Автор: Халоян А.А.
Теги: электротехника автоматика микроэлектроника радиотехника электропитание
ISBN: 5-93037-072-9
Год: 2001
Текст
УДК 621.3
ББК 32.965
И91
ИЗДАТЕЛЬСТВО «РАДИОСОФТ»
http://www.radiosoft.ru е..таil: info@radiosoft.ru
Отдел реализации
тел./факс: (095) 177..4720 e..mail: real@radiosoft.ru
Адрес и телефон для заявок на книrи
по почте наложеННblМ платежом:
111578 Москва, а/я 1 «Пост..Пресс»,
тел: (095) 307..0661, 307 0621 е..таil: postpres@dol.ru
И91 ИСТОЧНИКИ электропитания. Любительские схемы. Ч.1jСост. А. А. Халоян. ..........
М.: ИП РадиоСофт, ЗАО «Журнал «Радио», 2001. 208 С.: ил. (Радио"
библиотечка. Вып. 6). ISBN 5..93037 ..072 9
в настоящем издании представлены схемы блоков питания для начинающих и
подrотовленных радиолюбителей, а также лабораторных и специальных. Мноrообразие
подходов к решению проблем построения принципиальных схем. разработки печатных
плат и конструкций может вызвать живой интерес читателя. Большинство схем и YCT
ройств, описанных в книrе, собрано на доступной элементной базе.
Книrа представляет собой сборник статей, опубликованных в разные roAbI в журнале
«Радио» и заново отредактированых для данноrо издания.
УДК 621.3
ББК 32.965
РАДИОБИSЛИОТЕЧКА
ВЫПУСК 6
ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ СХЕМЫ
Часть 1
Составитель
Артур Арамович Халоян
Редакторы В. Я. Илющенко , М. ю. Нефедова
Дизайнер С. П. Бобков
Компьютерный набор Е. И. Сисева
Компьютерная верстка А. П. Сисев
Сдано в набор 12 01 2001 Подписано в печать 12042001 Формат 70х100/16.
rарнитура «Праrматика» Бумаrа rазетная Печать BЫCOKa. . Печ, л 13 Тираж 5000 экз. Заказ 1150
Издательское предприятие РадиоСофт, 109125, Москва. Саратовская ул , Д 6/2
Лицензия NQ 065866 от 30 04 98
3АО "Журнал "РАДИО. 103045 Москва Селиверстов пер, 10
фrуп Владимирская книжная типоrpафия
600000, r. Владимир, Октябрьский проспект, Д. 7
Качество печати соответствует качеству представленных диапозитивов
ISBN 5 93037 072 9
ISBN 5..93037..072..9
@ ЗАО «Журнал «Радио», 2001
@ Оформление. ИП РадиоСофт, 2001
@ Составление. Халоян А.А., 2001
СОДЕРЖАНИЕ
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
6ЛОКИ ПИТАНИЯ
ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ РАДИОЛЮБИТЕлей
В. Тришин. Малоrабаритный блок питания 5
В. Борисов. Источник питания «Олимп-З» . . . ... . . . . . . 6
Блок питания с защитой от коротких замыканий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
А. Триrорьев. Улучшение маломощных стабилизаторов напряжения ......... 9
л. Пожаринский. Маломощный блок питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i 1 О
А. Аристов. Маломощный блок питания ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
В. Борисов. Стабилизированный блок питания ....... ...... ... ......... 13
А. Аристов. Маломощный лабораторный блок питания .... ................ 16
л. Новоруссов. Стабилизированный источник питания ... ................ 18
Блок питания ......................................................... 21
В. Кузнецов. Малоrабаритный сетевой блок питания ... ................... 22
Двуполярное питание от одной обмотки ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 23
Б. rриrорьев. Блок питания «Юный техник» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
ю. Николаев. Самодельный блок питания? Нет ничеrо проще . . . . . . . . . . . 27
r. rвоздицкий. Простой сетевой блок питания .... ..... ... . . . . . . . . . . 30
и. Акулиничев. Трехрежимный источник питания .:........................ 32
В. Янцев. Сетевой миниатюрный ...................:.................... 33
Реryлируемый источник питания с сиrнализаы.ией переrрузки . . . . . . . . . . . . . . . 36
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
БЛОКИ ПИТАНИЯ
ДЛЯ подrОТОВЛЕННЫХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ
Ю. Таrотин. Двуполярный стабилизатор напряжения ... ......... ......... 38
В. Цибульский. Экономичный блок питания ................. .. ... . . . . 4О
В. Муш. МощныPl высокостабильный блок питания ......... 42
r. Кудинов, r. Савчук. Экономичный блок питания. ....... о.. .. . .. .... 49
Ю. Сероклин. Двуполярный блок питания . . . . . . . , . _ _ . . . . . . . . . . . . . . . 54
В. Ординарцев. Источник питания на К142ЕН3 ...............".. '. . . . . . . . . . . 57
М. Марковский. Усовершенствование блока питания на К1421!:Н3 .......:.... 60
r. ТвозДицкий. Источник питания повышенной мощност
................... 62
А. Волков. Источник БQспереБойноrо питания .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
М. Дорофеев. Бестрансформаторный с rасящим конденсатором ............ 68
л. Барабошкин. Усовершенствованный экономичный блок' питания .......... 76
А. Цыпуштанов. Миниатюрный сетевой. . . . . . . . . . . . . . . 78
С. Цветаев. Мощный блок питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
В. Дорожинский. Импульсный сетевой блок питания ....................... 88
А. Сафронов. Двуполярный стабилизированный . . . . .. ... . . . . . . . . . 92
о. rолубев. Источник бесперебойноrо ПИl ания ..... Q4
А. Поrорельский. Стабилизированный блпк питания 99
д. Безик. Сетевой импульсный 1 01
з
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ЛАБОРАТОРНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ
С. Певницкий. Блок питания из модулей .................................. 109
К. Карапетьянц. Индикатор переrрузки стабилизатора ..................... 117
А. rриrорьев. Блок питания 1 ...29 В ...................................... 118
И. Нечаев. Комбинированный лабораторный блок ......................... 120
В. Янцев. Комбинированный блок питания ................................ 123
И. Нечаев. Блок питания на Т8К ..11 ОЛ М .................................. 126
А. Ануфриев. Сетевой блок питания для домашней лаборатории ............ 129
А. Ануфриев. Лабораторный блок питания ................................ 132
И. Нечаев. Простой лабораторный ........................... . . . . . . . . . . .. 136
М. Мансуров. Лабораторный блок питания с триrrерной защитой. . . . . . . . . . .. 139
С. Бирюков. Автотрансформатор в лаборатории радиолюбителя ............ 147
и. Александров. Лабораторный блок питания ............................. 150
с. Бирюков. Лабораторный блок питания 0...20 В .......................... 153
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ
Л. Ануфриев. Блок питания без ceTeBoro трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . .. 160
В. Обоев. Реле времени в блоке питания ................................. 163
С. Бирюков. Блок питания таймера ...................................... 164
А. Миронов. Пятивольтовый С системой защиты ........................... 166
И. Александров. Доработка блока БП2..З ................................. 175
С. Швецов. Импульсный блок питания устройств памяти . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 176
с. Петров. Блок источников питания для компьютера ...................... 179
И. Нечаев. Блок питания aHTeHHoro усилителя ........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 189
О. rолубев, Источник резервноrо питания для АОН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 192
И. Нечаев. Вариант блока aHTeHHoro усилителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 194
Е. Мицкевич , И. Карпинович. Блок питания УКУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . ., 196
ю. Тусев. Сетевой блок питания для «Славы» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , .. 202
Д. Двнюк , Т. Пилько. Сетевой блок питания переносной радиоаппаратуры .... 203
и. Нечаев. Сетевой блок питания электронно-механических
часов с подсветкой ................................................. 206
РАЗДЕЛ
БЛОКИ ПИТАНИЯ
ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ
ПЕРВЫЙ
В. rришин
МАлоrАБАРИТНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Это устройство предназначается для питания радиолюбительских измеритель
ных приборов, транзисторных приемников и друrих устройств, которые потребляют
ток до 100 мА при напряжении 9 В. Встроенная электромеханическая система за
щиты предотвращает повреждение блока при коротких замыканиях в наrрузке. Вы..
ходное напряжение блока 9 В. Напряжение пульсации при токе наrрузки 80 мА не
превышает 1 О мВ. Ток, при котором срабатывает защита, составляет примерно
110 мА. Для возвращения блока в рабочее состояние, после Toro как сработает за..
щита, ero необходимо отключить от сети.
Принципиальная схема блока показана на рисунке. Переменное напряжение BTO
РИЧНОЙ обмотки трансформатора Т1 выпрямляется диодами V1 V4 , включенными
по мостовой схеме. Пульсации выпрямленноrо напряжения сrлаживаются KOHдeHca
тором фильтра Сl. Стабилизатор выпрямленноrо напряжения образуют стабилит
рон V6 и транзистор V7. Резистор R5 поддерживает нормальный режим работы
реrулирующеrо транзистора стабилизатора при отключенной наrрузке.
К1
R1 6,8 V7 П2148 К1.1
RЗ
100
Н1 R5 98
2,2"
2ОнА +
F1 0,25А Т1
V1 V4 Д7Ж
+
К2,1
Систему защиты образуют резисторы R 1 RЗ, транзистор V5 и электромаrнитные
реле К1, К2. Как только ток через резистор R 1 превысит 11 О мА, откроется транзис"
тор V5 , сработает реле К2 и замкнутся ero контакты К2. 1. Тут же сработает реле Кl, и
ero контакты Кl. 1 отключат наrрузку. Резистор RЗ обеспечивает устойчивое состоя
ние системы защиты после Toro, как она сработает.
Суммарный ток, текущий через сиrнальную лампу Нl, стабилизатор и балласт
ный резистор RЗ, при отсутствии наrрузки должен несколько превышать ток сраба
тывания защиты, иначе при коротком замыкании в наrрузке контакты реле системы
защиты будут периодически замыкаться и размыкаться.
Конструкция блока питания состоит из крышки и платы основания. В крышке про
тив сиrнальной лампы Н 1 сделано отверстие с защитным цветным стеклом. Большая
часть деталей смонтирована на плате pa мерами примерно 70х45 мм, которая удер..
5
живается на винтах, стяrивающих маrнитопровод трансформатора. Сам трансфор
матор и электромаrнитные реле укреплены на нижней плате"основании блока.
В блоке использован rотовый трансформатор, понижающий напряжение сети
до 1 О В (под наrрузкой 80 Ом). Данные самодельноrо трансформатора: маrнитопро"
вод Ш12х12; обмотка /...... 4400 витков провода ПЭВ..1 0,08, обмотка 1/...... 300 витков
провода ПЭВ 1 0,35.
Все резисторы типа МЛТ: Конденсатор Сl ...... К50..6. Реле Кl типа РЭС..10, пас
порт РС4.524.30З (можно РЭС 15, паспорт РС4.591.003). Реле К2..... РЭС..10, пас
порт РС4.524.302 (можно РЭС 15, паспорт РС4.591.004). Пружины этоrо реле отре"
rулированы так, чтобы оно срабатывало при напряжении 7...8 8. Лампа Н1 К6..60.
Транзистор КТ342А можно заменить на КТ342Б, KT342 КТ301 В, КТ312Б, КТ3158,
KT31sr; П214В ....... на П214А, П214Б, П314r: П215. в выпрямителе (V1... V4) можно
использовать диоды серий Д7, Д226, КД105 с любым буквенным индексом. Стаби..
литрон V6 может быть Д810, Д814Б, Д814В.
Налаживание блока питания заключается в установке тока через стабилитрон,
paBHoro 18...20 мА (подбором резистора R4), и тока срабатывания системы защиты
(подбором резистора R1). В связи с тем, что стабилитроны имеют некоторый раз..
брос параметров, придется, возможно, подобрать стабилитрон, чтобы на выходе
блока было напряжение 9 8.
Журнал «РадИО», 1981, N9 2, с. 55
В.БОРИСОВ
источник ПИТАНИЯ «ОЛИМП..3»
Набор деталей «Олимп,,3», разработанный Центральным конструкторским бюро
информационной техники, предназначен ДЛЯ сборки двухполярноrо источника тока
напряжением 2х20 В со средней «заземленной» точкой. Представляя собой само..
стоятельный блок, он может быть использован для питания усилителя мощности
«Олимп 1» с предварительным усилителем"корректором «Олимп 2» (<<Радио», 1981,
NQ 1, с. 52 и NQ 2, с. 51) или друrой аналоrичной аппаратуры. Номинальный ток наrруз
ки каждоrо пле'jа блока питания 0,7 А, коэффициент пульсаций выпрямленноrо
напряжения не более 10%.
Принципиальная схема блока питания «Олимп"З» показана на рис. 1. В набор вхо"
дят: трансформатор питания Т1, выпрямительный мост V1, электролитические кон..
денсаторы Сl и С2, индикаторная лампа Нl, металлическое шасси, защитный кожух
трансформатора и некоторые друrие детали и материалы, необходимые ДЛЯ MOH
тажа блока. Выключатель питания S 1 и плавкий предохранитель Fl в набор не входят.
Переменное напряжение на обмотках 11 и /11 трансформатора Тl составляет при..
мерно 18 В (на каждой обмотке), на обмотке /V ...... 5,5 В. Суммарное напряжение
обмоток J/ и 111 подается на двухполупериодный выпрямитель. В зависимости от тока
наrрузки на выходном ВЬiводе 4 блока относительно общеrо вывода 5 должно быть
плюс18...23 В, на выводе 6..... минус 18...23 В. Экранирующая обмотка 3 между пер..
вичной и вторичной обмотками снижает уровень фона и электрических помех.
Блок питания состоит из шасси и футляра. Ero основой служит металлическое
шасси, на котором винтами с rайками укреплены трансформатор и уrолки,
удерживающие печатную плату выпрямителя ( рис. 2). Дополнительно конденсаторы
фильтра укреплены на шасси металлической скобой. Выводы вторичных обмоток
трансформатора соединяют с соответствующими выводами печатной платы и ин..
дикатором включения питания (Н 1) отрезками мноrожильноrо изолированноrо
провода
6
Данные трансформатора, используемоrо в блоке питаниsч: маrнитопровод
Ш20х30 (или ШЛ16х32); обмотка I 1350 витков провода ПЭВ 2 0,З1, экранирую
щая один слой TaKoro же ПрО80да; обмотки" и /11 ...... по 116 ВИТ ов ПрОВ0да ПЭВ 2
0,62; обмотка /V З3 витка провода ПЭВ 2 0,31. Индикаторная лампа Н1 МН6,З..
0,26. Выпрямитеl1ЬНЫЙ блок КЦ41 ОБ можно заменить четырьм.я ДИGдами КД202 (или
аналоrичными на ток не менее 0,7 А), включив их ПО мостовой схеме,.
Испытание блока питания заключается в проверке равенства напряжений на BЫ
ходах каждоrо из ero плеч при токе наrрузки около 0,7 А. Для этоrо между KOH"faKTHbI
ми выводами 4 5 и 5 б включают проволочные резисторы сопротивлением около
30 Ом, рассчитанные на мощность
рассеяния не менее 1 О Вт, и, под..
ключив блок к сети, измеряют на..
пряжения на этих эквивалентах на..
rрузки. Они должны быть в преде...
лах 18...23 В.
Конструкция футляра блока пи..
тания произвольная. Выключатель
питания (тумблер ТВ2..1), индика..
тор включения питания, сетевой
плавкий предохранитель и зажимы
или rнезда для подключения на..
rрузки целесообразно разместить
на лицевой панели. Для защиты
источника питания от переrрузок в
цепи «+20 В» и «....20 В» желательно
включить плавкие предохранители
на ток 2 А. Их держатели можно ус..
тановить на лицевой панели ВО8ле
соответствующих им выходных за...
жимов.
Мощность блока «Олимп-3», испытанноrо в редакционной лаборатории, оказа..
лась достаточной для питания стереОфОI-iическоrо усилителя, омонтированноrо из
наборов серии «Олимп».
[1
<
51
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I 8
10
з1:9
""2208
<
F1 1А
1r .. ..
.
l
I
I
1+208
I 4
I
I
I [J
15
I
I
I 20B
16
J
I
I
I
I
I
2
V1
КЦ 4105
+
"""
[1
2000мк х
х258
""
+
I
I
Н1'
I
I
I
L
d
2000мк х
х258
Рис. 1
: :
6
+
! Vl 1
4
5
"""
5
+
ип
[1
[2
о
+
Q
60
Ри 2
Журнал «Радио», 1981, N9 З, С. 56
БЛОК ПИТАНИЯ
С ЗАЩИТОЙ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
Разные по сложности транзисторные конструкции можно питать от этоrо блока
(см. схему). Блок обеспечивает напряжение около 9 В при токе, потребляемом на..
rрузкой до 400 мА.
51
<: /'
R1 V2... V5
75к Д229Ж
Т1 V9 П273Б Хl
'v 22DВ П R2
10к
F1 D,25А [1 + R4 98
50Dмк х 1к
xl58 V8 Х2
Д814Б +
Переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на
двухполупериодный выпрямитель, собранный на диодах V2 V5. Выпрямленное и
сrлаженное конденсатором Сl напряжение поступает на реrулирующий транзис"
тор V9 и стабилитрон V8 (через балластный резистор RЗ). Падение напряжения на
стабилитроне, равное напряжению ero стабилизации (около 9 В), приложено между
базой и эмиттером реrулируюu еrо транзистора. А так как этот транзистор включен
эмиттерным повторителем, практически такое же напряжение будет и на наrрузке,
подключаемой к выходным rнездам Х1 и Х2.
Автомат защиты от коротких замыканий собран на транзисторе V7. Ero база под
ключена к делителю напряжения, образованноrо резистором R2 и прямым сопро..
тивлением диода V6.
В исходном состоянии транзистор V7закрыт положительным (относительно эмит",
тера) напряжением смещения на ero базе. Как только в наrрузке, подключенной
к выходу блока, произойдет короткое замыкание, эмиттер этоrо транзистора OKa
жется подключенным к аноду диода V6 и на ero базе появится отрицательное напря
жение смещения. Транзистор при этом откроется и зашунтирует собой стабилит
ран V8. Реrулирующий же транзистор практически закроется, и через Hero (а значит,
и через цепь KopOTKoro замыкания) будет протекать незначительный постоянный
ток. Как только короткое замыкание будет устранено, на наrрузке вновь появится
напряжение постоянноrо тока.
Тиратрон V1 служит индикатором включения питания.
Диоды V2 V5 выпрямительноrо моста MorYT быть серии Д229 с буквенными ин
,цексами Ж Л или Д302 Д305. Вместо диода Д226Б (V6) можно применить друrие
из этой же серии, а вместо стабилитрона Д814Б аналоrичный ему ста6илит"
рон Д809. Транзистор МП42Б можно заменить на МПЗ9Б, а транзистор П213Б на
П213, П214, П215. Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен
быть не менее 40. Транзистор V9 необходимо установить на теплоотводящий радиа..
тор пластину размерами 80х70 мм из алюминия или дюралюминия толщиной 2 мм.
Постоянные резисторы МЛТ, электролитический конденсатор С1 K50 6.
8
Трансформатор ТI блока питания можно намотать на маrнитопроводе Ш20х20
или друrом сечением не менее 3 см 2 . Обмотка I должна содержать 2200 витков про
вода ПЭВ..1 0,18, обмотка 11 150 витков ПЭВ..1 0,45.
Как правило, блок питания налаживания не требует. Действие же автомата защи
ты от KopOTKoro замыкания проверяют амперме!ром на ток не менее 2 А, подключа
емым к rнездам Хl и Х2. При нормальной работе автомата стрелка амперметра в пер
воначальный момент должна резко отклониться от нулевой отметки и тут же вернуть..
ся в исходное положение,
Журнал «Радио», 1981, NQ 5, С. 57
А.fРиrОРЬЕВ
УЛУЧШЕНИЕ МАЛОМОЩНЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ
НАПРЯЖЕНИЯ
в простых стабилизаторах напряжения реryлирующий транзистор обычно вклю-
чен по схеме эмиттерноrо повторителя, а источник образцовоrо напряжения на ста-
билитроне и коллекторная цепь подключены к одному и тому же выпрямителю. При
максимальной наrрузке стабилизатора выходное напряжение выпрямителя замет..
но уменьшается вследствие падения напряжения на обмотке трансформатора и ди-
одах моста. Это не позволяет получить высокий коэффициент стабилизации блока
питания, если напряжение сети и ток наrрузки изменяются в широких пределах.
Улучшить параметры TaKoro стабилизатора можно, если источник образцовоrо
напряжения питать более высоким напряжением, чем на коллекторе реrулирующеrо
транзистора. Это позволяет использовать в параметрическом стабилизаторе на CTa
билитроне балластный резистор большеrо сопротивления и повысить тем самым
общий коэффициент стабилизации устройства. В реальных конструкциях источник
образцовоrо напряжения (см. схему) проще Bcero подключить к умножителю напря..
жения на диодах Vl V4 и конденсаторах С1, С2 , питающемуся ОТ той же вторичной
обмотки трансформатора Т1.
Стабилизатор до переделки обеспечивал ток наrрузки 250 мА при напряжении
пульсаций 50 мВ и коэффициенте стабилизации 20. После переделки напряжение
пульсаций уменьшилосьдо 1 мВ, а коэффициент стабилизации увеличился в 2,5 раза.
Сетевой трансформатор блока питания выполнен на маrнитопроводе Ш 12х 16.
Обмотка I содержит 5000 витков провода ПЭВ 1 0,1; обмотки 11 и 111 (их наматывают в
два провода) по 245 витков провода ПЭ8 1 0,35. Желательно сначала уложить
V7 П217
Vl V5 .........
Тl + [2 Rl 47О
5мкх
Cl.J
{ I V2 х508
I"r)
п ::::J')
[] [4
t:1
1 ОООмк х + + 10ймкх V8 :t
х158 х158 Д814Б
V] +
[1
5мкХ +
х5О8 V4 V6 Vl V4 Д312Б
V5 V6 Д]1й
9
обмотки 11 и 111, а затем первичную. Между первичной и вторичными обмотками сле..
дует намотать экран в виде 1,5...2 витков медной фольrи шириной, равной ширине
каркаса. Между итками экрана необходимо прокладывать ленту из плотной бумаrи.
Диоды ДЗ12Б можно заменить наД22ЗА, Д22ЗБ, Д219А, Д220А, Д220Б, КДС111 В,
КДС523В, КДС52зr: в стабилизаторе может быть использован любой транзистор
средней или большой мощности с малым напряжением насыщения, малым началь
ным TO OM коллектора и возможно.большим статическим коэффициентом передачи
тока базы.
Журнал «Радио», 1981, N!l10 , с. 56
n. ПОЖАРИНСКИЙ
МАЛОМОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Портативные 1=ранзисторные приемники, мноrие измерительные приборы и дру..
rие устройства, которые питаются от батарей, в ряде случаЕ'аВ удобнее питать от сети
nepeMeHHoro тока. Применение для этой цели блока питания в виде отдельной при..
ставки часто бывает неудобно, а изrотовление традиционноrо трансформаторноrо
малоrабаритноrо блока, размещающеrо,СЯ в батарейном отсеке аппарата, весьма
трудоемко. Это заставляет искать новые схемно",конструктивные решения встроен..
Horo блока питания. Одно из них предлаrается ниже.
Схема блока изображена на рисунке. Трансформатор, являющийся наиболее
сложным узлом в устройствах подобноrо назначения, выполняет здесь функции раз..
делительноrо с коэффициентом трансформации около 1. Он работает при малых
входном и выходном напряжениях, поэтому ero конструкция весьма проста. Обмот"
ка I питается от двустороннеrо оrраничителя напряжения, выполненноrо на стаби..
литронах VD1 и VD2. Роль балластноrо резистора иrрает конденсатор С1. Резис
тор R 1 служит для раэрядк конденсатора после выключения блока, а резистор R2
оrраничивает импульс тока при включении.
Х1
R1 470/\
[1 2мк
Тl
VDl
Д81sr
I п
VD2
Д81sr
R251
Х2
...... 2208
[2
400мк х
х158 +
к НG2рузке
98
+
в оrраничителе использованы два стабилитрона, включенные встречно..после..
довательно, поэтому для каждоrо полупериода оrраничитель работает, как парамет
рический стабилизатор напряжения на первичной обмотке трансформатора. Таким
образом, выходное напряжение блока ок зывается весьма стабильным.
К обметке I/трамсформатора подключен мостовой выпрямитель VDЗ VDб со сrла
живающим конденсатором С2.
10
Блок был выполнен в двух вариантах. В первом из них выходное напряжение
равно 9 В при токе наrрузки до 50 мА. Этот блок рассчитан на установку в батарейный
отсек таких приемников, как «Альпинист». Стержневой маrнитопровод трансформа
тора блока собран из r ..образных пластин, обмотки размещены на противоположных
стержнях.
Таблица
Обозначение Вариант I Вариант 11
по схеме
Ш6,5х10, окно 25х11 мм, Ш6х8, окно 6х15 мм, обмотки
Т1 обмотки содержат по 850 содержат по 1100 витков
витков ПрО80да ПЭЛ 0,22 ПрО80да ПЭЛ О, 12
С1 2 мкхЗОО В 0,5 мкх300 В
V1, V2 Д81sr Д814r
400 мкх15 В, составлен из двух 80 мкх15 В, составлен из
С2 конденсаторов четырех конденсаторов
ЭТО 2 200 мкх15 В K53 1 20 мкх15 В
А2 51 Ом, 0,5 Вт 150 Ом, 0,25 Вт
Во втором варианте блок предназначен для замены батареи «Крона»,при том же
выходном напряжении ток наrрузки не превышает 20 мА. Конденсатор С1 установ..
лен в корпусе сетевой вилки.
Данные обоих вариантов блока сведены в таблицу. Если во время приема мощных
радиостанций будет прослушиваться фон nepeMeHHoro тока, следует перевернуть
вилку Хl в сетевой розетке, либо заземлить общий плюсовой ПрО80Д блока.
Журнал «Радио», 1978, N9 51 с. 56
А.АРИСТОВ
МАЛОМОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
в маломощном блоке питания, опиСанном в предыдущей статье Л. Пожаринско
ro, трансформатор выполняет функцию разделительноrо с коэффициентом около
единицы и работает при малых входном и выходном напряжениях. Входное напряже
ние понижается и стабилизируется параметрическим стабилизатором с балластным
конденсатором. Блаrодаря такому схемотехническому решению, автору удалось со..
здать достаточно простой, безопасный в работе и обладающий хорошими парамет
рами блок питания.
Тем не менее стабильность напряжения и некоторые друrие параметры блока
можно улучшить, собрав ero по схеме, приведенной на рис. 1. В таком блоке TpaHC
форматор Тl также выполняет функцию разделительноrо с коэффициентом TpaHC
формации около единицы Ко вторичной обмотке трансформатора, через диодный
мост VDl VD4 , подключен стабилитрон, обладающий небольшим динамическим
сопротивлением, через Hero течет пульсирующий ток около 70 мА
11
Напряжение на вторичной обмотка трансформатора Тl почти ра'ВНО напряжению
на стабилитроне VD5. Такое же небольшое напряжение падает и на первичной об
мотке. Разность же между сетевым и этим напряжением падает на балластном KOH
денсаторе С1. При увеличении тока наrрузки токи в обмотках трансформатора не
изменяются, но уменьшается ток через стабилитрон.
Rl 47Ок
I й5 Д81sr
Х2
Х1
"'-' 2208
[2
О,D5мк
п
[3
+ 5Омк х
хlО8
98
R2 11П
VD1 VD4
Д22О VD6 Д22й
+
Рис. 1
Стабилитрон VD5 подключен практически к выходу блока (в блоке Л. Пожаринско"
ro между цепью стабилитронов и выходом включен трансформатор). Это позволило
повысить стабильность и улучшить экономичность блока.
Для сравнительной оценки блоков были измерены сначала параметры блока
Л. Пожаринскоrо, а затем блока, собранноrо по схеме на рис. 1. В обоих блоках
использовались одни и те же трансформатор и конденсатор фильтра (емкостью
50 мкФ). При выходном токе 25 мА выходное сопротивление было равно соответ..
ственно 92 и 14 Ом, коэффициент стабилизации 12 и 16, напряжение пульсации
выходноrо напряжения 60 и 48 мВ.
Причину увеличения коэффициента подавления пульсации поясняют осцил
лоrраммы напряжения, показанные на рис. 2,а и 2,6. Они сняты при отключенном
конденсаторе фильтра выпрямителя. Амплиту;J.Ы соседних полуволн в блоке Л. По..
жаринскоrо (рис. 2,а) неодинаковы из за Toro, что
положительные полупериоды стабилизируются
одним стабилитроном, а отрицательные дpy
rим. А известно, что напряжение стабилизации
двух экземпляров стабилитрона даже oAHoro
типа неодинаковы. Это порождает дополнитель
ную составляющую пульсации, причем эта составляющая имеет самую низшую час..
ТОТУ (50 rц) и трудно поддается сrлаживанию фильтром. Если необходимо YMeHb
шить напряжение пульсации, следует подобрать возможно близкие по параметрам
пару стабилитронов. В блоке же на рис. 1 при обоих полупериодах работает один
стабилитрон, поэтому такая переменная составляющая отсутствует.
Конденсатор С2 фильтрует высокочастотные помехи, как проникающие из сети,
так и возникающие при работе блока в моменты, коrда стабилитрон V5 выходит из
режима стабилизации. Диод VD6 предотвращает разрядку конденсатора СЗ через
стабилитрон в те промежутки времени, KorAa он выходит из режима стабилизации.
Эти две детали (С2 и VДб) незначительно улучшают работу блока, поэтому они MorYT
быть исключены.
Трансформатор намотан на маrнитопроводе Ш10х10. Каркас разделен картон..
ной переrородкой на две хорошо изолированные секции (только эта изоляция и
обеспечивает безопасность). Обмотки, содержащие по 600 витков провода ПЭВ 1 0,2
каждая, размещают в разных секциях каркаса.
rrrп rтm
а
6
Рис. 2
12
На рис. 3 приведена схема варианта описанноrо блока питания, но с выпря
мителем, выполненным по схеме со средним выводом 80 вторичной обмотке TpaHC
форматора. В этом случае выпрямитель состоит лишь из двух диодов. Обмотки TpaHC
форматора содержат по 1200 витков Пр080да ПЭВ 1 0,14, но в обмотке 11 сделан
отвод от середины.
Rl 470к
Хl
VDl Д220 VDЗ Д81sr
Х2
"'2208 [2
О,О5мк
Т1
I
[]
+ 50мк х
хl08
98
+
R2 2ОО
VD2 Д22D
Рис.З
Конструкция трансформатора такая же, но коэффициент ero трансформации pa
вен 2. За счет этоrо уменьшена емкость конденсатора Сl и входной ток (ДО 35 мА).
Однако напряжение на вторичной обмотке увеличилось в два раза, что потребовало
вдвое увеличить число витков в ней.
Журнал «Радио», 1980, NQ 3, С. 53
В.БОРИСОВ
СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Для испытания и налаживания собираемых вами транзисторных усилителей, при
емников и друrих конструкций удобно использовать сетевой блок питания со стаби
лизированным напряжением.
Схема oAHoro ИЗ таких блоков приведена на рис. 1. Он состоит из понижающеrо
трансформатора Т1, двухполупериодноrо выпрямителя Vl с конденсатором Сl, сrла..
живающим пульсации выпрямленноrо напряжения, индикатора переrрузки (лампа Нl
и резистор Rl) и стабилизатора на стабилитроне V2 и транзисторах VЗ, V4. Выходное
F 1 0,5А
17,58 R1 7(про8.J V4 П213 Хl
V3
R2* МП42Б
360 RH
Нl [2 R5 CQ
'ПересрIjЗКQ" 500мк х + lк
х158 :
+ с:::>
1.... 1
200DМКХ V2 Д814Д R4
x2S8 lк +
15мА
Х2
Рис 1
13
'" 2208 I
51
< ./
'8кл" Тl
напряжение этоrо блока можно плавно реryлировать пе еменным резистором RЗ
почти от О до 12 В. При повышении тока наrрузки до 250.. .300 мА установленное этим
резистором выходное напряжение остается практически постоянным.
Резистор R2 и стабилитрон V2 стабилизируют напряжение на переменнам резис..
торе RЗ. Транзистор VЗ , включенный эмиперным повторителем, является управля..
ющим элементом. Напряжение, создающееся на ero наrрузочном резисторе R4,
подается непосредственно на базу реrулирующеrо транзистора V4. Наrрузка R H (уси
литель, приемник или друrое устройство) включена в эмиттерную цепь транзисто"
ра V4, и потребляемый ею ток течет через участок эмипер коллектор этоrо тран"
зистора.
Напряжение на выходе стабилитрона будет примерно на 0,З...О,4 В меньше, чем
на базе транзистора V3. По мере увеличения тока наrрузки увеличивается падение
напряжения на лампе Нl и резисторе R1. Сопротивление резистора выбрано таким,
чтобы при токе наrрузки 200...250 мА нить лампы начинала заметно на rлаз накали..
ваться, а при токе более 500 мА ярко светиться.
Резистор R5 нужен для Toro, чтобы и при отключенной HarpYSKe реrулирующий
транзистор работал как усилитель тока. Конденсатор С2 дополнительно сrлаживает
пульсации выпрямленноrо напряжения и тем самым улучшает коэффициент пуль..
сации блока питания.
. '. .',
'. ':: ".: . " ,'.':'
" .
, . ,
к [1( )
к [1(+)
'. . ....
. . . .: .....: ....:....... . е..: ',' ....... . .' . . .' .'
.... .е . .. е. ....
' , ' , :. . ' , . . . . :: : ': : : , ' . : : . , ': . :: ,. : .. ' ,. : , ' : ' . . , :. . : . : :: . ' , ' : . :: . :. : , ' : . "" . . . :. " ' ,,. , ' , , ' . , ,
".: . . . :':"':\ Н:: ::):':'.::
.. '. . .
': ':' ':: ':. :,::":' -':", ' ':' . , . ,
, "., . . '. ' '... ,'... ..',. ,[2, " "
::::':'::::,,:: ::' ,, :::':i: . .', '. :, :. , ',' .:.,,' ':: : ' ' :', . .' .....: '. . ':'. ":' ":':' .' .,..:.. .....:'. "':'. ..' ':':' ': '. ": '.' . ,:" ':':' ":, :' :.",.:, :' :"::'. ':':: ':::: ::: , : :.:. :' . ':., , ",:':
'4'D1l1'l.:J"Р'З'';'' ,." " " ' , " .,'",,'., '.......'.'{(4 ,.,.......'. ..."....,.. . . ' , ",' . , " ,
, .'
. ,
. , ,
к Х1
к Х2
120
Рис. 2
Детали стабилизатора напряжения смонтированы на плате (рис. 2), выполненной
под печатный Мf)н аж из фольrированноrо стеклотекстолита (токонесущие провод"
ники и площаДкV,I СООДдНЫ прорезями в фольrе шириной около 1 мм). Эту плату с по..
