Предлагаю несколько несложных схем универсальных блоков питания для наладки, проверки и ремонта различного радио и электрооборудования. Предлагаемые блоки питания двухполярные, но можно использовать, конечно, и только один канал. Все блоки содержат схемы защиты от перегрузки и короткого замыкания (К.З.) на выходе. Здесь представлены разные варианты схем защиты – схема на реле, тиристоре и вообще без реле и тиристоров. Даны также варианты использования так называемых «составных» транзисторов для значительного увеличения выходного тока блока питания, которые можно использовать и в других схемах.
Блок питания с плавной регулировкой выходного напряжения
Блок питания выдает двухполярное напряжение от 1 до 15..18 В при токе нагрузки до 1 А и содержит схему защиты от перегрузки и короткого замыкания на выходе. Им удобно пользоваться при наладке радиосхем и аппаратуры, так как практически исключается возможность вывода из строя различных активных элементов схемы (транзисторов, микросхем и т.д.) при случайной переплюсовке или неправильном монтаже, а также случайных коротких замыканий.
Принципиальная схема блока представлена на рисунке ниже
Рис.1
При изготовлении блока питания у меня стояла задача сделать его размеры минимально возможными, что послужило причиной достаточно плотной компоновки элементов внутри корпуса. Тем не менее этот блок питания используется уже 3 года и работает без каких либо нареканий. Управляющие транзисторы практически не греются и не требуют, поэтому, применения больших теплоотводов. В качестве теплоотвода используется корпус блока, сделанный из пластин фольгированного двухстороннего текстолита. Транзисторы (VT1) крепятся к задней стенке через изоляционные прокладки из слюды.
В целях экономии места, также, применяется один вольтметр и один амперметр на оба канала. При помощи переключателя типа П2К они могут подключаться к выходу одного из каналов. Применение на выходе постоянно включенного амперметра очень удобно, так как позволяет в любой момент контролировать потребление тока налаживаемой схемы или устройства и, таким образом, вовремя заметить отклонения от нормального режима работы.
Схемы коммутации измерительных приборов переключателями типа П2К:
В качестве индикаторов рабочего режима и срабатывания защиты от перегрузки или короткого замыкания используются светодиоды соответственно зеленого и красного цвета свечения подключенные на выходе схемы последовательно с резисторами 2 кОм. (подключение светодиодов показано на принципиальной схеме блока питания).
Никакого налаживания собранная схема блока питания не требует. Подстроечным резистором R3 устанавливается порог срабатывания схемы защиты. Для этого к выходу каждого канала подключается нагрузка (резистор), соответствующая нужному току, например 0,9А и поворотом движка резистора R3 добиваются срабатывания реле. Чтобы вернуть блок питания в рабочий режим после срабатывания защиты, нужно на несколько секунд выключить блок питания. В схеме можно применить любые другие реле с рабочим напряжением 6 – 12 В и соответствующей группой контактов, например РЭК-53. Тиристоры КУ202 могут быть с любой буквой, можно поставить и КУ101, 104, 105. Операционный усилитель К153УД5 можно заменить на другой, из серии К140 (например К140УД7, К140УД8).
Простой блок питания с дискретным переключением
Эта схема проще, но также содержит узел защиты от перегрузки и К.З. на выходе. Выходное напряжение здесь задается дискретно, при помощи подключения опорных стабилитронов на разное напряжение стабилизации
Рис. 2
Характеристики:
— Uвых = 6 … 25 В (зависит от примененных стабилитронов);
— Iмакс (без теплоотводов) = 200 мА. При применении теплоотводов и «составных» регулирующих транзисторов (описаны далее) – до 2 .. 3 А;
— Уровень пульсаций — около 1 мВ;
— Кстаб = 700.
Стабилитроны VD2 – VD5 задают нужные значения выходного напряжения и переключаются при помощи подходящего кнопочного или галетного преключателя на нужное количество позиций. Ниже приведена примерная таблица соответствия типа стабилитрона и выходного напряжения блока:
Стабилитрон |
Uвых, В |
КС133 |
3, 3 |
КС156 |
5,6 |
КС168, Д814А |
7 |
Д814 В |
9 |
Д814Д, КС107А |
12 |
Если нет стабилитрона на более высокие напряжения, можно использовать последовательное включение двух или трех. Например два включенных последовательно стабилитрона типа Д814А (или КС168) дадут напряжение стабилизации около 15 В. И так далее. Напряжение на входе (с трансформатора и выпрямителя, как и в схеме на рис.1) должно быть на 3 … 9 В больше выходного. Резисторы R4, R6 подбираются из расчета: Uвых. среднее х 100 (значение получается в Омах).
Блок питания защищает от перегрузки и К.З. как нагрузку, так и сам себя. Защита отключает оба канала при превышении тока даже в одном из них. В отключенном состоянии блок может находиться сколь угодно долго, для включения его нужно на несколько секунд выключить. Схема защиты (выделена на рис.2 пунктирной линией) может быть собрана и без тиристора, как показано на рис.3. В этом случае при срабатывании защиты блок питания будет переходить в рабочее состояние сам, без выключения, после устранения причины перегрузки.
