Автомобильный адаптер для ноутбука своими руками. Адаптер для питания ноутбука в машине Преобразователь напряжения 12 32 в на 19

Принципиальная схема самодельного преобразователя напряжения DC-DC для питания ноутбуков от источников с напряжением 12В. Напряжение питания ноутбука Toshiba-Satellite составляет 19V примаксимальном токе ЗА. К сожалению, это совсем не подходит для работы в автомобиле, так как там 12V.

Принципиальная схема

На рисунке в тексте приведена схема преобразователя напряжения, повышающего автомобильные 12V до ноутбуковских 19V, и поддерживающего это напряжение стабильным. В основе схемы DC-DC-преоб-разователь на микросхеме LT1070.

Напряжение от бортовой сети автомобиля через 5-амперный предохранитель и помехоподавляющие цепи поступает на точку подачи питания микросхемы А1 (вывод 5) Генератор микросхемы начинает работать и подавать импульсы на ключ, имеющийся в А1, включенный между выводом 4 и общим минусом (выв. 3).

Ключ периодически открываясь пропускает импульсный ток через первичную обмотку трансформатора Т1. Во вторичной обмотке Т1 наводится переменное напряжение, которое выпрямляется диодом VD2 и сглаживается емкостями С9, С10. Далее через цепь L2-C11-C12 постоянное напряжение 19V поступает на выход источника.

Рис. 1. Принципиальная схема DC-DC преобразователя напряжения для питания ноутбука от 12В.

Для контроля уровня выходного напряжения и его стабилизации используется внутренняя схема стабилизации А1. Суть ее работы в том, что она таким образом изменяет скважность импульсов, поступающих на первичную обмотку трансформатора, чтобы на выводе 2 А1 было постоянное напряжение 1,24V.

Для получения стабильного выходного напряжения нужно с выхода вторичного выпрямителя на VD2 постоянное напряжение через делитель подать на вывод 2 А1. А соотношение резисторов делителя должно быть таким, чтобы при правильном напряжении на выходе, на выводе 2 А1 было напряжение 1,24V. Резисторы делителя это R5 и R4. Точным подбором R4 устанавливают требуемое номинальное стабилизированное выходное напряжение. В данном случае, это 19V.

Детали и печатная плата

Для намотки трансформатора взято ферритовое кольцо внешним диаметром 32 мм. из феррита 2000НМ. Кольцо нужно обернуть тонким слоем фторопластовой пленки или лакоткани. Можно кольцо ничем не оборачивать, а покрытъ слоем эпоксидного лака. После его высыхания можно наматывать обмотки.

Вполне возможно, что для намотки трансформатора можно использовать и кольцо отличающегося диаметра и марки феррита, - нужно экспериментировать!

Первичная обмотка содержит 40 витков обмоточного провода, состоящего из двух вместе сложенных проводов ПЭВ 0,43. Можно использовать и одинарный провод сечением 0,*, но наматывать будет сложнее. Вторичная обмотка содержит 70 витков такого же двойного провода. Сначала наматывают первичную обмотку, а затем на её поверхность вторичную, укладывая провод в том же направлении, что и наматывали первичную. На схеме начала обмоток трансформатора отмечены точками.

Для дросселей используются кольца диаметром 18-20 мм. Они содержат по 30 витков такого же двойного провода, как и для намотки трансформатора. Схема преобразователя собрана на печатной плате с односторонним расположением печатных дорожек.

Микросхему и диоды необходимо укрепить на радиаторах. Общим радиатором может служить металлический корпус, в котором собран преобразователь (на плате диоды и микросхема специально расположены у края).

Рис. 2. Печатная плата схемы DC-DC преобразователя напряжения для ноутбука.

Микросхему можно установить на радиатор-корпус с использованием теплопроводной пасты, не изолируя, так как её радиаторная пластина соединена с 3-м выводом, а он с общим минусом (с «землей»). А диоды на радиатор нужно ставить через слюдяные прокладки на теплопроводной пасте, используя эбонитовые шайбы, так чтобы обеспечить изоляцию их катодных пластин от корпуса.

