Этот блок питания прост дляповторения, надежно защищен от случайных коротких замыканий, имеет плавнуюрегулировку выходного напряжения от "нуля", коллекторы транзисторов крепятсянепосредственно к радиатору или корпусу (массе шасси).

Блок состоит из понижающеготрансформатора, выпрямителя, сравнивающего устройства на операционном усилителе,который своим током потребления управляет составным транзистором и, узле защиты(рис. 1).

Блок питания 12 вольт с защитой от короткого замыкания

Рис. 1.

Понижающий трансформатор следует проверить на отдаваемую им мощность. Для этого первичную обмоткувключают через предохранитель в сеть 220 вольт, предварительно заизолировав всеоткрытые участки проводки. Переменное напряжение на вторичной обмотке не должнопревышать 20 вольт, иначе после выпрямителя постоянное напряжение наэлектролитическом конденсаторе превысит 30 вольт, предельное для микросхемыоперационного усилителя. Параллельно к выводам вторичной обмотки трансформатораподключают вольтметр и кратковременно накоротко замыкают мощным резисторомсопротивлением 20 Ом. Ток через резистор будет приблизительно 1 ампер. Обычноэтого достаточно, но "дело вкуса". Если показания вольтметра изменилисьнезначительно и такая мощность устраивает, проверка закончена.

В выпрямителе лучшеиспользовать микросборку КЦ-402 или КЦ-405 с любым буквенным индексом. Тогдапостоянное напряжение на выходе будет более "красивым" благодаря одинаковымпараметрам диодов моста. При потребности в больших токах блока выпрямительныймост собирается из отдельных мощных диодов.

Сравнивающее устройство (см.рис. 1) состоит из операционного усилителя DА1 и измерительного моста,образованного резисторами R5-R7 и стабилитроном VD2. Изменение напряжения навыходе блока питания приводит к разбалансу измерительного моста. Операционныйусилитель усиливает напряжение разбаланса, изменяя напряжение на нагрузочномсопротивлении R4, но, так как эта нагрузка постоянна, то меняется ток,проходящий через микросхему. Этот ток, как нельзя лучше, подходит для управлениярегулирующим транзистором, так как транзистор, в общем, токовый элемент. Идеянестандартного включения операционного усилителя взята из [1]. В сравнивающемустройстве можно применить любой операционный усилитель, особенно, если блокбудет использоваться как нерегулируемый стабилизатор напряжения в каком-либоустройстве. Напряжение на выходе блока будет равно удвоенному напряжениюстабилизации применяемого стабилитрона (это соотношение можно изменятьрезисторами R5 и R6). Если понадобится стабилизировать напряжение более 30вольт, то необходимо установить стабилитрон VD3 (показан пунктиром), которыйпогасит избыточное напряжение на ОУ. При этом сопротивление резистора R7 должнобыть рассчитано на номинальный рабочий ток стабилитрона VD2. Операционныйусилитель без обратной связи может возбудиться и тогда потребуется ввестиконденсатор С4.

Не все операционные усилителиподходят для регулируемого варианта блока (см. рис. 2). Нужно проследить,чтобы при уменьшении выходного напряжения до "нуля" потенциометром R7 процессстабилизации не срывался. Иначе на выходе блока появится полное напряжение отвыпрямителя.

Блок питания 12 вольт с защитой от короткого замыкания

Рис. 2.

Узел защиты состоит из шунта итринистора 2У107А. Ток, проходящий через шунт, создает на нем пропорциональноепадение напряжения. Как только напряжение достигнет определенного уровня,тринистор откроется и разбалансирует уравновешивающий мост R5-R8 (рис. 2).Тогда составной транзистор VT1-VT2 закроется и ток через нагрузку блокапрекратится. Для возврата защиты в исходное состояние служит кнопка SB1. Здесьне следует применять тумблер или выключатель: можно забыть включить защиту. Принеобходимости получения максимального тока можно просто удерживать кнопкунажатой. В качестве шунта использован отрезок манганинового провода. Сечение идлина провода подбираются экспериментально в зависимости от требуемого тока ипорога срабатывания защиты. Тринистор 2У107А по чувствительности, быстроте инадежности срабатывания оказался наиболее удачным выбором. Другие тринисторы недали нужного результата.

Составной транзистор может бытьсобран из любых транзисторов при соблюдении общих правил, например: VT1-КТ808А,VT2-КТ815А. Подстроечное сопротивлениеR3 (рис. 1) служит для настройки составного транзистора на максимальную отдачутока. Для этого следует нагрузочным сопротивлением (например, 12 ом)кратковременно замыкать выход блока питания и установить R3 по меньшемуотклонению выходного напряжения.

На основе изложенного былсобран двуполярный лабораторный блок питания (см. рис. 3 и фото 1-3). Верхнийпо схеме стабилизатор удобно использовать без защиты. Вместе с нижнимстабилизатором можно получить напряжение до 25 вольт, плюс защита от перегрузки.Транзистор VT1 необходимо изолировать от радиатора слюдяной прокладкой.

Блок питания 12 вольт с защитой от короткого замыкания

Рис. 3.

Детали блока питания собраны напечатной плате размером 80х110 мм. Корпус блока сделан из одностороннегофольгированного стеклотекстолита размером 235х100х160 мм. Детали корпусаскреплены между собой оловом. Верхняя крышка корпуса укреплена треугольнымикосынками. Передняя и задняя стенки скреплены с поддоном прямоугольниками. В нихпросверлены отверстия и изнутри припаяны гайки М3 для креплениякрышки.

Блок питания 12 вольт с защитой от короткого замыкания

Рис. 4.

Фальшпанель крепится к переднейпанели с помощью винта и гайки через отверстие, просверленное посередине. Нафальшпанель выведены светодиоды: красный - загорается при срабатывании защиты,зеленый - указывает о включенном состоянии блока в сеть. Для вольтметра имиллиамперметра вырезаны отверстия. Миллиамперметр отрегулирован шунтом наполное отклонение стрелки и срабатывание защиты при токе 300 миллиампер. Такаязащита срабатывает мгновенно и спасла не одно устройство.

Блок питания 12 вольт с защитой от короткого замыканияБлок питания 12 вольт с защитой от короткого замыкания

Рис. 5.

На задней панели находятсярадиаторы с транзисторами VT1 и VT3, предохранитель, клеммы выходногонапряжения, тумблер включения блока питания в сеть, тумблер переключениявольтметра, кнопка "Сброс защиты".

Литература

  • Журнал "Радио", 1986 г. №9, стр. 48.
  • Автор: М. Файзуллин (UA9WNH/9), Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ; Публикация: www.cxem.net

    Добавить комментарий

    Защитный код
    Обновить

    Навигация

    Инструкции по эксплуатации

    Copyright © 2018 Электрические принципиальные схемы.