мощью четыре винтов с rайкамv.I и стоек высотой 25...30 мм крепят на пластмассо..
14
вой панели, являющейся лицевой стенкой корпуса. На этой же панели монтируют
выключатель питания, выходные зажимы, плавкий предохранитель, «rлазок» сиrналь"
ной лампы. На ней же находится и шкала переменноrо резистора, по которой YCTa
навливают напряжение питания наrрузки.
Роль трансформатора питания в выпрямителе блока выполняет выходной транс..
форматор кадровой развертки телевизора (ТВК..11 0 Л..2). Выпрямительный блок
КЦ402Е можно заменить четырьмя диодами серии Д226, Д229, Д7.
Конденсаторы С1 и C2 K50 6, постоянные резисторы МЛТ, переменный рези
стор RЗ СП или спо с функциональной характеристикой вида А. Выключатель
питания тумблер МТ 1 .
Резистор Rl проволочный, на мощность рассеяния не менее 1 О Вт. Используйте
для Hero провод BbIcOKoro удельноrо сопротивления (манrаниновый, нихромовый,
константановый) толщиной 0,18...0,2 мм с любой изоляцией. Намотайте ero на KOp
пусе резистора МЛТ или ВС.
Сиrнальная лампа Нl коммутаторная КМ6..60 (6 Вх60 мА). Можно также ис..
пользовать лампу МН6,3..0,26 или МН6,З..О,3.
Стабилитрон Д814Д можно заменить на Д81З.
Транзистор V4 установлен на теплоотводящем радиаторе из отрезка дюралюми..
ниевоrо уrолка шириной стенок 30 и длиной 50 мм. Налаживание блока питания
сводится к подбору резистора R2. Ero сопротивление должно быть таким, чтобы при
отключенной наrрузке ток через стабилитрон был равен 15.. .18 мА.
Если вы захотите собрать блок питания с двумя фиксированными выходными
напряжениями, воспользуйтесь друrой схемой стабилизатора (рис. 3). Здесь Ha
rрузка включена в коллекторную цепь реrулирующеrо транзистора и введена aBTO
матическая защита от переrрузок и коротких замыканий в выходной цепи.
к [1(+)
V5 П213
Хl
+
52
"98"
V6
д 223
V4 V7
КТ315А Д223
+
R 3 8bIxof)
lк
[3
5ООмк х
х158
к [1( )
Х2
Рис. 3
Резистор R 1 и подключаемый к нему (переключателем 52) стабилитрон V2 или VЗ
образуют п раметрический стабилизатор, создающий на базе транзистора V4 (от..
носительно минусовоrо проводника) положительное напряжение, соответствующее
напряжению стабилизации включенноrо стабилитрона. Коллекторной наrрузкой это..
ro транзистора служит эмиттерный переход транзистора V5. Диоды V6 и V7 ...... эле
менты защиты от переrрузок.
Пока ток наrрузки не превышает 250...300 мА, диод V7 открыт и образует с рези
старом RЗ делитель напряжения, 06уславливаЮlцеrо момент срабатывания защиты.
Диод V6 в это время закрыт и не влияет на работу стабилизатора.
При коротком замыкании или чрезмерно большом потребляемом токе анод дио
да v7 оказывается соединеННI:>IМ с минусовым проводником через малое сопротив
ление наrрузки, и диод закрываеl ся. Диод же V6, наоборот, открывается и шунтирует
15
собой включенный стабилитрон. При этом оба транзистора закрываются, и ток во
внешней цепи падает до 20...30 мА.
Налаживают этот стабилизатор так. К зажимам Х1 и Х2 подключают вольтметр
постоянноrо тока и последовательно соединенные проволочный переменный резис..
тор (он имитирует наrрузку) сопротивлением 400...500 Ом и миллиамперметр на ток
500 мА. Движок резистора устанавливают в положение наибольшеrо введенноrо
сопротивления и включают блок в сеть. Вольтметр должен показывать напряжение,
соответствующее включенному стабилитрону, а миллиамперметр ток, не превы
шающий 30 мА. С уменьшением сопротивления nepeMeHHoro резистора ток через
наrрузку должен увеличиваться, а напряжение на ней оставаться практически He
изменным. При замыкании выводов переменноrо резистора должно резко умень"
шиться выходное напряжение почти ДО нуля и ток через наrрузку до 20.. .30 мА.
После такой проверки подберите резистор RЗ TaKoro сопротивления, чтобы сис..
тема защиты срабатывала при токе наrрузки, равном 250...300 мА.
Монтируя и налаживая сетевой блок питания, не забывайте, что в первичной цепи
ero трансформатора действует сравнительно высокое напряжение. Поэтому не ка..
сайтесь проводников этой цепи руками и любые изменения в монтаже делайте толь
ко после отключения блока от сети.
Если корпус блока металлический, он не должен иметь электрическоrо контакта
с цепями выпрямителя и стабилизатора. Такой корпус желательно заземлять через
укрепленный на нем дополнительный зажим.
Журнал «Радио», 1979. NQ 6, С. 54
А.АРИСТОВ
МАЛОМОЩНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Источник питания, предназначенный для радиолюбительской лаборатории, дол
жен иметь защиту от коротких замыканий и переrрузок выходной цепи. Обычно этоrо
достиrают введением в стабилизатор защитноrо устройства. Но иноrда, особенно
в случае маломощноrо в несколько ватт источника, удобнее вместо последова
тельноrо стабилизатора с защитным устройством использовать параллельный CTa
билизатор. Основное достоинство параллельноrо стабилизатора полная
нечувствительность ero к коротким замыканиям в цепи наrрузки, даже в течение
длительноrо времени.
Однако КПД этоrо стабилизатора относительно низок и тем меньше, чем меньше
ток ero наrрузки. Этот недостаток как раз и является основным препятствием для
широкоrо распространения параллельных стабилизаторов, но для маломощноrо
блока он не имеет существенноrо значения.
В параллельном стабилизаторе наrрузка включена параллельно реrулирующему
элементу V9 (см. схему). Ток через этот элемент автоматически изменяется таким
образом, чтобы на выходе подцерживалосьустановленное постоянное напряжение.
Стабилизатор даже без наrрузки потребляет от выпрямителя максимальный ток.
При появлении тока наrрузки ток от выпрямителя не изменяется, но соответственно
уменьшается ток через реrулирующий элемент.
Выходное напряжение блока можно плавно реrулировать от 0,4 до 1 О В, макси
мальный выходной ток 500 мА. Коэффициент. стабилизации около 350. Bыxoд
ное сопротивление 0,05 Ом. Напряжение пульсации выходноrо напряжения
менее о, 1 мВ. Характеристики блока сохраняются при напряжении сети в пределах
165...250 В, при этом выходное напряжение изменяется не более чем на 0,1%.
Постоянное напряжение на конденсаторе Сl около 15 В (минимальное
16
да ........ 1 м. Резисторы R 11 R7 можно заменить любымv кремниевыми выпрямительны
ми диодами, рассчитанными на ток более 500 мА без применения радиатора. Сопро
тивление резистора R4 может быть любым в пределах 1 ...1 О кОм. Если оно меньше
3 кОм, то следует проверить ток через стабилитрон V3. Ток должен быть равен
6.. .15 мА, изменить ero можно подбором резистора R2. Этот стабилитрон можно за..
менить на Д814В. Второй стабилитрон (V5) может быть любым из серий Д808 Д814.
Транзисторы V4, V6, V8....... любые rерманиевые маломощные соответствующей CTPYK
туры. Вместо транзисторов П215 можно использовать любые из серий П213 217.
Они установлены на ребристых радиаторах промышленноrо изrотовления площа
дью 300 см 2 .
'Курнал «Радио», 1981, N!! 111 С. 52
Л.НОВОРУССОВ
СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Для испытания и налаживания различных устройств на транзисторах и микросхе..
мах необходим стабилизированный источник питания, допускающий реrулирование
выходноrо напряжения в широких пределах при значительных колебаниях тока Ha
rрузки. Источник питания, схема KOToporo изображена на рисунке, удовлетворяет
этим требованиям. Источник содержит относительно небольшое число деталей, ле..
rOK в налаживании и может быть собран даже начинающими радиолюбителями.
Вместе с этим он имеет достаточно высокие эксплуатационные характеристики.
При напряжении питающей сети в пределах 220 В % коэффициент стабилиза
ции более 100. Пределы реrулирования BbIxoAHoro напряжения от О до 27 В при
токе наrрузки до 0,5 А. Двойная амплитуда напряжения пульсации....... не более 1 мВ,
выходное сопротивление....... 0,05 Ом. Источник питания снабжен устройством защи..
ты от переrрузки и KopoTKoro замыкания с индикацией переrрузки.
Часть выходноrо напряжения, снимаемая с движка переменноrо резистора Rl0,
сравнивается на транзисторе Vl1 с образцовым напряжением, формируемым ста..
билитроном V13. Выработанный в результате сравнения управляющий сиrнал усили
вается и поступает на базу реrулирующеrо транзистора V9. Блаrодаря тому, что все
транзисторы стабилизатора включень по схеме с общим эмиттером, удается полу
чить значительное усиление в петле обратной связи, а это, в свою очередь, позволя
вт получить хорошие выходные характеристики устройства. Резистор R7 оrраничи
вает напряжение, а значит, и рассеиваемую мощность на коллекторе TpaH
зистора Vl0.
Заслуживает внимания устройство делителя выходноrо напряжения на резисто
рах Rl0, Rll. При таком включении минимальный ток коллектора реrулирующеrо
транзистора (при отключенной внешней наrрузке) не зависит от положения движка
переменноrо резистора R10 реrулятора BbIxOAHoro напряжения и равен при..
мерно 23 мА. В большинстве же стабилизаторов сопротивление делителя неизмен"
но, следовательно, чем меньше выходное напряжение, тем больше напряжение на
коллекторном переходе реryлирующеrо транзистора и тем меньше ток коллектора,
который становится сравнимым с обратным током коллекторноrо перехода. После
днее обстоятельство иноrда приводит к тому, что стабилизатор «не держит» напря
жение, т. е. происходит самопроизвольное повышение выходноrо напряжения при
малой величине тока наrрузки.
Резистор R9 уменьшает шунтирование делителя Rl0Rll входным сопро
тивлением транзистора Vl1. Однако увеличение сопротивления этоrо резистора
18
QJ..........
.,
:::J-.
:
+
t::::::I ::::::.
Q:::lr)
(;::)
t--;::::
tt:...... C::::-..:t-
"
*
о\. с'-.....
Q:::-..:t- '-1'
fV)
tc
t:::[
C)J-...j- *
'Q
Q:::"'-I Q:::
""'- +
<:д са са
:::::.. 0:::""'- )((::) .....-:t-
)( Q:)
'oq::
tci '..;t
::::::. 'с
с) t.::) to ;:
g- I..r)
lr) Q:::
о\.
t::) 1"'")
Q:::
ct:
с::::> t::::{ t:::[
са C:t: t::::{
о\. '..;t .....-:t-
t.::) .....-:t-
lr)to Ci) Q:)
t::::{ t:::[
C,::) ::::::. Q::
t....JC:::>
+ l.t')
+
са
)(Lt)
t::::{ ""'- C"-.J
::::::.
.....-:t-
::::::.
I
::::::..
j......"
" j...;
U)
с:1
t"")
с:::) gs :::J-.
"'-
LL ::t: ClJ
Q..
( ClJ
19
ПрИ80ДИТ к уменьшению rлубины обратной связи и, следовательно, к увеличению
выходноrо сопротивления стабилизатора. Подбором резистора R9 (В пределах
0...2 кОм) добиваются при налаживании оптимальноrо соотношения между значе
ниями BbIxoAHoro сопротивления и коэффициента стабилизации источника. KOHдeH
сатор СЗ облеrчает выход стабилизатора на рабочий режим в момент включения,
предотвращая закрывание транзистора V11.
Резистор R2 и стабилитрон V8 совместно с транзистором V9 образуют устрой
ство защиты стабилизатора от переrрузок. При уменьшении сопротивления наrруз
ки ниже допустимоrо значения стабилизатор переходит в режим стабилизации тока.
В нормальном режиме суммарное падение напряжения на резисторе R2 и эмиттер
ном переходе транзистора V9 меньше напряжения стабилизации стабилитрона V8 ,
включенноrо в прямом направлении. При увеличении тока наrрузки до HeKoToporo
уровня открывается стабилитрон V8. Дальнейшеrо увеличения тока не происходит,
так как увеличение напряжения на резисторе R2 приводит к закрыванию реryлирую
щеrо транзистора. Подбором резистора R2 можно устанавливать ток срабатывания
устройства защиты. После устранения переrрузки стабилизатор пе..
реходит в нормальный режим стабилизации напряжения. Индикатором переrрузки
служит лампа Н 1, включаемая контактами Кl. 1 repKoHOBoro реле К1, срабатывающе..
ro при токе 0,6 А.
Параллельно резистору R11 включена цепь R12V14. Свечение светодиода V14
свидетельствует о включении и нормальной работе стабилизатора. Двойной пара..
метрический стабилизатор R4V7R5V12 предназначен для получения напряжения,
компенсирующеrо падение напряжения на стабилитроне V1З и эмиттернам перехо
де транзистора Vl1, что и позволяет опустить нижнюю rраницу выходноrо напряже..
ния практически до нуля.
В источнике питания использован выходной трансформатор кадровой pa3BepT
ки телевизора «CTapT 3». Вторичная обмотка удалена, а вместо нее намотана дpy
rая. Секции lIa и IIr содержат по 215 витков, а 1/6 и 1/8 по 200 витков право..
да ПЭВ..2 0,38. Обмотка 111 состоит из 28 витков провода ПЭВ 2 0,31. При самостоя
тельном изrотовлении трансформатора следует выбрать Ш..образный маrнитопро"
вод сечением 4 см 2 и намотать первичную обмотку, содержащую 2600 витков
Пр080да ПЭВ..2 0,16. Данные остальных обмоток можно оставить без изменения.
Переменный резистор Rl0 должен быть рассчитан на рассеиваемую мощность не
менее 1 Вт (СПО..1). repKoHoBoe реле Кl выполнено на repKoHe KM 2. Катушка HaMO
тана проводом ПЭВ--2 0,51 в один слой на бумажной rильзе диаметром 4 и длиной
22 мм. Лампа Нl ...... МН..14 (2,5 В; 0,16 А). Необходимость в repKOHoBOM реле отпада
ет, если вместо стабилитрона V8 включить светодиод АЛ307 с любым буквенным
индексом. Сопротивление резистора R2 в этом случае должно быть равно 2,2 ОМ.
Свечение светодиода будет свидетельствовать о переrрузке стабилизатора.
Стабилизатор некритичен к выбору транзисторов. Однако применение TpaH
зисторов Vl0 и Vl1 с коэффициентом передачи тока менее 50 может заметно yxyд
шить выходные параметры стабилизатора. Транзистор V9 должен быть установлен
на радиаторе с площадью поверхности не менее 300 см 2 .
Налаживание стабилизатора начинают с Toro, что вместо резистора Rl1 времен..
но включают переменный резистор сопротивлением около 1 кОм и устанавливают
ero движок в положение максимальноrо сопротивления. Движок резистора Rl0 пе
реводят в нижнее (по схеме) положение и включают стабилизатор. Вращением движ
ка резистора, включенноrо вместо Rl1, устанавливают выходное напряжение 27 В.
После этоrо измеряют сопротивление переменноrо резистора и снова заменяют
ero постоянным с таким же сопротивлением. Далее подбирают сопротивление рези
стора R2 , подключив к выходу источника вместо наrрузки амперметр ПОСТОЯННQrо
тока со шкалой на 1 А. Отматыванием Пр080да резистора устанавливают по ампер
метру ток, равный 0,6 А.
20
Резистор R6 подбирают так, чтобы в верхнем по схеме положении движка резис..
тора R10 выходное напряжение было равно нулю. Подбором числа витков обмотки
repKoHa К1 и перемещением repKoHa внутри катушки устанавливают требуемый ток
срабатывания repKOHq. Измеряя разность между значениями BbIxOAHoro напряжения
при холостом ходе (без наrрузки) и с подключенной максимальной наrрузкой, oцe
нивают выходное сопротивление стабилизатора.
Журнал «Радио», 1979, N9 7, С. 40
БЛОК ПИТАНИЯ
Блок работает от переменноrо напряжения 12 8. 8ыпрямитель блока питания
образуют диоды VD1 VD4, включенные по мостовой схеме, а стабилизатор выпрям
ленноrо напряжения конденсаторы Сl , С2, стабилитрон VD5 и транзисто
ры VТ1 и VТ2. Напряжение на выходе блока питания в пределах от О до 12 8 реrулиру..
ют переменным резистором R2. Наибольший ток, отдаваемый блоком питания в на..
rрузку (до 300 мА), оrраничен допустимым прямым током диодов выпрямителя.
Описание подобных блоков питания публиковались в журнале «Радио» HeOДHO
кратно, поэтому здесь рассказывать о их работе не будем.
VD1 VD4 Д226Б
В1
15мА
[1 VT2 П213
5ООмк х R1*
х25В + / 1к
VT1 t1ПЗ9
R4 I o 128
VD5
Д813 R2 / RЗ 1к
1Ок
C:J 1к
lr)+
cj +
\
128
в выпрямителе можно использовать диоды Д226 или Д7 с любым буквенным ин..
дексом. Конденсаторы С1 и С2 K50 6 или кэr 2, причем конденсатор С2 может
быть на номинальное напряжение 15 8. Переменный резистор R2 ВК (с выключа
телем питания), желательно rруппы А, чтобы ero шкала, по которой устанавливают
напряжение на выходе блока питания, была равномерной. В стабилизаторе вместо
I
транзистора МПЗ9 можно использовать МП40 МП42, а вместо П21 3 транзисторы
П214, П215, П201, П4 с любыми буквенными индексами. Коэффициент h 21э транзис"
торов должен быть не менее 15. Стабилитрон Д81 3 можно заменять стабилитронами
Д811, Д814r или Д814Д. Наибольшее напряжение на выходе блока питания будет
соответствовать напряжению стабилизации используеrv10rо в блоке стабилитрона.
Шкалу резистора R2 rрадуируйте по образцовому вольтметру, подключенному
к выходным зажимам блока.
Журнал «Радио», 1976, N 9 6, с. 51
21
В.КУЗНЕЦОВ
МАлоrАБАРИТНЫЙ СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Блок предназначен ДЛЯ питания от сети 220 В портативных приемников BToporo
класса, у которых потребляемый от батареи элементов ток не превышает70 мА. Блок
обеспечивает на выходе стабилизированное напряжение 9 В. Коэффициент стаби
лизации около 100, напряжение пульсаций 5 мВ. Блок питания имеет защиту от
переrрузок и коротких замыканий на выходе.
Принципиальная схема устройства показана на рис. 1. Со вторичной обмотки
трансформатора питания Т1 напряжение через выпрямитель VD1 VD4 поступает на
стабилизатор, собранный по известной схеме на транзисторах VТl и VТ2. Реryлиру..
ющий транзистор VТ1 включен по схеме с общим эмиттером. Функции защиты от
переrрузок выполняют сами элементы стабилизатора.
Хl
VD1 VD4 VT1 VD5 R2
КД51DА t1П16 8,2к
К[168А
П Выход
[еть "'-' 2 2DВ +98
I
I VT2
МП11 Х2
[1 +
Т1 5DDмкХ
х158
R1 R3
1,2к 3,3к
Рис 1
Конструктивно блок питания собран в сетевой вилке (Хl), которая представляет
собой пластмассовую коробку, на одной из стенок которой размещены два штырька
ceTeBoro разъема Хl. В коробке установлена печатная плата со всеми элементами
блока. Он соединяется с наrрузкой кабелем, на конце KOToporo смонтирована шты
ревая часть Х2 разъема от микротелефона. Для подключения блока к приемнику
использовано телефонное rнездо, к которому припаяны проводники питания. При
использовании телефонноrо разъема для подключения блока питания возможно
кратковременное короткое замыкание выхода стабилизатора. Поэтому наличие уст..
ройства защиты стабилизатора от коротких замыканий в подобных блоках обяза
тельно.
Конструктивной особенностью блока является устройство трансформатора пи..
тания Тl. Для уменьшения ero rабаритов отношение ширины керна пластин сердеч
ника к толщине набора уменьшено до 1 : 6,5. «Бочкообразность» катушки, неизбеж..
ная для трансформаторов с таким сердечником, устраняется последующим формо
ванием. Этот процесс не представляет трудностей, поскольку обмотки выполнены
тонким проводом. Сердечник выполнен из пластин Ш6, толщина набора 40 мм. Об
мотка I содержит 3200 витков провода ПЭВ..1 О, 1. Через каждые 500 витков He
обходимо прокладывать слой тонкой конденсаторной бумаrи. Обмотка 11 состоит из
150 витков Пр080да ПЭВ 1 0,2. Между обмотками I и 11 намотан один слой прово
да ПЭВ 1 0,1, служащий экраном. Вывод от oAHoro из концов экранной обмотки
соединяют с коллектором транзистора VТ1.
22
53
"'l
л
.:.:.:.:':.:....:
":',:. ',:.:.:.:.:
, , .
?::\:::::::
Т1
. ... .
': ..:.:..:.: ',:':'.:.
..... ....... '. е.
I
7
Х1
Рис2
Чертеж печатной платы блока показан на рис. 2. Диодь! выпрямителя впаяны в
плату вертикально и их свободные выводы соединены попарно. Конденсатор С 1 .....
К50..6. Мощность, рассеиваемая реrулирующим транзистором VТ1, как показывает
практика эксплуатации блока, не превышает 100 мВт, поэтому никаких дополнитель
ных теплоотводов не требуется. Штырьки ceTeBoro разъема Х1 укреплены на плате
со стороны печатных про водников в двух отверстиях диаметром 3 мм.
При необходимости увеличения максимальноrо тока наrрузки блока ДО 120 мА
(чтобы питать приемник «Океан 20З» и друrие) нужно транзистор МП16 заменить на
П213, резисторы В1, R2, RЗ заменить на друrие, сопротивлением 220 Ом, 2,2 кОм и
820 Ом соответственно. Трансформатор Тl следует выбрать более мощный, с напря...
жением вторичной обмотки 12...14 В (например, трансформатор ТВК от телевизо..
ров) .
урнал«Радио», 1976,N g 11,c.47
ДВУПОЛЯРНОЕ ПИТАНИЕ ОТ ОДНОЙ ОБМОТКИ
Как быть, если имеющийся од
нополярный выпрямитель не..
обходимо дополнить выпрямите
лем противоположной поляр
ности, а перемотка ceTeBoro
трансформатора нежелательна?
Выход из этоrо положения пред
ложили анrлийские радиолюби
тели (см. схему): дополнительный
выпрямитель (мост VД2) и сrла
живающий конденсатор С4 под..
ключен к вторичной обмотке
трансформатора через дополни..
тельные разделительные конден"
саторы С 1 и С2.
+и
[3 +
[1
+
[4 +
и
Журна/1 «Радио», 1982, N 7, с. 61
23
Б.rриrОРЬЕВ
БЛОК ПИТАНИЯ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
При номинальном токе наrрузки 0,5 А блок питания «Юный техник» обеспечивает
на одном из выходов плавно реryлируемое нестабилизированное постоянное Ha
пряжение в пределах от 12 ВДО +12 В или отОдо+12 В, или же плавно реrулируемое
переменное напряжение в пределах от О до 1 О В. Он имеет электронную защиту от
KopoTKoro замыкания и не выходит из строя, если время, в течение KOToporo на BЫXO
де блока сохраняется режим KopoTKoro замыкания, не превышает 5 минут. Кроме
Toro, блок питания на отдельном выходе обеспечивает переменное напряжение, ко..
торое можно реryлировать ступенями (1,5; 3; 4,5; б; 9; 12 и 18 В). Номинальный
наrрузочный ток по этому выходу также составляет 0,5 А. От KopoTKoro замыкания
этот выход защищен плавким предохранителем.
Полная принципиальная схема блока питания показана на рис. 1. Позиционные
обозначения элементов на этом рисунке сохранены такими же, как и на схеме в «Py
ководстве по эксплуатации», прилаrаемом к блоку 'питания. Детали, обведенные
штрих"пунктирной линией, размещены на печатной плате (рис. 2). Нумерация BЫBO
дав соответствует нумерации Пр080ДНИКОВ жrута прибора.
Электронный реrулятор постоянноrо и переменноrо напряжений выполнен на
транзисторах Т1 Т6. По существу, он представляет собой обычный двухтактный уси
литель мощности низкой частоты, собранный на комплементарньtх парах составных
транзисторов Т1Т5 и Т4Т6. Транзисторы Т2 и ТЗ являются элементами электронной
защиты. Как только напряжение на резисторе R7 или RB превысит 0,7 В (это про..
изойдет при токе наrрузки, близком к 0,,5 А), откроется один из этих транзисторов и
зашунтирует эмиперные переходы соответствующих составных транзисторов pery..
лятора, оrраничивая тем самым ток наrрузки. Поскольку усилитель выполнен по схе..
мв с rальваническими связями (без разделительных конденсаторов), то он может
усиливать и постоянную составляющую тока. Это",то и дает возможность реryлиро..
вать ОДНИМ электронным узлом как постоянное, так и переменное выходное напря..
жение.
Питается электронный реrулятор напряжения от двухполупериодноrо двуполяр..
Horo выпрямителя на диодах о1....о4 и конденсаторах С1, С2.
Управляющее напряжение поступает на электронный реrулятор, с движка пере
MeHHoro резистора R2. В положении контактов переключателей аз и 84, показанном
на рисунке, на ero крайние выводы подано напряжение с выхода двуполярноrо вып"
рямителя, и выходное напряжение можно реrулировать в пределах от 12 В до +12 В
при номинальном токе наrрузки и в несколько больших пределах при меньшем токе
(без наrрузки, например, от ....18 В до +18 В). Коrда нажата кнопка переключателя 84,
то нижний по схеме вывод резистора R2 соединяется с общим Пр080ДОМ. Теперь
напряжение на выходе может быть только положительным (от О до + 12 В). и наконец,
коrда нажата кнопка переключателя 83, то на резистор R2 поступает переменное
напряжение с половины обмотки 11. В этом случае электронный реrулятор работает
как обычный усилитель низкой частоты. Правда, на выходные транзисторы не пода..
ется начальное смещение, поэтому выходной сиrнал имеет искажения типа «сту..
пенька» ,
Резисторы RЗ и R4 оrраничивают ток базы реrулирующих транзисторов, а кон..
денсатор СЗ устраняет возможность самовозбуждении электронноrо реrулятора.
Как уже отмечалось, блок питания «Юный техник» нестабилизированный. Это оз..
начает, что с ростом тока наrрузки выходное напряжение заметно уменьшается и
возрастают пульсации выходноrо напряжения. Надо сказать, что уровень пульсаций
выходноrо напряжения блока значительный и при токе, близком к номинальному, и
выходном напряжении около 12 В, амплитуда пульсации достиrает 1 В.
24
I'r)
'-:t
F
"с 'с)
ел 'Q 'С)сл
- -
t'--... с:а
Q: Q.
L....
'о
'C)
hc:a
C;:::) 'С)С::)
Ct: Q:
l.... "')
Q::
'1'--0.
h l....
'с)
""l
"(
о\. C:::J о\.
с:::::> с:::) <::::1
"'1 '-:t
,.., Q:: Q --...:t
.,....
'oq:: u
о\. о\. S
а..
CJ 1.\:)
IVJ 1'.") --...:t
l.Q CI::) ct)
""
I
t....J
':::
t'--... "" Q,:) <::::)
I I "1
('-1 о\. о\. I'OJ ""l 'с) I I
"" с.:;::) t'--...
""
+ C'-I
1 )( ('-i I
"' I с'-..
l....J .
с:) );s: z
t:::) ( <:::J
"" Q:: C <:::J
<:::J
l...J ""-
'.:t
::r.:
L....
"" ti
-
<:::J ........
CQ
""
с: '"
'"
(
25
Если у радиолюбителя нет потребности в источнике плавно реrулируемоrо пере-
MeHHoro напряжения (а обычно это так), то блок питания «Юный техник» леrко пере..
делать в хороший двуполярный источник питания для радиолюбительской лаборато
рии. А если дополнить ero еще стабилизированным выпрямителем, например, на
напряжение 5 В (использовав для этой цели обмотку 1/1 трансформатора Тр), то по..
лучится вполне универсальное устройство.
В3
84
В1
В2
28
19 1
о
о
31
о
14
15
19...2 26
Рис. 2
Самые минимаЛЬНi)lе переделки требуются в блоке питания «Юный техник» для
Toro, чтобы сделать из Hero стабилизированные источники на напр ение --12 В и
+12 В (или любые меньшие напряжения). Для этоrо прежде Bcero на печатной плате
электронноrо реrулятора (рис.2) необходимо удалить некоторые участки печатных
проводников они на рисунке показаны прерывистой линией. Заметим, что провод
ник, идущий от конденсатора СЗ к коллекторному выводу транзистора тз, можно не
удалять, достаточно просто выпаять из платы конденсатор сз.
Затем между базовым выводом транзистора Тl и общим проводом (к нему при
паяны проводники 20..З и 20 2 жrута) припаивают стабилитрон, напряжение стаби
лизации KOToporo должно быть примерно на 1,5 В выше требуемоrо BbIxOAHoro на..
пряжения. Полярность подключении стабилитрона показана на рис. 1 в правом ниж"
нем уrлу. Провод 30 жrута отпаивают от платы и изолируют, а освободившуюся кон..
тактную площадку соединяют с контактной площадкой, к которой присоединен
провод 27. При этом бывший общий выход электронноrо ключа (он присоединен
к плате проводом 24 жryта) будет плюсовым выходом источника.
Источник отрицательноrо напряжения получают так. Между базовым выводом
транзистора Т4 и общим проводом запаивают стабилитрон, напряжение стабилиза
ции KOToporo также должно быть примерно на 1,5 8 выше требуемоrо стабилизиро..
BaHHoro напряжения. Полярность подключения стабилитрона, разумеется, должна
быть противоположна показанной на рис. 1. Нижний (по рис. 2) вывод резистора R4
необходимо соединить с контактной площадкой, к которой припаян ПрО80Д 26 жryта.
26
Выходное напряжение отрицательной полярности снимают с контактной пло..
щадки, к которой припаян нижний (рис. 2) вывод резистора R8. Для этоrо к выходно..
му разъему (ero устанавливают вместо имеющихся на задней стенке блока питания
зажимов) необходимо проложить дополнительный проводник.
у переделанноrо таким обраЗОl\1 блока питания выходное напряжение изменялось
от 11,0 В при токе наrрузки в несколько миллиампер до 10,2 В при токе 0,4 А. Ампли"
туда пульсации не превышала 40 мВ при максимальном токе наrрузки.
Столь заметное изменение BbIxOAHoro напряжения блока питания объясняется
просто. Выходное напряжение блока есть напряжение стабилизации установленноrо
в блок стабилитрона минус падение напряжения на двух эмиперных переходах (на..
пример, транзисторов Т1 и Т5) и минус падение напряжения на соответствующем
резисторе устройства защиты (на R7). Основной вклад в изменение выходноrо на..
пряжения примерно 0,6 В вносит резистор устройства защиты.
Пульсации BbIxoAHoro напряжения можно заметно (раза в два) уменьшить, заме..
нив проводники, идущие к конденсаторам С1 и С2, а также от них на выход блока, на
более короткие и имеющие большее сечение.
Разумеется, предложенная переделка блока питания «Юный техник» является про..
стейшей, связанной с минимальными изменениями исходноrо прибора. Используя
управляющие элементы и устройства защиты, имеющиеся в этом блоке питания,
можно на основе блока собрать лабораторный источник питания с хорошими харак"
теристиками. Но для этоrо потребуются большие переделки (надо воспользоваться
каким"нибудь вариантом обычной схемы стабилизатора компенсационноrо типа).
Журнал «РаДИО} 1 19821 N 9 9, с. 52
ю. НИКОЛАЕВ
САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ?
НЕТ НИЧЕrо ПРОЩЕ
Чтобы первые радиолюбительские конструкции обеспечить постоянным напря..
жением, нужен маломощный блок питания, работающий от сети nepeMeHHoro тока.
Но rотовый блок не BcerAa удается найти в маrазине, поэтому зачастую приходится
думать о самодельной конструкции. Чтобы облеrчить эту задачу, расскажем о про..
стейших расчетах, которые позволят подобрать нужные детали для блока питания
в зависимости от предъявляемых к нему требований.
Схема предполаrаемоrо блока питания, обеспечивающеrо нужное выходное на..
пряжение постоянноrо тока, приведена на рисунке. В нем использован трансформа..
тор питания, включаемый обмоткой I в осветительную розетку и понижающий напря..
п
VDl
ХРl SA 1
'"" 2 2DВ
I
XSl
+
FИl
+
И8ых
(Ин)
[1
([ф)
'>(52
27
жение (оно снимается с обмотки 11) до заданноrо значения, двухполупериодный вып
рямитель на диодах VDl VD4 и конденсатор С1, сrлаживающий пульсации BЫ
прямленноrо напряжения. Полученное в итоrе почти постоянное напряжение (пульса
ции ero при подключении наrрузки все равно будут) снимают с rнезд XS1 и XS2.
Расчет блока питания начинают с выпрямителя. Задача расчета правильно
выбрать выпрямительные диоды и конденсатор фильтра, а также определить необ
ходимое переменное напряжение, снимаемое для выпрямления со вторичной (11)
обмотки ceTeBoro трансформатора.
Исходными данными для расчета ВЫПР91мителя служат требуемое напряжение на
наrрузке (Ин) и потребляемый ею максимальный ток (/н), Порядок расчета таков.
Сначала определяют переменное напряжение, которое должно быть на 8ТОРИЧ
ной обмотке трансформатора:
И 11 = ВИн,
rAe ИН постоянное напряжение на наrрузке, В; В коэффициент, зависящий от
тока наrрузки, который определяют по табл. 1.
Потоку наrрузки определяют максимальный ток, протекающий через каждый диод
выпрямительноrо моста:
'д=0, 5Сl н'
rде ,д ток через диод, А; 'н максимальный ток наrрузки, А; С коэффициент,
зависящий от тока наrрузки и определяемый из табл. 1.
Таблица1
ТОК наrрузки, А
Коэффициент
0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
В 0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,7
С 2,4 2,2 2,0 1,9 1,8 1,8
Далее подсчитывают обратное напряжение, которое будет приложено к каждому
диоду выпрямителя:
И ОБР = 1,5И н ,
rде И ОБР обратное напряжение, В; Ин напряжение на наrрузке, В,
Теперь можно выбрать диоды , у которых значения выпрямленноrо тока и допусти..
Moro обратноrо напряжения равны или превышают расчетные.
В заключение можно определить емкость конденсатора фильтра:
I
С ф == 3200 и 1
Н П
rде С ф емкость конденсатора фильтра, мкФ; 'н максимальный ток наrрузки, А;
ИН напряжение на наrрузке, В; К п коэффициент пульсаций выпрямленноrо
напряжения (отношение амплитудноrо значения переменной составляющей часто..