Рис. 3. Расположение деталей на плате преобразователя напряжения для ноутбука.

Налаживание

При правильном монтаже и исправных деталях налаживание сводится к проверке выходного напряжения. Если оно отличается от необходимого нужно изменить сопротивление резистора R4. Уменьшение сопротивления ведет к повышению напряжения, а увеличение к его понижению. Операцию замены резистора нужно делать только после выключения питания.

Поэтому, временно его можно заменить переменным сопротивлением 1,5-2,5 kOm. С помощью него нужно установить необходимое выходное напряжение, проверить на нагрузке, например, подключив лампу накаливания на 36V (или две последовательно включенные автомобильные лампочки как для задних фонарей).

После того как настройка будет завершена нужно, после выключения питания, отпаять переменный резистор и измерить его сопротивление. Затем установить на плату постоянный резистор такого сопротивления или очень близкого к полученному. Возможно, необходимого номинала не окажется и потребуется набрать R4 из нескольких резисторов используя последовательное или параллельное включение.

Включать преобразователь без теплоотвода под микросхему А1 рискованно, поэтому, даже в процессе налаживания, особенно при испытании на нагрузке, нужно установть её на какой-нибудь радиатор и периодически контролировать температуру. Этот же преобразователь можно использовать и для питания других приборов от бортовой сети автомобиля. Нужное выходное напряжение устанавливают подбором резисторов R5-R4 и числа витков вторичной обмотки трансформатора.

Кузянский Я. РК-2010-04.

Ноутбук, бесспорно, необходимый девайс, однако проблема в том, его аккумулятор не позволяет работать с ним в автономном режиме более 2 – 3 часов.

Поэтому будет логично, передвигаясь на машине запитать и подзаряжать ноутбук от бортовой сети автомобиля. Но, к сожалению, большинство ноутбуков работают от 19 вольт, а не от 12 вольт.

Здесь вариантов мало… Решением для данной проблемы может послужить автомобильный адаптер для ноутбука своими руками в виде преобразователя постоянного напряжения (DC – DC), поднимающий напряжение аккумулятора с 12 до 19 вольт.

На сегодняшний день есть немало электрических схем преобразователей DC-DC, меняя соотношение сопротивлений делителя измерительного напряж. которых возможно получить различные величины выходного напряжения, практически от нуля и до 50 В.

Описание работы адаптера ноутбука

Данный автомобильный адаптер для ноутбука может работать от 10 до 15 В, и на выходе он сможет обеспечить 19 В при токе нагрузки до 2,5 ампер. С адаптере присутствует также электрическая схема защиты от понижения входного напряж. меньше 10 В и от перегрузки на выходе.

Контроллер сигналов переменой скважности изготовлен на специальной микросхеме UC3843 (А2). Электрическая схема автомобильного адаптера практически стандартная. Выходные сигналы идут на затвор мощного ключевого полевого транзистора VT1. Преобразование совершается на частоте примерно 50 кГц. Накачка напряж. совершается на L1. Выпрямитель адаптера изготовлен на диоде Шоттки VD5. Пульсации сглаживает сперва С10, после идет фильтр из 2-х индуктивностей L2 и L3 и 2-х конденсаторов С9 и С8.

Размер выходного напряж. автомобильного адаптера ноутбука определяется сопротивлениями R11-R12. Они создают делитель напряжения, соотношения плеч которого должно быть таким, чтобы при нужном напряж. на выходе, на контакте 2 А2 было напряжение 2,5 В. При приведенных на схеме адаптера значениях сопротивлений R11 и R12, напряжение на выходе будет постоянно находится на уровне 18,75 В.