При использовании для транзисторов VT1 и VT4 радиаторов площадью 100 … 200 кв. см. выходной ток блока может быть до 1 А. Транзистор VT1 можно заменить на П201 – П203, КТ816, КТ626, КТ837, а VT4 на КТ817, КТ605АМ, КТ805АМ, КТ603, КТ801. Чтобы значительно повысить выходной ток (до 2 … 3 А) можно заменить эти транзисторы на «составные», то есть состоящие из соответствующих пар. Как это сделать, показано на рис.4. Транзисторы в паре обозначены буквами «а», «б», «в» и «г». При этом транзистор, обозначенный буквой «а» может быть типа :
— П213 – П217, КТ806, КТ814, КТ816, КТ818;
«б» : — КТ203Б, КТ626Б,В; КТ209Г-М;
«в» : — П702, КТ805А, КТ803А, КТ817, КТ819;
«г» : — КТ315Г, КТ342А, КТ605А, КТ603А, КТб08А-Б.
Любой из вариантов составного транзистора VT1 может работать совместно с любым вариантом составного VT4.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Рисунок 1. | |||||||
D1 x2 | Микросхема | К153УД5 | 2 | ||||
VT1 x2 | Биполярный транзистор | КТ805АМ | 2 | ||||
VT2 x2 | Биполярный транзистор | КТ837А | 2 | ||||
VS1 x2 | Тиристор & Симистор | КУ202И | 2 | ||||
D1-D4 x2 | Диод | Д242 | 8 | ||||
VD5 x2 | Светодиод | АЛ307В | 2 | Или любой другой зеленый | |||
VD6 x2 | Диод | Д223 | 2 | ||||
VD7 x2 | Стабилитрон | Д814А | 2 | ||||
VD8, VD9 x2 | Стабилитрон | Д814В | 4 | ||||
VD10 x2 | Светодиод | АЛ307Б | 2 | Или любой другой красный | |||
С1 x2 | Электролитический конденсатор | 2000 мкФ | 2 | ||||
C2 x2 | Конденсатор | 200 пФ | 2 | ||||
C3 x2 | Конденсатор | 4700 пФ | 2 | ||||
С4 x2 | Электролитический конденсатор | 500 мкФ | 2 | ||||
С5 x2 | Электролитический конденсатор | 200 мкФ | 2 | ||||
R1, R12 x2 | Резистор | 2 кОм | 4 | 0.5 Вт | |||
R2 x2 | Резистор | 2 Ом | 2 | 2 Вт | |||
R3 x2 | Подстроечный резистор | 4.7 кОм | 2 | ||||
R4, R5 x2 | Резистор | 300 Ом | 4 | 0.5 Вт | |||
R6 x2 | Резистор | 910 Ом | 2 | 0.5 Вт | |||
R7 x2 | Резистор | 100 Ом | 2 | 0.5 Вт | |||
R8 x2 | Резистор | 3.9 кОм | 2 | 0.5 Вт | |||
R9 x2 | Подстроечный резистор | 1.5 кОм | 2 | ||||
R10 x2 | Резистор | 1 кОм | 2 | 0.5 В | |||
R11 x2 | Резистор | 510 Ом | 2 | 0.5 Вт | |||
Амперметр | 1-3 А | 2 | |||||
Вольтметр | 15-30 В | 2 | |||||
Трансформатор | 2×15 В | 1 | |||||
SA1 | Выключатель | 1 | |||||
FU1 | Предохранитель | 1 А | 1 | ||||
Рисунок 2. | |||||||
VT1 | Биполярный транзистор | КТ814Б | 1 | ||||
VT2 | Биполярный транзистор | КТ315Б | 1 | ||||
VT3 | Биполярный транзистор | КТ361Б | 1 | ||||
VT4 | Биполярный транзистор | КТ815Б | 1 | ||||
VS | Тиристор & Симистор | КУ101А | 1 | ||||
VD1 | Диод | Д220 | 1 | ||||
VD2, VD2.1 | Стабилитрон | КС133А | 1 | ||||
VD3, VD3.1 | Стабилитрон | КС156А | 1 | ||||
VD4, VD4.1 | Стабилитрон | КС168А | 1 | Можно Д814А | |||
VD5, VD5.1 | Стабилитрон | Д814В | 1 | ||||
VD6, VD6.1 | Стабилитрон | Д814Д | 1 | Можно КС107А, на схеме показан VD6, VD6.1 | |||
С1, С2 | Электролитический конденсатор | 500 мкФ 25 В | 2 | ||||
С3, С4 | Электролитический конденсатор | 100 мкФ 16 В | 2 | ||||
R1, R4, R6 | Резистор | 1 кОм | 3 | 0.5 Вт | |||
R2, R5 | Резистор | 510 Ом | 2 | ||||
R3 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | ||||
Сдвоенный галетный переключатель | Пять положений | 1 | |||||
Рисунок 3. | |||||||
Биполярный транзистор | КТ814Б | 1 | |||||
Диод | Д220 | 1 | |||||
Резистор | 4.7 кОм | 1 | |||||
Резистор | 5.1 кОм | 1 | |||||
Рисунок 5. | |||||||
VD1-VD8 | Диод | Д242 | 8 | ||||
С1, С1 | Электролитический конденсатор | 2000 мкФ 25 В | 2 | ||||
Трансформатор | 1 | ||||||
FU1 | Предохранитель | 1 А | 1 | ||||