Как запустить блок питания от принтера canon

  • автор:

Блок питания лазерного принтера Canon.

Источник лазерного принтера Canon LBP-1120 имеет классический вариант построения для такого типа принтеров, но есть и своя особенность, это применения в качестве управляющей микросхемы специального ШИМ-контроллера. Стоит отметить, что источники на базе этой микросхемы очень часто встречаются и в других лазерных принтерах и МФУ, например от фирмы HP. Конструктивно блок питания принтера расположен на плате управления принтером. На этой же плате расположены высоковольтные источники питания для роликов первичного заряда, проявки и переноса см. рис. 1. Структурная схема блока питания представлена на рис. 2.

Блок питания принтера формирует стабилизиро­ванные напряжения +24В используемое для питания двига­телей, источников высоких напряжений, соленоидов, реле, вентилятора и т.п.; а также +5В и +3.3.В, необходимое для питания микросхем контроллера и форматера, памяти, светодиодов оптопар, датчиков, лазера, интерфейсных цепей и т.д. Рассмотрим рабо­ту составных частей БП (см. рис. 3).

Разъемом подключения сетевого кабеля принтера обозначен на схеме INL101. Входные цепи принтера представлены входным помехоподавляющим фильтром и цепями управления узлом фиксации изображения. Включение принтера осуществляется кнопкой включения питания SW101. Сетевой фильтр образован элементами (R101, C101, VZ101, L101, L102, С104,С106, С105 и L103). Его назначение – подавление и фильтрация симметричных и несимметричных импульсных помех бытовой электро­сети.

Сетевой плавкий предохранитель FU101 предназначен для защиты питающей сети от пере­грузок, которые возникают при неисправностях сетевого выпрямителя или силового каскада. Варистором VZ101 обеспечивается защита первич­ной части блока питания от повышенного напряжения в сети и кратковременных высоковольтных выбросов напряжения. В том случае, если сетевое напряжение превышает порог сраба­тывания этого варистора, его сопротивление снижается, и через него начинает протекать значительный по вели­чине ток. В результате этого входной предохранитель перегорает. Терморезистор с отрицательным ТКС (TH201) служит для ограничения броска зарядного тока конденсаторов С109, С107 в момент включения источника питания. При включении блока питания в начальный момент времени через диодный мост протекает максимальный зарядный ток конденсаторов, и этим током может быть выведен из строя диодный выпря­митель DА101. Так как в холодном состоянии сопротивление терморезистора составляет несколько Ом, ток через выпрямительные диоды моста ограничивается на безопасном для них уровне. Через некоторый промежуток времени в результате протекания через терморезистор зарядного тока, он нагревается, его сопротивление уменьшается до долей Ома и больше не влияет на работу схемы.

Выпрямление переменного тока сети осуществляется диодным мостом DА101. Преобразование постоянного тока, после выпрямления и сглаживания, в импульсный высокочастотный ток, проте­кающий через первичную обмотку трансформатора Т501, осуществляется микросхемой IC501 (STR-Z2756).Микросхема включает в себя и ШИМ-контроллер с присущими ему схемами и мощный ключевой транзистор, коммутирующий первичную обмотку импульсного трансформатора.

Питание микросхемы осуществляется подачей напря­жения, на ее вывод 5 (Vcc). Напряжение запуска в начальный момент включения формируется делителем из выпрямленного сетевого напряжения, снимаемого с диодного моста. Делитель напряжения образован резисторами R542, R541,R544, R545, R540. Этой цепью создается минимальный пусковой ток для запуска микросхемы, в случае запуска дополнительная подпитка микросхемы в рабочем режиме осуществляется цепью R505, D502, С503. Данной цепью выпрямляется импульсная ЭДС снимаемая с вторичной обмотки (выводы 1-2) трансформатора Т501.

Выходные шины питания +5В и +24В в блоке питания формируются путем выпрямления диодными сборками (DA501, DA502) импульсных ЭДС со вторичных обмоток трансформатора T501. Выходная шина +3.3В формируется с помощью стабилизатора напряжения из канала +5В. Собран он на элементах Q502, IC505,R537,R539.

Стабилизация выходных напряжений осуществляет­ся методом ШИМ по сигналу обратной связи, подаваемому на вывод 5 (CONT) микросхемы IC501. Сигнал обратной связи формируется оптопарой РС501, ток светодиода которой уп­равляется стабилизатором IC504. Сигнал обратной связи про­порционален выходному напряжению +5В, который формируется при помощи резистивного делителя R516 и R530, средняя точка которого подключена к управляющему входу микросхемы IC504.