Поскольку экземпляры резисторов как обычно имеют расхождения номиналов, то при налаживании размер R11 (и может быть R12) необходимо выбрать такой, чтобы на выходе было напряжение 19 В. Это возможно осуществить, включая впараллель с данным сопротивлением дополнительные резисторы значительной большей величины. На печатной плате адаптера ноутбука предусмотрены места под них. Включая резисторы впараллель R11 мы снижаем выходное напряжение, а впараллель R12 — повышаем выходное напряжение.

Катушки собраны собраны своими руками на кольцах из феррита. Катушка L1 выполнена на ферритовом кольце диаметром 23 миллиметра. Она имеет 60 витков провода ПЭВ 0,61. Катушки L2 и L3 собраны на ферритовых кольцах диаметром 16 мм. Они имеют по 120 витков провода ПЭВ 0,43.

Катушки L1-L3 расположены вертикально. Изначально они стоят на собственных выводах, а по окончанию регулировки они прикрепляются герметиком. Все емкости должны быть рассчитаны на напряжение более 25 В. Диоды 1N4148 возможно поменять на КД522. Диод 1N4007 возможно поменять на КД209 или вообще убрать из схемы, однако в этом случае, при неверной полярности подключения входного напряж. электрическая схема может сгореть раньше предохранителя FS1.

Данный повышающий dc-dc преобразователь предназначен для повышения напряжения бортовой сети автомобиля (+12В) до 19В, получая возможность подключения ноутбука к бортовой кабельной сети автомобиля. С учетом того, что ноутбук в наше время не редкость, то представленная в этой статье схема преобразователя очень даже актуальна для автомобилистов.

Данный автомобильный преобразователь на UC3845 построен по принципу однотактного повышающего преобразователя с накопительным дросселем. Схема имеет защиту по току.

Схема автомобильного преобразователя из 12В в 19В на UC3845

Работа схемы подробно описана в статье “ ”. В этой же статье вы прочтете о том, как работает защита по току, а также другую интересную информацию по данной схеме.

Микросхема UC3845 является ШИМ контроллером и по своей работе аналогична ШИМ UC3843.

Микросхемы UC3845 и UC3843 одинаковы по расположению выводов и могут быть заменены друг с другом в данной схеме. При замене этих ШИМ контроллеров стоит учесть тот факт, что при одинаковых времязадающих элементах (R2, C6) частота на выходах этих ШИМ (6 вывод) будет отличаться почти вдвое.

Дело в том, что в UC3845 есть триггер, который делит частоту пополам, а также ограничивает ширину импульса до 50% (речь пойдет ниже). И если настроить на одинаковую частоту генераторы микросхем UC3845 и UC3843 (встаем осциллографом на 4 вывод), то на самом выходе UC3845 (вывод 6) частота будет вдвое меньше выходной частоты UC3843. Не путайте выходную частоту, с частотой генератора ШИМ, она не всегда одинаковая (как в нашем случае).

К примеру, я установил в качестве R2 = 10кОм, а C6 = 1нФ, частота генератора UC3845 составила примерно 160кГц, а у UC3843 135кГц. На выходе UC3845 частота составила примерно 80кГц (то есть уменьшилась вдвое), а у UC3843 частота равнялась частоте генератора (135кГц).

Поэтому для UC3845 конденсатор C6 необходимо устанавливать емкостью не более 500пФ, а резистор R2 на 10кОм, чтобы на выходе получить частоту примерно 160кГц. Я установил 1нФ и все испытания проводил на этой емкости.

Еще одно отличие этих микросхем в том, что коэффициент заполнения импульса у ШИМ UC3845 равен 50%, в отличие от UC3843, коэффициент которой равен 100%.

Короче, при регулировке скважности у UC3843 ширина импульса может быть настолько большой, что займет почти весь период, а у UC3845 только половину периода. Как это можно пощупать, да легко! Собрав, этот автомобильный повышающий преобразователь из 12В в 19В на UC3845, при регулировке напряжения под нагрузкой 3А, напряжение на выходе преобразователя не сможет подняться больше 21В-22В (напряжение зависит от параметров дросселя), то есть напряжение будет “просаживаться”.

