Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. На сегодняшний день мобильный компьютер стал тем незаменимым помощником, без которого мы не мыслим себя на работе, дома, на отдыхе и даже в поездке. Но у всех подобных устройств (смартфон, нетбук, ноутбук) есть одно слабое место – это батарея, которой не хватает на продолжительное время, и которую необходимо периодически подзаряжать.

Я хочу предложить Вам собрать простой автомобильный адаптер (преобразователь), который во время поездки на автомобиле позволит питать ноутбук от бортовой сети автомобиля.

Предлагаемое устройство повышает постоянное напряжение бортовой сети с 12 до 19В, которое необходимо для питания ноутбука.

Принципиальная схема автомобильного адаптера.

Схему преобразователя, выполненную на основе микросхемы таймера КР1006ВИ (аналог NE555), я взял из статьи К. Гаврилова «Автомобильный блок питания ноутбука на таймере КР1006ВИ» («Радио», 2013, №2, стр. 22-23). Мы с Вами уже собирали реле времени с задержкой включения на таком таймере и знаем о надежной работе этой микросхемы.

На микросхеме DA1 собран генератор прямоугольных импульсов, длительность которых зависит от управляющего напряжения на выводе 5. Элементы R1, R2, C1 являются времязадающими для работы генератора. Импульсы, формируемые на выходе микросхемы (вывод 3), управляют мощным ключевым полевым транзистором VT1.

Когда транзистор VT1 открыт, то через дроссель L1 течет нарастающий ток, в результате чего дроссель накапливает энергию магнитного поля. Когда же транзистор VT1 закрыт, ток дросселя течет уже через диод VD1 и заряжает накопительный конденсатор С4. Таким образом энергия, накапливаемая на дросселе, передается в конденсатор С4, на котором формируется выходное напряжение.

Конденсатор С2 подавляет низкочастотные импульсные помехи во входной цепи питания, а конденсатор С3 — высокочастотные. Эти конденсаторы препятствуют проникновению импульсных помех, создающих преобразователем, в бортовую сеть автомобиля.

Конденсатор С5 подавляет всплески выходного напряжения, образующиеся на внутренней последовательной индуктивности конденсатора 4.

На транзисторе VT2 и стабилитроне VD2 выполнена цепь стабилизирующей обратной связи, которая управляет работой генератора прямоугольных импульсов через выводы 4 и 5 микросхемы. Обратная связь нужна при работе преобразователя с малым током нагрузки или в режиме холостого хода.

Из-за наличия пульсаций тока через дроссель за время, пока транзистор VT1 открыт, дроссель успевает запасти больше энергии, чем необходимо нагрузке, что приводит к росту выходного напряжения. Обратная же связь стремиться скомпенсировать повышение напряжения увеличением скважности импульсов путем снижения управляющего напряжения на выводах 4 и 5, что обрабатывается микросхемой как сигнал сброса, приостанавливающий работу генератора и, тем самым, приводит к снижению выходного напряжения.

Конденсатор С6 уменьшает влияние пульсаций выходного напряжения. Резистор R4 ограничивает ток базы транзистора VT2 на безопасном уровне, а резистор R5 задает ток через стабилитрон VD2 около 2 mA.

Конструкция и детали.

Внешний вид собранной платы устройства показан на рисунке ниже. Конденсаторы С2, С4 и дроссель L1 расположены горизонтально, чтобы плату можно было разместить в тонкий корпус. Выводы транзистора VT1 и диода VD1 укорочены до минимума.

Транзистор VT1 и диод VD1 установлены на общий теплоотвод площадью не менее 100 см². Теплоотвод сделан из алюминиевого уголка размерами 15х15х100мм, который распилен вдоль, где обе его половинки, для увеличения площади теплопередачи, скреплены вместе винтами, крепящими транзистор и диод.

Корпуса транзистора VT1 и диода VD1 изолируются от поверхности радиатора изолирующими прокладками, например, через слюду. Крепежные винты также сажаются через диэлектрические шайбы, а затем, мультиметром проверяется отсутствие контакта между радиатором и стоком транзистора и анодом диода.