Блокировка микросхемы IC501 может осуществляться подачей сигнала «высокого» уровня на ее вход вывод 7 (CD). Сигналом на этом контакте управляет вторая оптопара (РС502), обеспечивающая защиту источника питания от аварийных режимов работы. Защитная блокировка срабатывает в следую­щих случаях:

— превышение тока в канале +5В;

— превышение напряжения в каналах +5В и +24В;

Превышение тока в канале +5В отслеживается компаратором IC302-1. На его инверсный вход (конт.2) через делитель R525 и R523 подается напряже­ние с канала +5В, а на неинверсный вход (конт.3) подается также напряжение с канала +5В через резистор R526, между двумя контролируемыми точками включены токовые датчики R514 и R513. Падение напряжение на этих резисторах соответствует величине тока в канале. Если ток в канале растет, то разность потенциалов между конт.2 и конт.З компаратора IC302 увеличивается, компаратор переключается, и на его выходе (конт.1) формируется напряжение «низкого» уровня которым открывается транзистор Q501, и через светодиод оптопары PC502 течет ток с канала +24В, как результат, далее ШИМ-контроллер IC501 блокируется.

Повышение напряжений +5В и +24В стабилитронами ZD505 и ZD502. В случае срабатывания одного из них, через светодиод оптопары PC502 начинает протекать ток, далее на вывод 7 микросхемы IC501 подается напряжение блокировки.

В состав источника питания входит и схема управления узлом фиксации изображения. Нагревательный элемент подключается к разъему J102, и через ТЭН протекает переменный ток первичной сети, управляемый симистором (триаком) Q101. Симистор управляется микропроцессором посредством сигнала FSRD. Сигнал FSRD подается на базу транзистора Q102, который, в свою очередь, управляет симистором Q101 через элемент гальванической раз­вязки — оптрон SSR301. Сигнал FSRD представляет собой импульсы, следующие с очень низкой частотой в периоды на­грева печки. Максимальная рабочая температура прогрева ТЭНа составляет 190*C. Контроль за температурой выполняется с помощью датчика температуры, в качестве которого, используется терморезистор, расположенный на тыльной стороне ТЭНа. Терморезистор включен в цепь резистивного делителя, напряжение средней точки которого подается на аналоговый вход микроконтроллера, управляющего большинством блоков принтера, и на схему сравнения управляющую защитным реле. Управляющая микросхема анализирует аналоговый уровень напряжения, с датчика температуры, и формирует управляющие импульсы FSRD для симистора. Управление организовано в режиме ON/OFF.

В случае неконтролируемого нагрева узла фиксации, в блоке управления предусмотрена защита, реализованная при помощи реле. В разомкнутом состоянии оно будет находится когда:

  • принтер находится в режиме ожидания;
  • определяется перегрев;
  • возникает любая фатальная ошибка;
  • возникает замятие бумаги.

Реле RL101 переключается транзистором Q103, который управляется компаратором IC302. Этот компаратор получает сигнал (на конт.5) от датчика температуры печки и сравнивает его с опорным напряжением, сформированным на конт.6. Напряжение датчика температуры уменьшается, если его температура растет. Поэтому когда напряжение на конт.5 компаратора IC302 станет ниже порогового на конт.6 (0.67В), это означает перегрев печки, и приводит к отключению транзистора Q103, размыканию реле и, соответственно, к разрыву цепи питания ТЭНа. Сигнал от датчика температуры также подается и на 38 контакт микроконтроллера. Дополнительно реле может управляться сигналом /RLYD с микроконтроллера (вывод 27). Этот сигнал формируется в тот момент, когда должен начаться процесс разогрева печки. В момент, когда реле должно замкнуть­ся, сигнал /RLYD устанавливается микропроцессором в низкий уровень, а для размыкания реле и отключения печки, сигнал /RLYD переводится в высокий уровень. Типовые неисправности блока питания представлены в табл. 1.

Проявление неисправности

Элементы, подлежащие проверке

Принтер не включается. Напряжение +310В на выходе диодного моста 101 отсутствует.

блоки питания для принтеров Canon Кенон

Интернет магазин запчастей и комплектующих Detaluga.com предлагает блоки питания для принтеров Canon. Наш магазин предлагает новые товары для бытовой техники и электроники практически всех производителей в наличии и на заказ, оптом и в розницу. Определитесь с моделью Вашей техники и выберите необходимую деталь. Для того,чтобы приобрести запчасть, найдите ее на страницах нашего интренет-магазина, оформите заявку онлайн на запрос того или иного комплектующего, или свяжитесь по телефону с нашими менеджерами напрямую.Помните, что от качества деталей зависит эффективность работы бытовой техники и срок её службы
Спустя непродолжительное время, ваш заказ будет обработан и доставлен в любую точку России и Украины.
Звоните по телефону и выберите из ассортимента более 6 000 000 товаров интернет магазина Detaluga.com.

