КРЕНка на 220, если коротко. Если погуглить этот вопрос напрямую, то найдется довольно дорогая микросхема TL783. В свою очередь, драйверы из 50 рублевых ламп стоят либо 100 рублей за пакет либо выпаиваются бесплатно из доноров. Несмотря на то, что драйвер предназначен для стабилизации тока, из него не сложно получить стабилизатор напряжения. Что я и применил в фонарике, заряжающемся от розетки.
Зачем этот стабилизатор?
Дано: сторублевый фонарик с конденсаторным блоком питания. О стабильности такого источника питания говорить не стоит. Частая поломка таких фонариков это перегорание светодиодов при включении в розетку. То есть одновременно заряжаться и светить они не могут. Такой фонарик спасет схема со стабилизатором напряжения.
Описание схемы фонарика
Блок питания по прежнему конденсаторный, конденсатору помогают резисторы R1 - R4. Они сглаживают скачки тока при включении, сдвоены для того, что бы не пробило, сдвоенных 1206 хватает для этой задачи. R5 разряжает конденсатор, что бы не ударило током. После гасящего конденсатора идет диодный мост и сглаживающий конденсатор. Оба конденсатора и сглаживающий и гасящий должны быть на 400В. И вот, мы дождались того самого стабилизатора. Включен не совсем обычно. В разрыв вывода земли стабилизатора вставлен пятивольтовый стабилитрон. И нагрузка включается не между +220 и стоком (как предлагает datasheet), а между истоком и землей, параллельно стабилитрону. Токовый шунт по прежнему необходим, я немного по хулиганил и установил ток 80 мА вместо разрешенных 60. В дальнейшем фонарик максимально экономный скучный. TP4056 для зарядки аккумулятора настроенная на ток 80 мА и КМОП стабилизатор на 200мА, 3,3В вместо токоограничивающего шунта светодиодов, пара керамических конденсаторов на 10 мкФ. Отдельная плата с самими светодиодами и маленькими шунтами на всякий случай. Отдельная плата индикатора зарядки, что бы установить его на месте индикатора фонарика.
Изначально вместо XC6206P332 я пробовал AMS1117ADJ. Но огорчило его падение напряжения, 1,1В у 1117 против 0,2 у 6206. По итогу получилось так, что слабый стабилизатор напряжения 6206 упирается в защиту по току и работает как токовый стабилизатор на 200мА, хотя ровно такой ток мне и нужен.
Напряжения на плате следующие: до конденсатора 220 В, после 12 В, после SM2082 5.1В без нагрузки и 3,8В, когда заряжается севший аккумулятор, после стабилизатора XC6026 3-3,1В, т.к. срабатывает токовая защита.
Формулы следующие:
Iстаб = 0,6/R8
Iзарядки = R9/77000
Схема и плата в kicad лежат на gitlab.
Результат
Конденсаторный блок питания со стабилизатором от лампочки оправдал все ожидания. Теперь можно не опасаться за аккумулятор, и не бояться сжечь светодиоды от случайного включения фонарика во время зарядки. Такой слаботочный блок питания может быть полезен в любых дешевых устройствах.
Режимы работы оптимальны. Светит 2-3 часа от Li-ion от мобильника на 600 мАч при токе в 200мА. А после севший фонарик можно поставить на зарядку на ночь, на 10 часов с током зарядки в 80мА. Из недостатков можно сказать про перегруженный стабилизатор напряжения (тока) светодиодов и неработающий красный светодиод индикатора зарядки TP4056 (видимо от тока 80мА он не срабатывает вовсе). Правда все эти недостатки перекрывает дешевизна данной схемы. Фонарик получился немногим дороже обычного фонарика с конденсаторным блоком питания.
Комментарии (49)
zurabob
12.11.2023 19:53+4Резисторы на входе должны быть только выводные 0,5..1Вт, у 1206 вообще никакая перегрузочная способность;
Конденсатор 0,47мкф очень желательно типа Х2, хоть какая-то защита от импульсных помех;
резистор параллельно ему два 1206 или 3 0805, иначе превышение допустимого напряжения;
конденсаторный источник это фактически источник тока, поэтому непонятна роль U1. И по окончанию заряда акка весь ток этого источника пойдет в стабилитрон, подозреваю, что он будет перегрет при этом.