Транзистор КП727Б (VT1) можно заменить на КП723А – КП723В, КП746А – КП746В, КП812 с любым буквенным индексом, а также на IRFZ34N, DUZ11 или другие аналогичные приборы, рассчитанные на ток не менее 15А с возможно меньшим сопротивлением открытого канала.

Транзистор КТ201ГМ (VT2) можно заменить на КТ306Г, КТ312В, КТ342А, КТ342ГМ, КТ358В, КТ375Б, КТ3102А, КТ315Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ315Ж, КТ340А, КТ340Б, КТ503Б, КТ503Г, ВС547А или другие n-p-n транзисторы с коэффициентом передачи тока базы не менее 100 при токе коллектора 1mA.

Диод Шотки КД272А (VD1) можно заменить на 2Д2998Б, 2Д2998В, КД2998В – КД2998Д, MBR1635 и на любые из серии 2Д252, КД272, КД273, 2Д2992 – 2Д2997, 2Д2999, а также на другие диоды Шотки, рассчитанные на прямой ток не менее 15А и обратное напряжение не менее 25В.

Стабилитрон 2С218Ж (VD2) можно заменить на КС218Ж, КС518А, КС508Г, КС509Б, 1N4746 или другим с напряжением стабилизации 18В. Для более точной настройки выходного напряжения может потребоваться подбор стабилитрона.

Микросхема таймера КР1006ВИ1 может быть заменена импортным аналогом NE555N. В оригинале статьи автор предлагает еще две равнозначные замены: КР1441ВИ1 и КР1087ВИ2.

Дроссель L1 намотан проводом ПЭВ-2 диаметром 1,25мм на двух сложенных вместе кольцевых магнитопроводах КП27х15х6 из пермаллоя МП140. Обмотка должна содержать 16 витков.

Также можно применить желто-белый кольцевой магнитопровод Т106-26 фирмы Epcos от многообмоточного дросселя расположенного в блоке питания компьютера.

В этом случае сматываем все имеющиеся обмотки с магнитопровода, а для самостоятельной намотки используем кусок смотанного провода диаметром 1,25мм. Намотку выполняем равномерно в один полный слой. Количество витков из смотанного куска провода получается примерно 20 – 24.

Подойдут и другие дроссели индуктивностью не менее 18 мкГн (микрогенри), рассчитанные на утроенный максимальный ток нагрузки. Но индуктивность дросселя не должна быть слишком велика, так как при ее увеличении выше 100 мкГн преобразователь может потерять устойчивость.

Оксидные конденсаторы С2 и С4 автор статьи предлагает использовать фирмы Jamicon серии WL, рассчитанные на допустимый ток пульсаций не менее 3А и имеющие малое эквивалентное последовательное сопротивление, то есть относиться к категории «Low ESR». Но в магазине таких не оказалось, и я приобрел обыкновенные.

Остальные постоянные конденсаторы должны быть керамическими.

Для соединения преобразователя с бортовой сетью автомобиля и ноутбуком применен гибкий медный двухжильный провод сечением 2,5 квадрата и вилка прикуривателя.

Для защиты преобразователя от перегрузок на плюсовой жиле установлен предохранитель FU1, рассчитанный на ток 10А.

Корпус Вы можете изготовить самостоятельно или приобрести в магазине. Я использовал готовый корпус от блока питания для принтера Canon. Шнур для соединения адаптера с ноутбуком я также взял от этого же блока питания, но перепаял штекер, так как родной от принтера был великоват.

Все детали, за исключением предохранителя FU1, размещены на печатной плате размерами 95х45мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж печатной платы со стороны дорожек и деталей показан на рисунке ниже.

Между выводами 4 и 5 микросхемы DA1 и коллектором транзистора VT2 использована проволочная перемычка, обозначенная пунктирной линией. Можно было бы обойтись и без перемычки, но тогда бы пришлось уменьшать площадь силовых печатных проводников.

Правильно и из исправных деталей собранный автомобильный адаптер для питания ноутбука начинает работать сразу и в налаживании не нуждается.

Ну а если у Вас возникли сомнения, то можете посмотреть этот видеоролик:

Удачи!