Canon imagePRESS 1135
Canon imagePRESS 1125
Canon imagePRESS 1110

Переделка блока питания canon. Как собрать лабораторный блок питания из принтера

Источник лазерного принтера Canon LBP-1120 имеет классический вариант построения для такого типа принтеров, но есть и своя особенность, это применения в качестве управляющей микросхемы специального ШИМ-контроллера. Стоит отметить, что источники на базе этой микросхемы очень часто встречаются и в других лазерных принтерах и МФУ, например от фирмы HP. Конструктивно блок питания принтера расположен на плате управления принтером. На этой же плате расположены высоковольтные источники питания для роликов первичного заряда, проявки и переноса см. рис. 1. Структурная схема блока питания представлена на рис. 2.

Блок питания принтера формирует стабилизиро­ванные напряжения +24В используемое для питания двига­телей, источников высоких напряжений, соленоидов, реле, вентилятора и т.п.; а также +5В и +3.3.В, необходимое для питания микросхем контроллера и форматера, памяти, светодиодов оптопар, датчиков, лазера, интерфейсных цепей и т.д. Рассмотрим рабо­ту составных частей БП (см. рис. 3).

Разъемом подключения сетевого кабеля принтера обозначен на схеме INL101. Входные цепи принтера представлены входным помехоподавляющим фильтром и цепями управления узлом фиксации изображения. Включение принтера осуществляется кнопкой включения питания SW101. Сетевой фильтр образован элементами (R101, C101, VZ101, L101, L102, С104,С106, С105 и L103). Его назначение – подавление и фильтрация симметричных и несимметричных импульсных помех бытовой электро­сети.

Сетевой плавкий предохранитель FU101 предназначен для защиты питающей сети от пере­грузок, которые возникают при неисправностях сетевого выпрямителя или силового каскада. Варистором VZ101 обеспечивается защита первич­ной части блока питания от повышенного напряжения в сети и кратковременных высоковольтных выбросов напряжения. В том случае, если сетевое напряжение превышает порог сраба­тывания этого варистора, его сопротивление снижается, и через него начинает протекать значительный по вели­чине ток. В результате этого входной предохранитель перегорает. Терморезистор с отрицательным ТКС (TH201) служит для ограничения броска зарядного тока конденсаторов С109, С107 в момент включения источника питания. При включении блока питания в начальный момент времени через диодный мост протекает максимальный зарядный ток конденсаторов, и этим током может быть выведен из строя диодный выпря­митель DА101. Так как в холодном состоянии сопротивление терморезистора составляет несколько Ом, ток через выпрямительные диоды моста ограничивается на безопасном для них уровне. Через некоторый промежуток времени в результате протекания через терморезистор зарядного тока, он нагревается, его сопротивление уменьшается до долей Ома и больше не влияет на работу схемы.

Выпрямление переменного тока сети осуществляется диодным мостом DА101. Преобразование постоянного тока, после выпрямления и сглаживания, в импульсный высокочастотный ток, проте­кающий через первичную обмотку трансформатора Т501, осуществляется микросхемой IC501 (STR-Z2756).Микросхема включает в себя и ШИМ-контроллер с присущими ему схемами и мощный ключевой транзистор, коммутирующий первичную обмотку импульсного трансформатора.

Питание микросхемы осуществляется подачей напря­жения, на ее вывод 5 (Vcc). Напряжение запуска в начальный момент включения формируется делителем из выпрямленного сетевого напряжения, снимаемого с диодного моста. Делитель напряжения образован резисторами R542, R541,R544, R545, R540. Этой цепью создается минимальный пусковой ток для запуска микросхемы, в случае запуска дополнительная подпитка микросхемы в рабочем режиме осуществляется цепью R505, D502, С503. Данной цепью выпрямляется импульсная ЭДС снимаемая с вторичной обмотки (выводы 1-2) трансформатора Т501.

Выходные шины питания +5В и +24В в блоке питания формируются путем выпрямления диодными сборками (DA501, DA502) импульсных ЭДС со вторичных обмоток трансформатора T501. Выходная шина +3.3В формируется с помощью стабилизатора напряжения из канала +5В. Собран он на элементах Q502, IC505,R537,R539.

Стабилизация выходных напряжений осуществляет­ся методом ШИМ по сигналу обратной связи, подаваемому на вывод 5 (CONT) микросхемы IC501. Сигнал обратной связи формируется оптопарой РС501, ток светодиода которой уп­равляется стабилизатором IC504. Сигнал обратной связи про­порционален выходному напряжению +5В, который формируется при помощи резистивного делителя R516 и R530, средняя точка которого подключена к управляющему входу микросхемы IC504.

Блокировка микросхемы IC501 может осуществляться подачей сигнала «высокого» уровня на ее вход вывод 7 (CD). Сигналом на этом контакте управляет вторая оптопара (РС502), обеспечивающая защиту источника питания от аварийных режимов работы. Защитная блокировка срабатывает в следую­щих случаях:

Превышение тока в канале +5В;

Превышение напряжения в каналах +5В и +24В;

Превышение тока в канале +5В отслеживается компаратором IC302-1. На его инверсный вход (конт.2) через делитель R525 и R523 подается напряже­ние с канала +5В, а на неинверсный вход (конт.3) подается также напряжение с канала +5В через резистор R526, между двумя контролируемыми точками включены токовые датчики R514 и R513. Падение напряжение на этих резисторах соответствует величине тока в канале. Если ток в канале растет, то разность потенциалов между конт.2 и конт.З компаратора IC302 увеличивается, компаратор переключается, и на его выходе (конт.1) формируется напряжение «низкого» уровня которым открывается транзистор Q501, и через светодиод оптопары PC502 течет ток с канала +24В, как результат, далее ШИМ-контроллер IC501 блокируется.