SergeyMax
12.11.2023 19:53+3хоть какая-то защита от импульсных помех
Последовательно включенный конденсатор не защищает от импульсных помех, а даже наоборот.
zurabob
12.11.2023 19:53Неправильно выразился, защита от пробоя конденсатора. Х2 в первом приближении не пробиваются при коротких импульсах, на то он и Х2. Ограничивают ток при помехах входные резисторы.
dltex Автор
12.11.2023 19:53+1для дешевки и так пойдет, воспринимайте их как предохранители
Конденсатор подороже для того что бы не пробило, возможно, но на случай пробития есть запасной стабилизатор
если такие придирки, то можно R5 и не ставить вовсе
Конденсатор это последовательное реактивное сопротивление, которое немого помогает стабилизатору. Стабилизатор же стабилизирует ток точнее и он ограничен токозадающим шунтом.
zurabob
12.11.2023 19:53+24.Источник напряжения с относительно большим последовательным сопротивлением это и есть источник тока. У вас после источника тока стоит еще один источник тока. Причем при 220В первый выдает около 40ма, второй, рассчитанный на 80ма просто не работает.
1..3 Это просто для тех, кто будет потом читать и захочет сделать подобное.
dltex Автор
12.11.2023 19:53Странно, но напряжение под нагрузкой перед U1 9В, после 5. К тому же распространённая проблема таких фонариков. Это включили в сеть с включеным фонариком, сгорели светодиоды. То есть дополнительная стабилизация жуть как необходима.
Кстати, во всех китайских лампочках эти 0805, и всем пофиг.zurabob
12.11.2023 19:53" напряжение под нагрузкой перед U1 9В, после 5. " - согласно шиту OUT input voltage не более 6.5В, у вас вышло 4В, все нормально, в допуске.
А в исходном фонарике тоже TP4056 и LDO после?
dltex Автор
12.11.2023 19:53Это я к тому что SM2082 тоже работает.
Ничего подобного, в 100 рублевом фонарике конденсатор и два диода, и все.zurabob
12.11.2023 19:53+1Нет, не работает, если бы больше 6.5В было, то работала бы.
Я намекал, что у вас работает стабилизация на LDO, а не на чипе из заголовка.
dltex Автор
12.11.2023 19:53еще раз, под нагрузкой, без уккумулятора, перед SM2082 9В, после 5В. После TP4056 4,2, после XC6206 3.1. И этот стабилизатор необходим т.к. он спасает от бросков напряжения и точнее стабилизирует ток, а так же спасет устройство в случае пробития конденсатора.
zurabob
12.11.2023 19:53+1Почитайте даташит, там указано, что для стабилизации тока необходимо обеспечить падение напряжения между входом и выходом не менее 6.5В. У вас меньше и это говорит, что эта микросхема не стабилизирует ток. Точно так же не стабилизирует напряжение AMS1117 при малых входных напряжениях, о чем в ее даташите тоже прямо сказано, если бы вы туда заглянули.
В случае пробоя С1 наиболее вероятен пробой входных резисторов током зарядки С3, далее пробой С3(если он не на 350+В) и только если этого не произойдет, то да, SM2082 будет стабилизировать 80ма и не позволит сгореть остатку схемы и аккуму. Но тогда и писать об этом узле стоит, как о замене предохранителя. Хотя ИМХО предохранитель на 0.16А на входе все-таки надежней, особенно при наличии пожароопасного аккума.
dltex Автор
12.11.2023 19:53Попробовал 2,2мкФ и 1мкФ, с 2,2мкФ 140В, с 1мкФ 11,8В на входе стабилизатора, так и оставлю. Совсем пассивную цепь оставлять не охота, с высоковольтным стабилизатором как то спокойнее.
sukhe
12.11.2023 19:53+9Просыпаюсь я как-то ночью от странных звуков. Что-то шипит и потрескивает. Смотрю - горит фонарик, воткнутый в розетку. Натурально горит. Как факел на стене в фильмах. Только у меня рядом с этим факелом полочка с книгами и шторы.
До сих пор удивляюсь, как меня током не убило, когда я его голыми руками выдернул из розетки и в окно выкинул. Там уже и корпус наполовину сгорел/расплавился, и какие-то железяки наружу торчали. Но думать было некогда.
С тех пор я не люблю такие фонарики и конденсаторные блоки питания.
GennPen
12.11.2023 19:53По итогу получилось так, что слабый стабилизатор напряжения 6206 упирается в защиту по току и работает как токовый стабилизатор на 200мА, хотя ровно такой ток мне и нужен.
