходное напряжение начинает приближаться к напряжению стабилизации D10, он потихоньку начинает пропускать ток и оптопара плавно приоткрывается, пропуская сразу всё накопленное на С3 в базу Т1, который резко открываясь, шунтирует Т2 и генератор на мгновение останавливается. Выходное напряжение чуть падает, R2 вновь запускает генератор, но теперь на вторичке напряжение достаточное, чтобы стабилитрон сразу пробился, поэтому оптопара почти сразу «подхватывает» и фиксирует выходное напряжение на уровне: напряжение стабилизации D7 + 1,2В падение на фото-диоде оптопары. На самом деле, все три стадии генератор проходит за пару десятков миллисекунд, это просто я описал слишком подробно, ну вот нравится мне копаться в деталях, иначе не понять как это всё работает.
На выходное напряжение сильное влияние может оказывать температура стабилитрона и силового транзистора, поэтому для стабильности выходных характеристик требуется принудительное охлаждение или хотя бы замена стабилитрона на TL431.
В установившемся режиме генерации, импульс тока с D5 (пик) складывается на коллекторе оптопаты с импульсом от датчика тока R5 (пила) и вся эта “музыка» через R4 и оптопару попадает на базу Т1 в виде двугорбой пилы, первый пик – от ограничителя напряжения, второй пик от ограничителя тока. Хочу от себя добавить, что если ёмкость С3 уменьшить со 100нФ до 4,7нФ, то открывающий импульс на базе Т2 станет ещё тоньше, что положительно скажется на КПД при малых нагрузках.
Если решите выходной стабилитрон D10 заменить на TL431, то сделать это можно по этой схеме,

Схема правда очень простая и имеет минимальную просадку выходного напряжения из всех рассмотренных USB адаптеров со схожей схемотехникой. Снаббера в коллекторе Т2 тут даже на плате предусмотрено небыло. Завтра продолжение.

Высосано из пальца. На прямом ходу в обратноходовых инверторах, когда транзистор открыт, нагрузка (в т.ч. накопительный конденсатор) отделена от вторичной обмотки обратносмещенным диодом. Передача энергии из трансформатора в нагрузку происходит на обратном ходе, когда ключевой транзистор заперт. Можете ставить хоть фарады - только и того, что такая емкость заряжаться долго будет, как от любого генератора тока.

очень не факт....например, две usb-зарядки с одинаковым напряжением, но разным током, от тлф и планшета на 2А....если планшетную воткнуть в тлф, то идёт более быстрая зарядка с ощутимо большим нагревом корпуса и через пару раз тлф начинает "чудить" с процентами заряда, типа батарея убита...потом, после родной зарядки, вроде, всё устаканилось назад...в тлф, т.о., только измеритель напряжения и отключатель, а не ограничитель тока....в ноуте, там да, свой формирователь зарядного тока....

я не знаю, то там у тебя за урод-телефон..
везде стоят собственные системы заряда, которые НИКОГДА не дадут лишний ток заряда.

Телефон не урод, я такое часто встречал. В моём случае проблема была в недостаточной фильтрации напряжения от адаптера под нагрузкой. На осциллографе ВЧ шум был на уровне сотен милливольт.Вот телефон и чудил. Когда добавил на выход "гантельку" от БП АТХ, и ещё кондей на 220мкФ, то все "чудеса" прекратились.

Старичёк, вы как ГУРУ импульсной техники можете сказать, почему MJE13003 не вылетает из за выбросов в коллектор, при отсутствии снаббера, ведь транзистор на 400В. Думаю в этом непонимании часть той ахинеи о которой вы упоминали. По идее там должны быть пики как минимум до 500В, но их нет...

... нашел! в одном из даташитов написано, что транзистор выдерживает всплески до 700В. Но с выбросами вопрос остался, почему их нет?

Ну не знаю, пока заряжается выходной конденсатор - это КЗ, долго у вас силовой транзистор выдержит? у меня на одном транзисторе 13001, 4 сек и бабах! (ёмкость, дурак, поставил 4700мкФ, когда с шумом в питании боролся )) ), хотя с родным 220мкФ адаптер запускался и работал нормально.

Это не КЗ, а просто работа первички в режиме максимальной мощности во время прямого хода...
Если это время увеличено, то, видимо, транзистор и не выдерживает...
Насчёт выброса на коллекторе...очень маленькая мощность на вторичку передаётся
(и нечего "выбрасывать" на фоне 300 В))

Такое впечатление, что чукча - исключительно писатель.

Передача энергии из трансформатора ОБРАТНОХОДА в нагрузку осуществляется на ОБРАТНОМ ходе (транзистор при этом ЗАПЕРТ, энергия в сердечник УЖЕ закачана) по принципу генератора тока. К.З. для генератора тока - штатный режим работы.

Что явилось причиной фуги Баха, надо смотреть по схемотехнике инвертора. Очевидное, но НЕВЕРОЯТНОЕ может иметь множество причин. Как говорили древние латиняне: "Post hoc non propter hoc" (После этого, но не вследствие этого).

добавлю к уже сказанному другими.
при старте, когда обратная связь еще не работает, длительность импульса ограничивается эмиттерным резистором ключа.
если при старте происходит бабах, это значит, что номинал этого резистора выбран не правильно. длительность импульса получается большая и сердечник трансформатора входит в насыщение.

А если транзистор один 13001 и в эмиттере ничего нет вообще? типа нет никакой защиты по току, только ограничитель по напряжению через оптопару....
Свист в трансе под нагрузкой это насыщение?

ЗЫ. форум на то и форум, чтобы обсудить детали и разобраться в проблеме, так что если не ПИСАТЬ, то и ответа не получишь. Спасибо, Старичёк, что дальше гнобить не стал, а по человечески ответил, сразу видно - взрослый, вменяемый человек, без детской заносчивости.

если транзистор один и в эмиттере ничего нет вообще - обязан когда-нибудь сгореть.
а свист в трансе - старт-стопный режим. это происходит, когда нагрузка мала или холостой ход, когда в трансе запасается энергии больше, чем расходуется. при этом обратная связь, на этот избыток энергии, полностью останавливает преобразователь. и эти старты и стопы попадают в слышимый диапазон частот.
зачастую старт-стоп можно победить настройкой обратной связи, например, цепью частотной коррекции на TL431.