Повышение напряжений +5В и +24В стабилитронами ZD505 и ZD502. В случае срабатывания одного из них, через светодиод оптопары PC502 начинает протекать ток, далее на вывод 7 микросхемы IC501 подается напряжение блокировки.

В состав источника питания входит и схема управления узлом фиксации изображения. Нагревательный элемент подключается к разъему J102, и через ТЭН протекает переменный ток первичной сети, управляемый симистором (триаком) Q101. Симистор управляется микропроцессором посредством сигнала FSRD. Сигнал FSRD подается на базу транзистора Q102, который, в свою очередь, управляет симистором Q101 через элемент гальванической раз­вязки — оптрон SSR301. Сигнал FSRD представляет собой импульсы, следующие с очень низкой частотой в периоды на­грева печки. Максимальная рабочая температура прогрева ТЭНа составляет 190*C. Контроль за температурой выполняется с помощью датчика температуры, в качестве которого, используется терморезистор, расположенный на тыльной стороне ТЭНа. Терморезистор включен в цепь резистивного делителя, напряжение средней точки которого подается на аналоговый вход микроконтроллера, управляющего большинством блоков принтера, и на схему сравнения управляющую защитным реле. Управляющая микросхема анализирует аналоговый уровень напряжения, с датчика температуры, и формирует управляющие импульсы FSRD для симистора. Управление организовано в режиме ON/OFF.

В случае неконтролируемого нагрева узла фиксации, в блоке управления предусмотрена защита, реализованная при помощи реле. В разомкнутом состоянии оно будет находится когда:

  • принтер находится в режиме ожидания;
  • определяется перегрев;
  • возникает любая фатальная ошибка;
  • возникает замятие бумаги.

Реле RL101 переключается транзистором Q103, который управляется компаратором IC302. Этот компаратор получает сигнал (на конт.5) от датчика температуры печки и сравнивает его с опорным напряжением, сформированным на конт.6. Напряжение датчика температуры уменьшается, если его температура растет. Поэтому когда напряжение на конт.5 компаратора IC302 станет ниже порогового на конт.6 (0.67В), это означает перегрев печки, и приводит к отключению транзистора Q103, размыканию реле и, соответственно, к разрыву цепи питания ТЭНа. Сигнал от датчика температуры также подается и на 38 контакт микроконтроллера. Дополнительно реле может управляться сигналом /RLYD с микроконтроллера (вывод 27). Этот сигнал формируется в тот момент, когда должен начаться процесс разогрева печки. В момент, когда реле должно замкнуть­ся, сигнал /RLYD устанавливается микропроцессором в низкий уровень, а для размыкания реле и отключения печки, сигнал /RLYD переводится в высокий уровень. Типовые неисправности блока питания представлены в табл. 1.

Проявление неисправности

Элементы, подлежащие проверке

Принтер не включается. Напряжение +310В на выходе диодного моста 101 отсутствует.

1. Предохранитель FU101

2. Термистор ТН101

1. Варистор VZ11

2. Диодный мост D101

3. Микросхема IC601 STR-Z2756

Принтер не включается. На выходе диодного моста D201 присутствует напряжение +300В. Нет напряжения напряжения питания примерно +16В на конт.8 микросхемы IC501.

1. Цепь запуска R541,R542,R544,R545,R540.

2. Цепь дополнительной подпитки С503, D505,R505.

Принтер не запускается. Выходные напряжения +5В, +З.ЗВ, +24В появляются кратковременно. Слышен характерный звук кратковременного запуска.

1. Наличие короткого замыкания в нагрузке.

2. Цепь подпитки IC501

3. Вторичные выпрямители: DA501, DA502.

4. Токовые датчики: R514, R513,

5. Цепь защиты: ZD505, ZD502, Q501. 6. Цепь обратной связи: IC502.

Поиск неисправностей в блоке питания принтера, сначала, необходимо с проверки исправности предохранителя FU201. Это делается визуальным способом и с помощью тестера, т.к. используются, в основном, предохранители в керамическом корпусе. Далее визуально оценивается целостность корпусов варистора VZ101, термистора ТН101, микросхемы IC501. На этом же этапе сразу оценивается качество конденсаторов. После этого необходимо выполнить сбор информации при включении принтера, а именно проконтролировать напряжения на выходе диодного моста, на конт.8 микросхемы IC501, на выходе блока питания (напряжения +3.3В, +5В, +24В). Далее необходимо проверить блок фиксации изображения, сопротивление тэна, исправность симистора (триака), состояние реле (залипание контактов), термопредохранителя. На этапе диагностики возножен даже запуск принтера с отключенным блоком фиксации изображения. Принтер включается, но при этом на панели оператора высвечивается ошибка принтера, в таком режиме блок питания находится в рабочем режиме, т.е. формирует все выходные напряжения. Естественно, что при такой диагностике, необходимо соблюдать все правила техники безопасности, что бы избежать повреждения током.