той 100 rц на выходе выпрямителя к cp ДHeMY значению выпрямленноrо напряже..
ния). Коэффициент пульсаций выбирают самостоятельно в зависимости от предпо..
лаrаемой наrрузки, допускающей питание постоянным током вполне определенной
«чистоты». К примеру, для питания малоrабаритных транзисторных радиоприемни
ков и маrнитофонов коэффициент пульсаций выпрямленноrо напряжения может до..
28
стиrать 10 3...10 2, усилителей радио и промежуточной частоты 10-4...10-3, пред
варительных каскадов усилителей звуковой частоты и микрофонных усилителей
1 О 5 ... 1 0-4.
В дальнейшем, коrда будете строить подобные выпрямители с последующей CTa
билизацией выпрямленноrо напряжения транзисторным стабилизатором, расчет..
ную емкость фильтрующеrо конденсатора можно уменьшить в 5...10 раз.
Следующий этап расчет трансформатора питания. «Досье» на Hero у вас уже
есть необходимое напряжение на вторичной обмотке (U ll ) и максимальный ток
наrрузки (/н)' Здесь тоже существует определенная последовательность.
Сначала определяют максимальное значение тока, протекающеrо через вторич"
ную обмотку,
111 = 1 , 51 н'
rAe 111 ....... ток через обмотку 11 трансформатора. А; 'н максимальный ток наrрузки, А.
Далее определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмот
ки трансформатора,
P II = И II / II '
rде P II максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт; И"
напряжение на вторичной обмотке, В; 111 максимальный ток через вторичную об
мотку, А.
Подсчитывают мощность трансформатора
Р ТР = 1, 25P II ,
rде Р ТР мощность трансформатора, Вт; P II максимальная мощность, потребляе
мая от вторичной обмотки трансформатора, Вт. Если изrотавливают трансформатор
с несколькими вторичными обмотками, то сначала подсчитывают их суммарную мощ
ность, а затем мощность caMoro трансформатора.
Вот теперь можно подсчитать ток, протекающий через первичную обмотку
Р ТР
J =...............
, и'
I
rде '1 ток через обмотку 1, А; Р тр подсчитанная мощнuсть трансформатора, Вт;
и'....... напряжение на первичной обмотке трансформатора ceTeBoe напряжение).
После этоrо рассчитывают необходимую площадь сечения сердечника маrнито"
Пр08йда
s = 1,з JР тР ,
rде S ...... сечение сердечника маrнитопровода, см 2 ; Р ТР мощность трансформато..
ра, Вт.
Определяют число витков первичной (сетевой) обмотки
Li\{ = 50 '
rде W 1 число витков обмотки; И, напряжение на первичной обмотке, В; S
сечение сердечника маrНИТОПР080Д8, см 2 .
Подсчитывают число витков вторичной обмотки
Щ=55 1 ,
rде , число витков вторичной обмотки; U 11 напряжение на вторичной обмот
ке, 8; s....... сечение маrнитопровода, см 2 .
в заключение определяют диаметр Пр080да обмоток
d == O,02J1,
rAe d ....... диаметр ПрО8йда, мм; I ...... ток через обмотку, мА. Иноrда диаметр ПрО80да
удобнее выбрать по табл. 2.
Таблица 2
lобм' 25 25.. . 60. . . 1 00. . . 160. . . 250. . . 400. . . 700.. .
мА 60 100 160 250 400 700 1000
d, 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6
мм
По полученным данным можно подбирать подходящее железо и провод и изrо..
та вливать трансформатор. Правда, нелишне сначала прикинуть, разместится ли про..
вод на каркасе будущеrо трансформатора при данных Ш..образных пластинах ......
ведь однотипные (по ширине средней части) пластины имеют неодинаковую пло..
щадь окна. Достаточно подсчитанную ранее мощность трансформатора умножить
на 50 и сравнить полученный результат (это необходимая площадь окна в мм 2 )
с измеренной площадью окна имеющихся пластин.
При выборе сердечника маrнитопровода следует придерживаться и еще oAHoro
правила отношение ширины средней части сердечника к толщине набора (отно-
шение сторон сердечника) должно быть в пределах 1...2.
Трансформатор, диоды и конденсатор фильтра разместите в корпусе подходя..
щих rабаритов. На лицевой панели корпуса укрепите выходные rнезда или зажимы,
выключатель питания, а на задней стенке разместите держатель предохранителя с
предохранителем FUl (ero ток зависит от тока через первичную обмотку трансфор
матора). Через отверстие в задней стенке выведите шнур питания с сетевой вилкой.
Журнал ((Радио», 1992, N9 4, с. 53
r. rвоздицкий
ПРОСТОЙ СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Надпись «ТПП224..127/220-50» можно расшифровать так: трансформатор для пи-
тания аппаратуры на полупроводниковых приборах от сети nepeMeHHoro тока напря-
жением 127 и 220 В, частотой 50 rц. в трансформаторе этоrо типа восемь обмоток,
соединением которых параллельно или последовательно можно сделать ero пони..
жающим на несколько значений напряжения переменноrо тока общей мощностью
до 5,5 Вт.
Трансформатор ТПП224 наиболее целесообразно, на наш взrляд, применить для
выпрямителя nepeMeHHoro напряжения, который бы можно было использовать для
питания, например, транзисторноrо усилителя ЗЧ с выходной мощностью 2...3 Вт,
портативноrо приемника или плейера, различных иrрушек, оснащенных микроэлек
тродвиrателями постоянноrо тока, для зарядки малоrабаритных маломощных акку-
муляторов и батарей, составленных из них.
На рисунке показана схема TaKoro варианта источника питания. Обмотки с BЫBO
дам и 2......з и 7 9 соединены последовательно и вместе образуют первичную обмотку
трансформатора, рассчитанную на сетевое напряжение 220..;235 В. Все друrие об-
30
мотки....... вторичные, понижающие. При напряжении сети 220 В в каждой из обмоток
15 16 и 17 18 действует переменное напряжение 10 8, в обмотках 11......12 и
19 20 по 2,62 В, а в обмотке 21......22 5 8. Но первые две обмотки соединены
параллельно, что позволяет при напряжении 1 О 8 потреблять ток большеrо значе..
ния, чем от одной из них.
15 '128'
2 '98'
25 3 '68'
( 7 '38'
VD1 VD4
КД51ОА
ХР1
+
[1
4700мкх
х168
+ R1
1к
ClJ
('1)
::::J)
c::s
::z:
Через переключатель SA 1 напряжение разных обмоток поступает на двухполупе..
риодный выпрямитель на диодах VD1 VD4, включенных по схеме моста. Выпрям"
ленное напряжение фильтруется оксидным конденсатором большой емкости Сl. По..
стоянное напряжение на наrрузке выпрямителя, подключенной к разъему Х2, опре..
деляется напряжением той обмотки (или обмоток, если они соединены последова..
тельно) и близко по значению переменному напряжению на ней. Так, например, при
установке переключателя в положение «12 В» на выпрямительный мост подается
напряжение параллельно соединенных обмоток 15......16 и 17......18' в положении «9 В»........
последовательно соединенных обмоток 11 12 и 21......22, в положении «6 В» сум..
марное напряжение последовательно соединенных обмоток 19......20 и 21 22, в поло..
жении «3 В» одной обмотки 21......22. Таким образом, напряжение на выходе выпря"
мителя, соответствующее напряжению питания той или иной наrрузки, устанавлива..
ют только переключателем SA 1. При напряжениях 3, 6 и 9 В на выходе выпрямителя
ток, потребляемый наrрузкой, может достиrать 0,2 А, при напряжении 12 В 0,4 А.
Блок питания собран на коробчатом шасси, corHyтoM из листовоrо алюминия
толщиной около 1 мм. На нем с внутренней стороны размещены трансформатор Тl и
конденсатор Сl. С наружной стороны жестко укреплена штепсельная вилка (Хl), на
которой собственно и держится включенный в сетевую розетку блок питания. Сверху
шасси закрыто подходящей rотовой или самодельной крышкой, на которой установ..
лены малоrабаритный переключатель SA 1 (ПР2..1 ОЛ 1 НВ) и розетка crs, выполняю..
щая функцию разъема Х2 для подключения наrрузки. Диоды VD1 VD4 выпрями..
тельноrо моста припаяны непосредственно к выводам трансформатора, переключа..
теля и розетки выхода источника питания. На соединительные ПрО80ДНИКИ, выводы
диодов и rнезда розетки надеты отрезки полихлорвиниловой или тефлоновой труб..
ки длиной по 1 О мм.
Не исключено, что трансформатор ранее уже использовался в каком"то устрой..
стве. Поэтому ero обязательно надо ПрО8ерить. Для этоrо обмотками 2 З и 7......9'
соединив их последовательно, подключают к сети напряжением 220 В и вольтметром
nepeMeHHoro тока проверяют напряжение на каждой из вторичных обмоток оно не
должно отличаться отуказанноrо выше больше, чем на:!: 10%. При этом трансформа..
31
тор, даже после длительноrо включения, может наrреваться до температуры, не пре
вышающей +40 ос. Только после такой проверки трансформатор можно устанавли..
вать на шасси и начинать монтировать блок питания.
Закончив монтаж, подключите к выходу блока резистор МЛТ 2 сопротивлением
300...330 Ом, подключите блок к сети и вольтметром постоянноrо тока измерьте
напряжение на этом эквиваленте наrрузки. Делать это нужно оперативно, чтобы pe
зистор не переrревался, особенно при повышенном напряжении. И наконец, убеди
тесь, что на выходе источника действуют именно те напряжения, на которые указы
вает острие ручки переключателя.
Журнал «Радии», /993, NQ 3, С 26
И.АКУЛИНИЧЕВ
ТРЕХ РЕЖИМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Некритичное отношение радиолюбителей конструкторов к выбору источника ce
TeBoro питания нередко оплачивается ценой дороrостоящих транзисторов и мик
росхем. Известны также трудности, с которыми сталкиваются ремонтники pa
диоаппаратуры в распознавании повреждений батарейных приемников и маrни
тофонов, возникающих при переводе их на питание от сети nepeMeHHoro тока. В связи
с этим появилась необходимость иметь в наборе контрольно измерительных прибо..
ров еще источник ceTeBoro питания с широкими возможностями.
Один из вариантов источник питания, построенный по приведенной здесь cxe
ме. Он состоит из трансформатора Т1, понижающеrо напряжение сети до 18. ..20 В,
двухполупериодноrо выпрямителя VD1 VD4 с фильтрующим конденсатором С2, ста..
билизатора выпрямленноrо напряжения R1VD5VD6, реrулирующеrо транзисто
ра VТ1VТ2 и транзистора VТЗ, защищающеrо источник от токовых переrрузок. Bы
ходное напряжение источника контролируют по вольтметру PV1, а потребляемый
наrрузкой ток по миллиамперметру РА 1
+
[1 +
О, D 1 м к [4 + PVl
1 Омк х308 2ОВ V
VD5 Д814А
I
R 1 2, 7 к ft:)
+24. 288 (:)
I
5А2
ct:!
[3
О,О47мк
R33DD
'1 SA1
[2
20DDMK х
x5D8
+
R4 D,5(про8)
"v 22О8
R 2 3DD( про8.)
32
Выходное напряжение источника питани УСlанавливаЮI переключателем SA2.
При показанном на схеме крайнем правом положении ero движка выходное напря...
жение соответствует ИСТ стабилитрона VD5 (7,5 В), при среднем ИСТ стабилитро-
на VD6 (11,5), при крайнем левом положении....... суммарному напряжению ИСТ обоих
стабилитронов (19 В).
Максимальный ток, потребляемый наrрузкой, устанавливают переменным ре-
зистором R2 в пределах 5...250 мА. В случае токовой переrрузки или К3 в наrрузке
транзистор vr3, открываясь, шунтирует стабилитроны и тем самым оrраничивает
ток через реrулирующий транзистор до безопасноrо значения.
Такие функциональные возможности источника питания позволяют не только при-
способить ero к особым условиям испытания различной аппаратуры, но и обезопа..
сить аппаратуру при поиске в ней дефектов.
Журнал «Радио», 1995, 6, с. 37
В.ЯНЦЕВ
СЕТЕВОЙ МИНИАТЮРНЫЙ
Этот блок предназначен для питаllИЯ батарейноrо микрокалькулятора при пользо-
вании им в стационарных условиях. Он дает возможность экономить электроэнер"
rию аккумуляторной батареи, а при ее истощении остается единственным ис..
точником электроэнерrии, который способен подцерживать микрокалькулятор в ра..
бочем состоянии; ero с успехом можно использовать при испытании и налаживании
несложных самодельных конструкций, а также ДЛЯ стационарноrо питания различных
маломощных электронных устройств.
Конструкция миниатюрна настолько, что свободно размещается на ладони руки.
Это достиrнуто в основном плотной компоновкой элементов на плате.
Блок питается от сети переменноrо тока напряжением 220 В. Потребляемая мощ"
ность не более 2 Вт. Стабилизированное выходное напряжение........ 5 В :t 10%. Макси..
мальный ток наrрузки ........ 200 мА. Масса блока ........ не более 250 r; rабариты ........
70х40х40 мм.
Принципиальная схема блока питания показана на рис. 1. Входная........ сетевая ........
часть прибора образована балластным конденсатором Сl и первичной обмоткой
разделительноrо трансформатора Т1. На конденсаторе падает 100.. .120 В, ос-
тальные 100...120 В приложены к обмотке I трансформатора. Отдельноrо выклю-
чателя питания устройство не имеет. Для включения в сеть блок вставляют вил-
кой ХРl в сетевую розетку. Резистор R 1 необходим для снятия остаточноrо напряже..
ния с конденсатора С1 после Toro, как блок будет вынут из розетки.
[1
0,5мкх
ХР1 х250В VT1 КТ602Б/'1 +
VD1 КЦ4П7А
Q:)
'с ClJ
R1 I >(
п R2 300 f'r)
+ :::J)
3ООк cl..
" l.J (\)
C:::; t:1
:з:
+ [2 C'-I t:J
FU1 0,25А 2DDмкх168
Рис. 1
2-1150
зз
Двуполупериодный МQстоеой ВЫnрЯМИiель ........ диодная сборка VD1. Стабилиза..
тор напряжения выполнен по традиционной схеме параметрическоrо стабилизатора
на стабилитроне VD2 и резисторе R2 с усилителем тока на транзисторе VТ1.
Все элементы блока питания размещены на
печатной плате размерами 65хЗS мм, выпол"
ненной из фольrированноrо стеклотекстолита
толщиной 1,5 мм. Ее чертеж и расположение
элементов изображены на рис. 2. Штыри от
сетевой вилки ХР1 крепят к плате двумя вин
тами. Предохранитель FU1 установлен в двух
самодельных держателях, вырезанных из
упруrой листовой латуни, имеющих специаль"
но предусмотренные выступы, oTorHYТbIe вниз,
впаянные в плату. Трансформатор Т1 фик"
сирован двумя заrнутыми за края платы лепе..
стками обоймы, стяrивающей маrнитопровод.
Транзистор VТl привинчивают к теплоотво"
ду размерами 29х26 мм и толщиной 4...5 мм
из дюралюминия, после чеrо теплоотвод дву-
мя винтами крепят к плате, пропустив выводы
транзистора в отверстия платы, и пропаивают
выводы. Перед установкой транзистора на
теплоотвод выводы необходимо отформовать,
как показано на рис. 3,а. С наrрузкой блок пи
тания соединяют ДВУПРО80ДНЫМ кабелем в
поливинилхлоридной изоляции, который при..
. паивают непосредственно к плате.
Кроме указанных на схеме, в блоке можно использовать детали и друrих типов.
Так, например, подойдут транзисторы КТ602БМ, КТ805БМ или КТ807, КТ815, КТ817,
КТ819 с любым буквенным индексом. Конденсатор Сl ......... К7З..17. Оксидные кон..
денсаторы С2, СЗ K50 16 или К50..24 (220 мкФ, 16 В). Конденсатор С4 КМ5 или
КМ6. Резисторы......... МЛТ: ОМЛТ: С2..23, С2..33. Предохранитель FU1 ...... ВП 1..1 б.
Трансформатор Тl ...... самодельный. Маrнитопровод сечением Ш10х10 и кар..
кас ...... от соrласующеrо трансформатора KacceTHoro маrнитофона «Весна-202». Об-
мотка I содержит 4600 витков провода ПЭЛ О, 1 или ПЭВ..1 0,1, намотанных «внавал».
Обмотка 11 содержит 250 витков провода ПЭЛ О,З или ПЭВ 1 0,3, намотанных виток к
витку. Между обмотками необходимо проложить два слоя кальки или конденсатор..
ной бумаrи. Если требуемоrо трансформатора не нашлось, можно взять за основу
друrой с близкими характеристиками. Например, подойдут броневые маrнитопро"
80дыПБ8х8,ПБ8х12,ПS10х10.
После завершения монтажа элементо приступают к налаживанию блока. Оно
заключается в подборке балластноrо конденсатора Сl и в установке оптимальноrо
режима работы стабилизатора. Оба этапа взаимозависимы, поэтому следует при
налаживании соблюдать определенную последовательность действий.
Первое включение блока в сеть (без наrрузки) должно быть кратковременным .......
только для измерения авометром напряжения на первичной обмотке трансформато..
ра и на балластном резисторе R2 параметрическоrо стабилизатора. По наnря..
жению U А2 на резисторе R2 оценивают ток 'СТ через стабилитрон VD2:
U R2
'СТ = R2 .
'о
""' 2208
35
Рис. 2
Если этот ток не превышает максимально допустимоrо для стабилитрона, блок
можно включать в сеть надолrо.
34
Подборка конденсатора С1 необходима только тоrда, коrда напряжение на пер..
вичной обмотке трансформатора выходит за пределы, указанные в начале статьи.
Если оно меньше, конденсатор следует заменить на друrой, большей емкости, и
наоборот. Следует иметь в виду, что при СЛИШКОМ большом напряжении на первич-
ной обмотке будет излишне наrреваться трансформатор, а при слишком малом ..........
напряжения, снимаемоrо со вторичной обмотки, может не хватить для нормальной
работы блока под наrрузкой при понижении ceTeBoro напряжения. Оптимальная ем-
кость конденсатора Сl обычно находится в пределах 0,33...0,68 мкФ.
т еплоот80д
а)
10
2.5 LI1
lJ") LI1 r--....:
I..r) -..i 25
4.5
б)
Рис. 3
в процессе подборки конденсатора нужно контролировать ток через стабилит-
рон. Повышение этоrо тока сверх предельно допустимоrо значения может привеСiИ
к neperpeBY стабилитрона и выходу ero из строя. При ненаrруженном блоке и номи-
нальном напряжении сети ток через стабил.итрон должен быть в пределах 20. ...30 мА,.
Требуемое значение тока устанавливзlnТ подборкой резистора R2.
Если выходное напряжение блока существенно отличается от номинальноrо, не..
обходимо подобрать друrой экземпляр стабилитрона. Для Toro чтобы подключение
наrрузки практически не изменяло режима параметрическоrо стабилизатора (а зна
чит; и не изменяло выходноrо напряжения). нужно транзистор VТ1 подобрать со ста..
тическим коэффициентом передачи тока не менее 100.
Плату помещают в кожух с наружными размерами 70х40х40 ММ. Кожух состоит ИЗ
двух частей...... поддона и крышки, склеенных из листовой пластмассы толщи
ной 2...2,5 мм. Плату устанавливают в ПОДДОН и фиксируют винтом с rайкой. Затем
надевают крышку и плотно надвиrают декоративную обечайку из пластмассы или
листовоrо металла. Сдвиrу крышки относительно поддона препятствуют короткие
упоры, приклеенные к внутреннеЙ ее поверхности.
2*
З$
Для подключения блока питания к микрокалькулятору на конце соединительноrо
кабеля монтируют контактную колодку. Колодка по форме и размерам должна соот"
ветствовать отсеку, в котором помещены элементы питания микрокалькулятора. Ко..
лодку можно изrотовить из пластмассы....... орrаническоrо стекла, винипласта, плот..
Horo пенопласта .......... или картона. На ней укрепляют металлические контакты (с указа..
нием полярности напряжения), к которым припаивают концы кабеля. В крышке отсе...
ка для кабеля пропиливают небольшой паз.
При необходимости включить микрокалькулятор, колодку вставляют в отсек вме..
сто элементов питания. Конструируя колодку, не забудьте принять меры, препят
ствующие вставлению в отсек колодки в обратной полярности.
Если же микрокалькулятор оснащен специальным rнездом для подключения
внешнеrо источника питания, то на конце соединительноrо кабеля нужно смонтиро"
вать вставку соответствующей конструкции. Ее можно приобрести в маrазинах, rде
продают микрокалькуляторы, или изrотовить самостоятельно. На рис. З,б показано
устройство такой вставки для подключения блока питания к микрокалькулятору
«Электроника 63-34».
Корпус вставки изrотавливают из пластмассы (полистирола, орrаническоrо стек..
ла, текстолита и др.). Сначала вытачивают рабочую часть вставки и сверлят три от..
верстия диаметром 1,5 мм каждое на rлубину 12 мм. С Apyroro торца сверлят соос..
ное отверстие диаметром 7 и rлубиной 1 З мм. Из латунной фольrи толщиной 0,2 мм
на оправке диаметром 1,1 мм сворачивают три трубки длиной 15 мм. к двум трубкам
припаивают концы кабеля, а на конце третьей оставляют каплю припоя, после чеrо
трубки вставляют с тыльной стороны вставки в соответствующие отверстия и по..
лость заливают rерметиком BrO, надежно фиксирующим трубки в корпусе вставки.
Журнал «РадИО", 1990, Nfl10 1 с. 72
РЕrУЛИРУЕМЫЙ источник ПИТАНИЯ
С сиrНАЛИ3АЦИЕЙ ПЕРЕrрузки
Звуковая сиrнализация позволяет пользователю быстро среаrировать на aBa
рийную ситуацию, если при экспериментах с различной радиоэлектронной аппара..
турой возникла переrрузка источника питания. Схема источника питания с звуковым
сиrнализатором превышения потребления тока показана на рисунке.
Выпрямитель на диодах VDl VD4 питается от трансформатора, вторичная об..
мотка KOToporo рассчитана на напряжение 18 В при токе наrрузки не менее 1 А.
Реrулируемый стабилизатор напряжения выполнен на транзисторах VТ2 VТ5 по из..
вестной схеме. Переменным резистором RЗ на выходе стабилизатора может быть
установлено напряжение от О до + 15 В.
Сиrнализатор, обозначенный на схеме устройством А 1, представляет собой re..
нератор звуковой частоты с подключенным к нему акустическим излучателем (звука..
вая динамическая rоловка, пьезоэлектрический акустический преобразователь и
др.). Ero принципиальная схема не приводится, так как конструктор может выбрать
более приемлемое для Hero звуковое оформление (тональная частота, сирена, мно"
rотональная трель, мелодия, имитатор различных звуков). На схеме устройства при
веден только управляющий работой сиrнализатора ключ на транзисторе VТ1.
Ток наrрузки (испытуемоrо устройства) проходит через резистор R2, создавая на
нем падение напряжения. Пока ток небольшой (при выбранной величине этоrо рези
стара не более О ,З А), транзистор VТ1 закрыт. По мере роста тока потребления (и соот
ветственно увеличения напряжения на резисторе) транзистор приближается к поро..
ry открывания. Коrда напряжение между базой и эмиттером транзистора VТl достиr
нет 0,7 В, он открывается и при дальнейшем росте тока переходит в состояние
36
Хl VD1 VD4 lN4DOl
[122ООмкх258 VT58D283 Х2
U пuт +
Выход
R9
+ с::)
R1D 1 1Ок I
100
[1 +
2 2мк х 1
R4 :258
1к R8
10к
Rl
1к
[2 + VU5
2,2мкх 1 (1)С<) R3
х258 10к
насыщения. При открывании транзистора вь прямленное напряжение поступает на
акустический сиrнализатор и приводит ero в действие.
От редакци и. В описанном источнике питания возможно использование отечественной эле
ментной базы. Транзисторы 8С237 заменимы на КТ639В; 8С327 на КТ361 Б и 8О283 на
КТ815А. 8место диодов 1N4001 подойдут выпрямительные диоды КД212Б или диодный мост
КЦ405Е. В качестве стабилитрона следует использовать КС515А. Мощность рассеяния резисто
ра R2 берется с некоторым запасом из расчеТr\ повышенноrо тока потребления, например 1 8т.
Журнал (Радио», 1998, NQ 1 О, с. 79
РАЗДЕЛ
БЛОКИ ПИТАНИЯ
ДЛЯ подrОТОВЛЕННЫХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ
ВТОРОЙ
ю. ТАrотин
ДВУПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НДПРЯЖЕНИЯ
Двуполярный стабилизатор напряжения, схема KOToporo изображена на рисунке,
обеспечивает выходное напряжение 2х 15 В при токе наrрузки до 1 А. Он имеет весь..
ма высокие значения параметров. Коэффициент стабилизации BbIxoAHoro напряже..
ния равен 12000 при изменении входноrо напряжения на :t15%, выходное сопротив"
ление стабилизатора около 1 мОм, напряжение пульсации не более 50 мк8 при пуль..
сациях на входе 0,8 В (в амплитудных значениях).
Выходное напряжение можно изменять в пределах, которые определяются типом
применяемых ОУ и номинальным режимом их питания.
Оба плеча стабилизатора схематически совершенно одинаковы, а различаются
лишь по структуре примененных транзисторов и полярности включения некоторых
элементов. Каждое плечо содержит источник образцовоrо напряжения, сравниваю..
щий узел, усилитель постоянноrо тока и реrулирующий элемент.
Рассмотрим работу oAHoro из плеч стабилизатора (для определенности BepxHero
по схеме). Ток через стабилитрон V4 задан стабилизатором тока на полевом транзи"
старе V5. Функции сравнивающеrо узла и усилителя постоянноrо тока выполня"
ет ОУ А 1. Образцовые источники и усилители постоянноrо тока с целью повышения
стабильности питаются выходным напряжением. С выхода ОУ управляющее напря..
жение поступает на базу транзистора Т2, который определяет ток базы реrулирую..
щеrо транзистора V1.
Сочетание в реrулирующем элементе транзисторов разной структуры позволяет
получить малое выходное сопротивление стабилизатора напряжения. Резистор R2
оrраничивает ток базы транзистора V2, а резистор R 1 повышает температурную ста..
бильность реrулирующеrо элемента.
Стабилитрон VЗ защищает транзистор V1 от пробоя и обеспечивает выход
стабилизатора на рабочий режим при включении.
Сравнение образцовоrо напряжения со стабилизированным при выбранной схе..
ме питания ОУ и подключении ero инвертирующеrо входа к общему проводу (через
резистор R4) происходит при напряжении на неинвертирующем входе ОУ, близком
к нулю. Это дает возможность подстроечным резистором R6 в широких пределах
реrулировать выходное напряжение. При входном напряжении плеча 22 В пределы
изменения выходноrо 10...16 8.
Большим преимуществом стабилизатора является возможность крепления мощ"
ных реrулирующих транзисторов непосредственно к общему радиатору без
изолирующих прокладок. В некоторых случаях удобно использовать для отвода теп..
ла корпус прибора.
Стабилитрон V4 (Д818Е) имеет минимальный температурный коэффициент на..
пряжения при токе стабилизации 1 О мА, поэтому ток стока выбранноrо полевоrо
транзистора должен быть близок к указанному значению. Этому требованию YДOB
летворяют транзисторы КП302А, имеющие паспортное значение тока стока око..
JlO 11 мА при изи=о.
38
fQ fQ
"с"'о-. )(
)(
+
t:::)
'с
l..J '-....;
+ +
)с )(
'q:: CQ i
Lt')
с:::> )(
""1 l..JV))::
+
ел
lr) 'C Ц)
Q::
Q: Q: Q:
3{
""""""
о-: о-.:
"""' '-1'
Q: """"""
t"-.. Q:
со
lr)
,
+
JIt
JIt с;::) с::::>
l.J '-....;
Jk "'-<t
>1t
Ct:)1...J СА со
-...:t - l..J "-:t с::5 Q::
""'
Q)
r--.....
"'"
с;:)
;;: "'{
'с
,..".. '\">-..
са
.........
х
х
:::с:
I:
c::::>f:Q
c::::>\'..i Q: ('..."с::::>
l.,.J )(
+ +
t:::: t::::
(lJ <tJ
Е: Е:
:::;) :::;)
о::: о:::
t::t.
с::
+ :а + :а
сс) tC:;)
39
Выходное напряжение понижающих обмоток ceTeBoro трансформатора (мощ"
ностью около 50 Вт) при токе наrрузки 1 Д 16 В.
Налаживание стабилизатора напряжения особенностей не имеет и при безоши
бочном монтаже сводится к подборке элементов цепей коррекции (С3, RЗ, С4 в Bepx
нем по схеме плече) для обеспечения устойчивой, без появления паразитноrо
самовозбуждения, работы стабилизатора и к установке BbIxoAHoro напряжения (ре..
зистором R6).
Журнал ((Радио", 1981, N 9 9, с. 63
ВоЦИБУЛЬСКИЙ
ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Уменьшение массы и rабаритов и повышение экономичности источников питания
является одной из актуальных задач при конструировании современной радиоэлек
тронной аппаратуры. Наиболее просто эта задача решается заменой традиционноrо
выпрямителя (с сетевым трансформатором и емкостным фильтром) высокочастот..
ным преобрззователем с последующим выпрямлением высокочастотноrо напряже..
ния. Такие источники питания, блаrодаря тому, что преобразование напряжения
происходит на относительно высокой частоте (10...40 кrц), имеют трансформаторы
и ВСЮ конструкцию значительно меньших размеров и отсюда более высокую удель...
ную мощность, доходящую до 200...400 Втjдм З , что В несколько раз больше, чем у
традиционных блоков питания.
Принципиальная схема TaKoro источника питания изображена на рисунке. На вы...
ходе блока получают двуполярное напряжение 2х27 В при токе наrрузки до 0,6 А.
Амплитуда пульсаций выходноrо напряжения при максимальном токе наrрузки не
превышает ЗА мВ.
Выпрямитель ceTeBoro напряжения собран на диодах V1.... V4. Преобразователь
выпрямленноrо напряжения выполнен на транзисторах V6 J v7 и трансформаторах Т1
и Т2, а выпрямитель напряжения повышенной частоты на диодах V8 V11. Рабочая
частота преобразователя напряжения 22 кrц. Конденсаторы С1 и С2 необходимы
для защиты питающей сети от помех, возникающих при работе преобразователя.
Резисторы R1 и R2 совместно с конденсаторами СЗС4 являются первичным фильт...
ром и одновременно делителем напряжения для преобразователя. Цепочка V5, RЗ,
С5, R5 служит для облеrчения запуска reHepaTopa преобразователя. Фильтром вып'"
рямленноrо высокочастотноrо напряжения служат конденсаторы св, C7 Использо",
вание двух трансформаторов в преобразователе напряжения позволило увеличить
ero кпд. В обычных преобразователях с одним трансформатором последний рабе..
тает 8 режиме насыщения. В преобразоват-еле с двумя трансформаторами выходной
трансформатор Т1 работает в линейном режиме при значительно меньших индукци-
ях, чем в однотрансформаторном преобразователе. Это позволяет уменьшить поте..
ри в сердечнике, а следовательно, повысить кпд преобразователя. Насыщающийся
трансформатор Т2 рассчитан только на мощность, потребляемую базовыми цепями
транзисторов V6 и V7 и поэтому имеет небольшие размеры. В преобразователях с
одним трансформатором в момент переключения транзисторов появляется значи-
тельный выброс коллекторноrо тока. В преобразователе с двумя трансформатора...
ми этот выброс практически отсутствует, что значительно снижает так называемые
динамические потери и повышает общий кпд преобразователя.
Наличие связи между трансформаторами чер.ез обмотки 1/1 приводит к тому, что
в нужный момент трансформатор Т2 входит в режим насыщения. Это необходимо
для Toro, чтобы выполнялись условия раЬоты преобразователя, о которых было ска..
40
J..r..(:::)
Ct:
C"J
I
х:
Q:)
'---J<::::::3<:::::i
C'-J
+
v)
8Dсс 'v
41
зано выше. Трансформатор Т2 является коммуrирующим элементом, включенным
в базовые цепи транзисторов Vб и V7. При насыщении трансформатора T2ero HaMar..
ничивающий ток быстро возрастает s вследствие чеrо возрастает падение напряже..
ния на резисторе R4 и уменьшается напряжение на обмотке 111, а следовательно, и на
обмотках I и 11, что приводит к уменьшению тока базы и выходу OTKpbIToro транзисто
ра в активную область, и переключению транзисторов. Частота переключения опре
деляется временем перемаrничивания сердечника насыщающеrося трансформа
тора Т2. Дроссели ДР 1 и Др2 обеспечивают задержку открывания одноrо транзисто"
ра до тех пор, пока друrой полностью не закроется. Это необходимо для устранения
сквозных токов и уменьшения потерь при переключении транзисторов.
Таблица
Обозначение Обмотка Число витков, Провод Сердечник
по схеме способ намотки
I 160 ПЭВ-2 0,33 Тороидальный феррит
Т1 11 29+29 ПЭВ-20,57 200Н М 1
111 5 ПЭВ..2 0,33 32х16х8 мм
I 8 ПЭЛШО 0,25 Два кольца ферритовых
Т2 11 8 ПЭЛШО 0,25 О 16 ВТ
111 10 ПЭЛШО 0,25 10х6х2 мм
ВИТОК к витку Резистор BC-O,5
L1 ДО ПЭВ-2 0,27 А=100 кОм
L2
заполнения
Данные трансформаторов и дросселей помещены в таблице. Правильно собран..
ный блок питания налаживания не требует.
Журнал «Радио», 1981, N9 1 О, с. 56
В. МУШ
МОЩНЫЙ ВЫСОКОСТАБИЛЬНЫЙ
БЛОК ПИТАНИЯ
Конструирование мощных низковольтных реrулируемых стабилизаторов посто..
янноrо напряжения (на ток наrрузки 5 Д и более при выходном напряжении OKO
ло 30 В) связано с рядом трудностей. В подобных устройствах, использующих
компенсационные стабилизаторы, на реrулирующем элементе рассеивается боль..
шая мощность 50 Вт и более. Это требует применения rромоздких тяжелых ради
аторов, специальных условий охлаждения и резко снижает средний кпд блока пита..
ния. Для устранения этих недостатков иноrда применяют трансформаторы с секцио"
нированной вторичной обмоткой. Однако этот способ не позволяет полностью YCT
ранить указанные недостатки, но и более Toro, ПрИ80диr к новым.
42
Ключевая стабилизация напряжения дает возможность получить без особых слож..
настей значительные выходные токи при высоком кпд. Однако ключевым стабили..
заторам свойственны невысокие значения коэффициентов стабилизации и подав-
ления пульсации.