А может не нужно заставлять стабилизатор напряжения работать на перегрузке, а поставить стабилизатор тока?
dltex Автор
12.11.2023 19:53их отдельно покупать надо, а этот от плат с мк остался
GennPen
12.11.2023 19:53+1К тому же, в статье нужно написать предупреждение для новичков, что схема не развязана гальванически и при подключении в сеть есть вероятность поражения электрическим током если случайно схватиться за любую часть платы.
ntitov007
12.11.2023 19:53Я видел, как знакомый на язык пробовал, есть ли напряжение на б/у зарядках, у которых обрезал разъем и использовал для своих целей. Привычка осталась с детства, батареи типа «Крона» или КБС/3336/Планета на язык пробовать, и перешла на блоки питания и зарядки низковольтные. Объяснил, что так делать не надо и что есть опасные зарядки.
zurabob
12.11.2023 19:53Почему, если это штатный режим работы стабилизатора? Согласно шиту, максимально допустимый ток 500ма, но внутри стоит токовый стабилизатор на 200ма и если нет превышения по мощности рассеивания, то этот узел работает в паспортном режиме.
Kudriavyi
12.11.2023 19:53+1Не надо играть с огнём. Такие решения от лукавого. Выше правильно написали про конденсатор и предохранитель, а я лишь добавлю, что нормальный импульсный блок питания для такого применения стоит менее ста рублей.
Hidden text
Смотри, какой товар на Распродаже 11.11 на AliExpress! Купи на 1111 рублей и получи кешбэк 1111 баллов - Прецизионный понижающий преобразователь переменного тока AC-DC 5 В, 3,5 мА, 12 В, 220 мА, 9 В, мА, Вт всего за 57,80 ₽
https://sl.aliexpress.ru/p?key=375fUsAdltex Автор
12.11.2023 19:53Есть у меня в недоделках и светильники на импульснике с контролем на 868МГц. Здесь установлен токоограничивающий резистор-предохранитель. Во всех дешевых импульсниках так.
Hewdin
12.11.2023 19:53+1Каждый раз одни и те же грабли. Этот источник питания опасен, об этом нужно писать в первую очередь. По нескольким причинам. Во первых, нет гальванической развязки. Во вторых, конденсатор С1 должен быть полипропиленовым, потому что у ПЭТ критически снижается допустимое напряжение с ростом частоты. Резисторы R1-R4 необходимо заменить выводным резистором не менее 1Вт мощности. Он нужен для ограничения тока помехи, т.к. емкостное сопротивление тоже внезапно снижается с ростом частоты (т.е. от помех). Параллельно конденсатору С2 необходимо установить стабилитрон на 1Вт мощности с напряжением стабилизации менее чем допустимое у C2. Причина проста - конденсаторный блок питания, это источник тока (примерно 35мА для 0.47мкФ). Соответственно, при отключении нагрузки на конденсаторе C2 появится напряжение 300В и весело полыхнет. Стабилитрон поможет избежать такого конфуза. Ну и стоит учесть, что ограничение в 35мА делает всю остальную часть схемы бессмысленной, т.к. светодиоды это это потребители тока.
zurabob
12.11.2023 19:53Ну и стоит учесть, что ограничение в 35мА делает всю остальную часть схемы бессмысленной,
Там еще и чип зарядки аккума и LDO для его разрядки током 200ма, так что бесполезнен только чип из заголовка.
Параллельно конденсатору С2 необходимо установить стабилитрон
Он стоит параллельно С3 и вполне достаточен, поскольку U1 можно считать просто резистором.
Hewdin
12.11.2023 19:53+1Там еще и чип зарядки аккума и LDO для его разрядки током 200ма, так что бесполезнен только чип из заголовка.
Если присоединен аккумулятор, то до момента полной зарядки ввиду нехватки тока входное напряжение будет немногим выше, чем напряжение на аккуме + минимальное падение на чипе зарядки. По этой причине и не светятся светодиоды состояния (они, кстати, тоже отнимают ток зарядки). Когда зарядка завершится, то снова же, нагрузкой станет стабилизатор тока и стабилитрон и напряжение на C2 (снова же ввиду нехватки тока) будет 5В стабилитрон + падение на генераторе тока. И все вроде ничего. Но если проскочит помеха, то напряжение на C2 резко вырастет. Т.е. можно защититься, если поставить конденсатор на 400В. Тут еще можно обсудить оптимальность схемы.
dltex Автор
12.11.2023 19:53Емкость конденсатора уже увеличил, правда по прежнему SM2082 страхует, а не работает.
nikolz
12.11.2023 19:53Что скажете относительно такого решения?
или такого:
dltex Автор
12.11.2023 19:53Не влезет, не в этом фонарике. Этот должен быть именно с линейным стабилизатором, так я и задумывал. Возможно в следующем устройстве и спаяю полностью сам, так интереснее. ШИМок есть у меня, и китайские и tinyswitch.