Представляем вниманию наших читателей обзор блока питания многофункционального устройства Canon LaserBase MF-5630, относящегося к аппаратам последнего поколения. Как это уже становится традицией, начинается знакомство со схемотехникой устройства с обзора его блока питания. И, в принципе, это логично, ведь и работа любого электронного устройства начинается с запуска и нормального функционирования именно блока питания.

Блок питания аппарата Canon LaserBase MF-5630 представляет собой однотактный импульсный преобразователь, формирующий пять питающих напряжений:

— напряжение +3.5V1;

— напряжение +3.5V2;

— напряжение +5V1;

— напряжение +5V2;

— напряжение +14V;

— напряжение +24V.

Кроме того, на плате блока питания, как и положено лазерным устройствам, находится схема управления печкой, которая, в свою очередь, управляется сигналами FSRD и RLYD , приходящими от микропроцессора на разъем CN1 блока питания.

Сигнал FSRD управляет симистором TRA1 через элемент гальванической развязки – оптрон PC2 , а сигнал RLYD предназначен для управления реле RL1 .

Соединение платы блока питания с платой контроллера осуществляется с помощью двух интерфейсных разъемов:CN101 и CN102 .

Блок питания управляется микропроцессором посредством сигнала ON/OFF . Этим сигналом разрешается или, наоборот, запрещается формирование двух напряжений: +3.5V2 и +5V2 . Отключение этих каналов напряжения осуществляется при переходе аппарата в дежурный режим работы.

Блок питания LaserBase MF-5630 нельзя отнести к каким-то очень сложным и неординарным схемам, хотя в нем и применяется несколько решений, заслуживающих отдельного упоминания.

Общая блок-схема источника питания, дающая представление о его основных узлах и их взаимодействии, приводится на рис.1. На блок-схеме отражены не только основные узлы источника питания, но и главные электронные элементы, составляющие данный узел.

Рис.1 Блок-схема источника питания МФУ Canon LaserBase MF-5630

Если соотнести эту блок схему с принципиальной схемой, представленной на рис.2 и рис.3, то назначение всех электронных компонентов источника питания, в принципе, станет понятным. Однако сделать некоторые замечания, все-таки, необходимо.

Рис.2 Первичная часть источника питания МФУ Canon LaserBase MF-5630

Первичная часть импульсного преобразователя изображена на рис.2. Преобразователь выполнен по автогенераторной схеме, т.е. моменты переключения силового транзистора Q1 определяются импульсами ЭДС, наводимыми в дополнительной обмотке (конт.1-конт.2 ) трансформатора Т1 , и номиналами времязадающей цепи, состоящей из конденсатора C10 и резистора R6 . Длительность управляющих импульсов на затворе Q1 может быть ограничена транзистором Q2 , который, в свою очередь, управляется сигналом обратной связи, получаемым от оптопары PC1 .

Очень интересной особенностью первичной части источника питания является использование активного снаббера (снаббер – это демпфирующая цепочка). Снаббер обеспечивает ограничение импульсов напряжения, возникающих в первичной обмотке трансформатора Т1 (конт.7-конт.5 ) в момент закрывания силового транзистора Q1 . Эти импульсы способны вывести из строя Q1 , поэтому их необходимо ограничивать. Главным элементом снаббера является мощный транзистор Q20 , который открывается в момент запирания Q1 . Открываясь, Q20 подключает параллельно первичной обмотке конденсатор C20 , который шунтирует эту обмотку, осуществляя, тем самым, ограничение импульса ЭДС.

Рис.3 Вторичная часть источника питания МФУ Canon LaserBase MF-5630

— малое падение напряжения: не более 0.5В;

— выходной ток до1 А;

— входное напряжение до 20В;

— рассеиваемая мощность: 14Вт;

— величина выходного напряжения: от 4.85В до 5.15В.

Стабилизатор является управляемым, т.е. его включение /выключение может осуществляться подачей соответствующего сигнала на конт.4. Установка на этом контакте сигнала высокого уровня приводит к запуску стабилизатора, а установка сигнала ON/OFF в низкий уровень блокирует его работу и выходное напряжение +5V отсутствует.