Автор публикуемой ниже статьи сумел объединить в одной конструкции ключевой
и компенсационный стабилизаторы, получив в итоrе мощный малоrабаритный блок
питания, обладающий высокими эксплуатационными показателями. Так, в частно-
сти, средний КПД при максимальном токе наrрузки стабилизатора, равном 5 А, со..
ставляет 85...87% (против 60...65% у подобноrо по парамеrрам компенсационноrо
стабилизатора). Блок допускает плавное реrулирование выходноrо напряжения
в широких пределах.
Описываемое устройство может быть использовано как блок питания для
налаживания аппаратуры, требующей высокой-стабильности и незначительных пуль...
саций nитающеrо напряжения. Максимальный ток наrрузки составляет 5 А. ДЛЯ опи..
сываемой конструкции этот ток оrраничен только мощностью примененноrо транс-
форматора и может быть увеличен в 1 ,5...2 раза без изменения схемы и номиналов
остальных элементов. Выходное напряжение МQжно-реrулировать в пределах от де-
сятков милливольт до ЗА В. Амплитуда пульсаций не превышает 3 мВ. Коэффициент
стабилизации не менее 3000 при изменении напряжения питающей сети на : g % ,
выходное сопротивление....... не более 0,001 ОМ. rабариты блока 300х150х110 ММ.
Блок имеет электронную быстродействующую систему защиты от KOpOTKo'ro за""
мыкания цепи наrрузки.
Функциональная схема блока изображена на рис. 1. Напряжение от выпрямителя
поступает на компенсационный стабилизатор 2 через ключевой стабилизатор 1. На-
значение ключевоrо стабилизатора поддерживать на входе компенсационноrо
стабилизатора такое напряжение, чтобы падение напряжения И рэ на реrулирующем
элементе V2 компенсационноrо стабилизатора оставалось практически постоянным
при любом значении BbIxoAHoro напряжения И вых . Если напряжение И рэ установить
небольшим, то мощность, рассеиваемая реrулирующим элементом. будет не..
Зt-lачительной. Это обеспечивает J IСОКИ кпд компенсационноrо стабилизаТ9РЗ J
а значит, и блока питания в целом.
1 А 2 V2
Б R3
" ClJ
cu
е: 1"1
:::J [3 :::))
+
о;: [1
+ t:j
::х:
::о V1 [2
с:с
+ R4
В
+ 51 +
Рис. 1
Компенсационный и ключевой стабилизаторы образуют два кольца автореryли..
рования. Компенсационный стабилизатор состоит из реrулирующеrо элемента V2,
управляющеrо элемента VЗ , усилителя сиrнала обратной связи на операционном
усилителе А2 и источника образцовоrо напряжения U оБр . Выходное напряжение ста..
билизатора через резистивный делитель RЗR4 поступает на один из входов опера-
43
ционноrо усилителя (ОУ), к друrому ero ВХОДУ приложено образцовое напряжение.
При любом случайном изменении BbIxoAHoro напряжения изменяется разность меж
ду напряжениями на входах и соответственно выходной ток ОУ. Этот ток изменяет
состояние реryлирующеrо элемента таким образом, что возникшее изменение вы..
ходноrо напряжения блока оказывается весьма малым.
Выходное напряжение стабилизатора плавно изменяется при изменении поло
жения движка переменноrо резистора R2. При этом изменяется уровень образцова
ro напряжения, подаваемоrо на один из входов ОУ, и система автореrулирования
будет соответственно изменять выходное напряжение стабилизатора.
Ключевой стабилизатор содержит электронный ключ 511 сrлаживающий
фильтр L 1С2, блокирующий диод Vl и устройство управления А 1, представляющее
собой триrrер Шмитта. При включении стабилизатора падение напряжения на рези..
сторе Rl (И ДБ ) и, следовательно, на входе триrrера равно нулю. Триrrер формирует
сиrнал на открывание ключа 51, и напряжение И ДВ увеличивается. Это напряжение
можно представить как сумму двух составляющих: напряжения И БВ , увеличивающе
rося до уровня, близкоrо к установленному выходному И ВЫХ и далее поддерживаю..
щеrося на этом уровне компенсационным стабилизатором, и напряжения И ДБ , кото..
рое начинает увеличиваться уже после установления И Бв .
Как только напряжение И ДБ возрастет до nopora срабатывания триrrера, он сфор
мирует сиrнал на закрывание ключа. Ключ закроется и напряжение И ДБ начнет убы
вать. Как только оно достиrнет пороrа выключения триrrера, снова OTKpoeTC ключ,
и снова напряжение И ДБ начнет увеличиваться...... цикл повторится.
Таким образом, в замкнутом кольце автореrулирования напряжение И ДБ не пре
вышает nopora включения триrrера. Устанавливая этот пороr достаточно малым,
можно получить малое падение напряжения И рэ на реrулирующем элементе TpaH
зисторе V2 , так как
И рэ = И ДБ + И Бэ2 ,
rде И БЭ2 напряжение между базой и эмиттером транзистора V2. Например, выбрав
пороr срабатывания И ДБ =0,9 В и приняв значение И БЭ2 не более 0,7 В, получим
мощность Р рэ , рассеиваемую реrулирующим элементом при токе наrрузки 'н=5 А,
РРЭ= 'нИ рэ =5(0,9+0,7)=8 Вт.
Принципиальная схема блока питания показана на рис. 2. Электронный ключ вы..
полнен на составном транзисторе V12V1ЗV14 , триrrер Шмитта на транзисто
рах V16 , V20, реrулирующий элемент на транзисторах V2З, V24. Усилитель сиrнала
обратной связи собран на микросхеме А 1, которая питается от вспомоrательноrо
выпрямителя, выполненноrо на диодах V6 V9. Транзистор V21 усиливает выходной
ток ОУ. Токостабилизирующий элемент, собранный на полевом транзисторе Vl', и
стабилитрон V18 образуют источник образцовоrо напряжения, часть KOToporo через
делитель R24R25 поступает на один из входов ОУ. Резистор R25 служит для плавной
реrулировки BbIxoAHoro напряжения блока.
Для обеспечения выходноrо напряжения, близкоrо к нулю, на базу транзисто
ра V24 подается через резистор R2 некоторое закрывающее напряжение. Дело в том,
что при отсутствии этоrо напряжения не удалось бы получить выходное напряжение
блока меньшее, чем 1...1,3 В. Причиной этоrо является КОНrЭчное значение тока кол
лектора закрытоrо транзистора V24. Включаемый обычно между базой реrулирую
щеrо транзистора и общим проводом резистор, служащий Д,ЛЯ уменьшения влияния
неуправляемых коллекторных токов транзистора, не устраняет полностью указанно..
ro недостатка. Ток через резистор R2 и эмиттерный переход транзистора V24 полно..
стью нейтрализует действие неуправляемых токов коллектора этоrо транзистора,
поэтому на выходе стабилизатора напряжение может быть установлено практически
равным нулю (не более 5...10 мВ) при закрытом транзисторе V2З.
44
Чтобы можно было быстро установить меньший уровень выходноrо напряжения,
необходимо обеспечить быструю разрядку конденсатора СlЗ. Для этоrо введена
цепь V2БR19. Коrда напряжение в точке Б становится меньше, чем на минусовом
выводе блока, открывается диод V26 и конденсатор С13 быстро разряжается через
оrраничивающий ток разрядки резистор R 191 диод V26 и транзистор V21.
При выключении блока возможно увеличение напряжения на ero выходе до
40...50 8. Это связано с тем, что напряжение питания ОУ исчезает быстрее, чем
напряжение на выходе OCHOBHoro выпрямителя (конденсатор СЗ разряжается быст"
рее, чем С2).
Для устранения этоrо явления в стабилизатор введен диод V10. При работающем
блоке диод V10 закрыт и не оказывает влияния на режим реrулирующеrо элемента.
Через очень короткий отрезок времени после выключения блока несколько разряжа..
ется конденсатор Сl, через диод Vl0 на базу транзистора V21 поступает открываю..
щее напряжение с конденсатора С5. Транзистор открывается, закрывая реrулирую...
щий элемент. Напряжение на наrрузке при этом поддерживается близким к нулю
вплоть до полной разрядки конденсатора С5 через транзистор V21 и резистор R1З.
Электронное устройство защиты от переrрузок по току выполнено на транзисто"
рах V22, V25. Падение напряжения, создаваемое током наrрузки на резисторе R14 и
внутреннем сопротивлении амперметра РА 1; приложено к эмиттерному переходу
транзистора V22, причем полярность этоrо напряжения такова, что при ero увеличе..
нии транзистор открывается. Одновременно на этот же переход поступает закрыва
ющее напряжение с резистора R26. Как только ток наrрузки превысит некоторый
заданный уровень, транзистор V22 приоткрывается, приоткрывая транзистор V25.
Последний, в свою очередь, еще более открывает V22........ процесс протекает лавино..
образно. В результате оба транзистора полностью открываются и на вход 1 О ОУ
через диод V27 и резистор R21 поступает сиrнал отрицательной полярности, превы"
шающий по модулю сиrнал на входе 9. На выходе 5 ОУ формируется напряжение
отрицательной полярности, открывающее транзистор V21. При этом реryлирующий
элемент (V23V24) закрывается, и выходное напряжение блока становится близким
к нулю. Одновременно включается сиrнальная лампа Н2 «Переrрузка». Для возврата
блока в исходное состояние надо ero выкЛючить и снова включить.
Защитное устройство реаrирует на очень короткие импульсы тока наrрузки. По...
этому при значительной емкостной составляющей наrрузки следует включить кон...
денсатор С15 (показан на схеме штриховой линией) параллельна резистору R2б.
Ключевой стабилизатор работает следующим образом. При включении блока
в сеть в первый момент, Korдa напряжение U ДБ еще близко к нулю, транзистор V20
триrrера Шмипа закрыт, а V16 открыт. Через транзистор V16 течет ток, открываю..
щий транзисторы V12 V14 электронноrо ключа, и конденсатор С5 заряжается через
дроссель L 1. Напряжение И БВ увеличивается до уровня, близкоrо к выходному, и
далее поддерживается постоянным (ко пенсационным стабилизатором). Напряже..
ние U ДБ продолжает увеличиваться до пороrа срабатывания триrrера.
Срабатывание триrrера происходит MrHoBeHHO и приводит к резкому закрыванию
электронноrо ключа. Ток же через дроссель не может прекратиться MrHoBeHHO, И,
если не принять соответствующих мер, этот ток создаст на электронном ключе бро..
сок напряжения с очень большой амплитудой, и транзисторы ключа выйдут из строя.
Для устранения этоrо явления предусмотрен диод V19 , который блокирует ток дрос...
селя в момент закрывания ключа
Конденсатор СБ, начинает разряжаться, при этом в первую очередь уменьшается
напряжение И ДБ . Как только оно достиrнет поро. а обратноrо переключения триrrе..
ра, он переключится и снова откроется электронный ключ. Конденсатор С5 начнет
дозаряжаться до момента очередноrо переключения триrrера. Таким образом, Ha
пряжение И ДБ при работе устройства колеблется между пороrами срабатывания триr
repa Шмитта (в данном случае они выбраны равными 0,85 и 1,1 В соответственно).
45
iJ>l,frdZDH )1 +
+
""""
:::) c::5
Q... + Н
" апнаЖlJdUDН"
.с::
с::)
... """' L.Jl )(
CS --.:t
..... CX)
(::::) '" \...J""i
Ct: <"..I
Q::
t1\
t:::) t:::)t::::;) с::)
",-,с::;)'
ClJ
о.. t-...
(:::)
--.:t "'t)
""'-
Q:)
--.:t cci
с)
;::!
Q::c::5
I..J
tx:) "<
--.:t
сЗсс
<;:::)С::)
b
+
I
""
I
c:::r
.....
r--... <::
Q:::
"Ot--.....
C:::::
lr)
Q::: х
J3cc ""'- ...
Lr) ""'-
C::5
Cj \? ...
Q:::
c:::r
..t::)
"",-"С
Q:::rv)
сс
x C;;:t
t:::1
<'\.J
t"'\j
, I (
46
...с:::
th
CI.J
ct:"'i
с::)
"\:)
lt)
........
r---.
lt)C:;)
'-.J .
t'-.,tj
La :t:1V)
'с
<'\I I:::J)
б C\J
CI.J
с)
s
а..
се
r---. ........
co
t::::[
с;::)
:::f3
х
tr::J
C:;)
""1C:;)
'"
+
..t::"l
с)....
t'-., It:::t
(
6
........
:::t:
с:;,
47
Напряжение И ДБ В сумме с напряжениями на эмиттерных переходах транзисторов
V23, V24 есть падение напряжения на реrулирующем элементе.
Максимальный ток коллектора управляющеrо транзистора V21 равен
И ДБ 1 20
R13 :::$ 51 ,;: мА.
Максимальное напряжение на коллекторе этоrо транзистора близко к выходному
(около 30 В). Таким образом, мощность, рассеиваемая транзистором V21, дo
стиrает 20 мАх30 В= 600 м8т этим И объясняется выбор для V21 мощноrо транзи
стора.
Блок питания смонтирован на металлическом ШdССИ размерами 295х90х40 мм.
Транзисторы V12, V13 и V23, V24 установлены на двух радиаторах с площадью поверх
насти 300 и 200 см 2 соответственно. Радиаторы изолированы слюдяными проклад"
ками. Транзистор V21 и диоды V2 V5 и V19 изолированы такими же прокладками.
Трансформатор Тl собран на ленточном маrнитопроводе сечением 9,6 см 2 из
стали ЭЗ10. Сетевая обмотка содержит 720 витков провода ПЭВ..1 0,57, обмотка J/
11 О витков провода ПЭВ..1 1,35, а 111 ....... 85 витков провода ПЭВ..1 О, 1. Дроссель L 1
намотан на маrнитопроводе Ш22х22 (с зазором 0,5 мм) проводом ПЭВ..1 1,5 до
заполнения каркаса.
Транзисторы П21 од в блоке можно заменить на rтa06 (если ток наrрузки не пре..
вышает 5 д, то на П217) с любым буквенным индексом. Вместо транзисторов П214В
можно использовать любые из серий П214 П217, вместо П307 КТ608А или
КТ608Б. Резистор R25........ ПП3, конденсаторы С1, СВ, С12, С13 К50..6 (либо ЭТО,
К53-1 ).
Для измерения тока и напряжения в блоке использованы приборы М4200 (ток
полноrо отклонения стрелки амперметра 5 А).
Налаживание блока начинают с ключевоrо стабилизатора. Сначала устанавлива..
ют пороrовые напряжения срабатывания триrrера Шмипа. Для этоrо, не подключая
к блоку наrрузку, отпаивают точку соединения резисторов R12 и R1З от цепи база
транзистора v2з...... коллектор транзистора V21 и к этой точке подключают источник
напряжения, реrулируемоrо в пределах 0...3 В, которое контролируют авометром.
Подбирая резисторы R9 и Rl0, устанавливают пороrи выключения и включения триr..
repa соответственно. Момент срабатывания триrrера можно фиксировать, измеряя
напряжение на диоде V19. После установки пороrов восстанавливают соединение
в точке Б.
Установив движок переменноrо резистора R25 примерно в среднее положение,
измеряют падение напряжения на реrулирующем элементе....... оно должно быть в пре..
делах 1,2...1,5 В. Подключают к выходу блока осциллоrраф и контролируют отсут..
ствие самовозбуждения как в момент включения блока, так и в установившемся pe
жиме при различных положениях движка резистора R25. Если обнаруживается склон
ность стабилизатора к самовозбуждению, подбирают более тщательно KOHдeHcaTO
ры C7 C9.
Далее устанавливают верхний предел BbIxoAHoro напряжения (30 В) при верхнем
по схеме положении движка резистора R25 подбором резистора R22. Подключив
наrрузочный резистор сопротивлением 6 Ом, мощностью около 150 Вт, измеряют
пульсации при максимальном токе наrрузки. Одновременно проверяют с помощью
осциллоrрафа форму напряжения на диоде V19. Она должна быть прямоуrольной,
что является одним из критериев отсутствия самовозбуждения Bcero стабилизато..
ра. Если форма отличается от прямоуrольной и имеет множество хаотических всплес
ков, указывающих на наличие самовозбуждения, то основные параметры стабилиза
тора будут занижены и при токах наrрузки свыше 3 А станет сильно наrреваться
транзистор V12. Поэтому очень важен правильный подбор конденсаторов С 1 О и С 11
при больших токах наrрузки, а также конденсаторов C7 C9.
48
Следует иметь в виду, что для нормальной работы стабилизатора минимальное
входное напряжение (на конденсаторе С2) при максимальном токе наrрузки не дол
жно быть менее 37 В. Если трансформатор питания Т1 и выпрямитель не удовлетво"
ряют этому требованию, малый уровень пульсации получить не удастся (причины
этоrо хорошо показаны в статье Ю. Федорова «Буферный каскад в стабилизаторе
постоянноrо напряжения». «Радио», 1978, NQ 1, с. 42, рис. 1,6).
Налаживание заканчивают установкой тока срабатывания защитноrо устройства
подстроечным резистором А26.
Журнал «Радио», 1978, NQ 7, с. 56
r. КУДИНQВ, r.САВЧУК
ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Разработка и конструирование источников постоянноrо напряжения с pe
rулируемым в широких пределах выходным напряжением связана с рядом трудно..
стей. кпд компенсационных стабилизаторов при малом выходном напряжении ока..
зывается очень низким, так как на реrулирующем элементе рассеивается значитель..
ная мощность. Это не позволяет, используя распространенную элементную базу,
создать экономичные реrулируемые блоки питания с током наrрузки 1 А и более.
Для облеrчения режима реryлирующих транзисторов иноrда применяют TpaHC
форматоры с секционированной вторичной обмоткой. Однако такой путь заставляет
отказаться от плавноrо реrулирования BbIxOAHoro напряжения в широких пределах и
разбивать интервал на отдельные участки.
Резко повысить КПД стабилизаторов возможно путем использования ключевоrо
режима реrулирующеrо элемента. Правда, этому виду стабилизаторов присущи зна..
чительные пульсации BbIxoAHoro напряжения и высокий уровень собственных помех,
подавление которых сопряжено с усложнением схемы и конструкции блока.
Компромиссным решением может служить комбинированный блок питания, со..
ставленный из ключевоrо предварительноrо стабилизатора и BbIxoAHoro парамет...
рическоrо или компенсационноrо. Одним из примеров TaKoro решения может слу
жить блок питания, описанный в предыдущей статье В. Муша. Блок удачно сочетает
высокий кпд следящеrо ключевоrо стабилизатора и низкий уровень пульсаций вы..
xOAHoro напряжения, обеспечиваемый компенсационным стабилизатором. Однако
для этоrо блока необходим rромоздкий и тяжелый дроссель. Кроме Toro, для на..
дежной работы ключевоrо элемента предварительноrо стабилизатора необходимо
обеспечить насыщение ero транзисторов при большом токе коллектора, что требует
значительноrо усиления управляющеrо сиrнала, а это отрицательно сказывается на
суммарном значении КПД устройства.
Ниже описан вариант блока питания с плавной реrУJlИРОВКОЙ BbIxoAHoro напряже..
ния в широких пределах, обладающий высоким КПД и сравнительно малыми rабари..
тами и массой.
Основные характеристики
Выходное напряжение при токе наrрузки до 1 А (плавн я реrулировка), В ..... ......
Выходное сопротивление, Ом, не более. . . . . . . . . .. ..............................
Напряжение пульсаций, мВ, не более .... . . . . . . . . . . . .. ..... ...............
Коэффициент стабилизации при напряжении в сети
в диапазоне 200...250 В , . , . . . , . , . . , . . . . . . . . . . . , . . . . . .. ......,........
Суммарные потери на реrулирующих и выпрямительных элементах
при токе наrрузки 1 А, Вт, не более
О.. .24
0,1
20
320
7
49
Устройство (см. схему) состоит из двух частей предварительноrо ключевоrо еле-
дящеrо стабилизатора на тринисторе VS1, транзисторах VТl--- VТЗ, VТ8 и оптро"
нах U 1, И2 и простейшеrо непрерывноrо на транзисторах VТ 4 VТ7.
Ключевой стабилизатор работает следующим образом. При включении блока че..
рез диод VD2 заряжается конденсатор СЗ, и вступает в работу управляющий элемент
ключевоrо стабилизатора и источник образцовоrо напряжения. Конденсатор С5 через
резисторы R8, R9 заряжается до пороrа включения однопереходноrо транзистора
vrз, на котором собран reHepaTOp импульсов. Импульсы тока, протекая через света..
диод оптрона Иl, открывают фотодинистор оптрона и вслед за ним тринистор V51.
иl
АО':Jl0ЗВ [1,[222ООмк х 4ОВ
[] 200мк х5ОВ
VSl
КУ2D28 а
VDl
КЦ402Д
VDЗ КД105Б
Ь
[З + t R5*
r R1 R8 R1D r
'/ 1к ЗЗDк 5,1к
1Ок
[2
r R6* R9
HL1 VT2 Зк 51к
[I1Н9...6D КТ6DJБ
VТЗ
VT1 КТ117Б
к ТЗ15Б
R2 r [4
2Ок 5DDмк х
х168
с
d
Для нормальной работы ключевоrо стабилизатора reHepaTop импульсов не..
обходимо синхронизировать с частотой сети. Эту функцию выполняет узел на TpaH
зисторах VТ1, VТ2 и диоде VD2. Коrда MrHoBeHHoe значение напряжения на вторич
ной обмотке 11 трансформатора равно нулю, диод VD2 и транзистор VТl закрыты,
а VТ2 открыт током, протекающим через резистор RЗ. Конденсатор CS через тран"
зистор VТ2 разряжен практически до нуля и rOTOB для Qчередноrо цикла работы.
При увеличении напряжения на выходе моста открывается транзистор VТ1, зак"
рывается VТ2, открывается диод VD2 и начинается зарядка конденсатора CS. Посто
янная времени цепи R8R9C5 выбрана такой, чтобы при отсутствии оrраничений за..
рядноrо тока конденсатора С5 ОДнопереходный транзистор VТЗ открывался через
50
3,5...4,5 мс после перехода ceTeBoro напряжения через нуль, т. е. тринистор VS1
должен открыться несколько раньше, чем напряжение на обмотке I/трансформатора
достиrнет амплитудноrо значения. При этом конденсаторы Сl и С2 будут заряжены
до максимально возможноrо напряжения.
Управляющий сиrнал обратной связи ключевоrо стабилизатора снят непо..
средственно с выходных зажимов блока. На эмиттере транзистора VТ8 напряжение
почти равно выходному, и к цепи сравнения VD3R5R6C4U2 приложено падение на...
пряжения на реrулирующем элементе HenpepbIBHoro стабилизатора. При увеличе
нии падения напряжения сверх установленноrо увеличивается ток через транзис"
VDB КД2D28
а
[720йнк х 258 +
ь
VD4
КД1D5Б
VD5 R2D 2к R21
1к
КД1D5Б VT7
КТ6D8Б
VT4 ClJ
rT4D2A t"t)
:::J"&
+ (\,)
t:1
R16 [7 ::t:
7,5к
HL2
[MH9 60
R18
VS2 lDD
КУ1DЗА
VT8
КТ209М
r
d [6 10мкх68 VD6 К[524А
тор VТ8 и светодиод оптрона U2. Это приводит К увеличению тока коллектора состав..
Horo фототранзистора оптрона U2 и уменьшению скорости изменения напряжения
на конденсаторе С5 в каждом цикле, т. е. транзистор VТЗ и тринистор V51 будyr
открываться позже при меньшем напряжении на выходе выпрямителя VD1. Вслед"
ствие этоrо напряжение на конденсаторах Сl и С2 уменьшится, приближаясь
к установленному значению.
При очень большом падении напряжения на реrулирующем элементе не...
прерывноrо стабилизатора ток через светодиод оптрона U2становится достаточным
для Toro, чтобы включения транзистора vrз, а значит, и тринистора VS1 не происхо..
дило, при этом конденсаторы С1 и С2 разряжаются до тех пор, пока напряжение,
51
приложенное к узлу сравнения, не станет снова paSHllM установленному, и не начнет
работать транзистор VТЗ. Напряжение сравнения, зависящее от коэффициента
передачи оптрона U2, можно реryлировать изменеНv1ем как тока светодиода (под
боркой резисторов R5, R6), так и коэффициента передачи оптрона (резистором R7).
Конденсатор С4 сrлаживает пульсации напряжения на светодиоде оптрона И2 и
способствует устойчивости работы узла сравнения. Если емкость этоrо конденсато..
ра недостаточна, возможны сбои в работе тринистора VSl (пропуски полуволн). При
этом уменьшение напряжения на конденсаторах С1 и С2 к концу второй пропущен..
ной полуволны может оказаться столь значительным, что нарушит работу ком..
пенсационноrо стабилизатора. В нормальном режиме напряжение на конденсато..
рах С1 и С2 должно на 47..5 В превышать выходное напряжение блока. Диод VDЗ
защищает светодиод оптрона от случайноrо обратноrо напряжения.
Непрерывный стабилизатор содержит усилитель тока на составном транзис"
торе VТ5, VТб, узел сравнения на транзисторе VТ7 и reHepaTop образцовоrо напря
жения, состоящий из источника стабильноrо тока на транзисторе VТ4 и стабилитро"
на VDб. Общий коэффициент усиления по току транзисторов VТ5...VТ7 находится
в пределах 10000...100000 в зависимости от их коэффициента передачи тока. Цепь
VD4VD5R16 определяет режим базовой цепи транзистора VТ4, а ero, коллекторный
ток зависит от сопротивления резистора R 12. Ток, протекающий через резистор R 17,
значительно превышает входной ток транзистора VТ7, поэтому управляющее напря..
жение на ero базе мало изменяется при изменении базовоrо тока, что обеспечивает
хорошие наrрузочные характеристики стабилизатора.
Выходное и управляющее напряжения сравнивает транзистор VТ7. Ero коллек
торный ток зависит от разности напряжений на эмиттере (выходное напряжение) и
базе (управляющее). Составной транзистор VТ5, VТ6 служит усилителем тока. Умень"
шению влияния начальноrо коллекторноrо тока транзисторов VТ5 и VТб способству"
ют резисторы R19, R20 и диод VDB.
Диод VD7 защищает эмиперный переход транзистора VТ7 в том случае, KorAa
движок nepeMeHHoro резистора R17 быстро перемещают вниз по схеме. При этом
остаточное напряжение на конденсаторе С7 и емкости наrрузки будет приложено
к эмиттерному переходу транзистора. Если этот транзистор сплавной, допускающий
обратное напряжение на эмиттере большее или равное напряжению на конденсата...
рах С1 и С2, то диод VD7можно изъять. Для предотвращения выоранияя резистивной
дорожки переменноrо резистора R17 в цепь движка включен резистор R1B, оrрани"
чивающий ток разрядки конденсатора С7 и емкости наrрузки.
Блок питания оснащен системой защиты от KopoTKoro замыкания, выполненной
по традиционной схеме на тринисторе VS2 и токоизмерительном резисторе R15.
Управляющий переход тринистора шунтирован конденсатором С6, который вместе
с резистором R14 исключает срабатывание системы защиты при кратковременных
импульсных переrрузках. Постоянная времени цепи C6R14 около 10 мс.
Лампа накаливания HL2 подсвечивает транспарант «Переrрузка». При срабаты"
вании системы защиты лампа включается, при этом падение напряжения на резис
торе R12 (около 48) приводит К закрыванию транзистора VТ4 и уменьшению до нуля
образцовоrо напряжения; непрерывный стабилизатор закрывается, а напряжение
на выходе ключевоrо уменьшается до 4...5 В. Для возвращения устройства в рабочий
режим после снятия переrрузки надо кратковременно нажать на кнопку 581.
Резистор R21 разряжает конденсатор С7, а также предотвращает увеличение
напряжения на нем из..за обратноrо тока коллектора транзисторов VТ5 и VТ6 в OTCYТ
ствие наrрузки. Для этой же цели светодиод оптрона U2 включен через транзис
тор \/Тв. Непосредственное включение цепи обратной связи, через которую проте
кает ТОК 1...2 мА, к выходу непрерывноrо стабилизатора привело бы к недопустимо"
му увеличению выходноrо напряжения в случае снятия наrрузки (почти на 2 В). При
наличии транзистора VТ8 это увеличение РрВНО 50...100 мВ.
52
Блок питания собран на коробчатом шасси издt6ралюминия, служащем одновре",
менно теплоотводом для транзистора VТ5. Транзистор электрически изолирован от
шасси слюдяной прокладкой. Трансформатор Тl переделан из TC..40 6: удалены все
обмотки, кроме сетевой, а на их место намотаны обмотка 11, содержащая 165 витков
провода ПЭВ..1 0,7, и обмотка 111 из 35 витков провода ПЭВ 1 0,31. Можно использо",
вать любой друrой трансформатор, обеспечивающий на вторичной обмотке напря
жение не менее 24 8 при токе 1 А.
Конденсаторы С1 и С2 работают в условиях больших импульсов тока и поэтому
следует остановить выбор на K50 31 или им подобных. В крайнем случае, возможно
применение конденсаторов K50 6 (2000 мк х 50 В). Конденсаторы С3 , С4, С6 и С7
K50 6. Резистор R15......... проволочный., изrотовлен из KOHcTaHTaHoBoro провода диа..
метром 0,7 мм, R17 СП3 4. Конденсатор С5 МБМ (или К42П2 с ТКЕ не хуже, чем
Н30). Лампы можно использовать и Д-руrие на то же напряжение, только для HL2 ток
не должен превышать 60 мА.
Транзистор VТl можно заменить любым из серий КТ301, КТ312, МП101, МП102,
МП10З, КТ201; VТ2 на КТ603Д, возможно применение КТ315, КТ342, КТ3117также
с любыми буквенными индексами. Вместо транзистора КТ1176 можно применить
любой из этой серии. Транзистор rт402A (VТ4) может быть заменен на МП 14А, МП20А,
МП25А, МП40А, rT403A; возможна замена на кремниевые МП114А, KT208r, KT209r:
но в этом случае сопротивление резистора R12 должно быть 51...62 Ом. Вместо
КТ608Б можно использовать КТ6036, KT342r: КТ815А и КТ3117А. Транзистор rт402A
в составном транзисторе может быть заменен на rT 403А, КТ814А, КТ933А, а П21 б6
на П213А, П217А, П4А, КТ816А и КТ818БМ. Вместо КТ209М подойдут КТ208М или
КТ20ЗА с коэффициентом передачи тока не менее 60.
Тринистор КУ202В можно заменить на KY201r: Д238Е, а КУ103А на любой из
этой серии, а также КУ1 О 1 А, но при этом следует учесть, что ПОДОЙДУ1 только такие, у
которых напряжение включения не более 1 В, и до подборки резистора R15 следует
заменить резистор R14 на друrой, сопротивлением 100 Ом. Диод КД202В можно
заменить на КД213А или более мощный, а при использовании кремниевых транзис
торов в реrулирующем элементе ero можно исключить. Вместо диодов КД 1 056 мож
но применить Д226Б, КД 1 06А, КД 1 ОЗА, а в цепи базы транзистора VТ4 Moryт быть
использованы диоды КД503А, Д219А, Д220, Д223.
Оптрон U1 допустимо заменить импульсным трансформатором МИТ 10 или ему
подобным, или же самодельным, намотанным на кольцевом маrнитопроводе rИПО
размера К20х12х6 из феррита 2000НН или 1000НН. Обе обмотки одинаковы и COCTO
ят из 75 витков ПрО80да ПЭЛШО 0,15. одну обмотку включают вместо резистора R 11,
друrую вместо резистора R4. Начала обмоток подключают к базе 1 транзисто"
ра VТЗ и управляюще'му электроду тринистора V51 соответственно. r
Налаживание блока питания начинают с проверки работы транзистора VТ 4. Паде..
ние напряжения на" цепи диодов VD4, VD5 должно быть в пределах 1, 1...1 ,4 В, а ток
коллектора транзистора VТ4 устанавливают на уровне 10.. .15 мА подборкой резис..
тора R 12. При нажатии на кнопку 581 ток коллектора транзистора VТ4 и напряжение
на резисторе А17 должны уменьшиться до нуля и должна включиться лампа HL2.
Если ток не уменьшается, необходимо заменить транзистор VТ4 на друrой, с боль
шим допустимым напряжением коллекторноrо перехода. Затем подключают к KOH
денсатору С5 осциллоrраф, ero развертку синхронизируют с сетью. На экране долж..
на быть нарастающая «пила» со спадами в моменты открывания транзистора VТЗ.
При замкнутых выводах светодиода оптрона U2 первое открывание транзистора VТЗ
должно происходить через 3,5...4,5 мс после перехода ceTeBoro напряжения через
нуль. Момент открывания транзистора VТЗ устанавливают'подстроечным резисто..
ром R8. Так как транзистор оптрона U2 при этом не шунтирует конденсатор С5, час..
тота пилообразноrо напряжения такова, что на экране можrtо наблюдать повторные
открывания транзистора VТЗ за полупериод напряжения сети.
53
При размыкании выводов светодиода оптрона U2 частота пилообразноrо напря
жения резко уменьшается, rенерация импульсов приостанавливается до момента
достижения заданноrо напряжения между плюсовой обкладкой конденсаторов Сl,
С2 и выходным плюсовым выводом блока питания. Это напряжение следуетустано..
вить на уровне 4...5 В подстроечным резистором R7. Оно должно сохраняться при
изменении как выходноrо напряжения, так и тока наrрузки. При отсутствии наrрузки
время установления может достиrать нескольких секунд.
После этоrо осциллоrраф подключают к плюсовой обкладке конденсаторов С1 и
С2, блок питания наrружают соединенными последовательно резистором сопротив"
лением в несколько ом и амперметром со шкалой на 1...3 А. Плавно увеличивая
выходное напряжение и контролируя пилообразное напряжение на конденсато..
рах С 1, С2, доводят ток наrрузки до 1 А. Во всем интервале тока наrрузки не должно
быть пропусков периодов пилообразноrо напряжения, кроме случая, коrда резко
уменьшают выходное напряжение или ток наrрузки.
Если в стационарном режиме работа ключа на тринисторе VS1 неустойчива, He
обходимо заменить резисторы R5 , R6 на друrие, большеrо сопротивления, oTpery
лировав затем заново напряжение ключевоrо стабилизатора, или заменить конден"
сатор С4 на друrой, большей емкости.
Ток срабатывания системы защиты на уровне 1 , 1...1 ,2 А устанавливают подборкой
сопротивления резистора R15 (уменьшение сопротивления приводит к увеличению
тока срабатывания). При этом используют ту же цепь наrрузки из амперметра и
резистора.
В заключение проверяют работу блока питания в целом: измеряют плавность
реrулировки выходноrо напряжения в пределах от О до 24 В, суммарный сквозной
ток закрытоrо реryлирующеrо элемента HenpepbIBHoro стабилизатора, ero выходное
сопротивление и уровень пульсации на выходе. Сквозной ток измеряют при нулевом
выходном напряжении подключением м ллиамперметра к выходным зажимам бло..
