Двухполярный импульсный источник служебного питания

Часто бывает так, что подготовка к чему-либо отнимает больше времени и сил, чем, собственно, само дело. У меня есть обделенный средствами измерения автомобильный зарядник (ЗУ), в коем силу тока показывает убогая стрелочная головка. Она измеряет все что угодно (скорость прироста грибов в Подмосковье), но не ток.
В самом ЗУ имеется толстый шунт, он и есть штатный датчик тока. Захотелось использовать его, не вмешиваясь в работу остальной схемы. Также для амперметра необходим усилитель постоянного тока, на дешевых ОУ проще всего добиться линейности, используя двухполярное питание.



Отсюда краткое ТЗ.
Напряжение питания: 10-25В, совершенно не хочется разбираться как в этом ЗУ оформлено питание собственных нужд и насколько оно стабильно.
Выход: +5В 0,25А, -5В 0,02А, стабилизированный
Гальваническая развязка: да
Габарит: 80x20 мм, по имеющейся макетной плате

Гугление прошло впустую. Все БП и ИИП либо убоги, либо не изолированы, либо однополярны, либо мощность имеют как вся Саяно-Шушенская. Изначально мечтал о готовой схеме двухтактника, но нет. Не нашел. Пришлось изобретать велосипед.
По счастью мне попал в руку подходящий по габариту сердечник. А когда я сложил две половинки вместе и увидел зазор, с топологией было решено, строю flyback. Или обратноход если по-русски.

Комплект EFD 15/8/5

Идентифицировать сердечник удалось также без особого напряга.

Просто находка для меня!

В расчетах помогла программа Владимира Денисенко (Старичок) FlyBack 8.1. Паспортные параметры сердечника внес в расчет насильно, через "Добавление в базу /(ввод данных)", после некоторых корректировок цифры стали походить на правду.

Расчет трансформатора с нужными параметрами

Хороший транзистор  "похоронить" в этом БП было жалко, ключи от материнской платы не подходили по допустимому напряжению стока, поэтому взял IRFR024 с достаточным запасом по напряжению, но с реально омерзительным сопротивлением открытого канала, до 0,2 Ом. На КПД мне изначально было сугубо фиолетово, поэтому я не расстроился.

ШИМ-контроллер -  UC3843, ног мало, эффективен, умеет быстро дергать полевики.за затвор. К TL494 в однотактном режиме больше обвязки, и нужен еще драйвер ключа. Пусть полежит в коробке дальше.

При намотке трансформатора важно все обмотки расположить максимально плотно. Первичка уместилась в один слой, вторичка намотана тремя проводами одновременно в два слоя виток к витку. Зазор по центральному керну конструктивный, 0,08 мм. Главное соблюсти фазировку, обмотки мотать в одну сторону и помечать условные начала обмоток.

Стабилизация выходного напряжения. Важный вопрос. Оптопаре по-любому быть, поскольку нужна гальваническая развязка . Стабилитронная схема не очень, значит использую стандартный вариант с TL431, деталей ненамного больше.

Тут я воспользовался еще одной программой, PI Expert 9, проверить расчеты FlyBack 8.1 и "подсмотреть" вторичку. Точного расчета не вышло, программа заточена под микросхемы PI, а в их каталоге нет ШИМ с частотой 50-60 кГц, от 10В запуска. Приблизительно подкорректировал.

Не для сборки, пример расчета в PI Expert 9.

Пришлось решать проблему со стабилизацией отрицательного напряжения. Дело в том, что при просадке основного плеча +5В, цепь обратной связи вносит коррекцию в скважность импульсов ШИМ, как бы "разгоняет реактор". Отрицательное плечо при коррекции не учитывается, и его напряжение может сильно вырасти. Пробный пуск показал, что нагрузить "минус" явно недостаточно, напряжение достигает -8В при нагрузке 20 Ом по +5В. А у меня там стоял 6-вольтовый танталовый конденсатор С11, который при такой напруге мог устроить файр-шоу. Поэтому пойдя по простому пути С11 я заменил на 16 Вольтовый вариант, еще в схеме появился фиксированный LDO-стабилизатор LT1175-5. Так схема приобрела окончательный вид:

Схема источника

Детали все разместил на макетной плате.

Малая часть компонентов напаяна сзади.

 Ферритовые бусинки и элементы R6,С13, R7, С14 гасят коммутационные помехи.  Датчик тока R4 пара резисторов типоразмера 0805 на 1 Ом.

Источник готов, испытан и может быть легко повторен при наличии деталек.

(продолжение следует)