Сетевой блок питания (0-12В)

October 12, 2010 by admin Комментировать »

   
   

   До сих пор для питания опытных усилителей НЧ и приемников ты использовал батареи гальванических эле­ментов 3336Л, «Крона». Токи, потребляемые ими от ис­точников питания, не превышали, как правило, 8…10 мА. Но ведь это только начало, впереди усилители, которые будут потреблять токи до 50…100 мА и больше. Значит, чаще придется заменять разрядившиеся батареи новыми.

   А нельзя ли построить выпрямитель и, пользуясь им как источником постоянного тока, тем самым в какой-то степени избавить себя от хлопот о гальванических эле­ментах и батареях? Конечно, можно. Именно такому устройству и посвящается этот практикум.

   Рекомендуемый блок питания дает стабилизирован­ное (устойчивое) постоянное напряжение, регулируемое почти от 0 до 12 В при токе до 250…300 мА. Блок при­годен для питания различных по сложности транзистор­ных приемников и усилителей низкой частоты, или же, в случае автономного питания, для зарядки питающих их аккумуляторных батарей.

   Принципиальную схему такого блоха питания ты ви­дишь на рис. 60. Его низковольтный выпрямитель обра­зуют диоды V1…V4, включенные по мостовой схеме. Та­кое включение диодов выпрямителя тебе знакомо еще по третьему практикуму (см. рис. 19). Электролитические конденсаторы С1…С3, транзисторы V6, V7 и стабилитрон V5 служат для сглаживания пульсаций и стабилизации выпрямленного напряжения. Плавная регулировка вы­ходного напряжения блока питания осуществляется переменным резистором R2 и контролируется по вольт­метру PU1.

   

   Вспомни, как работает такой выпрямитель блока. Прикрой листком бумаги всю правую часть схемы, включая конденсатор С1, а вместо этого конденсатора начерти на бумаге резистор и обозначь его буквами Rn. Он будет символизировать нагрузку выпрямителя.

   Когда трансформатор питания Т1 первичной (I) об­моткой подключен к электросети, в его вторичной (II) обмотке индуцируется переменное напряжение, пони­женное примерно до 12… 15 В. При положительном по­лупериоде переменного напряжения на верхнем (по схе­ме) выводе вторичной обмотки ток идет через диод V1, .нагрузку выпрямителя и .далее через диод V4 к нижне­му выводу вторичной обмотки трансформатора. Диоды V2 и УЗ в это время закрыты, и ток через них не идет. При отрицательном полупериоде деюдеы VI и V4 закры­ваются, а диоды V2 м V3 открываются. 44 теперь ток а нагруэке идет в том же направлении, но через открытые в это время диоды V2 и V3. Происходит двухполупери­одмое выпрямление пониженного напряжения перемен­ного тока.

   Можно ли, пользуясь только таким выпрямителем, питать транзисторный приемник? Питать-то можно, но ничего хорошего из этого не получится — в динамиче­ской головке грoмкoгoвopителя или телефонах приемни­ка будет слышен гул низкого тона, заглушающий пере­дачу радиостанции. И вот почему. Ток в нагрузке такого выпрямителя постоянен по направлению, но он пульсирует с частотой 100 Гц, то есть с удвоенной часто­той тока электросвязи. И если пульсации выпрямленного тока не сгладить, с такой же частотой станут изменять­ся базовые и коллекторные токи транзисторов приемни­ка, и в головке громкоговорителя, подключенной к вы­ходу усилителя НЧ или приемника, будет слышен лишь звук, соответствующий частоте пульсаций тока выпря­мителя.

   В нашем блоке питания сглаживание пульсаций вы­прямленного напряжения и поддержание постоянного тока в нагрузке осуществляется электролитическими кон­денсаторами и транзисторным стабилизатором, схему ко­торых ты прикрывал листком бумаги. Открой ее и про­следи всю цепь питания нагрузки выпрямителя, подклю­чаемой к зажимам X1 «+» и Х2 «—». Ток в этой цепи, а значит, и напряжение на нагрузке, регулирует включен­ный в- нее транзистор большой мощности V7, управляе­мый маломощным транзистором V6. Оба транзистора стабилизатора включены по схеме с общим коллектором (эмиттерные повторители) и работают как двухкаскадный усилитель тока. Нагрузкой транзистора V6 служит эмит-терный перекод транзгистора V7 и резистор R3, з нагруз- ~ кой транзистора V7 — цепи приемника или усилителя, подключенные к выходу блока.

