Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A

p.kaczmarek2 06 Oct 2022 02:47 2490 6
  • Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Witajcie, przedstawię tu wnętrze ciekawego, dość prostego w budowie zasilacza impulsowego 30V 0.4A. Zasilacz ten pochodzi z drukarki i zbudowany jest na dwóch tranzystorach i transoptorze, sprzężenie zwrotne brane jest ze strony wtórnej, napięcie odniesienia ustala dioda Zenera. Nie ma w nim żadnych dodatkowych układów scalonych, zintegrowanych kontrolerów przetwornic, itp. itd. Przedstawię tu jego schemat, płytkę bez komponentów a na koniec zrobię sekcję jego transformatora i spróbuję policzyć liczby zwojów.
    Bardziej doświadczeni elektronicy mogą już po tym samym opisie kojarzyć o jaki schemat chodzi - tak, to jest ten schemat. Dość popularny, zarówno w Internecie, jak i nawet w budżetowych ładowarkach z Chin.

    Zasilacz DAG-3004 30V 0.4A
    Zasilacz DAG3004 jest w formie "kostki" wkładanej do drukarki. Nie wymaga żadnego specjalnego sygnału standby/power on, na wyjściu jest po prostu 30V 0.4A.
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Obudowa niestety jest zgrzewana. Do otwierania używam metody ostrze noża + uderzanie młotkiem z drugiej strony.
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Kilka fotek; z daleka widać, że jest ubogo, a nie jest aż tak źle jak bywa (jest nawet jakiś filtr przeciwko emitowaniu zakłóceń do sieci, skompensowany prądowo dławik, chociaż nie widzę np. warystora, z kolei bezpiecznik przylutowany na ukos wygląda jakby zajmował miejsce brakującego kondensatora filtrującego klasy X):
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Transoptor PC123, po stronie wtórnej dioda szybka HER207.
    Kondensator Y łączący stronę pierwotną z wtórną:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Na zdjęciach widać nazwy elementów. Jeden tranzystor to C1815, a drugi?
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    P3NC60FP. Tranzystor MOSFET z kanałem typu N, 600V, 2A. Zdjęty element to nie radiator. Tranzystor lata w nim luzem. To prędzej ekranowanie. Dość dziwne, że nie dali radiatora, ale jak widać działało bez....
    Krótki test pod obciążeniem 180Ω:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Pod obciążeniem napięcie spada o niecały 1V. Zasilacz jest odporny na zwarcia.
    Szczęśliwym trafem schemat tego zasilacza jest w internecie:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Komponenty:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    To jest naprawdę szybki tranzystor:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Układ to prosta przetwornica impulsowa, samowzbudna w topologii flyback, zrealizowana w pełni na elementach dyskretnych. Napięcie na wyjściu (w pewnym stopniu) określa dioda Zenera Z2, natomiast jeśli chcemy je znacznie zmienić to trzeba zmienić m. in. ilości zwojów. Z2 można by zamienić na TL431.
    Różne wariacje tego schematu są popularne w sieci:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zacytowane schematy nie były przeze mnie testowane (za wyjątkiem numer 1) i mogą być niekompletne, mimo to zasadniczo wszystkie składają się z bloku filtrów/zabezpieczeń na wejściu (bezpiecznik, warystor, terminstor NTC, filtry EMI, kondensatory klasy X), mostka prostowniczego i kondensatora elektrolitycznego filtrującego, gasika szpil na uzwojeniu pierwotnym (rezystor, kondensator i dioda - nie widuję realizowanych ich na transilach), głównego tranzystora kluczującego, pomocniczego tranzystora pracującego w zabezpieczeniu przeciwzwarciowym, transoptora służącego do pobrania sprzężenia zwrotnego ze strony wtórnej przetwornicy przy zachowaniu separacji galwanicznej oraz uzwojenia pomocniczego służącego do podtrzymania oscylacji układu. Po stronie wtórnej jest szybka dioda prostująca napięcie (Schottkiego ze względu na niski spadek napięcia), kondensator elektrolityczny (low ESR) i układ napięcia referencyjnego (na diodzie Zenera bądź TL431).
    Podejrzyjmy przebiegi w ciekawszych miejscach zasilacza. Do tego niezbędny jest oscyloskop oraz transformator separacyjny (aby nie zrobić zwarcia, gdyż inaczej zarówno oscyloskop jak i zasilacz byłyby podłączone do sieci). Od sieci separujemy oczywiście mierzony układ, nie oscyloskop. Sondy w konfiguracji 10x.
    P3NC60FP G-S:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    P3NC60FP D-S:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Oba:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Częstotliwość pracy około 100kHz (przy obciążeniu 160 omów).
    Na uzwojeniu pierwotnym:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Z ciekawości usunąłem snubber (gasik) na pierwotnym a potem skontrastowałem przebieg D-S Q1 z przebiegiem na bazie Q2:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Warto przyjrzeć się niebieskiemu przebiegowi. Widać, co się dzieje bez gasika - zgadza się z tym, co np. można wyczytać w materiałach od producentów kontrolerów zasilaczy impulsowych:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A