ка. Ток не должен превышать 250 мкА (он определяется, в основном, обратным током
коллектора транзистора VТ5).
Суммарные потери описанноrо блока питания мало зависят от выходноrо напря..
жения и достиrают 6...7 Вт лишь при максимальном токе наrрузки.
Ток наrрузки стабилизатора можно без особых затрат увеличить до 3...5 А. ДЛЯ
зтоrо в реrулирующем элементе необходимо транзистор П216Б заменить на П701 А,
П210А, КТ818А, rт806A, rт813A и установить ero на теплоотвод площадью 500 см 2 ,
а rт 402А....... на КТ814Б; диод КД2028 ....... на Д242А, Д23 1 А" КД206А (ero следует устано..
вить на теплоотвод площадью 100 см 2 ). Диодный мост VDl надо заменить четырьмя
диодами КД2028 или КД206А, смонтировав их на теплоотводе площадью 200 см 2 ,
а тринистор КУ2028 снабдить теплоотводом площадью 100 см 2 . Емкость конденсата..
ров Сl и С2 потребуется увеличить до 10000 мкФ, а сопротивление резистора R15
уменьшить до 0,1.. .0, 15 Ом при соответствующем увеличении диаметра провода.
Транзисторы для реrулирующеrо элемента надо подобрать с коэффициентом пере..
дачи тока не менее 40. Трансформатор Тl должен иметь мощность не менее 100 Вт.
Журнал «Радио», 1986, NQ 5, С. 24
ю. СЕРОКЛИН
ДВУПОЛЯРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Описываемое устройство представляет собой мощный низковольтный двуполяр
ный источник питания разнообразных устройств, собранных на транзисторах и
микросхемах.
54
Технические характеристики
Выходное напряжение каждоrо плеча, В ...,.,...",..."...,........ "..".... 0,7...5,5
Максимальный ток наrрузки, А . . . . . . . . . . . . . . " .....,..,.. ,. . . . . . . , . . . . . . . , . 2,5
Коэффициент стабилизации .. . . , , . . . , . . . . . . , , , . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . 1200
Выходное сопротивление, Ом
при токе наrрузки 0,5 А .........,.......... .............,.........,....... 0,01
притоке наrрузки 2,5А ...........,......,...,...........,..,..,........... 0,016
Двойная амплитуда пульсации выходноrо напряжения при токе
наrрузки 2,5 А, мВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . 2
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке. Оно состоит из вып"
рямителя и двух взаимозависимых компенсационных стабилизаторов напряжения,
выполненных по последовательной схеме. Одним стабилизатором управляет, как и
обычно, сиrнал с узла сравнения выходноrо и образцовоrо напряжений, а для
управления друrим стабилизатором используется сумма выходных напряжений ста..
билизаторов. Подобное схемное решение позволяет использовать для обоих стаби
лизаторов лишь один источник образцовоrо напряжения, а также синхронно изме..
нять напряжение на выходе стабилизаторов при помощи одноrо nepeMeHHoro рези..
стора. Реrулирующие элементы обоих стабилизаторов собраны на составном тран"
зисторе (VllV12, V13V14). Усилители напряжения обратной связи выполнены на
операционных усилителях (А 1, А2). Источником образцовоrо напряжения для Bepx
Hero по схеме плеча устройства служит параметрический стабилизатор на стабилит..
роне V4 с последовательно включенным токостабилизирующим элементом на поле..
вом транзисторе V3. ДЛЯ повышения стабильности источника образцовоrо на..
пряжения он питается от параметрическоrо стабилизатора R1V2.
Источником образцовоrо напряжения ДЛЯ нижнеrо плеча является выходное на..
пряжение BepxHero плеча стабилизатора. Оно сравнивается с выходным напряжением
нижнеrо плеча на резистивном делителе напряжения R12R1ЗR14 и в виде разности
абсолютных значений поступает на инвертирующий вход (вывод 9) операционноrо
усилителя А2. Усиленный разностный сиrнал поступает на реrулирующий эле..
мент V1ЗV14, изменяя соответствующим образом ero внутреннее сопротивление.
Выходные напряжения обоих плеч пропорциональны сопротивлениям плеч дели..
теля (R12R1ЗR14). Таким образом, изменяя соотношение сопротивлений плеч дели
теля, на выходе стабилизатора можно получить равные по значению и противопо"
ложные по знаку напряжения.
Для ПОВвlшения температурной стабильности rерманиевоrо транзистора V12 ero
эмиперный переход зашунтирован резистором R7. Резистор R6 обеспечивает нор..
мальную работу стабилизатора при отключении наrрузки. Дроссель L 1 позволяет
уменьшить мощность рассеивания переменной составляющей BxoAHoro напряже..
ния (с выпрямителя на диодах v7 Vl О) на реrулирующих элементах стабилизатора.
Указанные в начале статьи технические характеристики стабилизатора получены
при использовании микросхем с коэффициентом усиления 1 О 000 (при разомкнутой
цепи обратной связи) и транзисторов со статическим коэффициентом передачи тока
около 50.
Трансформатор Т1 намотан на маrнитопроводе Ш28х42. Обмотка I содержит
900 витков провода ПЭВ..1 0,35, обмотка "а 8 витков ПЭВ 1 0,15, обмотка 1/6 и I/В.....
по 50 витков ПЭВ 1 1,0. Дроссель L 1 намотан на маrнитопроводе Ш16х40 без зазо..
ра. На каркас наматывают 150 витков в два провода ПЭВ..1 1,0 без изоляционных
прокладок и включают получившиеся обмотки соrласно схеме.
Налаживание стабилизатора начинают с подбuра полевоrо транзистора так, что..
бы ток стабилизации был в пределах 4,5.. .5,5 мА. Для этоrо у транзистора замыкают
выводы затвора и истока и включают ero в последовательную цепь с миллиампермет
ром со шкалой на 10 мА и источником тока напряжением 10...12 В. Прибор покажет
ток стабилизации этоrо транзистора.
55
a>lff1dz ОН >1
).(:
r---...t:Q:)
lr))( +
:::r
1<::>
а
)(
с:о .
lt1)(
+
+
Ct:to.-)
o-
Q::
Q::
Ct:
t::)
'СС;:)
Ct:
3;:
lr)C;:)
t '-.':t- Ct:
h..
L....
t::::r
n
+
со
t:;:) t::::t
tJ
о
.......
)(
с()
t::::r """"- 1::
-....J t::::I
't'oo. t::::I
Q:: '-.':t-
't'oo.
.Н Н t:1
I..C l:1
'с
, l.J
.......
"t-o..
h..... m
(
l...J
l.C ;;
.......
'-.':t-
'-.':t-
Q:: .......
-q:
""'"
.......
(:::)
....... 'с
Q:::lr)
56
Затем устанавливают резистором R3 необходимое напряжение на выходе верх..
Hero по схеме плеча стабилизатора. Если напряжение на выходе будет менее необ..
ходимоrо, нужно подобрать резистор R9. Выходное напряжение нижнеrо плеча
устанавливают резистором R 12.
Журнал «РадИО», 1978, N9 12, С. 56
ВgОРДИНАРЦЕВ
источник ПИТАНИЯ НА К142ЕН3
Микросхемы К142ЕН3, К142ЕН4 позволяют заметно упростить конструкцию бло..
ков питания, улучшить их качественные характеристики, повысить надежность,
уменьшить rабариты. Кроме Toro) эти микросхемы обеспечив ют эффективную за
щиту блока от переrрузок и коротких замыканий в. цепи наrрузки и позволяют вне...
шним управляющим сиrналом дистанционно включать и выключать стабилизатор.
На рисунке показана принципиальная схема одноrо из вариантов блока питания,
собранноrо на микросхеме К142ЕН3 (А 1).
Выходное напряжение можно изменять в трех поддиапазонах (4...1 О В, 10...15 В,
15...20 В) с перекрытием около 0,25 В. В блоке питания предусмотрена защита от
переrрузок и коротких замыканий в цепи наrрузки.
Блок собран по классической схеме последовательноrо компенсационноrо ста..
билизатора напряжения. Реrулирующий элемент....... транзистор Vб. Микросхема А 1
выполняет функцию управляющеrо элемента. Напряжение обратной связи снимает..
ся с делителя напряжения R 11 ... FJ 15. Устройство защиты С9брано на тринисторе V8
и транзисторе V7. Датчиком тока служит резистор АВ. Стабилизатор и устройство
защиты питаются от отдельных источников (обмотки 11 и 111 ceTeBoro трансформато-
ра Тl и диодные выпрямительные мосты V1 ... V4 V5 соответственно).
Для Toro чтобы на реrулирующем элементе не рассеивать слишком большую теп-
ловую мощность, в стабилизаторе предусмотреНQ дискретное переключение выво..
дов обмотки 11 трансформатора секцией 52. 1 переключателя 82. Одновременно пе...
реключаются и резисторы делителя цепи обратной связи (секция 52.2). На каЖДОМ
из nодциапазонов напряжение устанавливают nepeMeHHbIM резистором R15. ДЛЯ
контроля тока наrрузки и выходноrо нзпряжения В блоке имеются амперметр РА 1 и
вольтметр Ри2.
Устройство защиты от переrрузок и коротких замыканий построено по принципу
«защелки» И работает следующим образом. При токе наrрузки, превышающем мак..
симальный, падение напряжения на резисторе R8 становится достаточным для от...
крывания транзистора V7 J В результате чеrо через оrраничительный резистор R 1 О на
управляющий ВЫВОД тринистора V8 поступает открывающий ток. Как только Тринис....
тор откроется, часть тока с резистивноrо делителя напряжения R4R6 подается через
оrраничительный резистор RЗ на вывод 6 микросхемы А 1 J что ПрИВQДИТ к срабатыва...
нию ее внутренней системы выключения и закрыванию реrулирующеrо транзисто
ра V6.
Чтобы перевести блок питания снова в рабочее состояние после устранения при..
чины, вызвавшей переrрузку, надо на короткое время выключить блок из сети тумб..
лерам 51. При этом конденсатор СЗ быстро разряжается через резистор R2, ток
через делитель R4Rб уменьшается до уровня, при котором тринистор V8 закрывает..
ся, после чеrо ток через вывод б микrосхемы А 1 прекращается, и реryлирующий
транзистор V6 снова открывается.
Для перевода блока в рабочее состояние после устранения переrрузки можно
в разрыв цепи анода тринистора V8 ВКJ1ючить кнопочный выключатель с нормально
57
замкнутыми контактами. Нажатием на эту кнопку можно будет переводить блок
в режим стабилизации без отключения от сети.
Микросхема допускает управление работой блока подачей внеШ'неrо импульсноrо
управляющеrо напряжения U выкл (например, сиrнала положительной полярности с
лоrических микросхем) относительно общеrо провода блока. При этом реrулирую..
щий транзистор закрывается фронтом импульса U выкл и снова открывается спадом
этоrо импульса. Импульсное напряжение подводят к соответствующему выводу бло
ка через оrраничительный резистор TaKoro сопротивления, чтобы импульс тока в цепи
управления удовлетворял условию 0,5 мА < 'У < 3 мА,
V6 КТ9D8Б
V1 V4
КД202А
а
51 'Вкл."
+ +
Нl [1 [2
ct) ИНС 1 1000мк х 1000мкх
t:::) х50В х50В
("-,j
<'-.1
С
R2 RЗ R6 d
? 20к 1,2к 200
V5 [] + V8
500мкх
А 1 К142ЕНЗ КЦ402Ж х25В R4 910 КУ101!
с целью уменьшения rабаритов блока питания в нем применены тороидальный
сетевой трансформатор и малоrабаритные стрелочные измерители. Маrнитопро
вод трансформатора Т1 набран из колец с наружным диаметром 90, а внутренним ........
50 мм, толщиной 0,4 мм, изrотовленных из трансформаторной стали. Толщина на..
бора 38...40 мм. Обмотка I содержит 1760 витков провода ПЭЛШО 0,32; 1/......177 витков
Пр080да ПЭВ 2 1,3 с отводами от 93 ro (10 В) и 1З5 rо (15 В) витков; 11/ ....... 70 витков
провода ПЭЛШО 0,27. Между сетевой и обмотками 11 и 111 проло ен экранирующий
слой из алюминиевой фольrи толщиной 0,03 мм, вывод от oToporo соединен с об..
щим проводом блока питания. Фольrу следует укладывать таким образом, чтобы не
возникло короткозамкнутоrо витка.
ОСНОВНЫ'е техничеСkие характеривтики
Пределы реrулироваНИR выходноrо напряжения, В ..... ,.....,..,.. , . , , . . , .. ... 4...20
Коэффициент стабилизации, не менее ......... .".....,.,.. ,., ,. .."..,.... 500
Максимальный выходной ток, А . , . , . . , . , . , ., ...., ".. ., ., .......... 3
Пороrовый ток устройств защиты, А ..,.,........,.."..,..., 3,6
Амплитуда пульсации выходноrо напряжении при максимальном
выходном токе, мВ, не более. .. . , . . . .. .......... 5
В блоке питания были использованы резисторы МЛТ: конденсаторы К50..6 и КМ.
Резистор R8 ....... проволочныи, изrотовлен из нихромовой проволоки диаметром
O, мм, сложенной вдвое. Ilеременный реЗИС10р R15 ....... СПЗ 9а. Тумблер 51 ....... МТ1;
переключатель 52 ....... ЗП3НПМ. Держатель предохранителя Fl ДПБ. В качестве
стрелочноrо измерителя тока наrрузки РА 1 использован амперметр М4203 с током
58
полноrо отклонения стрелки 5 А. ДЛЯ измерения выходноrо напряжения использован
микроамперметр М4206 (РU2) с током полноrо отклонения стрелки 200 мкА, ero
шкала проrрадуирована для измерения напряжения в пределах О.. .20 В. Вместо мик..
роамперметра М4206 можно использовать вольтметр М420З с пределами 0...30 В,
тоrда отпадет необходимость в резисторе R16.
Тринистор КУ1 01 r можно заменить любым из этой серии, а микросхему К 142ЕН3
на К142ЕН4. Вместо КД202А можно использовать диоды серии КД202 с буквенными
индексами В, Д, Ж, К, М, Диодную сборку КЦ402Ж можно заменить на любую из
этой серии. Вместо транзистора КТ203А можно применить 2Т20зr.
Q +
А
R11" 2,4к + +
РА1 "
R12" 3,3к QJ
"
f\')
R13" 360 v) ::::J1
Q..
" <\)
R14 470 с::з
:I:
"
R15
Ь lк
С
d '4...108' UfjЫКЛ
>
'10...158" 52
'Напряжение сруоа'
'15...208/1 R15
'Напряжение плаВно'
ДИОДЫ Vl V4 установлены на теплоотводящей дюралюминиевой планке разме
рами 60х16х6 мм, привинченной к металлической стенке блока, и изолированы от
нее слюдяными прокладками толщиной 0,05 мм. Транзистор V6 смонтирован на зад
ней дюралюминиевой стенке блока и изолирован от нее такой же прокладкой. Об..
щим npOBoA0ty.1 в блоке выбран минусовый вывод, но с таким же успехом им можеl
быть и плюсовой, в этом случае экран трансформатора переключают к плюсовому
выводу. На передней стенке размерами 1 39х65 мм установлены измерительные при
боры, тумблер 51, переключатель 521 выходные зажимы, держатель предохранителя
и индикаторная лампа Н 1 .
Детали блока скомпонованы очень плотно и помещены в металлический футляр
без отверстий для вентиляции.
Налаживание блока начинают с подборки резистора R8. Стабилизатор должен
отключаться при токе наrрузки в пределах 3...3,6 А. Затем к выходным зажимам
подключают цифровой вольтметр и подбирают резистор R16 так, чтобы показания
стрелочноrо индикатора блока и цифровоrо вольтметра совпадали. Точную установ..
ку rраниц подциапазонов реrулирования выходноrо напряжения и перекрытие со..
седних поддиапазонов устанавливают, подбирая резисторы Rl1...R1З. Номиналы
этих резисторов Moryт быть и друrими, однако необходимо, чтобы ток через дели..
тель был не менее 1,5 мА.
Блок можно существенно упростить, исключив из Hero диодный мост V5 , KOHдeH
сатор СЗ , резистор R2 и обмотку 111 ceTeBoro трансформатора и подключив левый, по
схеме, вывод резистора R4 к коллек ropy транзистора V6. Однако при этом необходи..
мо будет заменить резисторы R4 и R6 на друrие, более мощные (2 и 0,5 Вт соответ"
ственно). На освободившееся от СIIЯТЫХ деталей место целесообразно установить
59
еще один оксидный конденсатор 1000 мкФ х 50 В, включив ero параллельно конден"
саторам С 1-, С2.
Если есть необходимость, систему защиты блока можно леrко перевести в режим
оrраничения тока наrрузки. В этом случае блок упрощается еще более становятся
ненужными мост V5, обмотка 111, конденсатор С3, резисторы R2 R4, R6 и тринис"
тор V8. Нижний по схеме ВЫВОД резистора Rl0 нужно соединить с выводом 6 микро"
схемы А 1, а сам резистор при налаживании потребуется подобрать в преде...
лах 2,7...4,3 кОм так, чтобы ток в цепи управления УДОIaлетворял указанному выше
условию.
В заключение можно отметить, что в описанном блоке возможности микро"
схемы 142ЕНЗ реализованы далеко не полностью, так как она может обеспечить
интервал выходноr:о напряжения от 3,5 до 30 В. ДЛЯ увеличения выходноrо напряже
ния можно рекомендовать увеличить число подциапаЗОНОВДQ пяти (4...1 О 8,10...15 В,
15...20 В, 20...25 В; 25...30 В), увеличив соответственно число витков и выводов об..
мотки 11 трансформатора Т1 и число ступеней делителя напряжения обратной связи.
- -
Журнал ((Радио», 1982, N99, с. 56
М.МАРКОВСКИЙ
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БЛОКА ПИТАНИЯ НА К142ЕН3
Один из недостатков устройства, описанноrо в предыдущей статье В. Ординар
цева, заключается в том, что для перевода в рабочий режим после переrрузки ero
необходимо отключить от сети, а затем снова включить. Возникающий при этом
переходный процесс отрицатеЛЬНО'сказьtвается на надежности устройства. Кроме
Toro, при включении источника с короткозамкнутым выходом в сеть напряжение На
аноде тринистора V8 может не достиrнуть (из за переrрузки трансформатора Т1)
значения, при котором он открывается (напряжение на управляющем электроде три
нистора будет также мало). в результате узел защиты от переrрузок не сработает, и
через трансформатор Тl, диодный мост Vl V4 и транзистор V6 потечет значитель
ный ток, который может вывести названные элементы из строя. Наконец, удобству
работы с источником питания не способствует отсутствие в нем индикации пере
rрузки.
Избавиться от ,этих недостатков можно, применив в качестве «защелки» В узле
защиты от переrРУЗО1< не тринистор, а счетный триrrер. Элементы V5, С3, R2 R4 , R6
и обмотку II/трансформатора Т1 в этом случае исключают, а выпрямитель и стабили
затор напряжения оставляют без изменения.
Принципиальная схема HOBoro узла защиты от переrрузок и ero подключения к
источнику питания изображена на рисунке (нумерация вновь вводимых элементов
продолжает начатую на CX Me в упомянутой статье). Узел собран на микросхеме 001
и транзисторах VТ1 ) V7. Один из триrrеров микросхемы (001.1) использован в одно..
вибраторе (в Hero входят также элементы R18, С7, V01), друrой (001.2) в качестве
счетноrо триrrера «защелки». При включении устройства в сеть скачок напряже
ния на стабилитроне VD3, выделенный цепью C8R19, устанавливает триrrер 001.2
в нулевое состояние, поэтому транзистор VТ1 закрыт, стабилизатор на микросхе
ме К142ЕН3 (А 1) включен, и источник питания находится в рабочем реЖL;1ме.
При возрастании тока наrрузки сверх установлеН,ноrо предела падение Н Цlряже
ния на резисторе АВ становится достаточным для рткрывания транзистора V7. Это
приводит к увеличению напряжения на резисторе А7, которое через резистор Rl0
передается на вход_Sтриr ера ООl.2. В результате триrrер переключается в единич:-
ное состояние, транзистор VТl открывается и на вывод 6 микросхемы А 1 Ч,ер6З рези
60
стар R2З подается напряжение, вызывающее срабатывание ее внутренней системы
выключения, закрывающей реrулирующий транзистор V6. Одновременно включает-
ся светодиод HL 1, сиrнализируя о срабатывании узла защиты и снятии напряжения
с выхода устройства.
Для перевода источника питания в рабочий режим необходимо нажать на кноп..
ку 581. Импульс напряжения, выделенный дифференцирующей цепью R 17С6, пере..
водит триrrер ОО1. 1 в единичное состояние, конденсатор С7 заряжается через ре..
зистор R18, И при определенном (пороrовом) напряжении на нем триrrер DD1. 1
переключается в нулевое состояние, а конденсатор С7 разряжается через
диод VD1. В результате на прямом выходе триrrера DD1.1 формируется положи-
тельный импульс длительностью около 1 МС, ПО фронту KOToporo триrrер ОО 1.2 перек-
лючается в нулевое состояние. При этом транзистор VТl закрывается, светодиод HL 1
raCHeT, напряжение на выводе 6 микросхемы А 1 уменьшается почти до нуля и реryли..
рующий транзистор V6 открывается. Диод VD2 блокирует вход 5 триrrера ОО1.2 на
время действия импульса одновибратора, предотвращая тем самым срабатывание
счетноrо триrrера при скачке напряжения на выходе источника питания.
к V1 V4,[1,C2
R2U 7,6;-..
t R1D
1,5М
к 8ы8. 14DU 1
581 .Пуск [тап'
С8
4700
VDЗ КС7ЗЗА
[6
4700 ООl К176ТМ2
DD7.1
6 S ТТ 1
3 [ VD2
D КД509А
DD7.2
8 S ТТ
11 [
9 D
10 R
VTl
КТ315Б
}
,g
с)
I:C)
I:C)
R
2
[70,ОII1К R78 1ОDк
R19
10Dк
Если необходимо, ВЫХОДное напряжение источника снимают нажатием на ту же
кнопку 58 1. При этом на прямом выходе триrrера DD 1. 1 формируется импульс, кото-
рый устанавливает триrrер DD1.2 в единичное состояние, и далее все происходит
так же, как и при переrрузке, т. е. в конечном счете закрывается реrулирующий трен...
зистор V6 и зажиrается светодиод HL 1. Для переВQда устройства в режим стабили-
зации снова нажимают на кнопку 581.
61
Узел защиты от переrрузок питается от параметрическоrо стабилизатора на ста..
билитроне VDЗ и резисторе А20. Как показал опыт, при замыкании в наrрузке напря..
жение на выходе диодноrо моста Vl V4 падает до 4...5 В. Следовательно, узел за..
щиты работоспособен и при последующем включении источника с замкнутым выхо"
дом кнопкой 581. При этом переrрузка устройства, обусловленная блокировкой триr....
repa под действием импульса одновибратора, длится около 1 мс, что не ПрИ8QДИТ
к выходу из строя элементов блока питания.
Вместо К176ТМ2 в устройстве можно использовать микросхему К561ТМ2 или
К564ТМ2.
Правильно собранный узел защиты от переrрузок налаживания не требует.
Журнал «Радио», 1989, N!! 2, С. 60
r. rвоздицкий
источник ПИТАНИЯ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ
Это устройство, работающее от сети переменноrо тока, предназначается ДЛЯ
питания приборов и механизмов электрооборудования автомобиля, установленной
в нем радиоэлектронной аппаратуры 80 время проводимых ремонтных или профи..
лактических работ. Например, при noAroToBKe автомобиля к техосмотру, к дальнему
путешествию, для подзарядки аккумуляторной батареи, проверки системы зажиrа..
ния, контрольно"измерительных приборов и т. п. От Hero можно также питать пор..
тативную приемопередающую аппаратуру с выходной мощностью до 100 Вт, причем
круrлосуточно. Ток в наrрузке, подключенной к источнику, может достиrать 20 А при
напряжении пульсации около 1 В.
Но учтите: для запуска двиrателя автомобиля стартером этот источник питания
неприrоден.
Схема устройства приведена на рисунке. Обмотка с выводами 7 8, соединенные
последовательно обмотки с выводами 9....10' 11.....13' 14.....16 ceTeBoro трансформа..
тора Т1 и диоды VD1.... VD4 образуют двухполупериодный выпрямитель. Для умень"
Х1
+
FU1
5А
'"'" 2208
VT1
VT2
VT3
VD1 VD4
Д305
VD2
+188
17
2
DA 1
КР142ЕН5А
VT1 VТЗ
к ТfJ19Б
148
VD4
+
R1
300 8
[1
2DООООмк х
х20В
+105
VD5
К[21DБ
+ [2
1 ОООМК х158
SA1
'ВКЛ. '
VD6 КД1DЗА
[3
10мкх158
1111
HL 1 А/7ЗD7Б
'[етьХ2
62
шения BHyтpeHHero сопротивления выпрямителя диоды VD 11 VD2 и VDЗ, VD4 ero плеч
включены параллельно. Они к тому же rерманиевые, поэтому и падение напряжения
на них минимальное, что способствует уменьшению выделяемоrо ими тепла. Для
сrлаживания пульсаций выпрямленноrо напряжения применен оксидный KOHдeHca
тор С1 большой емкости...... 200 000 мкФ.
Резистор Rl и стабилитрон VD5 образуют параметрический стабилизатор посто..
янноrо напряжения 1 О В. Это напряжение, пульсации KOToporo дополнительно сrла..
живаются конденсатором С2, подается на вывод 8 микросхемноrо стабилизатора
КР142ЕН5А (DA 1) с фиксированным выходным напряжением 5 В. С выхода (вывод 2)
стабилизатора напряжение около 15 В поступает на базу эмиттерноrо повторителя,
составленноrо из трех, соединенных параллельно мощных транзисторов VТ1 vтз.
Вообще же, подбором стабилитрона VD5 с меньшим напряжением стабилизации
можно устанавливать на выходе источника напряжение от 8 до 12 В.
На диоде VD6 и конденсаторе СЗ собран однополупериодный выпрямитель пере..
MeHHoro напряжения ceTeBoro трансформатора (обмотки с выводами 14 16) кото..
рый питает светодиод HL 1 индикатор подключения устройства к сети. Резистор R2
оrраничивает ток, текущий через светодиод. В принципе, светодиодный индикатор
можно подключить к выходу OCHoBHoro выпрямителя, но TorAa из..за длительной раз..
рядки фильтрующеrо конденсатора С1 он будет еще некоторое время светиться
после размыкания контактов ceTeBoro выключателя.
Сетевой выключатель 5А 1, держатель плавкоrо предохранителя FUl, индика..
тор HL 1 и выходные rнезда..зажимы Х1 и Х2 находятся на лицевой панели корпуса,
а сетевой трансформатор Т1 и фильтрующий конденсатор С 1 укреплены на ero боко..
выхстенках. Конденсатор и охватывающая ero алюминиевая крепежная скоба пред"
варительно обернуты несколькими слоями лакоткани, предотвращающей деформа..
цию корпуса конденсатора. Задняя стенка корпуса...... ребристый теплоотвод разме..
рам и 21 Ох1 ЗОхЗ6 мм. На нем установлены выпрямительные диоды VD 1 VD4, микро"
схемный стабилизатор ОА 1 и транзисторы VТl vrз. Все эти элементы должны быть
изолированы от теплоотвода прокладками из листовой слюды. Остальные детали
источника смонтированы навесным методом на стойках BOKpyr микросхемы ОА 1.
Надо сказать, что мощность, рассеиваемая диодами и транзисторами, установ..
ленными на теплоотводе, незначительная, поэтому ero размеры Moryт быть меньше
в 2 З раза.
Сетевой трансформатор Т1 унифицированный ТН61 (<<Радио», 1981, NQ 7, с. 74).
Заменить ero можно трансформатором с двумя вторичными обмотками, каждая из
которых обеспечивает переменное напряжение 14... 16 В при токе наrрузки до 20 А.
Конденсатор С1 ...... оксидный K50 18 на номинальное напряжение 20 В. Надо иметь
в виду, что оксидные конденсаторы имеют значительный разброс номинальной ем...
кости и, кроме Toro, со временем уменьшают емкость. Поэтому в источнике питания
желательно использовать конденсатор возможно большей емкости выпуска по..
следних лет. Конденсатор С2 K50 6, СЗ ---- K53 1 А или любые друrие оксидные на
номинальное напряжение не менее 15 В.
Диоды Д305 (VD 1 VD4) можно заменить на Д302 или КД219А мощные с барье..
ром Шотки. Стабилитрон VD5...... КС210Б или Д814В. Сетевой выключатель 5А 1 ----
ПТ8 или любой друrой на переменное напряжение 220 В.
Монтаж токонесущих цепей источника питания выполняйте мноrожильным мед..
ным луженым проводом сечением 2,5... , мм 2 в шелковой или поливинилхлоридной
изоляции, например, марки мrшв.
Тщательно проверив правильность монтажа, к выходным rнездам зажимам источ
ника подключите эквивалент наrрузки сопротивлением 0,5... 1 Ом (проволочный ре..
зистор из нихрома диаметром 1 ... 1,5 мм), включите питание и тут же измерьте воль
тметром напряжения на выходе выпрямителя (на конденсаторе С1) и на выходе ис
точника. При максимальном токе наrрузv.и (около 20 А) напряжение на выходе вып"
63
рямителя снизится примерно до 16 В, а на выходе источника до 12 В, что будет
свидетельствовать о работоспособности устройства.
Может случиться, что при длительной работе источника ПОД наrрузкой один из
диодов OCHoBHoro выпрямителя будет наrреваться больше, чем три друrих. Это YKa
жет на то, что ero сопротивление в открытом состоянии больше, чем у друrих диодов
выпрямителя. Такой диод следует заменить.
Желаемую яркость свечения индикатора HL 1 устанавливайте подборкой резис
тора R2.
Описанный здесь источник питания повышенной мощности не имеет узла защиты
ОТ переrрузок. Поэтому, пользуясь им, избеrайте случайных замыканий ero BЫXOД
- ных rнезд зажимов или в цепях питания подключаемых к нему устройств.
В случае длительной эксплуатации источника при максимальном токе наrрузки
необходимо контролировать температуру ceTeBoro трансформатора она не долж
на превышать 60 ос.
Журнал «Радио», 1992, N94, с. 43
А.ВОЛКОВ
источник БЕСПЕРЕБойноrо ПИТАНИЯ
Для питания устройств цифровой и микропроцессорной техники, функционирую..
щих постоянно или длительное время, требуется бесперебойная подача питания,
например, в случае пропадания ceTeBoro напряжения. Примерами таких устройств
Moryт служить мноrофункциональные телефонные аппараты, системы охранной сиr
нализации, системы управления технолоrическими процессами, блоки памяти неко"
торых ЭВМ.
Структурная схема TaKoro источника питания изображена на рис. 1. На вход YCT
ройства подают напряжение И пит с внешнеrо ceTeBoro неста6илизированноrо ис
точника. В основном режиме работы, коrда присутствует И пит , выходное напряже..
ние U вых стабилизировано обычным стабилизатором. При пропадании напряжения
+ U пuт
Стабилизатор
+ иьых стай.
с)
tC)
QJ Е:
С,) l.J
::t '::::J
1't:)C,)
O;:t::l..
Q..E:
tJ l.J
:::J)
Компара тор
Таймер
Фильтр
+
lGBl
I
Рис 1
64
сети устройство электронным ключом переключается на автономный режим пита
ния от аккумуляторной батареи GB 1.
В основном режиме работы батарея автоматически подцерживается в заряжен..
ном состоянии. Контроль за степенью ее заряженности ведет компаратор, исходя из
характеристики зарядка разрядка аккумуляторов [Л]. Суть этой характеристики зак"
лючается в том, что степень заряженности можно определить по напряжению на
выводах аккумулятора (проверена мною экспериментально). Так, разница между
напряжением при ero разрядке на 10% составляет около 50 мВ.
Компаратор настроен на контроль напряжения, близкоrо к 100% зарядки, и пода
ет сиrнал, если это напряжение снижается. Фильтр предотвращает ложные срабаты
вания компаратора от помех. Сиr нал компаратора включает таймер, управляющий
зарядным устройством, которое представляет собой стабилизатор тока. При отсут..
ствии напряжения источника U пит работа таймера запрещена.
Аккумуляторная батарея подзаряжается «порциями», определяемыми временем
включенноrо состояния таймера, что исключает ее перезарядку. При напряжении
батареи, превышающем контролируемый уровень, компаратор выключается. По
окончании «порции» зарядки напряже..
ние батареи снижается, и если она за
ряжена не полностью, то снова сраба..
тывает компаратор.
При полностью заряженной аккуму"
ляторной батарее включение ее на под..
зарядку будет крайне редко лишь для
компенсации саморазрядки.
К недостаткам TaKoro способа под..
зарядки можно отнести сравнительно
медленное восстановление 100% запа..
са энерrии. Эмпирический rрафик вое..
становления приведен на рис. 2. Одна..
ко, как показывает практика, в реальных условиях эксплуатации такая скорость вое..
становления вполне достаточна, особенно если используется батарея с запасом
электроемкости, несколько превышающей необходимую.
А,%
/
V/
/,1/
.1
r
/
J
I
/
/
:::з
:::з
<\)
::r:
fТ)
..Q
::r:
QJ
с;)
о
36
12
24
t, час
Рис. 2
Основные технические характеристики
Напряжение источника питания Uпит. В ......................... .. . . . . . . 1 О... 12
Ток наrРУ3КИ J А ............ .,................................... ... .......... s1,5
Время автономной работы при /н= 1 ,5 А, ч ....................................... 6
Время перезарядки батареи при Т двт =6 ч, ч . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s48
Принципиальная схема предлаrаемоrо источника питания изображена на рис. 3.
Стабилизатор напряжения выполнен на микросхемном стабилизаторе ОА 1. Диод VD5
защищает эту микросхему от выхода из строя в отсутствии BxoAHoro напряжения И ПИТJ
а диод VD6 предотвращает прохождение напряжения с ее выхода на вход. Составной
транзистор VТЗVТ4, выполняющий функцию ключа, снижает потребление тока от ба..
тареи аккумуляторов (выбор rерманиевых транзисторов обусловлен более низким
падением напряжения на них в режиме насыщения). Ток базы определяется пара
метрами цепи VD7R7. Стабилитрон VD7 в этой цепи предотвращает полную разрядку
батареи и выхода ее из строя в случае лишком длительноrо отсутствия напряжения
источника питания. Цепь VDЗR5 задает обратное напряжение смещения на эмиттер..
ном переходе транзистора VТ4 в основном режиме работы, тем самым закрывая
ключ. Диод VD3 выполняет такую же функцию, что и диод VD5.
Компаратор выполнен на операционном усилителе ОА2 общеrо применения. Об..
разцовое напряжение на ero инвертируемом входе задают стабилитрон VD10 иди..