   Резисторы R-1 и R2 образуют делитель напряжения, питающий цепь базы транзистора V6. Благодаря стаби­литрону V5 и конденсатору C2 на переменном резисто­ре R2 создается строго постоянное напряжение, рав­ное напряжению стабилизации стабилитрона, в нашем случае — 12 В. Когда движок резистора R2 находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, оба транзисто­ра стабилизатора закрыты и, следовательно, тока через транзистор V7 и напряжения на выходных зажимах бло­ка нет. По мере перемещения движка переменного ре­зистора вверх на базу транзистора подается открываю­щее его отрицательное напряжение. Одновременно от­рицательным напряжением, падающем на резисторе R3, открывается транзистор V7, и во внешней цепи блока появляется ток. Чем,больше отрицательное напряжение на базе транзистора V6, тем больше открываются тран­зисторы стабилизатора, тем больше напряжение на вы­ходе блока и ток в его нагрузке.

   Конденсатор СЗ невыходе выпрямителя дополнитель­но сглаживает пульсации тока. Резистор R5 — добавочный вольтметра PU1. Его сопротивление подбирают в зависи­мости от тока полного отклонения стрелки электроизме­рительного прибора, используемого в блоке питания. Ре­зистор R4 нужен длят того, чтобы и при отключенной на­грузке регулирующий транзистор V7 работая как уси­литель тока.

   

   Одна из возможных конструкций рекомендуемого блока показана на рис. 61. В нем роль трансформатора питания Т1 выполняет трансформатор ТВК-70 (выходной трансформатор кадровой развертки телевизора), пер­вичная обмотка которого используется как сетевая (I). При напряжении сети 220 В на вторичной обмотке тако­го трансформатора получается- переменное напряжение около 12 В. Можно также использовать выходной транс­форматор лампового радиоприемника, площадь сечения магнитопровода которого составляет 4,5…6 см 2. Включив первичную обмотку в сеть (через предохранитель на ток 0,5 А), измерь вольтметром переменного тока напряже­ние на вторичной обмотке. Если оно значительно мень­ше 12 В, например 7…8 В, то вторичную обмотку при­дется перемотать.

   Число витков во вторичной обмотке такого трансфор­матора, обеспечивающее понижение напряжения элект­росети до 12…15 В, легко подсчитать по числу витков.в его первичной обмотке. Например, первичная обмотка содержит (по паспорту трансформатора) 2600 витков и включается oнa в сеть напряжением 220 В. В этом случае на 1 В напряжения сети приходится примерно 12 витков (2600 : 220=12). Чтобы вторичная обмотка давала напряжение 12 В, она, следовательно, должна содержать 145…150 витков.

   Для вторичной обмотки подойдет провод марки ПЭВ или ПЭ диаметром 0,2…0,3 мм. Ш-образные пластины магнитопровода переделанного трансформатора собирай вперекрышку.

   Для блока питания можно использовать любые выпря­мительные диоды, в том числе и ныне устаревшие серии Д7. Электролитические конденсаторы С1…СЗ, использо­ванные в описываемой конструкции, типа КЭГ-2. Можно, разумеется, применить и другие конденсаторы, например типа К50-6, на номинальное напряжение не менее 15 В. Емкость этих конденсаторов стабилизатора не должна быть меньше 100 мкФ. Переменный резистор R2 типа Ж с выключателем питания (S1), стабилитрон V5 серии Д813 или аналогичные ему Д811, Д814Г, Д815Д с напря­жением стабилизации не менее 12 В; транзистор МП39 можно заменить транзисторами МП40…МП42, транзистор П213Б — транзисторами большой или средней мощности П210, П201, П202, П602 с любыми буквенными обозначе­ниями.

   Для измерения выходного напряжения блока можно использовать любой малогабаритный прибор магнитно-электрической системы, например М5-2, на ток 1…5 мА. Сопротивление добавочного резистора R5 рассчитывай так же, как добавочный резистор вольтметра постоянно­го тока на предел измерений 12 В.

   Вольтметр, трансформатор питания, электролитиче­ские конденсаторы, выходные зажимы и переменный ре­зистор R2 С; выключателем питания крепи на лицевой па­нели, выпиленной из листового гетинакса или текстоли­та толщиной 1,5м.2 мм по размерам подобранной короб­ки с крышкой. Резистор R1 и стабилитрон V5 припаивай непосредственно к выводам электролитических конден­саторов, резистор R4 — к выходным зажимам XI и Х2 блока. Предохранитель, смонтированный на изоляцион­ной пластинке, можно укрепить между трансформатором питания и конденсаторами.