Казалось бы беда! Но нет, наш преобразователь должен выдавать напряжение 19В постоянного тока, и он со своей задачей справляется отлично при нагрузке 3А и 5А. Не зря эта микросхема является одной из лидеров в схемах преобразования 12-19 Вольт.

Некоторые параметры микросхемы

Максимальное входное напряжение не более.......... 30В

Выходной ток.......... 1А

Ток сигнала ошибки......... 10мА

Мощность рассеивания (корпус DIP).......... 1Вт

Максимальная частота генератора.......... 500кГц

Коэффициент заполнения.......... 50%

Рабочий ток.......... 11мА

Другие параметры и графики найдете в .

Элементы схемы

Резисторы схемы нужно выбирать на четверть Ватта (0,25Вт), за исключением R4 = 0,5Вт и R6 = 2Вт.

Конденсаторы C1, C2, C8, C9 должны быть рассчитаны на напряжение 25В. На выходе схемы достаточно одного электролита на 1000мкФ (C8 или C9).

Диоды VD1 и VD2 – Шоттки, или другие супербыстрые диоды. У меня установлена сборка Шоттки SB2040CT (20А, 40В), меньше 40В лучше не устанавливать. Можно на плату установить одиночный диод, но к сборке легче прикрепить радиатор.

R9 - многооборотный подстроечный резистор типа 3296. Многооборотные резисторы позволяют производить настройку плавно.

Самое интересное это дроссель L1. Индуктивность его должна быть в пределах 40-50мкГн. Хотя и при индуктивности 20мкГн преобразователь будет работать, только КПД будет ниже желаемого. Для его изготовления необходимо найти кольцо из порошкового железа желто-белого цвета. Чем больше диаметр кольца, тем лучше. У меня наружный диаметр кольца составляет 27мм, внутренний 14мм и толщина 11мм. Мотаем 20-22 витка двойным медным, лакированным проводом. Диаметр жилы 1мм. У меня диаметр жилы 1,4мм, я мотал одиночным проводом. Такой дроссель долговременно держит ток 3А при выходном напряжении +19В.

При намотке двойным (тройным) проводом обмотка может не уместится в один слой, тогда обмотку необходимо выполнять в два слоя, можно без изоляции (если эмаль провода не повреждена).

Пару слов о защите

От короткого замыкания (КЗ) будет спасать предохранитель FU1. Схема КЗ выдерживает, это показали мои опыты, главное чтобы источник напряжения +12В, подключенный к входу преобразователя, имел защиту и был достаточно мощным, а лучше чтобы это был автомобильный аккумулятор.

Работа защиты по току подробно описана в статье про UC3843 (смотри ссылку выше), здесь все работает аналогичным образом. Единственное добавлю, для работы преобразователя на UC3845 на выходной ток до 5А, необходимо сопротивление резистора R6 (датчик тока) уменьшить вдвое, или подключить в параллель два резистора по 0,1 Ома. Если не сделать данные манипуляции, Выходная мощность (напряжение и ток) будут ограничены защитой.

Два разных по габаритам дросселя…

Преобразователь с параметрами дросселя, описанными чуть выше, я эксплуатировал на нагрузку сопротивлением 6,2 Ома. Ток нагрузки составил 3А, при выходном напряжении 19В. В течение тридцатиминутной работы дроссель нагрелся до 45 градусов Цельсия, и рост температуры прекратился, это очень даже неплохо. Кстати КПД при такой нагрузке составил 82%.

После чего я установил второй дроссель, который намотан на кольце с наружным диаметром 18мм, внутренним 8мм и шириной 7мм. Провод одиночный, диаметр провода 1,4мм, 20 витков (40мкГн). При работе на выходной ток 3А в течение 30 мин, дроссель нагрелся до температуры 50 градусов Цельсия.