од VD9. Уровень образцовоrо напряж ния в небольших пределах реrулируют под
3-1150
65
+ 1 i
......
2
)( ...... со......
'.:t 2 ......
......
сс:) t---..
::4s t:;:) сс.)
сс) ......
......
сс) :Е
...... cs
х
......
L.t)
'о t:;:)
...... .......
Q:::
+
iE
<'-4
......
'.:t
...... I.4)
t---..
......
('1)
......., о
I s
Q..
I t---..
I '.:t
...... t:
l.f"\
......
......
'.:t '"
l.f"\ r-....
Q::...... '.:t
+
1<:)
t:J
В
у
Q:)
'о
......
+
I
::)
r
'"
C".J
Q::
+
66
r-..........
.......
k:
-..;t-
......
t:)
......
о..
строечным резистором R8. Стабилитрон VD11 на выходе ОУ иrрает роль преобразо-
вателя уровня.
Элементы ОО1.1, DD1.2, резистор R10 и конденсатор СЗобразуют фильтр помех.
Если выходной сиrнал компаратора по длительности не является помехой, то фильтр
формирует сиrнал низкоrо уровня, открывающий транзистор VТб, в режиме чеrо
заряжается конденсатор С4 таймера. Время разрешающеrо сиrнала таймера на вы..
ходе элемента DD1.4 близко к 6 мин (определяется как 0,7С4R1З). При отсутствии
напряжения U пит работа таймера запрещается низким уровнем на входе 8 элемен..
та DD1.З. Через эмиперный повторитель VТ7 разрешающий сиrн поступает на
вход через оrраничительный резистор R 15 и светодиод HL 1 , являющийся индикато-
ром зарядки аккумуляторной батареи.
Транзистор VТl ...... ключ в стабилизаторе тока. Сам же стабилизатор образуют
транзистор VТ2, диод VD2 и резисторы R2, RЗ. Подбором резистора RЗ устанавлива..
ют ток зарядки батареи ЭВ 1, соответствующий паспортному. В моем устройстве
батарея составлена из четырех никель"кадмиевыхаккумуляторов пкrК..111Д..У5 ем..
костью по 11 А.ч и током зарядки 1 , 1 А и обеспечивает напряжение, необходимое ДЛЯ
работы цифровых микросхем Вообще же можно применить практически любые дру-
rие никель"кадмиевые аккумуляторы, а также сходные по параметрам железно"ни"
келевые и серебряно-никелевые. Важно лишь, чтобы их электроемкость соответ"
ствовала току потребления наrрузки и обеспечивала не менее чем шестичасовой
автономный режим работы. Если емкость используемой аккумуляторной батареи не
превышает 1 А.ч при токе наrрузки до 300 мА, источник питания может быть выпал..
нен по «облеrченному» варианту (о чем будет сказано ниже).
Выключатель SA 1, отключающий ключ VТЗVТ4 от аккумуляторной батареи, совме-
щают с выключателем ceTeBoro напряжения. Источник же U пит должен обеспечивать
постоянное напряжение не менее 10 В при токе наrрузки 2,6 А. Стабитрон VD8orpa..
ничивает аварийные выбросы выходноrо стабилизированноrо напряжения. Диод VD4
и конденсатор С1 ...... фильтр источника питания компаратора.
Если при работе устройства в автономном режиме существует опасность возник..
новения коротких замыканий, то в Hero следует ввести транзистор VТ8 и токооrрани"
чительный резистор R1б, показанный на схеме штриховыми линиями.
Микросхема КР140УД708 (ОА2) заменима любым ОУ общеrо применения,
а КР142ЕН5В (DA 1) ...... на КР142ЕН5А. Но стабилизатор напряжения может быть BЫ
полнен и на дискретных элементах. ,
Все биполярные транзисторы Moryт быть тех же серий с любыми буквенными
индексами. Начальный ток стока полевоrо транзистора VТ5 должен быть в пределах
3...5 мА. Резистор Rз....... С5-16М, R8...... СП5..2; остальные резисторы...... МЛТ: Конден"
саторы С1, С2 и С4 ...... К50-16, СЗ ...... любой керамический. Емкость конденсатора
фильтра внешнеrо источника U пит должен быть не менее 1000 мкФ.
В источнике питания «облеrченноrо» варианта можно: исключить транзистор VТЗ
и резистор Rб, соединив эмиттер транзистора VТ4 непосредственно с ПрО80ДНИКОМ,
идущим к выключателю SA1; исключить транзистор VТ7, резистор R15 и светоди-
од HL 1, соединив правый по схеме ВЬ1ВОД резистора R14 непосредственно с базой
транзистора VТ1; транзистор КТ815 (VТ1) заменить транзистором серии КТ315
с любым буквенным индексом, КТ818 (VТ2) ...... на КТ816А, а диоды КД213Д (VD2,
VD5) ...... на КД212А. Индикатором зарядки аккумуляторной батареи может служить
светодиод, включенный в коллекторную цепь транзистора VТl.
Налаживание описанноrо источника питания требует определенной последова-
тельности и аккуратности. Не следует сразу монтировать ОУ ОА2, стабил итрон VD 1 О,
резисторы RЗ, R5, R7. В первую очередь надо установить ток зарядки аккумулятор..
ной батареи. Для этоrо коллектор и эмипер транзистора VТl временно соединяют
проволочной перемычкой и реrулируют ток подбором резистора RЗ, а если надо, то
и резистора R2, после чеrо батаре'о заряжаю в течение заданноrо времени....... обыч..
З*
67
но 14...16 ч. Перед окончанием зарядки измеряют напряжение на выводах и обозна-
чают ero как ИЗ MIV<' Отключенную батарею выдерживают в течение 14 ч, после чеrо
возможно точнее измеряют ее напряжение, которое обозначают как Их.
Далее подбирают стабилитрон VD10 таким образом, чтобы напряжение на нем
было на 0,2...0,5 В меньше, чем ИХ. Подключают аккумуляторную батарею, наrрузку
или ее эквивалент к выходу источника. При замкнутых контактах выключателя SA 1
отключают напряжение сети и подбором резистора R7 добиваются падения напря
жения на ключе VТЗVТ4 не более 0,3 В. Затем включают сетевое напряжение и подбо..
ром резистора R5 устанавливают на базе транзистора VТ4 напряжение на 1 В боль..
ше, чем на ИХ,
Теперь устройство обесточивают выключателем SA 1 и впаивают ОУ ОА2. Далее,
вновь включив питание, резистором R8 устанавливают на выводе 3 этой микросхемы
напряжение, примерно на 1 О мВ меньше, чем Их. При этом напряжение на ее выходе
(вывод 6) должно быть около 2 В. После разрядки конденсатора С4 светодиод HL 1
должно поrаснуть, а зарядка батареи прекратится.
Закончив налаживание, можно приступить к испытанию источника питания в ав"
тономном режиме и последующей автоподзарядке аккумуляторной батареи.
Аналоrично налаживают и испытывают ero «облеrченный» вариант.
ЛИТЕРАТУРА
Кауфман М., СИДМ8Н А. r. Практическое руководство ПО расчетам в электронике: ...... Справоч"
ник, т. 1: Пер. с aHr. ПОД ред. Ф. Н. Покровскоrо. М.: Энерrоатомиздат, 1991.
Журнал с<Радио ), 1994, 11, с. 36
М. ДОРОФЕЕВ
БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ С rАСЯЩИМ
КОНДЕНСАТОРОМ
rабариты вновь разрабатываемой радиоэлектронной аппаратуры rод от rода, как
правило, уменьшаются. Стремление к дальнейшему их уменьшению нередко сдер"
живает трансформаторный блок питания (ТБП), по размерам иноrда превышающий
остальную часть устройства. Изrотовление же ТБП мощностью 1...3 Вт и менее .......
дело сложное и кропотливое, особенно в любительских условиях. rлавная трудность
заключается в намотке малоrабаритноrо трансформатора. От этих трудностей мож"
но избавиться, применив для конструируемоrо устройства бестрансформаторный
блок питания (БТБП).
Наиболее распространены БТБП с высоковольтным преобразователем. Замет..
ный выиrрыш в размерах получается либо при их исполнении в виде rибридных мик..
росхем, либо при больших мощностях. Если мощность преобразователя мала, то ero
rабариты получаются относительно большими, поскольку промышленность не вы..
пускает малоrабаритных высоковольтных транзисторов.
В диапазоне мощностей 1...3 Вт радиолюбителя вполне удовлетворит БТSП с пос..
ледовательным «rасящим» конденсатором, упрощенная схема KOToporo показана на
рис. 1. Ero rабариты и масса, трудоемкость изrотовления и стоимость меньше, чем у
ТБП такой же мощности.
С точки зрения экономии ЭJ1ектроэнерrии, кпд блока питания указанной мощно..
сти не имеет особоrо значения (именно из за малой мощности), но иrрает роль
количество тепла, выделяемоrо таким блоком. В этом отношении БТБП с rасящим
конденсатором предпочтительнее, так как сам конденсатор на частоте сети практи"
68
чески не потребляет знерrии, а потери МОЩНОСТИ в остальных элементах устройства
одинаковы.
Однако если требуемая мощность выходит за указанные выше пределы, то rаба-
ритные преимущества БТБП теряются........ приходится использовать конденсатор C rAc
большой емкости, rабариты KOToporo Moryт превышать rабариты трансформатора.
В радиолюбительской литературе описано немало устройств с БТБП, подключае...
мых к сети через конденсатор, но ниrде не указаны кри"
терии, которыми руководствовались авторы при их раз
работке. Создается впечатление, что выбор парамет..
ров и элементов блоков был в большой степени случай
ным. В этой статье изложены результаты попытки
разработать методику более или менее сознательноrо
проектирования БТБП с rасящим конденсатором.
Прежде Bcero следует сказать, что БТБП с rасящим
конденсатором характерны своеобразные свойства,
которые для радиолюбителя Moryт стать сюрпризом.
Мы привыкли к традиционным трансформаторным или Рис. 1
батарейным источникам питания и, уже по инерции, можем ожидать аналоrичноrо
поведения и от 6ТБП с rасящим конденсатором. Но он ведет себя по..друrому, что
может стать причиной некоторых неприятностей.
Вот основные свойства БТБП с rасящим конденсатором:
1. Ero нельзя включать в сеть без наrрузки или с наrрузкой недостаточной мощно..
сти, так как конденсатор фильтра выпрямителя будет пробит недопустимо большим
напряжением. Наrрузкужелательно стабилизировать, тоrда одновременно будет ста..
билизировано и выходное напряжение. Здесь проще Bcero применить стабилитрон,
включенный параллельно конденсатору фильтра выпрямителя.
2. С уменьшением сопротивления наrрузки выделяющаяся на ней мощность не
увеличивается, а наоборот, уменьшается. Объясняется это тем, что наrрузка являет...
ся нижним плечом делителя напряжения Хс rдсRнэ, rде Хс rAc ........ сопротивление rася
щеrо конденсатора на частоте 50 rц, а Rнэ ...... эквивалентное сопротивление наrруз--
ки. Напряжение на наrрузке уменьшается пропорционально ее сопротивлению,
а выделяющаяся на ней мощность....... пропорционально квадрату напряжения. Так,
например, при уменьшении сопротивления наrрузки в два раза рассеиваемая на ней
мощность уменьшается в четыре раза. В традиционных источниках питания Ha
блюдается иная картина: у них внутреннее сопротивление мало и почти все напряже..
ние падает на наrрузке. Поэтому с уменьшением сопротивления наrрузки напряже..
ние на ней изменяется мало, ток увеличивается обратно пропорционально сопро
тивлению наrрузки, а рассеиваемая на ней мощность увеличивается пропорцио
нально квадрату тока.
3. Ему не опасны короткие замыкания на выходе, так как в этих случаях все напря--
жение сети падает на rасящем I<онденсаторе, а выходная мощность равна нулю.
Можно обойтись без ceTeBoro предохранителя, но, как показала практика, при дли..
тельной эксплуатации rасящий конденсатор все же может пробиться, поэтому пре..
дохранитель желателен.
4. Амплитуда пульсаций выпрямленноrо напряжения на конденсаторе фильтра
БТБП мало зависит от сопротивления наrрузки. Для выпрямителя с конденсаторным
фильтром справедливо соотношение [1]:
U п Те
=а Rс J
н Н ф
rде U п .......НапряжеНие пульсации (амплитудное); Ин напряжение на наrрузке; Те
период ceTeBoro напряжения; RH сопротивление наrрузки; С ф емкость конден"
сатора фильтра; а коэффициент пропорциональности.
[аас
[ф
'"
(
69
1 Ин
Учитывая, что Тс = Т ' напишем И п . = а t R С .
С С Н Ф
В этой формуле а, fc и С ф ...... величины постоянные. Объединив их в одну:
t ё = ь,
с Ф
Ин
получим и п = b R .
н
Ин
В блоке питания с rасящим конденсатором отношеНllе R почти постоянно
В н
в широком диапазоне изменении сопротивления наrрузки. едь наrрузка, как уже
rО80РИЛОСЬ выше, является нижним плечом делителя напряжения ХС и R H (сопротив
лением открытых диодов выпрямителя пренебреrаем). Напряжение на наrрузке
R H
Ин=U с х R .
с+ Н
Ин
Посмотрим, как изменится отношение R при изменении RH' например, от 1 О ДО
н
1000 Ом: U с ;;;31 О В (в этом случае надо брать амплитудное значение);
Хс для C rAc =1 мкФ на частоте 50 rц равно примерно 3200 Ом.
ИН 310
1) R H 3200 + 10 .. 0.095;
2) = 320g: 000 .. 0,074; 0.0эg,6 5074 =0 22. Таким образом, при из-
Ин
менении сопротивления наrрузки в 100 раз отношение R изменилось Bcero при..
н
мерно на 20°11>. На столько же изменится и напряжение пульсаций.
Реальное изменение R H конечно, не бывает так велико, поэтому значение U п прак"
тически постоянно.
Uл, в
1,6
1,4
1,2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
О
/
/
/
I
/
/
/
/
v
J
/
Параллельный стабилизатор напряжения по..
чти не подавляет пульсаций, поскольку динами..
ческое сопротивление стабилитронов довольно
велико (для двух последовательно соединенных
стабилитронов Д814Д R д = 36 Ом). Не очень
приятным следствием этоrо свойства БТБП яв..
ляется то, что параллельный стабилизатор на..
пряжения в нем слабо снижает амплитуду пуль
саций.
Амплитуду пульсаций можно определить по
rрафику, приведенному на рис. 2, или вычислить
по формуле'
UcC rAc
U п ;;:; к
С ф
2 4 6 [zас/[ ф х lDJ
Рис. 2
rде К:;:;О,72
ональности.
коэффициент пропорци..
70
Приступая к разработке какоrо-либо блока питания, обычно исходят из потребля-
емой от Hero МОЩНОСТИ и напряжения на наrрузке. В 6ТБП эти два параметра связа..
ны один с друrим, с емкостью конденсатора C rAc и эквивалентным сопротивлением
наrрузки R нэ , что отображает HOMorpaMMa J
приведенная на рис. з. По ней, задавшись
двумя любыми параметрами БТБП, нетруд- Р н , Вт
но найти два друrих.
Если заранее известна допустимая амп-
литуда пульсаций выпрямленноrо напряже..
ния, то определить минимальную емкость
конденсатора С ф можно по rрафику рис. 2.
При оrраниченном выборе конденсаторов по
тому же rрафику можно найти амплитуду
пульсаций при использовании имеющеrося
конденсатора. В случае подключения на-
rрузки непосредственно к выходу выпрями...
теля (без преобразователя) на этом проек"
тирование БТБП заканчивается.
HOMorpaMMa рис. 3 вначале была пост-
роена расчетным путем, а затем уточнена
экспериментально. В опытном устройстве
использовались конденсаторы с допуском
по номиналу :f:O,1 %, резисторы...... с допус-
ком жО,2%; постоянное напряжение измеря-
лось вольтметром класса точности 0,2, пе-
ременные...... класса 0,5. К сожалению, при
подборе лекал для вычерчивания HOMorpaMMbI, перенесении ее на кальку поrрешно-
сти возросли. К ним добавились и ошибки, допущенные при считывании результата
с HOMorpaMMbI. В итоrе точность оказалась rораздо меньше, чем хотелось, но ДЛЯ
практических целей она вполне достаточ-
на. Так, при ее проеерке, из 12 замеров,
проведенных при разных комбинациях па...
раметров, максимальное отклонение не
превысило 2,4%.
Может показаться, что HOMorpaMMY
удобнее и наrляднее строить в координа
тах РН......и Н ведь значения этих парамет..
ров известны заранее. Но оказалось, что
HOMorpaMMa в этих координатах, а также
в координатах RH UH неудобна для счи..
тывания результатов, ПQТОМУ что линии на
них пересекаются под очень острым уrлом
и не позволяют точно определить коорди"
наты рабочей точки.
Вместо HOMorpaMMbI рис. 3 можно вое..
пользоваться для расчета rрафиком, изо
браженным на рис. 4. Объем расчетов по
нему больше, чем по HOMorpaMMe, так как
Коэффициент пульсации
ин,В
"
/ ,/
i/
/
v
/ /
v
/
V
/
/
,/
,/ v
/
60
50
40
ЗО
20
10
о
11,1 0,2 n.З 0.4 0,5 0,6 0,7 О,8 О. 9 1 R H ' [zac' 101
Рис. 4
U п
К п = О,5 u .
н
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
О
02 0,4 0,6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1,8 RH3, кОн
Рис.з
71
придется брать несколько номиналов rасящеrо конденсатора, рассчитывать COOT
ветствующие им значения R H и Р Н И выбирать из них нужные. Но сам rрафик проще.
По нему надо находить только одну точку, следовательно, меньше вероятности ошиб
ки. Кроме Toro, в случае необходимости, rрафик приrодится при проектировании
источника питания с выходным напряжением меньше 20 В. HOMorpaMMa же такой
возможности не дает.
Практическое использование HOMorpaMMbI рис. 3 рассмотрим на примере расче
та источника питания измерительноrо прибора. Допустим, прибор содержит три опе
рационных усилителя (ОУ) и источник образцовоrо напряжения (ИОН). ДЛЯ питания
ОУ требуется двуполярный источник :t15 В, для питания ИОН однополярный 12 В.
Суммарный ток питания ОУ равен 1 3 мА, максимальный ток питания ИОН 20 мА.
Мощность источника питания аУ: Р ОУ = 0,39 Вт. Мощность источника питания ИОН:
Р иQн =0,24 Вт. Следовательно, суммарная мощность, потребляемая прибором от бло
ка питания, должна быть 0,65 Вт.
Поскольку требуется несколько выходов с разными значениями напряжений пи
тания, а сам измерительный прибор должен быть rальванически изолирован от
осветительной сети, то нужен преобразователь напряжения с трансформатором.
КПД маломощных преобразователей обычно равен 0,6...0,7. Примем КПД=0,65. Зна
чит, мощность, потребляемая только преобразователем, должна быть 1 Вт. Дополни..
тельную мощность потребляет параллельный стабилизатор, что необходимо для ero
нормальной работы при снижении ceTeBoro напряжения и увеличении тока наrрузки.
Запас по сетевому напряжению примем 20%, на увеличение тока наrрузки еще
примерно 10% (мощность, потребляемая измерительным прибором, изменяется He
значительно). Остаточный ток в стабилизаторе (чтобы не прекратилась ero работа)
потребует еще 2...3% мощности. Итоrо, в сумме получается 33%, т. е. источник пи..
тания вместе со стабилизатором напряжения будет потреблять от сети около 1 ,33 Вт.
По HOMorpaMMe рис. 3 находим, что мощность 1,33 Вт можно получить, используя
C rAc = 1 мкФ И U н =24 В или C rAc =O,9 мкФ и Ин =29 8, или C rAc =O,8 мкФ и Ин =33 В и Т.Д.
С4, С5, [9 Cl1 0,22мк
С7, С8D,D22мк
[З
1ОООмкх168
VD6
R4 4Зк
<:::::>
.......
.......
h..
а
<:::::>
.......
::::::..
Ь
SA 1 [1 lмкх4DD8
< /
VD1 VD4
КД1DЗБ
'" 2208
Q:)
'() [4
.......
х +
VD5
с::)
с::)
.......
cj
DAl
К544УД1Б
2
!>а:>
+
[5
з
FU1 О,15А
R5 1DОк
Rl RЗ, R7, R822K
VD5, VD6 Д814Д
РИ(:,.5
Но конденсаторы с номинальной емкостью 0,9 и 0,8 мкФ промышленность не
выпускает. Составлять же нужный конденсатор из нескольких разных емкостей He
удобно, да и места они займут MHoro, поэтому целесообразно остановиться на KOH
денсаторе емкостью 1 мкФ. В этом случае эквивалентное сопротивление наrрузки
по HOMorpaMMe должно быть примерно 450 Ом. Если емкость фильтрующеrо
72
конденсатора С ф =500 мкФ, то напряжение пульсаций выпрямленноrо напряжения U п
по rрафику рис. 2 не превысит 0,3 В.
Было собрано устройство по схеме на рис. 1, в нем использованы элементы с выб..
ранными номиналами и измерены полученные напряжения. Результат проверки:
U вых =24 8, U п =0,3 В, что полностью совпадает с расчетными данными.
Схема блока питания, построенноrо в соответствии с расчетом, описанным
в первой части статьи, приведена на рис. 5. Преобразователь образует МУЛЬТИ8иб
ратор на ОУ К544УД 1 Б (ОА 1) и усилитель мощности на транзисторах VТ1, VТ2.0CHO"
ванием выбора TaKoro варианта устройства послужила ero простота и надежность
в работе. Транзисторы усилительноrо каскада работают в ключевом режиме без тока
покоя и не требуют какоrо либо расчета. Частота колебаний reHepaTopa преоб...
разователя, равная 20 кrц, определяется произведением параметров резистора R4
и конденсатора С6. Симметричность колебаний (меандр) устанавливают подстроеч..
ным резистором R2.
Использование в усилителе транзисторов разных структур упростило и облеrчи..
ло изrотовление импульсноrо трансформатора Т1. Ero первичная обмотка....... одно..
секционная, поэтому отпала трудоемкая операция намотки ее в два ПрО80да.
Транзисторы VТl и VТ2 в состоянии насыщения рассеивают мощность не более
0,03 Вт. Этим и объясняется использование здесь маломощных транзисторов. При..
менение же высокочастотных транзисторов диктуется необходимостью усиливать
импульсы с крутыми фронтами и спадами. Низкочастотные транзисторы, например,
серий КТ502 и КТ50З, имеют большое время рассасывания зарядов в базе, из..за
чеrо перепады импульсов затяrиваются, увеличивается «сквозной» ток. В результате
показатели источника питания ухудшаются, уменьшается ero КПД, увеличиваются
пульсации BbIxoAHoro напряжения.
Функцию параллельноrо стабилизатора напряжения (VD5, VD6) выполняют ста..
билитроны Д814Д. ИХ напряжение стабилизации, равное 12 В, минимальный ток
стабилизации 3 мА и максимальный 24 мА как раз соответствуют нашему конк..
ретному примеру. Единственным эле..
ментом преобразователя. который. ка..
залось бы, должен и может быть рассчи...
тан, является импульсный трансформа..
тор. Однако определить ero параметры
чисто расчетным путем невозможно.
Методы, которые называют расчетными,
включают экспериментальное опреде..
ление целоrо ряда параметров. При
этом точность расчетов обычно не луч..
ше :t20% [2]. Да и приводимые в спра..
вочниках данные о параметрах ферри..
тов нельзя принимать на веру. Свойства
ферритов непредсказуемо и часто нео..
братимо изменяются со временем под
влиянием температуры, от механичес...
ких, химических, маrнитных воздей..
ствий, влажности, режима работы пре...
образователя и т. д. [З]. Поэтому спра
вочные данные и расчетные формулы
можно использовать только для ориентировочной оценки параметров элементов пре..
образователя.
Для проведения более точных расчетов нужно намотать на имеющийся маrнито",
провод пробные обмотки и при номинальной наrрузке измерить полученные напря...
жения и друrие характеристики.
Т1
VD7 VD10 КД513А
а
I
ь
VD11 VD14 КД51ЗА
а
С9 + 158
Общ.
{j
2
+ 128
[11
а
Общ.
73
ин.б
за
Зависимость выходных напряжений БП 01 напряжения сети приведена на рис. 6.
Сплошными линиями обозначены напряжения при минимальной наrрузке, штрихо..
выми...... при максимальной (измерены между точками а.....В и r.....д на рис. 5).
Детали блока питания смонтированы на печатной
плате из ОДНОСТuроннеrо фольrированноrо стеклотек..
столита толщиной 1,5 мм (рис. 7). В качестве rасящеrо
(С1) предпочтительно использовать комбинированные
конденсаторы K75 10, К75..24 либо лакопленочные
К76...3, так как он", Moryт работать при переменном на..
пряжении частотой 50 rц, равном номинальному, ука...
занному на корпусе. Допустимо также использовать
самовосстанавливающиеся конденсаторы МБrо на
номинальное напряжение не менее 400 В. Конденсато..
ры С2 и СЗ оксидные K50 35, остальные конденсато...
ры ....... керамические. Все постоянные резисторы МЛ1:
Рис. 6 подстроенный R2....... СПО...О,5 или СПЗ..9.
Трансформатор Т1 намотан на кольце К16х10х4,5 из феррита М2000НМ..А. Об..
мотка I ......100 витков Пр080да ПЭВ..2 0,25, обмотка 11 ....... 2х130 витков ПЭВ..2 0,12
(намотана в два провода), обмотка 1/1 115 витков ПЭВ...2 0,15. Первичная обмотка
изолирована от вторичных обмоток двумя слоями лакоткани толщиной О, 1 мм и дву",
МЯ слоями фторопластовой пленки толщиной 0,05 мм. Вторичные обмотки изолиро..
ваны одна от друrой двумя слоями фторопластовой пленки.
'8Ii...... ... - -_..-
10
Uаб
20
Uza
------ - ....-
о
180 200 220 240 и"б
77
VD1... VD4
Обш.
VD7... V010
+158
....158
Общ.
+ 128
Рис. 7
Диаметр провода первичной обмотки трансформатора выбран не по допустимой
плотности тока, а из соображений удобства намотки (в одном слое умещается ровно
100 витков использованноrо провода). Ero диаметр может быть меньше, например,
0,16 ММ.
Конденсатор Сl и трансформатор Т1 приклеены непосредственно к плате эпок
сидной смолой. Все стабилитроны и резисторы R7, R8установлены на плате в верти
кальном положении.
Безошибочно смонтированный блок питания налаживания не требует. Надо тОль
ко резистором R2 установить симметричность колебаний reHepaTopa. Для этоrо
к выходу источника +12 В подключают резистор сопротивлением 1,5 кОм (эквива
лент наrрузки) и подстроечным резистором R2 устанавливают по осциллоrрафу
74
минимальную амплитуду пульсаций на выходе reHepaTopa. При отсутствии ос..
циллоrрафа максимальное выходное напряжение reHepaTopa устанавливают ПО
вольтметру
На рис. 8 приведена схема варианта импульсноrо усилителя. Несмотря на то, что
в нем на два транзистора больше, он все же заслуживает внимания. Блаrодаря ДО"
полнительному каскаду усиления фронты и спады импульсов на обмотках трансфер..
матера становятся более крутыми (tфр::;: О,З мкс, 'tсп = 0,4 мкс). В результате ампли"
туда пульсаций выпрямленноrо напряжения на выходах блока питания примерно
в два раза меньше, чем в блоке по схеме рис. 5 (0,17 В и 0,35 В соответственно).
[6 51О
VT3
DA 1
2 [>
3
6
Т1
I
R5 1ООк
VT2
t R6
'/ 2к
V71, VT4 КТ3102Д
VT2, VT3 КТ31D7И
Рис. 8
Значительно облеrчен режим работы оу, что повышает ero надежность. Умень"
шение наrрузки ОУ приводит к некоторому повышению частоты колебаний reHepaTO"
ра. Поэтому, если желательно сохранить частоту следования импульсов 20 кrц,
сопротивление резистора R4 надо увеличить до 51 кОм.
[9 1 1 [12 > + 158
Общ.
[10 (13
..... 158
(..12, [13 О,22мк
Рис. 9
Выходные напряжения и их зависимости оТ U С и Р Н В обоих вариантах устройства
практически одинаковы. Это объясняется тем, что в варианте по схеме рис. 8 на
резисторе Rб дополнительно рассеи'вается мощность около 0,04 Вт, в результате
чеrо по потреблению энерrии от сети он почти равноценен варианту по схеме рис. 5.
75
Пульсации выпрямленноrо ceTeBoro напряжени частотой 100 rц проходят на вы...
ХОД преобразователя, rде модулируют высокочастотные колебания. Амплитуда этих
пульсаций на выходах источника :t15 В равна 0,17 В, на выходе источника 12 В
О, 15 В. Амплитуду пульсаций как высокочастотных, так и сетевых, можно снизить до
0,02 В, подключив к выходам источников дроссели индуктивностью 220 MKrH и ок"
сидные конденсаторы емкостью 10 мкФ.
Высокочастотные пульсации двуполярноrо источника можно вообще свести на
нет (до напряжения < 1 мВ), если к ero выходу подключить фильтр по схеме рис. 9.
Маrнитопровод дросселя L 1 ...... Ш4х4 из феррита 2000НМ. Обмотку выполняют в два
провода пал 0,21 до заполнения каркаса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вересов r.п. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. ....... М.: Радио и связь,
1983.
2. rорский А. Н. и др. Расчет электромаrнитных элементов ИС10ЧНИКОВ вторичноrо электропита..
ния. М.: Радио и связь, 1988.
з. Михайлова М. М. и др. Маrнитомяrкие ферриты для радиоэлектронной аппаратуры. Справоч.,
ник. М.: Радио и связь, 1983.
От редакци и. Для повышения надежности работы описанноrо здесь блока питания в ero
входную цепь последовательно с конденсатором С1 желательно включить резистор сопротив-
лением 1 О.. .15 Ом, оrраничивающий ero ток зарядки при подключении к сети. Полезно также
параллельно этому конденсатору подключить резистор сопротивлением 1 МОм для разрядки
конденсатора после отключения блока от сети.
урнал«Радио», 1995, 1,с.41
л. &АРАБОШКИН
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЭКОНОМИЧНЫЙ
БЛОК ПИТАНИЯ
в журналах «Радио» неоднократно публиковались конструкции сетевых бес...
трансформаторных блоков питания с преобразованием напряжения на частоте не..
сколько десятков килоrерц [1]. Ниже описан еще один подобный блок, отличающийся
более высокой мощностью. Он рассчитан на совместную работу с мощным стерео...
фоническим усилителем зч.
Мощность блока питания около 180 Вт, выходное напряжение 2х25 В при токе
наrрузки 3,5 А. Размах пульсаций при токе наrрузки 3,5 А не превышает 10% для
частоты преобразования 100 rц и 2% для частоты 27 кrц. Выходное сопротивление
не превышает 0,6 Ом. rабариты блока 170х80хЗ5 мм, масса 450 r:
После выпрямления диодным мостом VDl сетевое напряжение фильтруют кон...
денсаторы С1 C4 (см. схему). Резистор R1 оrраничивает ток зарядки конденсато...
ров фильтра, протекающий через диоды выпрямителя, при включении блока. OT
фильтрованное напряжение поступает на преобразователь напряжения, построен
ный по схеме полумостовоrо инвертора на транзисторах VТl, VТ2. Преобразователь
наrружен первичной обмоткой трансформатора Т1, преобразующеrо напряжение и
rальванически развязывающеrо выход блока от сети nepeMeHHoro тока. KOH
денсаторы СЗ и С4 препятствуют проникновению в сеть ВЧ помех от блока питания.
ПОЛУМОСТQВОЙ инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное пря
моуrольной формы с частотой 27 кrц. Трансформатор Т1 рассчитан так, что ero Mar...
НИТОПрО80Д не насыщен. Автоколебательный режим работы обеспечен цепью обрат
ной связи, напряжение которой снимается с обмотки /11 трансформатора Т1 и пода
76
ется на обмотку I вспомоrательноrо трансформатора Т2. Резистор R4 оrраничивает
напряжение на обмотке I трансформатора Т2. От сопротивления этоrо резистора
зависит в определенных пределах частота преобразования. Подробно о работе пре..
образователей с ненасыщающимся трансформатором можно прочесть в [2].
[1 200мкх160В
R2
27Ок
VT1
КТ812А
I
R5
VT] ],6/1
КТJ15Б
R13
+
c:i 1 R3 Л
'-.;t
270к
[220ймкх160В
Т1
R4 ]
л
+ [6
20Dмк х50В
+ [7
2DDмк х5DВ
258
Общ.
VD2 VD5
КД213А
258
Для обеспечения надежноrо запуска прео6разователя и ero устойчивой ра60ТЫ
служит узел запуска, представляющий собой релаксационный reHepaTop на транзи
сторе vr3, работающем в лавинном режиме [3]. При включении питания через рези
стор R5 начинает заряжаться конденсатор С5 и, Korдa напряжение на нем достиrает
50...70 В, транзистор VТЗ лавинообразно открывается, и конденсатор разряжается.
Импульс тока открывает транзистор VТ2 и запускает преобразователь.
Транзисторы VТ1 и VТ2 установлены на теплоотводах площадью 50 см 2 каждый.
Диоды VD2 VD5тоже снабжены пластинчатыми теплоотводами. Диоды зажаты меж..
ду пятью дюралюминиевыми пластинами размерами 40х30 мм каждая (три средние
пластины толщиной 2 мм, две крайние........ 3 мм). Весь пакет стяrивают двумя винтами
МЗхЗО, пропущенными через отверстия в пластинах. Для предотвращения замыка
ния пластин винтами на них надеты отрезки поливинилхлоридной трубки.
Намоточные характеристики трансформаторов сведены в таблицу. Провод обмо
ток........ ПЭВ-2. Обмотку I размещают равномерно по длине кольца. Для облеrчения
запуска преобра30взтеля обмотка 111 трансформатора Т1 должна располаrаться на
месте, не занятом обмоткой 11 (см. схему). Межобмоточную изоляцию в транс..
форматорах выполняют лентой из лакоткани. Между обмотками I и 11 трансфор-
матора Т1 изоляция трехслойная, между остальными обмотками трансформаторов
....... Однослойная.
Конденсаторы СЗ, С4 в блоке....... К7ЗП..3; с 1, с2....... К50..12;С5 ........ К7З..11 ; СВ, с9.......
КМ..5; С6, с7........ К52..2. Транзисторы КТ812А можно заменить на КТ812Б, КТ809А,
КТ704Д КТ7048, диоды КД21 3А ........ на КД21 ЗБ.
Правильно собранный блок питания обычно в налаживании не нуждается, однако
в отдельных случаях может потребоваться подборка транзистора VТ3. Для проверки
ero работоспособности временно отключают вывод эмиттера и присоединяют ero
к минусовому выводу ceTeBoro выпрямителя. На экране осциллоrрафа наблюдают
77
напряжение на конденсаторе с5........ пилообразный сиrнал с размахом 20...50 В часто..
