Зарядное устройство для Sony PSP 1000 2000 3000 или чудес не бывает.

Здравствуйте, читатели муськи. Сегодня я расскажу Вам о 5 вольтовой зарядке для PSP (в дальнейшем именуемой мною — БП) или о том, куда я применил 30 очков полученных по этой акции.
Кому интересно – прошу под кат.


Я не буду приводить фото упаковки товара и процесс его распаковки, не думаю, что кому-то это интересно. Уточню лишь, что посылка была отправлена China Post без трек-номера и приехала в рекордные для меня сроки – 16 дней (обычно доставка занимает от 25 дней). Заказ был сделан 27.02, письмо о подтверждении отправки товара пришло 28.02. Отправка за 1 день хороший результат – за это магазину плюс. Ах, да, в таможенной декларации CN22 было указано, что в посылке gamepad и, возвращаясь домой из почтового отделения, я перебирал в голове варианты как такое произошло, ведь геймпадов я точно не заказывал. Что ж за интригу магазину ещё один плюс! 
Описание товара с сайта магазина гласит о технических характеристиках; о совместимости БП с различными моделями PSP; о высоком качестве; о встроенной защите обеспечивающей безопасную зарядку; о стабильном выходе и быстрой зарядке ну и т.п. Вообщем смотрите сами:

Бдительный покупатель, конечно, сразу заметит 2 типа наклейки на фотографиях БП предоставленных на странице магазина, у меня с такой наклейкой:

Распаковал посылку – воткнул БП в сеть и померил выходное напряжение – 5.36В, похоже БП работает. Продавцам на слово я верю крайне редко, особенно когда речь идёт об узкоглазых братишках. В данном случае по весу БП я засомневался в его возможностях ещё больше (к сожаленью весов в моём распоряжении нет, но в таможенной декларации указан вес 95 грамм, это вес всей посылки с упаковкой и кабелями). Опыт подсказывал, что не может быть сетевой двухамперный БП столь лёгким. Габаритные размеры коробочки следующие: 76х46х23мм.
Длина сетевого кабеля без учёта длины штекеров – 99 см, сопротивление каждого провода измеренного от штекера к штекеру составило более 0.3 Ом, впрочем, для столь хилого БП (5В*2А/0.6=16.7Вт принимаю кпд 60% в режиме заявленной номинальной нагрузки) это неважно, а вот для выходного кабеля эти характеристики критичны. Его длина (от штекера до дорожек платы) – 112 см, сопротивление каждого провода – 0.15 Ом, что в сумме даёт 0.3 Ома или, при заявленном токе в 2 Ампера, падение напряжения величиной 0.6 Вольта (к тому же при 2А шнур будет греться – диаметр меди проводов менее 0.4мм). Для зарядки PSP просадка напряжения на 0.6В скорее всего не отразится, но с другой стороны 0.6 Вольта от 5 Вольт составляет 12%. В стандартизации и сертификации я не силён, но 12% для БП с «High quality assurance» это недопустимо :). Что ж о проводах теоретически порассуждали, пора перейти к начинке, практическим измерениям и проверке соответствия реальных технических характеристик заявленным.
Не обнаружив крепёжных винтов корпуса БП и сделав пару оборотов медиатором по стыку двух половинок корпуса, пришёл к выводу, что корпус крепится за счёт клея (сэкономили). Поэтому медиатор был заменен слесарным ножом, под воздействием которого пластиковые половинки похрустывая открылись (стоить отметить, что нож пару раз соскакивал и поэтому БП обзавёлся боевыми шрамами). Вот он, герой обзора «голышом»:


Первая мысль, посетившая меня, увидев «потроха» БП – чудес не бывает, невидать мне халявных двух ампер. Размер трансформатора (а точнее дросселя, ведь это обратноходовый преобразователь) минимальный (сердечник — Е 13/7/4, который применяют во всех дешевых зарядках для мобильных телефонов, больше 4Вт с него вряд ли получится снять). От материала платы тоже веяло дешевизной – гетинакс. Отсутствуют некоторые детали. Переворачиваем плату:

Качество пайки нормальное, следы флюса замечены только у ножек сетевого разъёма, шелкография с обеих сторон хорошо читаема. Принципиальная электрическая схема реального устройства выглядит следующим образом:

Перед нами типичный однотактный обратноходовый преобразователь напряжения, выполненный в виде блокинг-генератора.