    Płytka pod ten zasilacz
    Zasilacz ten cechuje prostota, co może sprawiać, że jest on atrakcyjny dla początkujących. W związku z tym postanowiłem oczyścić PCB z komponentów:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zdjęcia PCB:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Rzuca się w oczy data 12/13/02. Skany PCB umieszczę jak będę przy skanerze, w razie czego możecie przypomnieć.

    Sekcja transformatora
    Na koniec coś, co jest bardzo ważne, a jednocześnie z reguły niedostępne na schematach... ilości zwojów na transformatorze.
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Najpierw trzeba odlutować pasek przeciwzakłóceniowy (on jest podłączony do strony pierwotnej układu):
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Transformator jest sklejony. Gotowanie pozwala zmiękczyć klej:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Potem można zdemontować rdzeń:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    W topologii flyback stosuje się rdzeń z przerwą (air gap). Niektórzy mogą kojarzyć tę przerwę np. z trafopowielaczy generujących wysokie napięcie w telewizorach, one też są w topologii flyback. Zdjęcie przedstawia przerwę:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Pora na odwijanie.
    Początkowo chciałem krok po kroku to udokumentować, ale jednak osobnych sekcji uzwojeń jest za dużo, więc umieszczam skróconą wersję.
    Odwijanie taśmy, początek odwijania:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Skromne uzwojenie pomocnicze (4 zwoje):
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Na zdjęciu powyżej polecam zwrócić uwagę na dodatkową "koszulkę" dla drutu tam, gdzie drut na siebie nachodzi.
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Ostatecznie naliczyłem 8 uzwojeń:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Grubość drutu jest jednolita:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Rozpiska:
    Quote:

    17 około
    4 (pomocnicze)
    23 około
    23 około
    23 około
    90 pierwotne? (w dwóch sekcjach)
    23 około
    23 około (na pewno wtórne)

    Wygląda na to, że uzwojenie wtórne składa się z kilku osobnych uzwojeń połączonych równolegle, każde po 23 zwoje. To dlatego, że przez wtórne płynąć będzie większy prąd (i mniejsze napięcie), a dla optymalizacji kosztów zastosowano wszędzie tę samą grubość drutu. Dodatkowo dla wyższych częstotliwości lepiej jest użyć więcej drucików ze względu na efekt naskórkowy.
    Każda sekcja jest odizolowana kilkoma warstwami taśmy, dodatkowo uzwojenia nawinięte są z dbałością tak, by drucik miedziany nie znajdował się po skrajnych końcach karkasu.
    Mam wrażenie, że co najmniej jedna z sekcji nie była używana i była wyprowadzona na ucięty pin (co widać na zdjęciach).
    Ilość sekcji uzwojeń nieco źle wróży ewentualnemu przewijaniu takiego zasilacza. Jeszcze to wtórne na samym spodzie... dużo by było zabawy by to przerabiać.

    Inny zasilacz na dwóch tranzystorach
    W swoich zbiorach znalazłem jeszcze nieco inny zasilacz na dwóch tranzystorach o podobnej zasadzie działania (J13007/MJE13007 + D471A + TL431A + PC817B):
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Oznaczenie PCB: REV:B3 2007-03-01 XKD-C18NHS12 XIXING CRCC24W2A E205740
    Tym razem schematu nie znalazłem, ale poświęciłem troszkę czasu i zrobiłem pełny "schemat" na wyraźnym zdjęciu płytki. Było z tym trochę zabawy, bo najwyraźniej D471A (2SD471A) z tego zasilacza jest jakiś inny i ma zamienione wyprowadzenia B i C, co potwierdza zarówno zdrowy rozsądek (inaczej schemat nie miałby sensu - przynajmniej według mnie, mylę się?), jak i pomiar testem diody na multimetrze. Szczegóły na przygotowanej przeze mnie paintowej grafice:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Zasilacz ten dostałem jako uszkodzony, ale szybko zdiagnozowałem usterkę. Przebity klucz.
    Czy zasilacz ruszył po wymianie tranzystora? Jak najbardziej tak (chociaż jeszcze trzeba było wymienić mostek prostowniczy, uruchamiałem dla testu przez żarówkę, trzeba też bezpiecznik dać nowy):
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A