15432
12.11.2023 19:53+1О, а я именно так и сделал, трансформатор 220->5, самый маленький, на 700мА, он влез ровно впритык к вилке фонарика. Затем 2*18650 аккума, суммарно 7000maH, сверху нашлепнул 50-рублевую зарядку для лития, параллельно присобачил Type-C, плюс при вставке штекера замыкаются контакты так, чтоб ток зарядки был вдвое больше, затем линейный стаб АМС7135 и мощный диод Cree, рефлектор алюминий и стекло не пластик. Работает без зарядки сутки, заряжается и от розетки и от USB, светит достаточно далеко, в руке лежит удобно, уже третий такой делаю
Hidden text
nikolz
12.11.2023 19:53Вот еще одно решение:
Берем USB зарядное (90 руб) можно от смартфона , контроллер заряда с микро USB (30 руб ), который встраиваем в фонарик и кабель USB-микро USB(60 руб) можно от смартфона. Достоинство в том, что зарядное устройство и кабель можно применять и для смартфона или других фонариков. Т е затраты на фонарик составят от 30 рублей.
NickDoom
12.11.2023 19:53Кратко, лаконично и по делу… но я всё равно всегда выкидываю оттуда эти адовые кишки и ставлю китайскую плату на одну ячейку, и потом заряжаю от микроЮСБ :)
Настоятся комментарии насчёт того, как эту схему усовершенствовать в плане безопасности — может, тоже попробую, есть своя прелесть во встроенном чарджере.
zurabob
12.11.2023 19:53+1Выше ссылка на маленький модулек почти развязанного AC/DC на 5В 0.7А - это лучшее решение для замены USB. Только желательно на вход ему резистор выводной 1Вт 20..100Ом и не считать этот модуль развязанным, зазоры там минимальные.
iig
12.11.2023 19:53Хм. Может я чего не так понял.. Если нужен стабилизатор тока для зарядки аккумулятора - почему не взять стабилизатор тока с PWM от того же led светильника (bp2867)? В нем даже защита от перенапряжения есть; думаю, если добавить стабилитрон - оно станет еще и стабилизатором напряжения.
Конечно, лучше переоборудовать фонарик на литий и зарядку от USB.
Или взять готовый.
anapogo
Хабр... остановись...
КРЕНка на 220 , ужас... может ЭТО лучше в РадиоКот ?
там такое живет...
dltex Автор
Ой я там еще несколько схем навертел с мегагерцовыми DC-DC, тоже сюда же их постить собирался. Ну как бы микросхемы свежие, поэтому сюда, были бы из 90х понес бы их на радиокот.
anapogo
Нет, Вы конечно вправе вертеть любэ... просто похоже Вы не правильно понимаете термин "КРЕНка"... это просто низковольтный стабилизатор типа https://shematok.ru/stabilizatory/kren12a
и 220 вольт там никак не катит...
johnfound
Дайте ссылки пожалуйста.
dltex Автор
https://gitlab.com/dltech/cyber_evening
4: MT3608 + FM2819 + ОУ LM7301
6: PAM2803 + FM2819
7: PAM2804 + FM6316 + FM2819
https://gitlab.com/dltech/ultrabright
1: TPS63020 + STM8 + INA180
но тут сперва проверю, потом критика схем, спроектированных по принципу "так никто не делает"
zurabob
Интересные идеи, интересные чипы. А что делаете с голым GPS приемником, у него на выходе же скоростные 2битные IQ отсчеты?
dltex Автор
в мечтах написать парсер (стандарты GPS выкачал), получить координаты, а потом open street map.
Подсмотрел на гитхабе, там он в паре с обычным микроконтроллером cortex m gecko silabs был компактным трекером.
madcatdev
Кстати, может подскажете аналог PAM2804 (стабилизатор тока до 1А с диммированием), только на большее входное напряжение - от 12В?
dltex Автор
Стабилизаторы тока вообще тяжело искать. Разве что как нибудь стабилизатор напряжения адаптировать, шунт, усиленный ОУ, в порт enable. Можно поиграться с портом обратной связи, но не все адекватно реагируют на искусственный сигнал в цепи обратной связи. А по напряжению полно, например TPS54332 24В, 2А 1мГц понижающий ШИМ SOP8. На них хотел делать контроллер RGB ленты.
madcatdev
Нет, мне именно нужен стабилизатор тока, с минимальной внешней обвязкой, как у вышеуказанного.
zurabob
PT4115?
dltex Автор
Уже в корзике, а этот фонарик принципиально на линейных драйверах.