Теперь вам немного понятно, какие габариты сердечника выбрать. Конечно, если бы я мотал двумя жилами, нагрев бы снизился немного, но даже 55 градусов это вполне нормально.

Подходит например для питания ноутбука в авто, для преобразования 12-24, для подзарядки автомобильного аккумулятора от БП на 12V и т.п

Преобразователь добирался с левым треком типа UAххххYP и о-очень долго, 3 месяца, чуть диспут не открыл.
Продавец хорошо замотал устройство.

В комплекте были латунные стойки с гаечками и шайбочками, которые сразу прикрутил, чтобы не затерялись.

Монтаж довольно качественный, плата отмыта.
Радиаторы вполне приличные, хорошо закреплены и изолированы от схемы.
Дроссель намотан в 3 провода - правильное решение на таких частотах и токах.
Единственное - дроссель не закреплён и висит на самих проводах.

Реальная схема устройства:

Наличие стабилизатора питания микросхемы порадовало - это значительно расширяет диапазон входного рабочего напряжения сверху (до 32В).
Выходное напряжение естественно не может быть меньше входного.
Подстроечным многооборотным резистором можно настраивать выходное стабилизированное напряжение в диапазоне от входного до 35В
Красный светодиодный индикатор горит при наличии напряжения на выходе.
Собран преобразователь на базе широко распространённого ШИМ контроллера UC3843AN

Схема подключения - стандартная, добавлен эмиттерный повторитель на транзисторе для компенсации сигнала с токового датчика. Это позволяет повысить чувствительность токовой защиты и снизить потери напряжения на токовом датчике.
Рабочая частота 120кГц

Если-бы Китайцы и тут не накосячили, я-бы сильно удивился:)
- При небольшой нагрузке, генерация происходит пачками, при этом слышно шипение дросселя. Также заметна задержка регулирования при изменении нагрузки.
Это происходит из-за неверно выбранной цепи компенсации обратной связи (конденсатор 100нФ между 1 и 2 ногами). Значительно уменьшил ёмкость конденсатора (до 200пФ) и подпаял сверху резистор 47кОм.
Шипение пропало, стабильность работы возросла.

Конденсатор для фильтрации импульсных помех на входе токовой защиты поставить забыли. Поставил конденсатор 200пФ между 3 ногой и общим проводником.

Отсутствует шунтирующая керамика параллельно электролитам. При необходимости, можно допаять SMD керамику.

Защита от перегрузки имеется, защиты от КЗ нет.
Никаких фильтров не предусмотрено, входной и выходной конденсаторы не очень хорошо сглаживают напряжение при мощной нагрузке.

Если входное напряжение вблизи нижней границе допуска (10-12В), имеет смысл переключить питание контроллера со входной цепи на выходную, перепаяв предусмотренную на плате перемычку

Осциллограмма на ключе при входном напряжении 12В

При небольшой нагрузке наблюдается колебательный процесс дросселя

Вот что удалось выжать в максимуме при входном напряжении 12В
Вход 12В / 9A Выход 20В / 4,5А (90 Вт)
При этом оба радиатора прилично разогрелись, но перегрева не было
Осциллограммы на ключе и выходе. Как видно, пульсации очень велики из за небольших емкостей и отсутствия шунтирующей керамики

Если входной ток достигает 10А, преобразователь начинает противно свистеть (срабатывает токовая защита) и выходное напряжение снижается

На самом деле, максимальная мощность преобразователя сильно зависит от входного напряжения. Производитель заявляет 150Вт, максимальный входной ток 10А, максимальный выходной ток 6А. Если преобразовывать 24В в 30В, то конечно он выдаст заявленные 150Вт и даже немного больше, только вряд-ли это кому-то нужно. При входном напряжении 12В, можно рассчитывать только на 90Вт

Выводы делайте сами:)