А теперь измерения.
Как уже было сказано ранее — на холостом ходу БП выдаёт напряжение величиной 5.36В, которое к слову за 10 минут ни разу не изменялось даже на сотку (но это не говорит о том что в БП такая хорошая стабилизация, скорее свидетельствует о том что дешёвые мультиметры с автопереключением диапазонов измеряемых величин обладают большой инертностью, а именно таким я и проводил данное измерение). Посмотрим осциллографом:

В клетке 1кГц и 0.1В. Амплитуда пульсаций равна 0.25В. Длинные вертикальные линии это короткие 50кГц импульсы, которые на более быстрой развертке моего осциллографа становятся не видны. Зато под нагрузкой можно хорошо пронаблюдать эти импульсы возросшие во много раз:

Ток нагрузки 0.46А, величина выходного напряжения составила 5.13В. В клетке 50кГц и 0.2В, т.е. амплитуда пульсаций 0.6В. Из деталей греется лишь дроссель (мультиметром температуру измерять не стал ибо нагрев несущественный). При токе нагрузки 0.84А величина выходного напряжения колеблется в пределах 4.92-4.98В, амплитуда пульсаций увеличилась до 0.7В при этом Т1 сильно греется – около 80 градусов (это нагрев за тест в течении 2-3минут при отсутствии корпуса БП). Нагружать более не стал ибо диод Шоттки VD7 стоящий на выходе БП может испустить волшебный дым являющийся основой работы всей электроники. :)
Для сравнения привожу пульсации выходного напряжения на холостом ходу самой дешевой (на момент покупки)безымянной зарядки купленной когда-то давным-давно на БиКе с заявленным выходным током 0.5А:


В одной клетке 1кГц и 0.2В, под нагрузкой всё гораздо печальнее чем у обозреваемого БП. Реально с БиКовской зарядки больше 0.2А не снять.
А вот осциллограммы пульсаций выходного напряжения оригинальной зарядки от старой нокиа с заявленным выходным током 0.3А. Холостой ход (фокуса на фото нет из-за того что снималось при слабом естественном освещении):


Выглядит совсем плохо? Наоборот! Эти пульсации с частотой 190кГц и амплитудой 0.08мВ (в клетке 200кГц и 0.02В)!
Осциллограмма под нагрузкой 0.4А:

В клетке 200кГц и 0.1В, т.е. это пульсации с частотой 75кГц и амплитудой 0.3В при превышении заявленного номинального тока на 33%. Обе зарядки выполнены по одной и той же типовой схеме. Такие отличия в качестве выходного напряжения обусловлены точностью расчёта и качеством конструктивного исполнения дросселя.
Измерений коммутационных токов и напряжений нет по причине отсутствия приборов для их регистрации (аналоговым осциллографом типа с1-65 такое пронаблюдать неполучится).
Можно ли улучшить обозреваемый БП и если да, то как? Если Вы имеете в своём распоряжении помимо паяльника ещё и различные детальки, то да. Во-первых, увеличить ёмкость выходного конденсатора С5 это снизит пульсации выходного напряжения (здесь работает правило кашу маслом не испортишь с двумя оговорками. Первая – при значительной величине этой ёмкости её зарядный ток при включении БП пробьёт диод VD7. Вторая – конденсаторы большой ёмкости стоят денег, которые в данную конструкцию вкладывать нецелесообразно) и параллельно ему установить постоянный конденсатор емкостью не менее 0.1мкФ, что «облегчит жизнь» С5 и незначительно снизит высокочастотные (50+ кГц) пульсации выходного напряжения. Во-вторых, запаять предусмотренную печатной платой микросхему TL431 вместо стабилитрона с необходимой для неё обвязкой, это должно дать большую стабильность выходного напряжения. В-третьих, увеличить ёмкость конденсатора С1 до 10мкФ (выше не имеет смысла да и к тому же потребует установку в качестве R1 термистора или резистора с бОльшим сопротивлением), что позволит лучше нагрузить первичную обмотку Т1 при больших токах на выходе БП, а следовательно снять чуть большую мощность. В-четвертых, заменить выходной кабель. В-пятых, заменить диод VD7 на диод с меньшим падением напряжения, что так же позволит снять чуть большую мощность на выходе.
Осциллограммы выходного напряжения с удвоенной ёмкостью выходного конденсатора С5 (к С5 был параллельно подпаян конденсатор 470мкФх50В):

Холостой ход, в клетке 1кГц и 0.1В, амплитуда пульсаций составила всего 0.06В, выходное напряжение всё те же 5.36В.