той несколько rерц. Если пилообразное напряжение отсутствует, транзистор не..
Обходимо заменить.
Таблица
Трансформатор Обмотка Число Диаметр Маrнитопровод
витков
.
I 82 0,5 Феррит 2000НН, два склеенных
Т1 11 16+16 1 вместе кольца К31х18,5х7
111 2 0,3
1 10 0,3 Феррит 2000НН, КОЛЬЦО
Т2 11 6 0,3 К10х6х5
111 6 0,3
Применение этоrо источника питания не исключает необходимости блокирова..
ния цепей питания усилителя ЗЧ конденсаторами большой емкости. Подключение
таких конденсаторов в еще большей степени уменьшает уровень пульсации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Цибульский В. Экономичный блок питания...... РадИО, 1981, NQ 10, С. 56.
2. Ромаш Э.М. ИСТОЧНИКИ вторичноrо электропитания радиоэлектронной аппаратуры....... М.:
Радио и связь, 1981.
з. Бирюков С. Блок питания ЦИфрО80rо частотомера. ....... Радио, 1981, N2 12, с. 64.
Журнал «Радио», 1985, NR 6, с. 51
А. ЦЫПУШТАНОВ
МИНИАТЮРНЫЙ СЕТЕВОЙ
Конструированию сетевых бестрансформаторных блоков питания с преоб..
разованием напряжения на относительно высокой частоте в журнале «Радио» посвя"
щено немало статей [1 4]. В этой статье речь идет еще об одном подобном блоке,
который может быть использован ДЛЯ питания электронных часов, микрокалькулято-
ра, электронноrо термометра, друrой маломощной радиоэлектронной аппаратуры.
Основные технические характеристики
Переменное напряжение источника питания, В ................................
Максимальная мощность наrрузки, Вт ........................................
Частота преобразования, кrц ................................................
Коэффициент полезноrо действия, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Удельная мощность, Вт / дм З .................................................
220х15%
3
35
75
115
Основным узлом блока (рис. 1) является так называемый полумостовой преобра..
зователь напряжения, выполненный на транзисторах VТl, VТ2 и трансформаторе Т1.
Напряжение питающей сети выпрямляется диодным мостом VD1. Резистор R1 и
стабилитроны vDз.... VD5, включенные параметрическим стабилизатором, вместе
78
+ ........
-......;.
QJ
*
:q:: ('r)
"""-t:::)
t:) """- tv)
0::"""-
"""- """- CS t::J
'-:t- :z::
"""- f
lr) f......
Q::
"""-
'-:t- """-
f......
t:::) +
"""- """-
f......
'о )(
Q:: t:::)
C() t:::)
'O )<
t....J'-:t-
с;:)
с:::)'
"""-
f lr)
1...Jc:::)'
lr)
t:)
t:::)
"""-
f......
,....
lr)
'->
:s;
Q.
Q:: Q::"",,-
"Ф l.t1"'"
(:)t3
*
)( )( """- "с)
l.J 'O i Q::
tJ l.J<"..,X
+ + +
)(Q:)
t:::)
t:::)
t:::)
"'( C)(
t:::)
C;:) '-1'
>r
С;:).
а: Q:
80ZZ
79
80
36
к [и1
о
VD1
VDЗ
VD5 R1
[r F7
[2
VD9 *
\ [8
[5
...............
b(
10 9 .L
. ТI
R5 о 1 ОА7 7 о R4 '- п / 8 VT2
/...r о к э
[ O R7 у; VD ф D710
о 1: Lt 6 j: ФVD12++ *VD11
Ю o О
R9
Рис. 2
с конденсаторами C2 C4 образуют делитель выпрямленноrо напряжения. Светоди"
од VD2 служит индикатором включения источника питания. Напряжение на
симметричном стабилитроне VDЗ используется для питания задающеrо reHepaTopa.
Резистор R1, входящий как балластный в параметрический стабилизатор, обеспечи..
вает напряжение вольтодобавки на конденсаторе СВ. В случае KopoTKoro замыкания
на выходе этот резистор оrраничивает ток, потребляемый блоком питания от сети.
Кроме этоrо, он и конденсатор Сl образуют фильтр, подавляющий высокочастотные
помехи, создаваемые преобразователем.
Задающий reHepaTop собран на операционном усилителе ОА 1 по схеме мульти"
вибратора. Ero особенность...... использование для питания однополярноrо напряже..
ния, снимаемоrо со стабилитрона VDЗ, что снижает общее число элементов блока.
rальваническую развязку reHepaTopa и высоковольтноrо транзистора VТ1 по посто...
янному току обеспечивает конденсатор С6.
Необычен и способ управления транзистором VТ2. Ero открывает ток, про..
текающий через резистор R9тоrда, коrда закрыт транзистор VТl. В момент открыва-
ния транзистора VТl к эмиттерному переходу транзистора VТ2 прикладывается об..
ратное напряжение, вызывающее эффективное рассасывание неосновных носите..
лей в базе, что приводит к ero закрыванию без появления сквозноrо тока. Диод VD 11
оrраничивает обратное напряжение на эмиттерном переходе транзистора VТ2, не
препятствуя току через первичную обмотку трансформатора 71 и открытый тран"
зистор VТl. Такое построение этоrо узла преобразователя позволяет исключить
сквозной ток через транзисторы и не требует применения трансформатора в цепи
управления. Закрывание
транзистора VТ1 ПрИ80ДИТ
к открыванию транзисто"
ра VТ2 также без появления
сквозноrо тока.
Транзисторы VT1, VT2
работают в облеrченном ре..
жиме, что обеспечивает по..
вышенную надежность бло..
ка питания.
Трансформатор Т1 на..
мотан на кольце типоразме
ра К12х8хЗ из феррита
2000НМ. Первичная обмот"
ка содержит 500 витков про..
вода ПЭ8..2 0,15; вторичная,
рассчитанная на выходное
напряжение 5 В ...... 50 витков
ПрО80да ПЭВ..2 0,31 сотво..
дом от середины.
Стабилитрон КС 162А
можно заменить на КС156А.
Транзисторы MOryT быть КТ604Б или КТ605Б, но TorAa стабилитроны КС6ЗОА придет..
ся заменить на КС620А. В этом случае кпд блока несколько ухудшится.
Чертеж печатной платы блока с размещением деталей на ней, а также rрафики,
характеризующие параметры блока, показаны на рис. 2 и рис. 3.
Налаживание блока питания сводится к подборке резисторов Rl и R9 под конк..
ретное значение мощности наrрузки. Резистор R9 выбирают из условия насыщения
транзистора VТ2, что определяют с помощью осциллоrрафа. Сопротивление резис
тора R1 должно быть таким, чтобы при номинальной наrрузке и напряжении питаю..
щей сети 220 В через стабилитроны VD4 , VD5 протекал ток не менее 5 мА.
4-1150
И8ых В
)
4
3
190
220
230 Исетu, В
200
210
7J,;;(
О,I
и6ых=9 В
0,6
0,5
0,4-
0,5
[],[4 2нкФ
[7 О, 15мкФ+
+ 100мкФ
[],[4 6нкФ
[],[4 4нкФ
1
2
2,5 Р8ых, Вт
1,5
Рис. 3
81
Для снижения пульсации BbIxoAHoro напряжения емкость конденсаторов СЗ и С4
надо увеличить в 2...3 раза. Кроме Toro, уровень пульсации можно дополнительно
снизить путем подключения параллельно конденсатору С7 оксидноrо конденсатора
емкостью 50...100 мкФ на номинальное напряжение 10 В.
ЛИТЕРАТУРА
1. ЦиБУЛЬGКИЙ В. Экономичный блок питания. Радио, 1981, NQ 10, с. 56.
2. Бирюков С. Блок питания цифровоrо частотомера........ Радио, 1981, NQ 12, с. 54.
З. Ануфриев Л. Блок питания без ceTeBoro трансфорМатора........ Радио, 1982, NQ 5, с. 46.
4. Барабошкин Д. Усовершенствованный экономичный блок питания. Радио, 1985, NQ 6, с. 51
Журнал «Радио», 1986, NQ 4, С 48
с. ЦВЕТАЕВ
МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Для уменьшения rабаритов и массы сетевых источников питания в последние
roAbI все шире используют преобразование напряжения на частоте несколько десят"
ков килоrерц. Такой источник содержит выпрямитель ceTeBoro напряжения, фильтр
пульсаций с удвоенной частотой сети, преобразователь напряжения, понижающий
трансформатор, выпрямитель и фильтр пульсаций с удвоенной частотой преобразо..
вания. Преобразователь обычно выполняют ПО схеме MocToBoro или полумостовоrо
[Л] инвертора, в котором транзисторы открываются и закрываются поочередно че
рез полnериода коммутации. Недостаток подобноrо преобразоВателя...... наличие
сквозноrо коллекторноrо тока в моменты закрывания транзисторов. Из..за этоrо на
них выделяется большая мrновенная электрическая мощность, допустимое значе...
ние которой и оrраничивает мощность подобных устройств. Допустимая мrновенная
мощность обычно при меняемых в преобразователях напряжения кремниевых тран'"
зисторов, например, серии КТ812, не превышает нескольких сотен ватт.
Снять это оrраничение в определенной мере позволяет применение MOCTOBoro
инвертора, наrруженноrо последовательным резонансным контуром. Транзисторы
TaKoro устройства закрываются при отсутствии коллекторных токов, максимальное
напряжение на коллекторе (по отношению к эмиттеру) и максимальный коллектор..
ный ток действуют на транзистор в разное время, поэтому мrновенная электричес-
кая мощность, выделяющаяся на нем, оказывается небольшой.
Возможности MocToBoro инверТQра с последовательным резонансныM контуром
иллюстрирует описываемый ниже сетевой блок питания. Он предназначен для ис.
пользования в качестве эквивалента 27..вольтовой бортовой сети автомобиля (при
активной или индуктивно активной наrрузке).
Основные технические характеристики
Напряжение сети, В .,......,..........,....,..."..,.,...................
Выходное напряжение без наrрузки, В ..,....................."............
Выходное напряжение, В, (КПД) на наrрузке сопротивлением, ОМ
1,5. ... ..". ...,.,..... .......",...,.....,.........
1 .............,.......,..............................................
Напряжение пульсаций на наrРУЗК8 с частотой 100 rц, мВ, не более ..,. ..,.,.
Пороr срабатывания защиты от переrрузки, кВт ..,.......................,..
200. .. 240
32
27,5 (0,8)
25,5 (0,77)
300
1
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке. Ero основные
узлы фильтр C1L 1С2, предотвращающий проникание в сеть помех от преоб
разователя частоты; выпрямитель c8TeBoro напряжения на диодах VD 1 VD4 с филь
82
тром сз....с5L2с6....с8; мостовой инвертор на транзисторах vт1.... VТ4 с резонансным
контуром LЗС10С11, понижающий трансформатор Т4, выпрямитель напряжения по
вышенной частоты на диодах VDlз....vD18 с фильтром C12 C15L4C16C17; узел
управления инвертором на микросхемах DD1....DD4 и транзисторах VТ5, VТ6 и два
питающих ero источника: нестабилизированный (VD 19) и стабилизированный (VD20 ,
DA 1). Светодиод HL 1 индикатор включения блока в сеть.
Узел управления мостовым инвертором состоит из reHepaTopa тактовых импуль
сов, выполненноrо на одновибраторах микросхемы ОО 1 , распределителя импульсов
на триrrере ОО2.2 и элементах микросхемы DD4, двух усилителей (DDЗ.З; VТ5 и
ОО3.4 , VТ6) И устройства защиты блока от переrрузки (ТЗ, VD21, ОО2.1) с синхро
низатором (DDЗ.l, ОО3.2). Светодиод HL2 сиrнализирует о срабатывании устрой..
ства защиты.
При включении блока в сеть тумблером Q 1 подается напряжение питания на узел
управления, и на инверсном выходе одновибратора OD1.2 появляются положитель..
ные импульсы длительностью 17 мкс с постоянной частотой повторения около 40 кrц.
Триrrер ОО2.2 сиrналами лоrической 1, возникающими на ero прямом и инверсном
выходах, поочередно «открывает» элементы ОО4. 1, DD4.2, и импульсы поступают на
вход то одноrо усилителя (ОDЗ.З, VТ5), тодруrоrо (ОО3.4, VТ6). В результате импуль"
сы открывающей полярности подаются на эмиттерный переход то транзисторов VТ1,
VТ4, то VТ2, VТЗ.
Через некоторое время после появления импульсов TaKTOBoro reHepaTopa (задер..
жка обусловлена довольно большой постоянной времени фильтра сз....с5L2с6....с8)
на конденсаторе С9 возникает плавно нарастающее выпрямленное напряжение и
инвертор преобразует ero в переменное напряжение частотой 20 кrц, приложенное
к обмотке /трансформатора Т4. Напряжение, снимаемое с ero обмотки 11, выпрямля
ется диодами VDlз.... VD18 и через фильтр C12....C15L4C16C17 поступает на наrрузку.
Резистор R 13 снижает выходное напряжение ненаrруженноrо выпрямителя.
В работе инвертора можно выделить четыре фазы. В первой, длительностью 17 мкс,
открываются транзисторы VТl, VТ4, и конденсаторы Сl0 , Сll заряжаются через них,
первичную обмотку трансформатора Т4 и дроссель LЗ. Ток в этой цепи вначале воз..
растает от нуля до максимальноrо значения, а затем, по мере зарядки конденсаторов,
уменьшается до нуля. Форма тока напоминает полупериод синусоиды.
80 второй фазе, длящейся 8 МКС, на базы транзисторов VТl, VТ4 подается напря..
жение закрывающей полярности, и они закрываются.
В третьей фазе (как и первой, длительностью 17 мкс) открываются ТjJанзисто
ры VТ2 , VТЗ, а к каждому из закрытых транзисторов VТ1, VТ4 прикладывается практи-
чески все выпрямленное диодами VD1.... VD4 напряжение (при наrрузке сопро
тивлением 1 Ом...... около 260 В). ТОК перезарядки конденсаторов С10 , С11 до макси
мальноrо напряжения противоположной полярности так же, как и в первой фазе,
течет через последовательный контур, образованный конденсаторами, дросселем LЗ
и первичной обмоткой трансформатора Т4. Напряжение, до KOToporo они
перезаряжаются, зависит от сопротивления наrрузки: чем оно меньше, тем больше
это напряжение (при наrрузке сопротивлением 1 ОМ ........ примерно 200 В).
В момент, коrда коллекторный ток транзисторов VТ2, VТЗ уменьшается до нуля,
начинается четвертая фаза работы инвертора, длящаяся, как и вторая, 8 мкс: на
базы транзисторов с обмоток трансформаторов Т2 и Т5 подается закрывающее на-
пряжение. Транзисторы VТ1 , VТ4 все это время продолжают оставаться закрытыми
Пауза необходима для Toro, чтобы транзисторы VТ2 , VТЗ полностью закрылись и при
открывании транзисторов VТ1 , VТ4 не возник импульс сквозноrо тока через транзис
торы соседних плеч. Блаrодаря тому, что коммутирующее напряжение поступает на
эмиттерные переходы в моменты, коrда коллекторноrо тока нет, мrновенная электри
ческая мощность на коллекторном переходе в самом худшем случае не превышает
нескольких ватт.
4'"
83
а
L 1
РИl 5А I
.
[1
0,047мк .
п
[9
0,47 мк
ХР1
FU2 Ь
0,5А [6 [8
Т1 VD19 КЦ402Д 220мкх350В
с
[23
[21 5ООмк х
0,33нк х258
VD2D
КЦ4D2Д +
[19
1 ОDDмк х
х1DВ
[25 3ЗDD
R20
68
к 8ы8.14 DD2 DD4,
бы8.16 DD1
"'i
c:j
+
[22
R17 200мкх 5
х6,38
1,5к
к бы8. 7 DD2 DD4,
бы8.8 DО7
d
е
R21
680
ОО2.1
4
s
DD3
к 155/1А 3
DD4
К155ЛА 1
а
f
DDl К155Аrз
DD2 К155ТМ2
84
D2.2
12 [ ТТ 9
11 D 8
g
а
VD10
VD7 VD9
ь
VD6
VD5, VD6, VD11, VD12 КД213Б
VT1 VT4 КТ812А
с
[10
О, 33мк
d
е
3 3
VD16 VD18
КД213Б
[11
О, 33мк
VD13 VD15
КД21 7 Б
3 3
Т4
I
[12 [15
4,7мк
п
[32 0,015мк
f
VT5
КТ827Б
9
VT6
КТ827Б
VD12
VD7 VD10 .КД204А
L4
XS1
+
[16
2DDDмкх [17
х5DВ 1мк
27B
+278
Узел защиты блока от переrрузки работает следующим образом. После подачи
напряжения питания триrrер ОО2.1 устанавливается в единичное состояние (на
инверсном выходе напряжение лоrическоrо О), и на выходе элемента DDЗ.2 (вы..
вод 11) появляется напряжение лоrической 1 , создающее условия для прохождения
импульсов TaKToBoro reHepaTopa через элементы Ой4. 1 и ОО4.2. В этом состоянии
триrrер остается все время, пока мощность, отдаваемая в наrрузку, меньше 1 кВт.
При достижении предельной мощности амплитуда nepBoro же импульса, посту
пившеrо на счетный вход триrrера ОО2. 1 с вторичной обмотки трансформатора то..
ка ТЗ через мост VD21 , оказывается достаточной, чтобы перевести триrrер в нулевое
состояние (на инверсном выходе напряжение лоrической 1). Смена низкоrо лоrи..
ческоrо уровня высоким на верхнем по схеме входе элемента DDЗ.2 приводит к тому,
что с приходом очередноrо TaKToBoro импульса на ero выходе устанавливается на..
пряжен е лоrическоrо О, и прохождение импульсов через элементы DО4.1, DD4.2
прекращается. Блаrодаря RS"триrrеру на элементах ОО3.1, DDЗ.2 сиrнал запрета
появляется только в момент начала паузы между импульсами, что предотвращает
выход транзисторов инвертора из строя (закрывание при наличии коллекторноrо
тока привело бы к выходу их из строя из..за чрезмерноrо увеличения мrновенной
электрической мощности). Узел защищает транзисторы инвертора и при коротком
замыкании наrрузки.
Для возвращения блока питания в исходное состояние после срабатывания за..
щиты ero нужно выключить и снова включить тумблером О1. При выключении блока
конденсаторы фильтра СЗ С8 разряжаются через резисторы R1 и R2. Это необходи..
мо для Toro 1 чтобы во время нарастания амплитуды импульсов баЗО80rо тока транзи"
сторов VТ1 VТ4 после повторноrо включения, KorAa они открываются неполностью
(т. е. не входят в режим насыщения), на их коллекторах не оказалось сразу большоrо
напряжения, способноrо привести к выходу из строя.
В резонансном контуре преобразователя применены конденсаторы (С10, Сl1)
К71..4 на номинальное напряжение 250 В. Конденсаторы фильтраС12 С15 К7З..16
на номинальное напряжение 63 В. Резистор Rl 3 ПЭВ..1 О. Остальные резисторы и
конденсаторы любоrо типа. Выключатель Q 1 ...... ТВ 1..2.
В источнике питания узла управления применен унифицированный трансформа..
тор тн 1 З 127 /220 50. Все остальные трансформаторы и дроссели устройства ......
самодельные. Намоточные данные приведены 8 таблице. Дроссель LЗ и обе обмотки
трансформатора Т4 намотаны свитыми вжrут Пр08Qдами. Для уменьшения индуктив"
ности рассеяния этоrо трансформатора обмотка 11 намотана двумя сложенными вме-
сте жrутами. Отвод получен соединением вывода начала одной из полуобмоток
с выводом конца друrой.
Таблица
Обозначение Обмотка Число ПрО80Д МаrНИТОПрО80Д
по схеме витков
L1 1, 11 10 МrШВ 1,5 мм 2 М2000НМ,9 Щ12х16
L2 200 ПЭВ..1 1,0 ШЛ 16х40
LЗ 25 ПЭВ 2 12х-О,3 M2000HM 9 Ш12х16
L4 11 ПЭВ 2 2,5 М2000НМ..9 Ш12х16
Т2, Т5 I 60 ПЭВ 2 0,5 М2000НМ-9 Ш12х16
11, 111 14 ПЭВ 2 0,8
ТЗ I 1 МrШВ 1,5 мм 2 М2000НМ-9 Ш7х7
11 150 ПЭВ..1 0,1
Т4 1 48 ПЭВ 2 16хО,З М2000НМ..9 Ш16х40 (два
11 2х5 ПЭВ..2 16хО,69 сложенных вместе
маrнитопровода Ш16х20)
86
Маrнитопроводы всех дросселей собраны с немаrнитным зазором 0,5 мм.
Узел управления инвертором и источник ero питания смонтированы на печатной
плате из фольrированноrо стеклотекстолита толщиной 2 мм. Большинство осталь
ных деталей блока смонтированы навесным способом на трех платах размерами
220х85 мм из текстолита толщиной 3 мм: на ОДНОЙ из них закреплены дио..
ды VD 1 VD4 и детали фильтров С1 L 1С2 и сз...с5L2с6.... С9, на друrой ....... трансфор...
маторы Т2, ТЗ, Т5 и детали инвертора, на третьей ...... дроссель LЗ и детали фильт-
ра C12 C15L4C16C17.
Транзисторы VТl vт 4 установлены на дюралюминиевых теплоотводах в виде пла..
стин размерами 70х60х8 мм (сторонами БОх8 мм они прикреплены к монтажной
плате), диоды VD1 VD4 ......... на П..образных теплоотводах, corHYТbIx из алюминиевых
пластин размерами 100х25х1,5 мм, диоды VD1З VD18 и трансформатор Т4....... на
ребристом дюралюминиевом теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности
около 1000 см 2 , закрепленном в задней части корпуса блока.
Налаживание устройства начинают без предохранителя FU1. Включив питание
узла управления, с помощью осциллоrрафа убеждаются в наличии на эмиттерных
переходах транзисторов VT1 VT4 импульсов положительной полярности дли
тельностью 17 мкс с частотой повторения около 20 кrц (период колебаний....... при..
мерно 50 мкс). При соединении любоrо вывода вторичной обмотки трансформатора
тока ТЗ с плюсовым выводом источника питания микросхем узла управления эти
импульсы должны исчезать.
Затем отключают вывод дросселя LЗ от первичной обмотки трансформатора Т4,
устанавливают на место предохранитель FUl, а вместо контактов 7 и 8 ceTeBoro
выключателя Q 1 включают миллиамперметр. Ток, потребляемый инвертором без
наrрузки, должен быть не более 15 мА. Убедившись в этом, соединяют выводы дрос-
селя L3 и первичной обмотки трансформатора Т4 дополнительным резистором со-
противлением примерно 0,5 Ом, отпаивают сетевые выодыы выпрямительноrо мос"
та VD1 VD4 от дросселя L 1 и подают на них от реrулируемоrо автотрансформатора
(наПрИ JJер ЛАТРа) переменное напряжение 20...30 В. К выходу блока подключают
эквивалент наrрузки резистор сопротивлением 1 Ом с мощностью рассеяния
700...800 Вт. Контролируя осциллоrрафом форму напряжения на дополнительном
резисторе, подбирают немаrнитный зазор в маrнитопроводе дросселя L3 таким,
чтобы импульсы (как положительной, так и отрицательной полярности) на экране
стали как можно более похожими на полуволны синусоиды.
Далее, наблюдая за формой импульсов, повышают напряжение на входе MOC
та VD 1 VD4 ДО 220 В. Выходная мощность на эквиваленте наrрузки возрастает при
ЭТОr\1I дО 650...700 Вт, однако форма импульсов должна остаться практически неиз..
менной. Если же при такой мощности они заостряются, то это свидетельствует
о насыщении маrНИТQПРОВОДЭ дросселя L3 или траFtсформатора Т4 и ero необходи
мо заменить более массивным (с большим сечением).
Наконец, исключив из цепи дополнительный резистор, подбирают резистор R18
таким образом, чтобы узел защиты от переrрузки срабатывал при выходной мощно..
сти 1 кВт (ее получают уменьшением сопротивления эквивалента наrрузки).
Во время налаживания следует соблюдать правила техники безопасности, так как
мноrие цепи блока питания, в частности, подлежащие контролю осциллоrрафом,
находятся под высоким напряжением.
Наrрузку мощностью до 700 Вт можно соединять непосредственно с выходом
блока и коммутировать питание тумблером Q 1. При большей мощности желательно
предусмотреть дополнительный выключатель в цепи наrрузки и вначале подключать
блок к сети, а затем наrрузку к ero выходу
ЛИТЕРАТУРА
Жучков В., Зубов О., Радутный И Блок питания УМ3Ч. Радио, 1987, NQ 1, с. 35.
Журнал «Радио», 1990, NQ 9, С. 59
87
В. дорожинекий
ИМПУЛЬСНЫЙ СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Радиолюбители, конструируя вторичные источники питания, пока еще в боль
шинстве случаев отдают предпочтение блокам с сетевым трансформатором, не-
смотря на явные преимущества импульсных блоков. Такой консерватизм объясня",
ется рядом причин: повышенная сложность импульсных преобразователей, трудно-
сти, связанные с оптимизацией их энерrетических и качественных показателей, срав-
нительная дороrовизна высоковольтных переключательных транзисторов, часто
выходящих из строя из-за неправильноrо nроектирования и монтажа источника пи..
тания. Эта статья должна помочь радиолюбителям rpaMoTHo решать пробл мы, воз-
никающие при конструировании импульсных блоков питания.
Следует отметить, что оптимизация характеристик импульсных источников пи-
тания довольно серьезная инженерная задача, требующая тщательноrо разре..
шения, а порою и использования математическоrо моделирования на ЭВМ. При этом
разработчики сталкиваются с двумя основными проблемами: высокий уровень ди-
намической мощности, рассеиваемой переключательными транзисторами в момен"
ты коммутации, и так называемый сквозной ток через транзисторы двухтактноrо
инвертора.
Коротко рассмотрим механизм возникновения сквозноrо тока через переклю..
чательные транзисторы двухтактноrо преобразователя (рис. 1) в случае чисто ак-
тивной наrрузки инвертора.
I:::J Q
:J t)
3Е:
Q tJ
aCl..
fb
а QJ
<r)(\J
/H
. Т1
+ и пит 1
VTl
Uпитl
+ и пит2
Uпиrп2
Рис. 1
Пусть внекоторый момент транзистор VТ2закрыт, а VТ1 открыт, насыщен и через
W
Hero протекает коллекторный ток 'К1' определяемый наrрузкой: 'К1 = 'н ' rде W 1 и
, 11
W II ...... числа витков обмоток I и 11 трансформатора Тl. Ток базы транзисторов выбира-
I
ют, исходя из условия насыщения: /61 = /Б2 = 'fз > тax , И В простейшем инверторе
, 213
С внешним возбуждением он остается постоянным при любой наrрузке в течение
Bcero периода коммутации.
Напряжение управления транзисторами VТ1, VТ2, представляющее собой пас..
ледовательность импульсов прямоуrольной формы (U r на рис. 2), вырабатывает
задающий reHepaTop. Пусть в момент t 1 меняется полярность напряжения на выходе
задающеrо reHepaTopa. Начинается процесс рассасывания НЕ30СНОВНЫХ носителей
заряда из области базы транзистора VТ1 , а транзистор VТ2 переходит в режим насы-
щения за время
88
/ . 1 .
t ф = 't п ( 1 )
1... О,9 '6Н '
'61
rде /61 ........ ток базы транзистора, необходимый ДЛЯ перевода ero в насыщение при
, ,
данной наrрузке, 'Бн = ; L постоянная вреМ'ени нарастания:
21Э
t ( 1 h ' ) 'Б изм
't = вкл + 21 Э, .
Кизм
Параметр t вкл задан техническими условиями на транзистор и указан в спра..
вочниках вместе со значениями пара етров 'Биэм И 'Кизм' при которых он измерен.
Параметр h'21Э статический коэффициент передачи тока, определенный при за
данном токе коллектора.
Время рассасывания находят из выражения:
( JБ 1 + '62 )
t pac =LH,п , I '
Бн + 62
rде 162 ........ закрывающий ток базы; "[н постоянная времени накопления заряда в
режиме насыщения транзистора.. В практических расчетах ТН определяют, руко..
водствуясь типовым значением tрас.изм :
l 'К1ИЗМ
Бн .... 'h' ·
21Э
При отсутствии в справочнике сведений о токе 'Б2изм принимают ero равным 'Б1изм.
По окончании процесса рассасывания формируется спад тока коллектора 'К1
транзистора VТ1. Время спада
t cn = 'tln( 'Б1ИЗМ + 'Б2ИЗМ ) . (3)
О, l'Бн + 'Б2изм
Часто техническими условиям'и на транзистор
вместо t pac и t сп задано время ВЫК!1ючения
tвык,л=t рас +t cn .
t pac изм .
Т = ,
н - /п ( IБ1ИЗМ + IБ2изм ) .
'Бн + 'Б2изм
- ,
в этом случае в расчетах можно принимать
. '1""
К1
t pac = (0,9.. .0,7) t выкл при отношении I равным 5...10.
62
Нетрудно заметить, что в промежУток времени .......
назовем ero временем переключения...... .
t nep = t pac +tсп....t ф (4)
....... оба транзистора открыты. Это создает пред-
посылки для возникновения сквозноrо тока, кото ый
показан на рис. 2 короткими штрихами. Таким обра..
зом, в отрезки времени t пер транзисторы инвертора
испытывают значитеЛЫiые динамические переrруз
ки, нередко выводящие их из строя
(2)
и 2 1
0/0
--
ft t
I
A
I
I
t
/к1
1
\
о
I
/к2 I
I А
\ ' \
D
t
Рис. 2
89
Как видно из выражений (1) (4), сократить время
переключения транзисторов инвертора можно YBe
личением закрывающеrо тока базы /62 или реrулиро
ванием тока ба:JЫ /61 пропорционально току коллек
тора, поддерживая базовый ток в пределах 'Бн'
В некоторых случаях, например, при проектиро
вании мощных нереrулируемых инверторов, целесо
образно введение пауз между окончанием закрыва
ния одноrо транзистора и началом открывания дpy
roro [1, 2]. При этом удается полностью избежать
сквозноrо тока.
Таким образом, у конструктора есть три основных
способа борьбы со сквозным током и снижения KOM
мутационных переrрузок транзисторов, работающих
в двухтактных инверторах. Это формирование Bpe
менных задержек (пауз) при переключении транзис
торов, использование пропорционально токовоrо
управления и ускорение процесса рассасывания
неосновных носителей заряда из области базы пере
ключательных транзисторов с последующим форси
рованием их закрывания.
При проектировании маломощных преобразо
вателей предпочтение следует отдать последнему из
перечисленных способов, поскольку реализация пер
вых двух связана с усложнением узла управления.
С учетом изложенноrо выше был разработан импуль
сный сетевой блок питания, предназначенный для пи
тания переносной телерадиоаппаратуры. Ero номинальная выходная мощность
20 Вт, причем кпд при номинальной мощности....... не менее 85%. Рабочая частота
преобразования ....... 68 кrц.
U Z
в
10
5
О
5
1D
и"
В
10
5
О
5
10
U оэ 2,
В
5
О
5
1D
U5эl,.,
В
5
О
5
1D
I I t
10мкс 20
...
10
20 t
Рис. 3
+
t
а
С1 47мкх450В
+ЗОDВ
+ [3
[2 r R4 R5 10к
lDк 4 7
VD6
С5
+ VD7 680 йА1 [6
1300
[4
G::)
C:J
C'\J
C'\J
t
J
Е
(u
u
FUl
3А
<
90
R6 10к
*
VD5
КЦ405А [2 D,33мкх400В
[],[4 50мкх258, VD1 VD4 КД105А
VD6, VD7 КС515А, ОА 1 К574УД1А
d
е
Рис. 4
Характеристики блока оптимизированы ДЛЯ наrрузки, лежащей в пределах 0,5...1
от номинальной мощности. Он устойчиво работает при изменении ceTeBoro напря..
жения в пределах от 170 до 240 В, выдерживает кратковременные замыкания выхода
(ток замыкания, измеренный авометром В7..35, равен 6 А).
Принципиальная схема блока изображена на рис. 4. Задающий reHepaTOp ин
вертора собран на операционном усилителе ОА 1, охваченном цепью положитель
ной ОС. Наrрузкой аУ служит первичная обмотка импульсноrо трансформатора Тl.
Дифференцирующая цепь R7Сб создает форсированный фронт переключения тран"
зисторов VТ2 И VТ4.
Узел, обеспечивающий ускорение процесса рассасывания неосновных носите..
лей заряда в этих транзисторах, состоит из элементов VТl, VТЗ, VD8, VD9, R8, R9,
с7....с10 и дополнительных обмоток 1/1, IVтрансформатора Т2. Рассмотрим работу
узла на примере sepxHero по схеме плеча полумостовоrо инвертора.
Пусть транзистор VТ2 открыт и насыщен. При этом транзистор VТl закрыт и к нему
приложено напряжение около 6 В с обмотки 111 трансформатора Т2. Конденсатор С9
заряжен.
По окончании полупериода коммутации скачкообразно меняется полярность на..
пряжения на выходе задающеrо reHepaTopa (U r на рис. 3) и, следовательно, на
всех обмотках трансформатора Т1; U t ........ напряжение на первичной обмотке транс..
форматора Т1. Транзистор VТ1 открывается, причем блаrодаря дифференцирующей
цепи R8C7 этот процесс происходит ускоренно.
Под воздействием CYMMapHoro напряжения с обмоток 111 трансформатора Т2 и 11
трансформатора Т1 начинается форсированное рассасывание неосновных но..
сителей заряда из базы транзистора VТ2 по цепи: обмотка 111 трансформатора Т2,
коллекторный переход транзистора VТl , обмотка 11 трансформатора Т1 , эмиттерный
переход транзистора VТ2, диод VD8. Через время t pac начинается резкое уменьше
нив коллекторноrо тока транзистора VТ2. При этом транзистор VТ4 находится в ста..
дии открывания.
Напряжение на обмотках трансформатора Т2 меняет свою полярность. Заряд,
накопленный конденсатором С9, поддерживает закрывающий ток базы транзис"
Q
VT1 КТ608Б L 1 3MKrH
[9 [11 С12
D,D47мк
Ь VD10 VD11
П.1 П,2
VT2
Т2
.
+ 150В
+
[13
[10
D,047мк
VT4
КТ7D4А
[1',[12220мк х 168
[1 З, С14 1 мк х2508
VD8, VD9 КД21ЗА
VT2 КТ704А
VТЗ КТ6D8Б
[14
.
91
тора VТЗ до ero полноrо закрывания. С этоrо мом\3нта'обратное напряжение на эмит..
терном переходе VТ2уменьшается до значения, не превыающеrоo 1 8 (rрафики И БЭ2
и И БЭ4 на рис. 4), что позитивно сказывается на надежности работы инвертора.
