Блок питания для рабочего места

June 14, 2010 by admin Комментировать »

При ремонте и конструировании различной электронной техники возникает необходимость в мощном лабораторном блоке питания с регулировкой в широких пределах выходного напряжения и тока.

Исходя из вышесказанного был разработан и изготовлен отно­сительно несложный блок питания, не требующий дефицитных де­талей, имеющий следующие параметры и возможности:

• выходное стабилизированное напряжение регулируется в пре­делах 3…18 В, а при токе 4 А – в пределах 3…16 В;

• максимальный выходной ток 4 А;

• размах пульсаций и шумов при выходном токе 3 А не более 2мВ;

• ток короткого замыкания не более 15 мА;

• ограничение выходного тока регулируется в пределах 0,35,..4 А;

• самозапуск после устранения короткого замыкания и звуковая сигнализация возникновения короткого замыкания;

• световая индикация режима стабилизации тока;

• индикация потребляемого тока;

• возможность зарядки аккумуляторных батарей напряжением от 1,2 до 15 В стабильным током от 0,35 до 4 А;

• питание паяльника ЭПСН-12-25 Вт от отдельной обмотки.

Напряжение переменного тока с обмоток II и ill трансформато­ра Т1 (рис. 1.1) через предохранитель FU2 и переключатель SB1 поступает на выпрямитель на мощных диодах VD1~VD4 (рис. 1.2).

Выпрямленное напряжение фильтруется конденсаторами С4, С5. На диодах VD5 и VD6 выполнен отдельный выпрямитель для питания операционного усилителя (ОУ) DA1 типа К140УД7, что по­зволяет питать усилитель DA1 напряжением с меньшим уровнем пульсаций.

На этом ОУ выполнен элемент сравнения выходного напряже­ния с опорным. Максимальное однополярное напряжения питания для К140УД7-40 В.

clip_image002

Рис. 1.1

Напряжение на стабилитроны VD18 и VD19 подается с генера­тора стабильного тока на полевом транзисторе VT7. Конденсатор С16 уменьшает шумы стабилитронов. Выходное напряжение ста­билизатора регулируется переменным резистором R20. Усилитель выходного тока ОУ выполнен на транзисторах VT3, VT4, VT5. Диа­пазоны выходных напряжений переключаются кнопкой SB1. Защи­та от короткого замыкания (КЗ) выполнена на транзисторе VT1. При КЗ выхода стабилизатора напряжение на эмиттере VT1 стано­вится меньше напряжения на его базе, VT1 открывается, напряже­ние на базе VT5 уменьшается почти до нуля, и транзисторы VT3-VT5 закрываются. Небольшой выходной ток, протекающий по цепи VD15, R10, необходим для запуска стабилизатора после устране­ния причины КЗ.

Конденсатор С6 необходим для запуска стабилизатора в мо­мент включения блока питания в сеть, если к выходу стабилизато­ра подключена нагрузка. Диод VD13 предотвращает пробой пере­хода база-эмиттер транзистора VT1, когда напряжение на выходе стабилизатора больше 6 В.

Узел ограничения выходного тока выполнен на транзисторах VT2 и VT6. При увеличении падения напряжения на R2 начинает

clip_image004

Рис.1.2

открываться маломощный германиевый транзистор VT2. При под­ходе к режиму ограничения выходного тока начинает слабо све­титься светодиод VD14. При дальнейшем увеличении выходного тока транзистор VT2 открывается еще больше, вслед за ним от­крывается VT6, который через резистор R13 шунтирует выход опе­рационного усилителя. Напряжение на базе VT5 снижается, уменьшается напряжение на выходе стабилизатора, схема входит в режим стабилизации выходного тока. Конденсатор СЮ умень шает пульсации на нагрузке при работающем ограничителе тока. Потребляемый ток индицируется микроамперметром РА1. Его чув­ствительность устанавливается резистором R3.

Цепь С14 R14 служит для устранения самовозбуждения стаби­лизатора на высоких частотах, С20 – на низких. Переключатель SB1 на схеме показан в положении 7… 18 В.

Сигнализатор короткого замыкания выполнен на КМОП микро­схеме DDI и транзисторах VT8 и VT9. При напряжении на выходе стабилизатора менее 0,6 В транзистор VT8 закрывается, на выв. 1 DD1.1 поступает логическая единица. Генератор на DD1.1 и DD1.2 начинает работать с частотой 4…6 Гц, периодически запуская второй генератор на DD1.3 и DD1.4, работающий на частоте 300…600 Гц. В результате на базу VT9 поступают пачки импульсов, и телефон­ный капсюль ВА1 издает прерывистый звуковой сигнал.

Микросхема DD1 питается от параметрического стабилизатора на элементах R15, VD16, VD17. Стабилитрон VD17 предотвращает ошибочное срабатывание сигнализатора при выкпючении блока питания.

Детали. Постоянные резисторы типа МЛТ, С2-23 мощностью не менее указанной на схеме. R2 – пять резисторов МЛТ-2 по 2,7 Ом каждый. Переменный резистор R5 желательно проволочный, на­пример, ППЗ-12 на 68…220 Ом. Переменный резистор R20 – СПЗ-ЗОА, СП1-1, СПЗ-42 сопротивлением 4,7… 15 кОм. Оксидные кон­денсаторы К50-16, К50-35, К50-24 или аналогичные импортные. 04 и 05 можно заменить одним К50-18 на 10000…20000 мкФ, 63 В. Остальные конденсаторы — К73-15А, К73-9, К73-17, МБМ. Не ре­комендуется применять отечественные керамические конденсато­ры по причине их низкой надежности.