Стабилизатор IC201 предназначен для формирования напряжения +5V1 и запускается он только после того, как появится и выйдет на заданный уровень напряжение канала +14V. Это обеспечивается стабилитроном D202 и резистивным делителем R204/R201. Кроме того, стабилитрон обеспечивает еще и защиту от короткого замыкания и перегрузки в канале +14V . Когда напряжение канала +14V значительное снижается, то стабилитрон D202 закрывается, что приводит к выключению стабилизатора IC201 и пропаданию напряжения +5V1 . Естественно, что соответствующие цепи аппарата при этом выключаются, защищая его от работы при коротком замыкании.

Стабилизатор IC202 предназначен для формирования напряжения +5V2 и запускается он только после того, как на выходе блока питания появляется напряжение +3.5V2 .Отсутствие напряжения +3.5V2 приведет и к отсутствию напряжения +5V2 .

Управляемыми являются также и каналы формирования напряжений +3.5V2 и +24V. В этих каналах установлены ключи, разрешающие или запрещающие подачу этих напряжений на выход блока питания, т.е. в нагрузку.

Ключ Q333 , открывание которого приводит к появлению на выходе блока питания напряжения +3.5V2 , управляется сигналом ON/OFF , формируемым центральным микроконтроллером аппарата. Установка этого сигнала в высокий уровень приводит к появлению на выходе блока питания сразу двух напряжений +3.5V2 и +5V2 .

Ключ Q303 коммутирует напряжение канала +24V и включается только после того, как появится напряжение +5V2 .

Таким образом, в рассматриваемом блоке питания используется поочередное подключение нагрузок разных каналов. Последовательность появления выходных напряжений следующая:

+3.5V1/+14V +5V1 – Активизация ON/OFF +3.5V2 +5V2 +24V.

Цепь обратной связи в данном блоке питания является типовой. Она использует в качестве элемента гальванической развязки оптопару PC1 . Ток светодиода этой оптопары регулируется микросхемой управляемого стабилизатора типа TL431 (только в данной схеме используется его аналог TA76432 – IC101 ). К управляющему входу IC101 прикладывается напряжение канала +3.5V1 через делитель R115, R117, VR101 , т.е. напряжение +3.5V1 является основным напряжением блока питания, по которому и действует обратная связь.

Кроме того, током светодиода оптопары PC1 может управлять триггер на транзисторах Q112/Q113 . Если сказать точнее, то этот триггер при своем срабатывании создает максимальный тока через светодиод оптопары, что приводит к установке сигнала обратной связи в максимальное значение и, как следствие, к выключению источника питания. Транзисторы Q112/Q113 являются триггером защиты от превышения выходных напряжений блока питания. Защита от превышения напряжений реализована, как обычно, на стабилитронах:

— стабилитрон D106 – защита от превышения в канале +14V ;

— стабилитрон D109 – защита от превышения в канале +5V1;

— стабилитрон D105 – защита от превышения в канале +5V2 ;

— стабилитрон D107 – защита от превышения в канале +24V .

Открывание любого из этих стабилитронов приводит к срабатыванию триггера и дальнейшему выключению блока питания.

В последние десятилетия электронная техника развивается настолько быстро, что аппаратура устаревает гораздо раньше, чем выходит из строя. Как правило, устаревшая аппаратура списывается и, попадая в руки радиолюбителей, становится источником радиодеталей.
Часть узлов этой аппаратуры вполне возможно использовать.

Как собрать лабораторный блок питания из принтера

В один из визитов на радиорынок удалось практически за бесценок купить несколько печатных плат от списанной аппаратуры (рис. 1). В комплекте к одной из плат шел и трансформатор питания. После поисков в Интернете удалось установить (предположительно), что все платы — от матричных принтеров EPSON. Кроме множества полезных деталей, на плате смонтирован неплохой двухканальный источник питания. И если плату не предполагается использовать для других целей, на основе его можно построить регулируемый лабораторный блок питания. Как это сделать, рассказано ниже.

Источник питания содержит каналы +24 В и +5 В. Первый построен по схеме понижающего широтно-импульсного стабилизатора и рассчитан на ток нагрузки около 1,5 А. При превышении этого значения срабатывает защита и напряжение на выходе стабилизатора резко падает (ток короткого замыкания — примерно 0,35 А). Примерная нагрузочная характеристика канала показана на рис. 2 (кривая черного цвета). Канал +5В также построен по схеме импульсного стабилизатора но, в отличие от канала +24 В. по так называемой релейной схеме. Питается этот стабилизатор с выхода канала +24 В (рассчитан на работу от источника напряжения не ниже 15 В) и токовой защиты не имеет, поэтому при коротком замыкании выхода (а такое в практике радиолюбителя не редкость) может выйти из строя.

И хотя ток стабилизатора ограничен в канале +24 В, при коротком замыкании ключевой транзистор примерно за секунду нагревается до критической температуры. Схема стабилизатора напряжения +24В показана на рис. 3 (буквенные позиционные обозначения и нумерация элементов соответствуют нанесенным на печатной плате). Рассмотрим работу некоторых его узлов, имеющих особенности или отношение к переделке. На транзисторах Q1 и Q2 построен силовой ключ. Резистор R1 служит для уменьшения рассеиваемой мощности на транзисторе Q1. На транзисторе Q4 построен параметрический стабилизатор напряжения питания задающего генератора, выполненного на микросхеме, обозначенной на плате как ЗА (далее будем рассматривать её как DA1).