При токе нагрузки 0.46А, выходное напряжение 5.13В. В клетке 50кГц и 0.2В, форма импульсов пульсаций стала более сглаженная – отсутствуют острые пики и соответственно их амплитуда стала гораздо ниже – меньше 0.4В.
Ёмкость С5 увеличивать в своём БП я не стал — просто добавил ему smd-конденсатор ёмкостью 220нФ. Так же не стал увеличивать ёмкость входного конденсатора С1, т.к. решил что с БП снимать более 0.45А мне не нужно. А вот стабилитрон заменил на TL431 и в качестве диода VD7 запаял трёхамперный smd-диод типа SS36 (ибо и TL431 и SS36 у меня имеются в достаточном количестве — когда-то были заказаны из Китая в пачках по 100шт). Для TL431 подобрал сопротивления резисторов делителя R9 и R10 для получения ровно 5 Вольт на выходе. В результате с теми же нагрузочными резисторами я получил следующее:
Ток нагрузки 0А (холостой ход) – выходное напряжение 5.01В – пульсации 0.25В.
Ток 0.45А – выходное напряжение 4.98В – пульсации 0.6В.
Ток 0.84А – выходное напряжение 4.95В – пульсации 0.6В.
Ток 1.14А – выходное напряжение колеблется в пределах 3.96-4.00В – пульсации превышают 1В.
Ток 1.38А (К.З. через мультиметр) – выходное напряжение около нуля. Т.е. дроссель не может выдать ток более 1.38А (хотя и такой ток он может выдать лишь кратковременно, ибо в таком режиме перегреется). Так же очевидно, что применение TL431 уменьшило зависимость просадки выходного напряжения от тока нагрузки.
Заказывая этот БП я уже предполагал два варианта его использования в зависимости от реального выдаваемого тока: если около 2А – питание одного моего самопала, если меньше – сгодится для питания недавно приобретенного wifi-роутера w3020 (потребляемый роутером ток не выходит за пределы 0.45А). А раз для роутера, то в корпус БП был «вживлён» USB type A. Вот как это выглядит после моего «допилинга»:




Принципиальная схема стала выглядеть так:

USB закреплён с помощью клея для клеевого пистолета. TL431 «уложена» не случайно, так она получается максимально удалённой от Т1 который существенно греется, а ТКС TL431 хоть и хороший, но не идеальный.
Сейчас этот БП трудится в режиме 24/7 под моим чутким контролем.
Корпус БП в районе дросселя теплый.
Время подводить итоги. БП заряжать PSP может и будет, но заявленным характеристикам он не соответствует. Защиты от К.З. в нём нет, т.к. при К.З. пробьётся диод VD7 (а вообще правильно рассчитанные обратноходовые преобразователи не боятся К.З. на выходе). Реальный ток, который может длительно отдавать БП в нагрузку не более 0.5А. Стабильный выход и быстрая зарядка? – ну Вы поняли. :)
Вывод очевиден – покупать данный товар за 1.55 + доставка не рекомендую никому.
Техническая документация на некоторые компоненты применяемые в описанном БП:
Ультрабыстрый диод FR107
Диод Шоттки 1N5819
Выпрямительные диоды 1N4007
Высоковольтный транзистор MJE13003
Транзистор S8050
Оптрон PC817
Микросхема источника опорного напряжения TL431

P.S.: для измерений мною были использованы:
линейка ученическая советского производства; мультиметр ADM02 китайского производства; LC-метр 4070L китайского производства; осциллограф С1-65 советского производства; измерения сопротивлений проводов производились косвенным методом с применением самодельного источника тока и мультиметра; в качестве нагрузки применялись мощные постоянные резисторы на 11, 5.8 и 3.3 Ом. Вышеперечисленные средства измерений никаких специальных поверок точности не проходили, но для данных измерений точности их показаний достаточно. :)
P.P.S.: Всё вышеизложенное является плодом моих суждений и поэтому не претендует ни на полноту, ни на истинность. Я сожалею, если процесс ознакомления читателя с данным текстом сопровождался какими-либо негативными ощущениями.
P.P.P.S: буду рад конструктивной критике и готов по мере своих возможностей ответить на интересующие вопросы по теме обозреваемого товара.