   Остальные детали блока питания монтируй на отдель­ной гетинаксовой плате (на рис. 61 — внизу) и крепи ее непосредственно на зажимах измерительного прибора.

   Монтируя выпрямитель, особое внимание удели пра­вильной полярности включения диодов, электролитиче­ских конденсаторов и выводов транзисторов. Учти: отрицательные обкладки электролитических конденсаторов не должны иметь общих контактов. Это значит, что меж­ду их корпусами, соединяющимися с отрицательными обкладками, а, также между- ними и крепящей их скобой обязательно должны быть изоляционные прокладки. Включив питание, сразу же измерь вольтметром посто­янного тока напряжение на выходе выпрямителя. При крайнем верхнем (по схеме) положении движка перемен­ного резистора оно Должно соответствовать номинально­му напряжению-стабилизации стабилитрона (вчнашем слу­чае 12 В) и плавно уменьшаться почти до нуля при вра­щении оси переменного резистора против направления движения часовой стрелки. Если, наоборот, Напряжение увеличивается при ином вращении оси резистора; поме­няй местами проводники, идущие к крайним выводам этого регулятора выходного напряжения выпрямителя.

   Затем включи в цепь стабилитрона миллиамперметр и, подбирая резистор R1, установи в этой цепи начальный ток, равный 20..25 мA. При подключении к выходу вы­прямителя нагрузки) роль которой Может выполнять про­волбчный резистор еопрбтивлением 100… 120 Ом, Ток че­рез стабилитрон должен уменьшаться до 8… 12 мА, а вы­ходное напряжение оставаться практически неизменным.

   После этого займись градуировкой шкалы вольтмет­ра. Подбери резистор R5 такого номинал а, чтобы откло­нение стрелки прибора до конечной отметки шкалы ссь ответствовало наибольшему выходному напряжению блока питания, то есть 12 В. Шкала равномерная. Поэто­му каждая двенадцатая часть дуги шкалы будет соответ­сгвовать напряжению, равному 1 В. Нанеси и промежу­точные отметки, чтобы отсчитывать доли вольта.

   

   А если не окажется измерительного прибора для ин­дикации выходного напряжения? Тогда надо будет по вольтметру, подключенному и выходу блока, проградуи-ровать шкалу переменного резистора (рис. 62). Ни в этом случае неизбежна погрешность в определении вы-жодного напряжения, которая будет тем значительнее, чем больше ток, потребляемый его нагрузкой.

   Что же касается самой конструкции блока питания, то она, разумеется, может быть иной, разработанной с учетом имеющихся деталей; При этом ты можешь вне­сти кое-какие дополнения. Например, добавить индика­тор подключения блока к сети. Его роль может выпол­нять коммутаторная лампочка не напряжение 12 В, подключенная ко вторичной об­мотке трансформатора, или неоновая лампа ТН-2, под­ключенная , через резистор сопротивлением 200…220 кОм параллельно лервич-ном обмотке трансформато-ра. Своим свечением они будут сигнализировать о включении питания.

   Лампочку накаливания на такое же напряжение, но рассчитанную на тек не ме­нее 300 мА, то есть на наи­больший ток выпрямителя, полезно включить в разрыв выходной цепи, например между точкой соединения вольтметра с минусовым проводником и выходным за­жимом этого проводника. В том случае, если в усилите­ле или приемнике, подключенном к выходу выпрямите­ля, окажется коротко замкнутая цепь или нагрузка потребляет чрезмерно большой ток, лампочка, загораясь, будет сигнализировать об этом.

   Такая простейшая сигнализация весьма полезна, так как может предотвратить порчу блоиа нивжия. Объяс­няется это тем, что в ста6илизаторое блока работают транзисторы, а они не выдерживают перегрузок. Наибо­лее опасно короткое замыкание между эдакомесущмми проводнинами конструкции, подключенной к блоку пита­ния. В этом случае через регулирующий транзистор V7 блока потечет ток, значительно превышающий допусти­мый. И если это своевременно не заметить, может прои­зоти тепловой пробой транзистора, и он выйдет из строя.

   И еще один совет: пользуясь сетевым блоком пита­ния, не забывай, что в цепи первичной обмотки трансформатора действует высокое напряжение!

   

Литература:
Борисов В. Г. Практикум начинающего радиолюбителя.2-е изд., перераб. и доп. — М.: ДОСААФ, 1984. 144 с., ил. 55к.

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