Схема лабораторного блока питания

Эта микросхема — полный аналог знаменитой по компьютерным блокам питания TL494 . О её работе в различных режимах написано довольно много, поэтому рассмотрим лишь некоторые цепи. Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом: на один из входов встроенного компаратора 1 (вывод 2 DA1) через резистор R6 подается образцовое напряжение с внутреннего источника микросхемы (вывод 14). На другой вход (вывод 1) через резистивный делитель R16R12 поступает выходное напряжение стабилизатора, причём нижнее плечо делителя подключено к источнику образцового напряжения компаратора токовой защиты (вывод 15 DA1). Пока напряжение на выводе 1 DA1 меньше, чем на выводе 2, ключ на транзисторах Q1 и Q2 открыт.

Как только напряжение на выводе 1 становится больше, чем на выводе 2, ключ закрывается. Разумеется, процесс управления ключом определяется работой задающего генератора микросхемы. Токовая защита работает аналогично, за исключением того, что на ток нагрузки влияет выходное напряжение. Датчиком тока является резистор R2. Рассмотрим токовую защиту подробнее. Образцовое напряжение подаётся на инвертирующий вход компаратора 2 (вывод 15 DA1). В его формировании участвуют резисторы R7. R11, а также R16. R12. Пока ток нагрузки не превышает максимального значения, напряжение на выводе 15 DA1 определяется делителем R11R12R16.

Резистор R7 имеет довольно большое сопротивление и на образцовое напряжение почти не влияет. При перегрузке выходное напряжение резко падает. При этом уменьшается и образцовое напряжение, что вызывает дальнейшее снижение тока. Выходное напряжение снижается почти до нуля, и поскольку теперь последовательно соединённые резисторы R16, R12 через сопротивление нагрузки подключаются параллельно R11, образцовое напряжение, а следовательно, и выходной ток также резко уменьшаются. Так формируется нагрузочная характеристика стабилизатора +24 В.

Выходное напряжение на вторичной (II) обмотке понижающего трансформатора питания Т1 должно быть не ниже 29В при токе до 1,4 А. Стабилизатор напряжения +5В выполнен на транзисторе Об и интегральном стабилизаторе 78L05, обозначенном на плате как SR1. Описание аналогичного стабилизатора и его работы можно найти в . Резисторы R31, R37 и конденсатор С26 образуют цепь ПОС для формирования крутых фронтов импульсов.
Для использования источника питания в лабораторном блоке нужно выпилить из печатной платы участок, на котором размещены детали стабилизаторов (на рис.1 отделён светлыми линиями).

Чтобы можно было регулировать выходное напряжение стабилизатора +24 В, его следует немного доработать. Для начала следует отсоединить вход стабилизатора +5 В, для чего необходимо выпаять резистор R18 и перерезать печатный проводник, идущий к выводу эмиттера транзистора Q6. Если источник +5 В не нужен, его детали можно удалить. Далее следует выпаять резистор R16 и подключить вместо него переменный резистор R16* (как и другие новые элементы, он изображён на схеме утолщёнными линиями) номинальным сопротивлением 68 кОм.

Затем надо выпаять резистор R12 и припаять его с обратной стороны платы между выводом 1 DA1 и минусовым выводом конденсатора С1. Теперь выходное напряжение блока можно изменять от 5 до 25 В. Понизить нижний предел регулирования примерно до 2В можно, если изменить пороговое напряжение на выводе 2 DA1. Для этого следует выпаять резистор R6, а напряжение на вывод 2 DA1 (около 2 В) подать с подстроечного резистора R6’ сопротивлением 100 кОм, как показано на схеме слева (напротив прежнего R6).

Этот резистор можно припаять со стороны деталей прямо к соответствующим выводам микросхемы. Есть и другой вариант — вместо резистора R6 впаять R6″ номиналом 100 кОм, а между выводом 2 микросхемы DA1 и общим проводом припаять ещё один резистор — R6″’ номиналом 36 кОм. После этих переделок следует изменить ток защиты стабилизатора. Выпаяв резистор R11, впаять на его место переменный R11* номинальным сопротивлением 3 кОм с включённым в цепь движка резистором R11″. Валик резистора R1 V можно вывести на лицевую панель для оперативной регулировки тока защиты (примерно от 30 мА до максимального значения, равного 1,5 А).

При таком включении изменится и нагрузочная характеристика стабилизатора: теперь при превышении тока нагрузки стабилизатор перейдёт в режим его ограничения (синяя линия на рис. 2). Если длина провода, соединяющего резистор R11′ с платой, превышает 100 мм, желательно параллельно ему на плате припаять конденсатор емкостью 0,01 мкФ. Также желательно снабдить транзистор Q1 небольшим теплоотводом. Вид на доработанную плату с регулировочными резисторами показан на рис. 4.