Диоды VD1-VD4, VD20-Kfl202, КД203, Д242, Д243, Д244 с лю­быми индексами. Диоды VD7-VD11, VD21 заменимы на любые из КД208, КД522, КД102, КД103, КД105, 1 N4001-1 N4007, диоды КД209А – на любые из КД208, КД212, КД221, КД105. Стабилитро­ны: VD16 – любой на 10…12 В; VD17 КС156А, КС147А. VD18 за­меним на любой импортный на 2…3 В, например, 1N5985B, 1N5986B.

Его можно заменить на один светодиод АП307Б, соединенный последовательно с диодом типа КД521, КД522. VD19 – любой ма­ломощный на 5,5…7 В, например, КС156А, КС162А, КС168А, 1N5995B, 1N4735A. Светодиоды – любые видимого спектра, под­ходящие по габаритам. VD14 – желательно красный, например КИПД21(Г-К).

Транзисторы KT503 с индексами Б-Е, или KT602, КТ608, KT630, КТ645, КТ646, 2SC2331 с любыми индексами. МП26Б заменим на любой из МП25, МП26. Мощный транзистор КТ865А можно заме­нить на КТ818 с любым индексом в металлическом корпусе или на относительно дешевые импортные – 2SA1106, 2SA1186, 2SA1301. Транзистор КТ805АМ заменяется на любой из серий КТ815, КТ817, КТ819, КТ961, Вместо КТ3102Б-КТ3102А, КТ315Г, КТ503Г, КТ645А или 2SD734 с коэффициентом передачи тока базы не менее 200. КПЗОЗА заменим на любой из этой серии с начальным током стока не более 3 мА. Транзистор VT8 – любой из серий КТ312, КТ315, КТ3102, SS9014.

Микросхему DA1 К140УД7 можно заменить на К140УД6, КР140УД708, КР140УД608, КР140УД18. Вместо К561ЛА7 можно использовать микросхемы 564ЛА7, КР1561ЛА7 или собрать анало­гичный генератор на других 2™4-входовых инверторах этих серий.

Микроамперметр РА1 – М4387, М4761 или любой другой мало­габаритный. ВА1 – любой телефонный капсюль или малогабарит­ный динамик с сопротивлением катушки не менее 40 Ом.

Кнопка SB1 – П2К с четырьмя контактными группами. Для ком­мутации напряжения переменного тока три группы контактов сле­дует соединить параллельно, а четвертую использовать для пере­ключения стабилитронов. Кнопка SB2 – такая же, как и SB1 или тумблер на два-три направления и ток 2…5 А.

Трансформатор можно выполнить на любом стальном магни-топроводе с габаритной мощностью 90… 150 Вт. Использован трансформатор ТС-90 от телевизора «Каскад 225» (УСТ61-1). С трансформатора предварительно удалены все вторичные об­мотки.

Обмотки II и III включенные параллельно, намотаны проводом ПЭВ-2 0,68 мм из расчета примерно 4,5 витка на 1 В. Они попар­но должны содержать строго одинаковое число витков. Обмотки IV и V предназначены для питания низковольтного паяльника ЭПСН-12-25 Вт или аналогичного. Они намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,75 мм. Первичная обмотка трансформатора включе­на на напряжение 237 В, что снижает ток холостого хода транс­форматора и, соответственно, повышает надёжность блока пита­ния в целом.

Диоды VD1-VD4 размещаются на общем теплоотводе 150 см^ через изолирующие прокладки. Транзистор VT3 устанавливается на ребристый или игольчатый радиатор площадью не менее 500 см2, транзистор VT4 ~ на радиатор площадью 10 см^. Если длина провода от выв. 2 DA1 до R20 более 15 см, то необходимо приме­нить экранированный провод.

Провода от выхода выпрямителя VD1-VD4 припаиваются непо­средственно к выводам оксидных конденсаторов С4 и 05. К ним же припаивается отдельным проводом левый (по схеме) вывод рези­стора R2.

Стабилизатор блока питания представляет собой устройство с большим усилением и глубокими ООО, поэтому, при его монтаже следует придерживаться тех же правил, что и при монтаже уст­ройств высококачественного звуковоспроизведения.

При эксплуатации блока питания нужно следить за тем, чтобы суммарная мощность потребления по всем вторичным обмоткам не превышала максимально допустимую для примененного транс­форматора.

Также следует исключить подогрев трансформатором и радиа­тором транзистора VT3 оксидных конденсаторов, особенно СЗ и С4. Если корпус будет типа «мини-башни», то транзистор Т1 сле­дует разместить в верхней ее части, а мощный радиатор частично вынести за пределы корпуса, например, оформив его в виде зад­ней стенки.

Элементы налаживания устройства. R3 – чувствительность микроамперметра; R4 – верхний порог ограничения тока нагрузки; R19 и R21 – минимальное и максимальное напряжения диапазона 7…18 В; R23-toh звукового сигнала; R25 – громкость.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты