Авто-адаптер для ноутбука, новый и улучшенный.

Мой прошлый авто-адаптер все-таки сгорел после нескольких раз практического использования. Пришло время собрать новый. Да и ноутбук уже другой. Одно останется неизменным — гальваническая развязка входа и выхода.
А вот топология будет на этот раз — двухтактный пуш-пулл преобразователь.


Со времен конструирования прошлого преобразователя, я успел немного разобраться в принципах построения преобразователей питания и силовых схем. И теперь могу сказать, что пуш-пулл на низкое напряжение сделать с нуля все-же немного легче, чем флайбек. Особенно это касается расчета и конструкции трансформатора.

Ну что ж, с топологией определились, теперь определимся со схемой.

Вообще-то этот блок питания я начал делать в качестве тренировки, для лучшего понимания процессов, происходящих в силовых схемах, с расчетом на дальнейший рост напряжений, мощностей и сложности. Поэтому решил начать с простой, хорошо описанной в интернете микросхемы TL494.

Поскольку потери хотелось минимизировать, в качестве силовых ключей применил полевые транзисторы, широко распространенные IRFZ44, управляемые через мощный драйвер IR2110.

С первичкой ясно.

Вторичка — выпрямитель со средней точкой на сдвоенном диоде шоттки, дроссель, конденсатор, обратная связь на TL431 и оптопаре PC817.


Несмотря на простоту, открыл тему на форуме, чтобы обсуждать возникающие вопросы.

Трансформатор считал с помощью программы Lite-CalcIT.
Взял первое попавшееся колечко, оно оказалось размера R18/12/10, подставил в программу, внес основные параметры — топологию, напряжения питания и выхода, мощность, нажал рассчитать, увидел, что размер сердечника достаточный, подогнал частоту и сечения проводов, чтобы они влазили в кольцо.

Потом намотал пробную первичку, ее индуктивность не сошлась с расчетной. Решил, что виновата магнитная проницаемость, исправил 2000 на 3000 — и расчетная индуктивность совпала с фактической!

Пересчитал еще раз обмотки. Получилось в первичке 6+6 витков 5х0.38, вторичка 12+12 витков 3х0.38.
Первичку мотал так. Сначала намотал один провод и равномерно распределил его по кольцу, отрезал с запасом сантиметра три. Потом размотал и нарезал такой же длины проводов по расчету, сложил их по пять штук и наклеил на скотч, скотч загнул и обрезал излишки, чтобы получилась плоская лента. Зачистил, скрутил и залудил с одного конца. После этого взял две полученных ленты и намотал равномерно на кольцо. Мотать очень удобно, провода никуда не разъезжаются, обратно почти не разматываются, снаружи ложатся встык, внутри кольца небольшой нахлест, обмоталось практически равномерно. Зачистил, скрутил, залудил и обрезал по размеру с другого конца.

Вторичку просто в шесть проводов намотал, потом разделил по три с прозвонкой мультиметром, зачистил и залудил.

Индуктивность дросселя выпрямителя считается в этой же программе. Вначале я взял подходящий на стержневом сердечнике от какого-то старого телевизора, а потом намотал на порошковом кольце, подогнав фактическую индуктивность количеством витков близко к расчетной.

Дополнительная фишка этого блока питания (пока не реализованная) — наличие схемы проверки подлинности на контроллере ATTiny13, который прикидывается 1-wire устройством и выдает по запросу ноутбука, а в моем случае это Dell, информацию о модели БП. Вернее сказать, фишка реализована, только в сетевом БП.

Дело в том, что этот ноутбук мне достался в подарок и был сильно поврежден — разбит экран, не заряжалась батарея, не работали некоторые кнопки. Экран, клавиатуру и батарею я заказал новые, компьютер заработал, но зарядка не пошла. Расследование показало, что центральная жила в кабеле БП, отвечающая за идентификацию, замкнута на плюс питания, оригинальная микросхемка 1-wire сгорела, а центральный штырек в разъеме выломан.
Провод был заказан новый, а на просторах интернета найдена схемка на ATTiny13, эмулирующая оригинальный блок питания. Схемка была спаяна, тинька прошита и установлена в сетевой БП, после чего батарея стала заряжаться нормально.


Еще один кабель со штекером заказан, когда приедет, прошью и впаяю контроллер и блок будет полноценный. Пока поставил старый кабель без центрального штырька. Работает, но не заряжается.

Разводил плату под размеры имеющегося корпуса от какого-то блока питания.


Возможности делать платы у меня по-прежнему нет, поэтому использую уже известную вам технологию монтажа на макетку. При определенной сноровке это несложно и довольно быстро.
Детали выводные.


Диод прикрутил на небольшой радиатор, он немного греется, полевики совсем холодные, от радиатора изолированы термоусадками. Защиту по току не реализовал, есть предохранители на входе и выходе.
Проверил в работе от лабораторного БП, максимальный увиденный мной ток потребления по 12В был 3А, и то кратковременно, при обычной работе 1.7-1.9А.

Результатом доволен, чего и вам желаю.

UP:
Пришел провод с центральным контактом, собрал схему определения источника питания, добавил цепочку плавного пуска TL494 и перемотал вторичку до 2х15 витков, потому что работа и зарядка батареи одновременно не получалась — при максимальной нагрузке напряжение на выходе просаживалось.
Теперь все хорошо. Даже не пищит.

Прикрепляю последнюю версию проекта в Протеусе, а также окончательную схему и плату.