    Wersja DIY zasilacza na dwóch tranzystorach
    Bardzo podobny zasilacz wykonywałem kilka lat temu jako własną DIY konstrukcję wedle schematu ze strony swagatam inventions. Nie było większych problemów, choć bez błędów się nie obeszło. Być może wkrótce podejdę do tego ponownie a projekt tym razem też umieszczę na forum, ale trzeba też by poprawić to PCB:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    Rdzenie do powyższego projektu kupowałem w remages, ale też próbowałem używać nieznanych z odzysku ze złomu. Karkas drukowałem w 3D. Trochę też poeksperymentowałem z wartościami komponentów. Część użytych komponentów brałem ze złomu.

    Podsumowanie
    W tym zasilaczu spodobała mi się jego prostota. Układ jest tak prosty, że zasadniczo mogliby składać go początkujący (z zachowaniem odpowiednich zasad bezpieczeństwa, gdyż po stronie pierwotnej jest potencjał sieciowy a źle wykonany układ/transformator może też mieć potencjał sieciowy po stronie wtórnej). Zastanawiam się, czy są takie zasilacze dostępne w formie kitu do złożenia? W sumie chyba takie coś widywałem, też np. "DIY kit" ładowarki USB do kupienia w Chinach.
    Oczywiście zintegrowane kontrolery przetwornic są pod wieloma względami lepsze, w żaden sposób tu nie próbuję temu zaprzeczać, oferują znacznie więcej (np. UVLO - zabezpieczenie przed pracą na za niskim napięciu czy tam zabezpieczenie przed przegrzaniem - np. poprzez zewnętrzny termistor - np. OB2269) ale wynalazek z tego tematu ma moim zdaniem swój urok i jak znajdę czas, to może opiszę bardziej szczegółowo jego wersję DIY na forum.

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    p.kaczmarek2
    Moderator Smart Home
    Offline 
  • #2
    ZbeeGin
    Level 39  
    Jeśli chodzi o kit w oparciu o ten (lub podobny) układ tranzystorowy to takich nie widziałem. Za to jest wiele kitów firmy Power Integrations z ich kontrolerami SMPS. Dostępnych np. tutaj.
  • #3
    żarówka rtęciowa
    Level 37  
    Witam

    Podobnie konstrukcyjnie zasilacze z kilkoma napięciami stosowane były w dość starych odtwarzaczach płyt DVD. Zaletą konstrukcji zbudowanej bez scalonego sterownika PWM jest możliwość łatwego przerobienia na napięcie wejściowe 12-30V. Wymaga to jednak nawinięcia na nowo transformatora.
  • #4
    p.kaczmarek2
    Moderator Smart Home
    Jeśli chodzi o kit, to poszukałem i pisząc temat w nocy miałem na myśli to:
    Zasilacz z wnętrza drukarki - impulsowy, na dwóch tranzystorach - 30V 0.4A
    AC-DC 220V to 5V 800mA DIY 5V switch Power Supply switch Regulated Power Kit
    Tylko, że jak teraz spojrzałem na ten zestaw to tam też jest dramat, o filtrach nie wspominam, ale tam nie widzę nawet 'niebieskiego' kondensatory klasy Y... nie polecałbym jednak zakupu tego kitu. Ale może gdzieś jest jakiś lepszy?

    Ale fakt faktem, dużo najtańszych ładowarek do telefonów sprowadzanych z Chin to właśnie taki złom.
  • #5
    Mlody_Zdolny
    Level 23  
    Szkoda, że nie pomierzyłeś indukcyjności trafka. Informacja o liczbie zwojów niewiele mówi, kiedy pod znakiem zapytania stoi użyty rdzeń.
  • #6
    chemik_16
    Level 25  
    Mam jeszcze kilka zasilaczy AT od PC, też na na samych tranzystorach. To były moje ulubione zasilacze warsztatowe - 0 zabezpieczeń, po przeciążeniu siadało tylko napięcie. Bardzo mało elementów
  • #7
    szeryf3
    Level 26  
    Fajny temat i ciekawie opracowany.
    Poczekam na drugą część.
    Tego typu zasilacze zawsze mnie ciekawią.
    Jak zaglądam do nich to przed rozbiórką zastanawiam się co jeszcze chińczyk może ograniczyć i nie dodać z względu na ograniczenia kosztów produkcji.