Такой блок питания можно эксплуатировать с нагрузкой, некритичной к пульсациям напряжения, которые при максимальном токе нагрузки могут превышать 100 мВ. Существенно понизить уровень пульсаций можно, добавив несложный компенсационный стабилизатор, схема которого представлена на рис. 5. В основе стабилизатора — широко распространенная микросхема TL431 (её отечественный аналог — КР142ЕН19). На транзисторах VT2 и VT3 построен регулирующий элемент. Резистор R4 здесь выполняет ту же функцию, что и R1 в импульсном стабилизаторе (см. рис. 3).

На транзисторе VT1 собран узел обратной связи по падению напряжения припаять со стороны деталей прямо к соответствующим выводам микросхемы. Есть и другой вариант — вместо резистора R6 впаять R6″ номиналом 100 кОм, а между выводом 2 микросхемы DA1 и общим проводом припаять ещё один резистор — R6″’ номиналом 36 кОм.

После этих переделок следует изменить ток защиты стабилизатора. Выпаяв резистор R11, впаять на его место переменный R11* номинальным сопротивлением 3 кОм с включённым в цепь движка резистором R11″. Валик резистора R1 V можно вывести на лицевую панель для оперативной регулировки тока защиты (примерно от 30 мА до максимального значения, равного 1,5 А). При таком включении изменится и нагрузочная характеристика стабилизатора: теперь при превышении тока нагрузки стабилизатор перейдёт в режим его ограничения (синяя линия на рис. 2). Если длина провода, соединяющего резистор R11′ с платой, превышает 100 мм, желательно параллельно ему на плате припаять конденсатор емкостью 0,01 мкФ. Также желательно снабдить транзистор Q1 небольшим теплоотводом. Вид на доработанную плату с регулировочными резисторами показан на рис. 4.

Такой блок питания можно эксплуатировать с нагрузкой, некритичной к пульсациям напряжения, которые при максимальном токе нагрузки могут превышать 100 мВ. Существенно понизить уровень пульсаций можно, добавив несложный компенсационный стабилизатор, схема которого представлена на рис. 5. В основе стабилизатора — широко распространенная микросхема TL431 (её отечественный аналог — КР142ЕН19). На транзисторах VT2 и VT3 построен регулирующий элемент. Резистор R4 здесь выполняет ту же функцию, что и R1 в импульсном стабилизаторе (см. рис. 3). На транзисторе VT1 собран узел обратной связи по падению напряжения на резисторе R2. Участок коллектор- эмиттер этого транзистора необходимо подключить вместо резистора R16 в схеме на рис. 3 (разумеется, переменный резистор R16’ в этом случае не нужен).

Работает этот узел следующим образом. Как только напряжение на резисторе R2 превысит примерно 0,6 В, транзистор VT1 открывается, что вызывает переключение компаратора микросхемы DA1 в импульсном стабилизаторе и, следовательно, закрывание ключа на транзисторах Q1,02. Выходное напряжение импульсного стабилизатора уменьшается. Таким образом, напряжение на этом резисторе поддерживается на уровне около 0,65 В. При этом падение напряжения на регулирующем элементе VT2VT3 равно сумме падения напряжения на резисторе R2 и напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT3. т. е. около 1,25… 1,5В в зависимости от тока нагрузки.

В таком виде блок питания способен отдавать в нагрузку ток до 1,5А при напряжении до 24В, при этом уровень пульсаций не превышает нескольких милливольт. Следует отметить, что при срабатывании защиты по току уровень пульсаций увеличивается, поскольку микросхема DA1 компенсационного стабилизатора закрывается и регулирующий элемент открыт полностью.

Печатная плата для этого стабилизатора не разрабатывалась. Транзистор VT3 должен иметь статический коэффициент передачи тока Ь21Э не менее 300, а VT2 — не менее 100. Последний необходимо установить на теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 10 см².
Налаживание блока питания с таким дополнением заключается в подборе резисторов выходного делителя R5- R7. При самовозбуждении блока можно шунтировать эмиттерный переход транзистора VJ1 конденсатором ёмкостью 0,047 мкФ. Несколько слов о стабилизаторе канала +5 В.

Его можно использовать как дополнительный источник, если в трансформаторе Т1 есть дополнительная обмотка на 16…22 В. В этом случае понадобится ещё один выпрямитель с фильтрующим конденсатором. Поскольку этот стабилизатор не имеет защиты, нагрузку к нему необходимо подключать через дополнительное устройство защиты, например, описанное в , ограничив ток последнего до 0.5 А. В статье описан простейший вариант переделки, но можно ещё улучшить характеристики источника, дополнив компенсационный стабилизатор собственной регулируемой защитой по току, например, на операционном усилителе, как это сделано в .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *