Site Loader
Posted on 18.07.2020

Лабораторный блок питания от 1 до 40 вольт | РадиоДом

Устройство обеспечивает стабильное выходное напряжение от 1 В и практически до величины выпрямительного напряжения с вторичной обмотки трансформатора (в данном случае порядка 40 вольт).
На основе транзистора VT1 составлен узел сравнения: с бегунка потенциометра R3 на базу VT1 поступает доля образцового напряжения, которое определяется источником образцового напряжения на элементах VD5, VD6, HL1, R1. На эмиттер VT1 поступает входное напряжение делителя на элементах R14 и R15. В результате сравнения образцового и выходного уровня, сигнал рассогласования попадает на базу транзистора VT2 являющийся усилителем тока, который в свою очередь управляет силовым транзистором VT4.
Если есть необходимость в регулировании тока нагрузки, то можно в разрыв между сопротивлениями R7 и R9 включить переменный резистор номиналом 250 Ом, причем движок его нужно подключить к базе VT3. Таким образом, в данном самодельном лабораторном блоке будет возможно регулировать ток нагрузки от 400 мАмпер до 1,9 ампер.
В схеме можно применить любой понижающий сетевой трансформатор с Uвых. На вторичной обмотке в районе от 9 до 40 вольт. Возможно потребуется при низком напряжении на вторичной обмотке, уменьшить номиналы сопротивлений R1, R2, R9, R13-R14 примерно в два раза. А также нужно поставить стабилитроны VD5 и VD6 с другими параметром, чтобы напряжение на резисторе R1 было приблизительно равно половине напряжения на конденсаторе C2.

Дроссель L1 самодельный, собран на каркасе диаметром 10 мм и имеет 130 витков провода ПЭЛ0,6 мм. Кремниевый маломощный транзистор VT1 (КТ209М) заменим на КТ502, КТ209, КТ208, КТ3107. Заменой транзистора VT2 (КТ815Г) может служить любой транзистор серии КТ817. Транзистор VT4 на КТ809А, КТ808А, КТ803А, КТ829 с максимальным током коллектора не меньше 5 ампер и максимально допустимым напряжением коллектор-эмиттер превышающим напряжения на выходе вторичной обмотки трансформатора.  Диоды VD1-VD4 — любые выпрямительные с максимальным обратным напряжением больше напряжения вторичной обмотки и максимальным прямым током более 5 ампер.

Соблюдайте технику безопасности при работе с устройствами имеющие прямую электрическую связь с сетевым напряжением. Включайте собранное устройство только после тщательной проверки и сверки со схемой.



Схема блока питания. Радиолюбительский блок питания

Схема блока питания

Предлагается, по мнению автора, наиболее удовлетворяющий этим условиям достаточно простой для повторения БП, обеспечивающий стабилизированное напряжение 1,5-24 В при выходном токе до 3А. Кроме того, он может работать в режиме источника тока с возможностью плавной регулировки тока стабилизации в пределах 10-100 мА или с фиксированными значениями тока 0,1 А, 1 А, ЗА.

Схема блока питания.jpg
Рассмотрим схему БП (см.рис.). Основой её является традиционная схема стабилизатора напряжения, «сердцем» — микросхема КР142ЕН12, которая в настоящее время доступна широкому кругу радиолюбителей. В качестве силового трансформатора выбран довольно мощный унифицированный накальный трансформатор ТН-56, который имеет четыре вторичные обмотки с допустимым током 3,4 А и напряжением каждой 6,3 В. В зависимости от требуемого выходного напряжения переключателем SA2 подключаются две, три или четыре последовательно соединённые обмотки. Это необходимо для уменьшения мощности, рассеиваемой на регулирующем элементе, а, следовательно, повышения КПД устройства и облегчения температурного режима.

Действительно, в самом неблагоприятном режиме, при максимальной разности между входным и выходным напряжениями (конечно, если выходное напряжение соответствует диапазону,указанному переключателем SA2) и максимальном токе ЗА рассеиваемая на регулирующем элементе мощность составит: Ppacc.max = (UBx.max-2Uvd-UBbix.min)*lmax (1) Ррасс.тах = (12,6-2*0,7-1,5)*3 = 29,1 Вт, где Uвх.mах — максимальное входное действующее напряжение данного диапазона; Uвых.min — минимальное выходное напряжение данного диапазона; Uvd — падение напряжения на диоде выпрямительного моста. Легко проверить, что без разделения выходного напряжения на диапазоны рассеиваемая регулирующим элементом мощность достигает 70 Вт.

Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и сглаживается на конденсаторе С5. Предохранитель FU2 защищает трансформатор при выходе из строя диодов выпрямителя. Транзисторы VT1, VT2 служат для увеличения выходного тока БП и облегчения режима работы интегрального стабилизатора DA1. Резистором R1 задаётся ток через DA1, открывающий VT2:

IDA1 = UбэVT2/R1 = 0,7/51 = 0,014 А, (2)
где UбэVT2 — открывающее напряжение эмиттер-база транзистора VT2. При токе 14 мА микросхема DA1 может работать без радиатора. Для повышения стабильности выходного напряжения регулирующее напряжение снимается с линейки резисторов R2-R4, подключенной к выходу микросхемы и подаётся на «управляющий» вывод 01 DA1 через развязывающий диод VD6. Регулировка выходного напряжения осуществляется резисторами: R4 — «ГРУБО» и R3 — «ТОЧНО». Стабилизатор тока выполнен на DA1, токозадающих резисторах R5-R9 и развязывающем диоде VD7. Выбор необходимого дискретного тока стабилизации осуществляется переключателем SA3. Кроме того, на пределе «10-100 мА» возможна плавная регулировка тока резистором R9. При необходимости можно изменить ток стабилизации, изменив номиналы задающих резисторов используя формулу:
R = 1,35/Iстаб, (3)

где R — сопротивление токозадающего резистора, Ом; Iстаб — ток стабилизации, А. Мощность токозадающих резисторов определяется по формуле:
Р = l2R, (4)

где I — ток стабилизации диапазона; R — сопротивление резистора. Реально мощность токозадающих резисторов из соображения надёжности сознательно увеличена. Так резистор R8 типа С5-16В выбран мощностью 10 Вт. В режиме стабилизации тока (переключатель SA3 в положении «ЗА») на резисторе рассеивается мощность 3,8 Вт. И если даже поставить пятиваттный резистор, то его загрузка по мощности составит 72% от максимально допустимой. Аналогично R7 типа С5-16В имеет мощность 5 Вт, но также можно применить МЛТ-2. Резистор R6 типа МЛТ-2, но можно поставить МЛТ-1. R9 — проволочный переменный резистор типа ППЗ-43 мощностью 3 Вт. R5 типа МЛТ-1. Эти резисторы надо располагать так, чтобы они охлаждались наилучшим образом и не грели по возможности другие элементы схемы, а также друг друга. Для наглядности регулировки (устанавливаемого тока) на лимбе резистора R9 делают отметки 10, 20, 50, 75 и 100 мА, воспользовавшись внешним миллиамперметром (тестером), подключив его непосредственно к гнёздам БП.

Дополнительные удобства при работе с БП обеспечивает вольтметр pV, в качестве которого используется микроамперметр типа М95 с током полного отклонения 0,15 мА.

Сопротивление резистора R11 подбирается так, чтобы конечному значению шкалы соответствовало напряжение 30 В. Также можно использовать любую другую измерительную головку с током полного отклонения до 1,5 мА, подобрав токоограничительный резистор R11.
В качестве переключателей SA2, SA3 используются галетные — типа 11ПЗНМП. Для увеличения допустимого коммутируемого тока эквивалентные выводы трёх галет запараллелены. Фиксатор установлен в зависимости от количества положений.

Конденсатор С5 сборный и состоит из пяти параллельно включенных конденсаторов типа К50-12 ёмкостью 2000 мкФ х 50 В.

Транзистор VT1 установлен снаружи на радиаторе площадью 400 см2. Его можно заменить на КТ803А, КТ808А, VT2 может быть заменён на КТ816Г. Пару транзисторов VT1, VT2 можно заменить одним КТ827А, Б, В или Д. Диоды VD6, VD7 любые, лучше германиевые с меньшим прямым падением напряжения и обратным не менее 30 В. Диоды VD1 -VD4 типа КД206А, КД202А, Б, В или аналогичные устанавливаются на радиаторах.

При самостоятельном изготовлении трансформатора TV1 можно руководствоваться методикой, описанной в [3]. Габаритная мощность трансформатора должна быть не менее 100 Вт, лучше 120Вт. При этом можно будет домотать ещё одну обмотку напряжением 6,3 В. В этом случае добавится ещё один диапазон 24 — 30 В, что обеспечит при токе нагрузки 3 А диапазон регулирования выходного напряжения 1,5-30 В.

Наладка блока питания проводится по известной методике и особенностей не имеет. Правильно собранный БП начинает работать сразу. При работе с БП вначале переключателем SA2 выбирают необходимый диапазон выходного напряжения, резисторами «ГРУБО» и «ТОЧНО» выставляют требуемое выходное напряжение, ориентируясь по показаниям встроенного вольтметра. Переключателем SA3 выбирают предел ограничения тока и подключают нагрузку.

Следует отметить, что при всей простоте схемы данный блок питания совмещает два устройства: стабилизатор напряжения плюс стабилизатор тока. БП не боится коротких замыканий и даже может защитить элементы подключаемого к нему электронного устройства, что очень важно при проведении различных испытаний в радиолюбительской практике.

ЛИТЕРАТУРА
1. Нефёдов А.В., Аксёнов А.И., Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Микросхемы: Справочник.-М: Радиосвязь, 1993.
2. Акимов Н.Н., Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник.-Минск.: Беларусь, 1994.
3. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя — Р.М.Терещук, К.М.Терещук.-Киев: Наукова думка, 1988.

А.Добуш, г. Винница

banner-turbobit-unlock