В качестве переключательных, кроме указанных на схеме, можно использовать
транзисторы КТ704Б, КТ704В, а также любые из серии КТ809; rодятся и друrие BЫCO
ковольтные низко и среднечастотные транзисторы. Желательна их установка на
теплоотводы с эффективной площадью рассеяния около 50 см 2 . Транзисторы VТ1,
vrз ....... любые кремниевые с предельно допустимым импульсным током коллектора
не менее 500 мА и rраничной частотой не менее 100 мrц. '
Оксидные конденсаторы С1, СЗ, С4 K50 12, К50..27; Сll, с12....... К50..29, K53 25,
К5З..28; остальные....... любые керамические, стеклянные или стеклокерамические.
Конденсатор С5 должен быть rpYnnbI ТКЕ ПЗЗ, М3З или М47. Резистор Rl ....... С5..16,
остальные МЛ1: Трансформатор Т1 намотан На кольцевом маrнитопроводе типо
размера К1 Ох6х4,5 из феррита 2000НМ. Обмотка I выполнена проводом ПЭ8..2 0,1 и
содержит 52 витка, обмотки 11 и 111 по 8 витков TaKoro же провода. Трансформа..
тор Т2 намотан также на КОl1ьцевом маrнитопроводе типоразмера К20х 12х6 из фер..
рита 2000НМ 1..А. Обмотка I содержит 120 витков провода ПЭВ..2 0,25, обмотка 11 .......
2х12 витков провода ПЭВ..2 0,8, обмотки 111 и /V....... по 5 витков провода ПЭ8..2 0,25.
Дроссель L 1 выполнен на броневом маrнитопроводе Ш5r5 из феррита 700НМ. Об..
мотка содержит 50 витков провода ПЭВ..2 0,8. Между половинами маrнитопровода
дросселя необходимо вложить прокладку из плотной бумаrи толщиной 0,3 мм.
rабаритная мощность трансформатора Т2 на частоте преобразования 68 кrц рав"
на 42 Вт, что позволяет увеличить выходную мощность источника питания до указан..
Horo значения. Для этоrо ero обмотки ,1, 111, /V необходимо намотать прово..
дом ПЭВ..2 0,41, обмотку 11, а также обмотку дросселя L 1 проводом ПЭВ..2 1. Кроме
Toro, следует увеличить площадь теплоотводов транзисторов VТ2, VТ4 примерно
вдвое, пересчитать емкость конденсаторов Сl, Сl1, С12 и индуктивность ДрОС,се"
ля L1 в соответствии с рекомендациями, изложенными в [З]; сопротивление резис
тора R7 надо уменьшить до 680 Ом, Rl ....... до 10 Ом.
При этом может возникнуть потребность в повышении мощности операционноrо
усилителя ОА 1, что достиrается применением дополнительной транзисторной сту"
пени усиления тока, а также в увеличении емкости конденсаторов С2, Сб.
Собранную конструкцию необходимо поместить в экранирующую коробку. Ав..
торский вариант конструкции блока имеет rабариты 100х63хЗЗ мм, что соответст"
вуетудельной мощности около 105 Вт/дм З . При безошибочном монтаже и исправных
деталях источник налаживания не требует и начинает работать сразу.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Блок питания для «Радио 86РК». Радио, 1990, NQ 7, с. 58.
2. Цветаев С. Мощный блок питания. Радио, 1990, NQ 9, с. 59.
3. Эраносян С. А. Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями. Л.: Энер
rоатомиздат, 1991.
'-
ЖУРНdЛ «Радии», 1997, NQ 4, С. 52
А.САФРОНОВ
ДВУПОЛЯРНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ
Разработкой или совершенствованием ДВУПОJ1ЯРНЫХ стабилизированных источ
ников питания маломощной радиоаппаратуры измерительной техники занимаются
мноrие. Предлаrаемое устройство вполне может заменить, например, источник пи
тания цифровоrо мультиметра [1], иноrда критичный к запуску.
92
Описываемый стабилизатор проет, содержит сравнительно небольшое число эле
ментов и, как показали наблюдения за работой, обладает неплохими техническими
характеристиками. Он сохраняет раБОТО.спосоБность без ухудшения характеристик
при входном напряжении от 3 до 15 В, что позволяет при менять ero 80 мноrих друrих
устройствах, требующих стабилизированноrо двуполярноrо источника питания.
Технические характеристики источника
Выходное напряжение, В .... . . . . . . . . . . . . .. .
Суммарная выходная мощность, Вт ........
Пределы изменения входноrо напряжения, В
Коэффициент стабилизации
КПД, % .. . . . . .. .. .
2х5
0,25
3...5
400
75
Мощность стабилизатора не позволяет питать от Hero светодиодные индикаторы
мультиметра. Для этой цели используется однополярный источник с выходным на..
пряжением 5 В.
Отличительная особенность стабилизатора (СМ. схему) отсутствие в нем re..
нератора линейно изменяющеrося напряжения и компаратора, традиционно ис..
пользуемых в импульсных стабилизаторах напряжения.
ct)
Lrr
tv.;
11
)ос
fC)
н
[1 62
R1 VD1
4701< КД522А
к ды!114 001
+
L2 1DOHKrH
R8 f
120к
Я4 3М
[] D,33нк
DD1 564ЛЕ5 R6 5.1к
[4. [5 0,1нк
[6 [9 150нкх6,3В
VTl КТЗ102Б
VT2. VТЗ КТЗ1D2Б
Задающий reHepaTop стабилизатора выполнен с применением в нем времязада..
ющеrо конденсатора Сl и триrrера Шмипа, выполненноrо на элементах микросхе..
мы 564ЛЕ5 (DD1). Коrда на выходе элемента DD1.З присутствует напряжение 8ЫСО"
Koro уровня, диод VD 1 оказывается в закрытом состоянии, а конденсатор С 1 заряжа..
ется от источника входноrо напряжения через резистор R1. Как только напряжение
на конденсаторе достиrает пороrа срабатывания триrrера, состояние триrrера скач
ком изменится на противоположное и на выходе элемента DD1.З устанавливается
напряжение низкоrо уровня. Теперь диод VDl открывается и конденсатор Сl разря..
жается через этот диод, резистор R2 и выход элемента DD 1. з. KorAa же напряжение
на конденсаторе уменьшится до пороrа выключения триrrера, он переключится
в исходное состояние и процесс работы reHepaTopa повторится.
Выходное напряжение стабилизируется цепью VТl, R7, R8 следующим образом.
Пока на выходе «+5 В» напряжение мало, транзистор VТl закрыт и не влияет на
работу reHepaTopa ......... на ero выходе максимально возможная длительность импуль"
сов, а паузы между ними минимальны. При выходном напряжении указаННQrо значе..
ния транзистор VТ1 открывается, время зарядки конденсатора Сl увеличивается,
а время ero разрядки, наоборот, уменьшается. Соответственно длительность им..
пульсов, открывающих составной транзистор VТ2VТЗ, уменьшается, пауза между
ними увеличивается, в результате чеrо выходное напряжение стабилизируется.
93
В стабилизаторе можно использовать микросхемы серий 564, К561, КР1561, со..
держащие четыре инвертора.
ДИОДЫ любые высокочастотные. Конденсаторы С2 и С6 с9........ оксидные К52..1 ,
К50..6, К50..16, остальные..... К10-17, КМ..5, КМ-6. Транзисторы КТ3102Б заменимы
транзисторной сборкой 1 НТ251. Дроссели L 1 и L2 ДМ-О,1 индуктивностью
100 MKrH. Трансформатор Т1 выполнен на маrнитопроводетипоразмера К16х10х4,5
из феррита М2000Н М 1. Каждая из обмоток трансформатора содержит 100 витков
провода ПЭЛШО 0,1, но первичную наматывают в два провода.
Налаживают устройство в таком порядке. К выходу обоих плеч стабилизатора
(между выводами +5 В и 5 В) включают наrрузочный резистор сопротивлением
500...600 Ом. Затем на вход устройства подают питающее напряжение 5 В и вольт..
метром измеряют выходное напряжение. Равенства входноrо и выходноrо напряже..
ний добиваются подбором резистора R8.
После этоrо входное напряжение уменьшают до 3 В и также контролируют на-
пряжение на выходе стабилизатора. В случае срыва rенерации TaKToBoro reHepaTopa
подбирают резистор R2. На этом реryлировку устройства можно считать закончен..
ной.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков с. Портативный цифровой мультиметр: Сб.: «В помощь радиолюбителю», вып. 1 00.
М.: ДОСААФ, 1988.
2. Поликарпов А. r. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания
РЭА. М.: Радио и связь, 1989.
От редакции. По мнению рецензентов журнала, транзистор VТЗ и резистор R6 MorYT быть
исключены. В этом случае сопротивление резистора R5 следует уменьшить до 1 кОм, а eM
кость конденсатора сз до 0,01 мкФ.
Журнал «Радио», 1996, N 9 6, с. 51
о. rОЛУ&ЕВ
источник БЕСПЕРЕБойноrо ПИТАНИЯ
в настоящее время в цифровых устройствах широко применяются микросхемы
с напряжением питания 5 В, которые сохраняют работоспособность в оrраниченном
интервале питающих напряжений (4,5...5,3 В). При эксплуатации таких устройств
в стационарных условиях выбор блоков питания довольно широк. Коrда же использу
ются химические источники тока, то к их выбору нужно относиться с особым внима..
нием. Практика показала, что весьма привлекательным оказалось применение стан..
дартных аккумуляторных батарей на номинальное напряжение 6,75 В с различной
емкостью, но при этом возникает задача понижения напряжения до 5 В.
Применение rасящих резисторов или стабилизаторов непрерывноrо pery..
лирования приводит к тому, что в конце разрядки батареи напряжение на наrрузке
значительно уменьшается, а большая часть энерrии превращается в тепло. Наибе..
лее перспективными в этом отношении MorYT стать импульсные стабилизато
ры [1 4]. К сожалению, практически все перечисленные устройства для получения
выходноrо напряжения 5 В требуют не менее 8 В на входе. В рассматриваемом слу
чае нужен стабилизатор, способный поддерживать выходное напряжение 5 В при
входном от 5,1 до 6,75 В.
Источник резервноrо питания, состоящий из импульсноrо стабилизатора на-
пряжения и зарядноrо устройства для автоматической подзарядки аккумуляторной
батареи (см. схему), может работать совместно с устройствами, требующими
напряжение питания 5 В и потребляющими ток до 300 мА. При использовании
94
89 6ZCJ
о...с-.., "'1
15
LA
" lr)
11 l..J
Iv)
t"-.
Q::
"
"
'СС::)
","СЛ
CJ
"'1 :::::"l..J
Q::","
"
11
:ос:
+ :а
":!J са
tS 'с
)(
l..J
r l
I
I "'1t"-.
I CJ
l..J
I I
I I
I I )(
I
I lri lj Q:J
I :::э ' t::it::i
::z: )(
I c::s
' "'"
I ::::J
с:: I
I I
I с)
I
I LQ
I I
t I'C)'
f !':а
'
I IQ:: fg'C)'
I I + i
I I
I
I
I
I
I
I 95tfl>1 tll1
I "
I Q:)
I )1 t 5С! Q::","
I "
'C
I Q::
I 'с "'1
I 8DZZ '"v I Q::
L .J
o...c-..,
13
"'"
CJ 11
11
"'"
C::)
l..Jc:5
""--С::)
CJ;::
95
аккумуляторной батареи на номинальное напряжеНtI1е 6,75 В емкостью 0,55 А. ч Bpe
мя работы резервноrо источника 1 ч (напряжение 5 В поддерживается 40 мин).
Амплитуда пульсации напряжения питания не превышает 18 мВ.
Стабилизатор напряжения выполнен на транзисторах VТЗ , VТ5 и компараторе ОА2.
Для предотвращения rлубокой разрядки аккумуляторной батареи введены резисто
ры R19, R20, стабилитрон VDЗ и транзистор VТ4.
Особенность представленноrо стабилизатора состоит в том, что узел сравнения
на компараторе ОА2 и источник образцовоrо напряжения R26VD4 подключены к ero
выходу. Это позволяет обеспечить высокостабильное образцовое напряжение, от
KOToporo во MHoroM зависит стабильность выходноrо напряжения, не прибеrая
к излишнему усложнению конструкции. Для улучшения формы импульсов и оrрани
чения рабочей частоты стабилизатора в компаратор ОА2 введен небольшой rистере
зис, величина KOToporo определяется сопротивлением резистора R28. Конденса..
тор С5 устраняет возбуждение на высоких частотах.
Поскольку напряжение питания компаратора не превышает 5 В, то выходное Ha
пряжение стабилизатора, имеющее такую же величину, не может быть подано на
инвертирующий вход компаратора непосредственно. Для ero уменьшения и реrули
рования BbIxoAHoro напряжения стабилизатора служит делитель R21, R2З R25.
При включении OCHoBHoro блока питания в сеть конденсаторы С2 и СЗ заряжаются
до напряжения 5 В. Открывшийся стабилитрон VDЗ открывает транзистор VТ4. В связи
с тем, что напряжение на инвертирующем входе компаратора равно или несколько
больше, чем на образцовом источнике R26VD4, на прямом выходе компаратора бу..
дет напряжение низкоrо уровня, поэтому транзистор VТ5 закрыт. Следовательно,
закрыт коммутирующий транзистор vrз. Стабилизатор начинает работать при усло..
вии, если напряжение на инвертирующем входе компаратора понизится на 0,01 В по
сравнению с образцовым. Такое может произойти, если отключится основной ис..
точник питания или ero выходное напряжение станет меньше на 0,02 В. Таким обра
зом, в устройстве реализован автоматический переход от OCHOBHoro источника пи..
тания на резервный.
В момент пропадания ceTeBoro напряжения или значительноrо ero Уfy1еньшения
напряжение на конденсаторах С2 и СЗ понизится, а на образцовом источнике OCTa
нется прежним, поэтому на прямом выходе компаратора появится напряжение вы..
COKoro уровня, которое откроет транзистор VТ5, а он, в свою очередь, коммутирую..
щий транзистор VТЗ стабилизатора. Аккумуляторная батарея заряжает конденсато..
ры С2 и СЗ. KorAa напряжение на них превысит образцовое, компаратор закроет
транзисторы VТЗ, VТ5, и зарядка конденсаторов прекратится. Через диод VD2 часть
энерrии, накопленной в дросселе L 1, возвращается в конденсатор С2. В дальнейшем
напряжение на конденсаторах С2 и СЗ снова уменьшается и весь цикл повторяется.
KorAa напряжение на аккумуляторной батарее ПОНv1Зv1тся до 5,1...5,2 В, коммути
рующий транзистор VТЗ полностью откроется, и дальнейшее снижение BbIxoAHoro
напряжения стабилизатора происходит линейно с входным. При напряжении
4,5...4,8 В срабатывает устройство защиты от rлубокой разрядки, и стабилизатор
отключается от аккумуляторной батареи.
Зарядное устройство, изображенное в верхней части рисунка, отличается тем,
что при достижении напряжения 6,5 В на заряжаемой аккумуляторной батарее по..
СТОЯННрlЙ зарядный ток становится импульсным с переменной скважностью, т. е.
уменьшается ero среднее значение. По мере дальнейшеrо увеличения напряжения
частота следования импульсов становится все меньше, и при достижении номиналь"
Horo значения 6,75 В частота становится такой, чтобы только компенсировать раз..
рядку батареи через делитель Rl0 R1З.
Во время работы импульсноrо стабилизатора напряжение на коллекторе транзи"
стора VТ2 больше, чем на ero эмиттере; зарядный ток через Hero не идет (проходит
небольшой разрядный ток через коллекторный переход транзистора VТ2 и резис
96
тор R14). На эмиттере транзистора VТ2, при появлении ceTeBoro напряжения, уста..
навливается напряжение 10 В (при использовании блока питания Д2..З4..2). Работой
транзистора VТ2 управляет компаратор ОА 1. С целью улучшения формы зарядных
импульсов и оrраничения частоты их следования в компаратор ОА 1 введен rистере
зис, величину KOToporo определяет резистор R2. Если аккумуляторная батарея в мо"
мент появления ceTeBoro напряжения оказалась разряженной ниже 6,5 8, на прямом
выходе компаратора появляется напряжение BbIcoKoro уровня, которое открывает
транзистор VТI, а он, в С80Ю очередь, транзистор VТ2. Зарядный ток устанавливают
переменным резистором R9. Для батареи из аккумуляторов Д 0,55 он должен быть
80...100 мА. Резистор R15 токооrраничительный. Если перед зарядкой аккумуля
торная батарея оказалась разряжена меньше и напряжение на ней больше 6,5 8, то
зарядка происходит импульсным током, как было описано выше. Номинальное на..
пряжение, до KOToporo может зарядиться аккумуляторная батарея, устанавливают
переменным резистором R13 и ДЛЯ батареи из пяти аккумуляторов должно быть
равно 6,75 В.
Поскольку в предлаrаемом устройстве не предусмотрен стабилизатор зарядноrо
тока, то при использовании блоков питания с выходным нестабилизированным на..
пряжением более 1 О В (при включенной наrрузке) следует увеличить сопротивление
резистора R15 для получения зарядноrо тока 80... 100 мА при среднем положении
движка резистора R9. Если при этом рези'СТОр R15 будет переrреваться, ero нужно
I заменить друrим, мощностью не менее 0,5 8т. Необходимо помнить, что в предлаrа..
емом варианте зарядноrо устройства основной блок питания нельзя включать без
наrрузки или с наrрузкой, значительно отличающейся от той, при которой блок нала..
живают.
Перед налаживанием источник резервноrо питания подключают к основному бло..
ку питания, с которым и предполаrается дальнейшая работа устройства. Наrрузка
блока питания должна соответствовать номинальной, при которой он будет эксплуа..
тироваться. Для измерения напряжений необходимо использовать цифровой вольт..
метр с высоким входным сопротивлением и точностью не менее 0,01 8.
Аккумуляторную батарею ЭВ 1 при налаживании лучше Bcero заменить временным
источником с допустимым током наrрузки около 1 А и возможностью плавной pery..
лировки стабилизированноrо выходноrо напряжения в пределах 4...8 В. Для этой
цели можно собрать стабилизатор на микросхеме КР142ЕН 12 по типовой схеме вклю"
чения и подключить ero к источнику постоянноrо напряжения 11 .. .12 В. Далее необ
ходимо отпаять верхний по схеме вывод резистора R8 и присоединить к нему катод
любоrо светодиода, анод KOToporo соединить с плюсом OCHoBHoro источника пита..
ния.
Налаживание следует начать с измерения напряжения на базе транзистора VТl,
которое при напряжении BpeMeHHoro источника питания 8 В должно быть близко
к нулю. Далее устанавливают движок переменноrо резистора Rl 3 в среднее положе..
ние и, уменьшив напряжение BpeMeHHoro источника до 6,72 В, добиваются включе
ния светодиода. поворачивая движок переменноrо резистора R1З в сторону умень"
шения сопротивления. KorAa светодиод включился, напряжение источника медлен..
но увеличивают. При напряжении 6,75 В светодиод должен поrаснуть. Это означает,
что резисторы делителя R11, R12подобраны верно. В противном случае их придется
подобрать, руководствуясь тем, что уменьшение сопротивления приводит к возра..
станию напряжения на заряжаемой аккумуляторной батарее и наоборот. Если все
эти операции провести тщательно, то можно добиться точности установки напряже..
ния заряжаемой аккумуляторной батареи не хужР 0,05 В.
Однако такую реrулировку следует считать предварительной. Окончательный вы..
вод можно сделать после Toro, как будет подключена аккумуляторная батарея. Пока..
затель точности реrулировки отсутствие зарядки батареи при достижении напря..
жения в пределах 6,75...6,79 В. В противном случае движок резистора R13 нужно
97
повернуть в сторону увеличения сопротивления. До проведения этой операции не..
обходимо впаять резистор R8, отпаять светодиод и подключить аккумуляторную ба..
тарею, разряженную до напряжения не выше 6 В. В разрыв проводника, идущеrо от
любоrо полюса аккумуляторной батареи, подключают милиамперметр на
150...200 мА и переменным резистором R9 устанавливают зарядный ток, который
для этоrо варианта зарядноrо устройства должен быть не более 120 мА (напряжение
коллектор эмипер транзистора VТ2 не должно превышать 3 В). Если будет YCTaHOB
лена батарея из аккумуляторовД..О,55, ток следует установить в пределах80...1 00 мА.
Налаживание импульсноrо стабилизатора начинают с измерения напряжения на
базе транзистора VТ5, которое должно быть близко к нулю (при включенном OCHOB
ном блоке питания и отключенной аккумуляторной батарее). Далее подключают вре..
менный источник, выходное напряжение KOToporo устанавливают равным 6,5 В, и
отключают основной блок питания. Импульсный стабилизатор сразу заработает, и на
наrрузке OCHoBHoro блока питания должно появиться напряжение. Переменным рези
старом R25 устанавливают выходное напряжение стабилизатора в пределах
4,7...5,2 В. Если этоrо сделать не удается, то следует, как и при налаживании за..
рядноrо устройства, подобрать резисторы R2З, R24, руководствуясь теми же ре..
комендациями.
Коrда выходное напряжение 4,7...5,2 В с возможностью реrулировки будет полу..
чено, включают основной блок питания и измеряют ero выходное напряжение. После
этоrо основной блок вновь выключают, а выходное напряжение импульсноrо стаби
лизатора устанавливают на 0,03...0,05 В ниже выходноrо напряжения OCHOBHoro бло..
ка питания. Если этоrо не сделать, то при включении OCHoBHoro блока резервный не
полностью отключается и потребляет небольшой ток от аккумуляторной батареи.
Для налаживания узла, предохраняющеrо аккумуляторную батарею от разрядки,
напряжение BpeMeHHoro источника уменьшают до 4,5...4,8 В. Если напряжение на
наrрузке пропадет, значит, резистор R19 подобран верно. В противном случае при..
дется подобрать резистор R19 с меньшим сопротивлением или стабилитрон VDЗ с
большим напряжением стабилизации.
Далее проверяют падение напряжения коллектор"эмиттер транзистора vr3. На
временном источнике питания устанавливают напряжение 5,5 В и, подключив осцил..
лоrраф к коллектору транзистора VТЗ, уменьшают напряжение до TaKoro уровня,
коrда импульсы на экране исчезнут. После этоrо измеряют напряжение между кол..
лектором и эмиттером транзистора vrз, которое должно быть не более 0,25 В. Если
оно окажется больше, нужно подобрать транзистор с большим коэффициентом пе..
редачи тока или резистор R 17 с меньшим сопротивлением. Затем необходимо уточ..
нить напряжение, при котором включается устройство защиты от rлубокой разрядки
аккумуляторной батареи.
Приступая к налаживанию импульсноrо стабилизатора, не забывайте о том, что
при отключении ero источника питания новый запуск возможен только после включе..
ния и выключения OCHoBHoro блока питания.
Конструктивно источник резервноrо питания и батарея из пяти аккумулято"
ров Д..О,55 размещены в корпусе размером 70х70х45 мм. Он соединен с основным
блоком питания четырехпроводной линией с разъемом онц..вr ..4..5/16..В (на схеме
не показан). Четвертый провод используют для отключения минусовоrо вывода акку"
муляторной батареи от общеrо провода при отсоединении устройства от OCHOBHoro
блока питания, что предотвращает разрядку батареи через делитель Rl0 R1З.
Время работы резервноrо источника может быть значительно увеличено при ис..
пользовании аккумуляторных батарей большей емкости. Например, с батареей ем..
костью 4 А. ч, которую применяют в фонаре автолюбителя SLF178B китайскоrо про..
изводства, время непрерывной работы при выходном напряжении 5 В и потребляе..
мом токе 300 мА 14 ч (общее время работы 15 ч). Максимальный ток стабилиза..
тора в этом случае может достиrать 800 мА. Поскольку аккумуляторные батареи
98
емкостью 4 д. ч после 15 ч непрерывной разрядки заряжаются не менее 40 ч, для тех
случаев, KorAa предполаrаетсS1 меньшая продолжительность непрерывной работы,
необходимо выбирать аккумуляторные батареи емкостью не более 2 А. ч. Однако
учитывая, что устройства с потребляемым током больше 300 мА имеют более мощ"
ный блок питания, зарядку можно ускорить, увеличив зарядный ток до 200...300 мА.
В этом случае транзистор КТ502Д (VТ2) должен быть заменен на КТ814 с любым
буквенным индексом, но с возможно большим коэффициентом передачи тока. Мощ..
насть и сопротивление резистора R 15 выбирают, исходя из параметров KOHKpeTHoro
блока питания.
В случае, коrда резервный источник предполаrается эксплуатировать с уст..
ройствами, для которых допустимы большие пульсации напряжения питания, дрос..
сель L2 и конденсатор СЗ можно исключить.
Устройство некритично к выборvдеталей. Исключение, пожалуй, составляет тран"
зистор KT816r (VТЗ), который в целях улучшения кпд стабилизатора должен иметь
возможно больший коэффициент передачи тока, о чем судят по падению напряже..
ния между коллектором и эмипером при указанном сопротивлении резистора R17.
Компаратор К554СА3 допустимо заменить друrим, но обязательно с открытым кол...
лектором и эмиттером, что важно из..за способа введения rистерезиса по предлаrа..
емой схеме. Диоды КД522А заменимы на КД510А. Дроссели L 1, L2 использованы
стандартные ДП3 на ток 2...3 А.
ЛИТЕРАТУРА
1. МироновА. Простой ключевой стабилизатор напряжения. ...... Радио, 1985, N2 8, с. 43.
2. Смирнов В. Импульсный стабилизатор напряжения. Радио, 1986, N2 11, с. 52.
з. Селезнев В. Стабилизатор напряжения на компараторе. ...... Радио, 1986, NQ З, С. 46.
4. Медведев И. Импульсный стабилизатор. ...... Радио, 1989, N2 3, С. 58.
Журнал (,Радио», 199В, Ng В, с. 57
А.поrОРЕЛЬСКИЙ
СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Описываемый блок питания собран из доступных элементов. Он почти не требует
налаживания, работает в широком интервале подводимоrо nepeMeHHoro напряже..
ния, снабжен защитой от переrрузки по току.
Предлаrаемый блок питания позволяет получать выходное стабилизированное
напряжение от 1 В почти до значения выпрямленноrо напряжения с вторичной об...
мотки трансформатора (см. схему). На транзисторе VТ1 собран узел сравнения:
с движка nepeMeHHoro резистора RЗ на базу подается часть образцовоrо напряже-
ния (задается источником образцовоrо напряжения VD5VD6HL 1Rl), а на эмиттер.......
выходное напряжение с делителя R14R15. Сиrнал рассоrласования поступает на
усилитель тока, выполненный на транзисторе VТ2, который управляет реryлирующим
транзистором VТ4.
При замыкании на выходе блока питания или чрезмерном токе наrрузки увеличи..
вается падение напряжения на резисторе R8. Транзистор VТЗ открывается и шунти..
рует базовую цепь транзистора VТ2, оrраничивая тем самым ток наrрузки. Светоди"
од HL2 сиrнализирует о включении защиты от переrрузки по току. В случае замыка-
ния включение режима оrраничения тока происходит не MrHoBeHHO. Дроссель L 1
препятствует быстрому нарастанию тока через транзистор VТ4, а диод VD7уменьша..
ет бросок напряжения при случайном отключении наrрузки от блока питания.
Для реrулирования тока срабатывания защиты в разрыв цепи между резистора
ми R7 и R9 необходимо включить переменный резистор сопротивлением 250 Ом,
99
а ero ДВИЖОК подключить к базе транзистора vr3. Значение тока можно реrулировать
в пределах от 400 мА до 1,9 А.
В источнике питания применим любой трансформатор с напряжением на вторич"
ной обмотке от 9 до 40 В. Однако при малом значении напряжения сопротивление
резисторов Rl, R2, R9, R13 R15 следует уменьшить примерно в два раза и подо..
брать стабилитроны VD5, VD6 так, чтобы напряжение на резисторе R 1 было пример..
но равно половине напряжения на конденсаторе С2
VD5, VD6 К[191Ж +
HL 1 АЛ3D7Б
VT3 К315Б R14
330
+
VD1 VD4 Д242 [5
Т1 1ОООмкх
х638
VT2
[3 KT81Sr
О, 1 нк HL2
АЛЗD7Б 1111 11
VD9
[4
+ КД209А R15
[2 О,022нк
40ООнк х VD10 330
х50В КД2О9А
Дроссель L 1 содержит 120 витков провода ПЭЛ 0,6, намотанных на оправке диа..
метром 8 мм. Транзистор КТ209М (VТ1) заменим на КТ502 с любым буквенным ин
дексом, КТ208 (ж М), КТ209 (ж М), КТЗ107 (А, Б). Вместо транзистора KT81sr
(VТ2) можно применить любой серии КТ817 или друrой аналоrичной структуры
с допустимым напряжением коллеКтор........эмиттер не менее напряжения питания.
Транзистор vт4........ КТ80ЗА, КТ808А, КТ809А, серий КТ812, КТ819, КТ828, КТ829 или
любой мощный с допустимым током коллектора не менее 5 А и допустимым напряже
нием Коллектор........эмиттер больше напряжения питания. Транзисторы VТ2 и VТ4 не..
обходимо разместить на теплоотводах. Диоды VD1 VD4...... любые выпрямительные
с допустимым прямым током больше 5 Д и обратным напряжением не менее напря..
жения на вторичной обмотке трансформатора. Светодиоды можно применить любо..
ro типа.
От редакции. Узел оrраничения тока лучше видоизменить. Для этоrо следует исключить
резистор R7, а резистор R8 поставить переменный. Ero сопротивление выбирают таким, что
бы при минимальном токе оrраничения падение напряжения на нем состаВЛЯ!10 около 0,6 В.
Рабочий ток резистора должен быть не менее максимальноrо тока оrраничения 'тах' поэтому
ero мощность Р следует определять по формуле:
р = J2max R8.
Например, для интервала тока оrраничения 0,2...2 Д сопротивление nepeMeHHoro резистора
должно быть 3 Ом, мощность 12 Вт.
Журнал «Радио», 1998, N2 10, С. 71
100
Д.БЕЗИК
'СЕТЕВОЙ ИМПУЛ'ЬСНЫЙ
Основное предназначение описываемоrо здесь устройства питание персо..
нальноrо компьютера: Но не только. Оно приrодно для питания мноrих друrих радио..
любительских разработок повышенной мощности, например умзч.
Принцип действия предлаrаемоrо блока питания (рис. 1) такой же, как и у блоков
питания цветных телевизоров TpeTbero поколения. Он также работает в режиме, близ..
ком к режиму прерывистых токов [1] и, следовательно, является автоколебательным
устройством. Но есть и принципиальное отличие: в нем применена «эмиттерная KOM
мутация» мощноrо переключательноrо транзистора, что ПОЗВОf1яет пользоваrься им
в более широком частотном диапазоне и, кроме Toro, снижается вероятность выхода
из строя высоковольтноrо транзистора [1,2]. Проведенные эксперименты подтвер
дили, что транзистор КТ8З9А с переключательным транзистором КТ972А в ero эмит
терной цепи хорошо работает даже на частоте 120 кrц. Друrое достоинство блока
питания возможность применения ero в широком диапазоне выходноrо тока.
Основные технические характеристики
Номинальная выходная мощность, Вт . .. .
Максимальная выходная мощность, Вт ...
Частота преобразования, кrц:
. . .
при номинальной выходной мощности .................................
на холостом ходу . . . . .. ..... , . . . . . . . . . , , . . , . . , . , . . . . . . . . , . . . . . . . . . .
Входное напряжение, В .. .'......".....,......,......,.,.,..,...........
Выходное напряжение, В:
канала + 12 В . .,....,., ..,.......,.....,..,.....,.,........,..
канала 12 В . . . . . . , . . . , , , . . . . . . . . . . . . ., ...........................
канала +5 В . . ... ,. . . , .. .
Выходной ток, А:
канала +12 В
канала 12 В ......,..,.. .. . ,.. . .
канала +5 В (без резистора R 15) ."...,.... ,', ...,..,......,........,.
Выходное сопротивление, Ом, при 1+5=3,5 А, '+ 12 =2А, ' п=a А:
канала +5 В . . , , . . . . . . , . . . . , . . . . , , . . . .. .... ....
канала + 12 В ,...,.. ., , , , . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , , . . . , . . . . , . . . . . . . .
fJазмах пульсации, мВ, при 1+5=3,5 А, '+ 12 =2А, ' 12;:::O А:
канала +5 В на f=30 кrц и f= 100 rц ,....,........".., ,..,.,........
канала + 12 В на f=30 кrц и f= 1 ооrц соответственно .; , . , . .
Относительный коэффициент нестабильности ( t. BblLYBX )
ВХ ВЫХ
по входному напряжению 70.. .250 В:
канала+12 В
канала +5 В
50
95
30
70
170. ..250
11,8...12,2
11,8... 12,2
4,8...6,0
О.. .2
0...0,4
0,5...3,5
0,15
0,02
30
20 и 30
0,01
0,05
Устройство представляет собой 0днотактный преобразователь напряжения с об..
ратным включением выпрямительноrо диода [2]. Выходное напряжение каналов бло..
ка стабилизируется изменением длительности OTKpbIToro состояния транзисторов
электронноrо коммутатора.
Основные узлы блока источника питания: выпрямитель ceTeBoro напряжения
с фильтром, однотактный преобразователь с выходными фильтрами, широтно им"
пульсный реrулятор, усилитель рассоrласования и вспомоrательный импульсный
стабилизатор.
101
Сетевое напряжение проходит через помехоподавляющий фильтр, образованный
дросселями L 11 L2 И конденсаторами С1 , С2, выпрямляется диодным мос"
том VD1.... VD4 и через резистор R1 выпрямленное напряжение поступает на сrлажи..
вающий конденсатор С7. Конденсаторы сз....с6 ослабляют проникновение в сеть
помех, а резистор R 1 оrраничивает бросок входноrо тока в момент включения блока
питания. Преобразователь запускается примерно спустя 0,1 с после подключения
блока к сети, что несколько облеrчает работу выпрямителя.
[1,[2 0,068нкх4008 [3 [6 1000
а
23 . [3 R 1 4, 7
[1 [2
. R2
[4
150к --
VD1 VD4 КД226Д [9
[7 1000
2ООнк х
[8 VD5 х400В
47мкх Д814Б
х168
Иl h R4 VD6 КД212А
r. 2, 4к
АОТ101А[ R527
7
[12 О,lнк
[10 0,1нк --?
8 VD12 VT2
КТ972А
R 7 390 К[133А
VD7 КД212А
VD8 R9 300 R10 51 VD11
R8 750 "
VD9
[11 R1З f Rl1
6,8к 1
1000 VТЗ
VD10 КТ645Б
с
VD8 VD11 КД509А d
Рис. 1
Основные компоненты преобразователя импульсный трансформ тор Т1, мощ"
ный высоковольтный коммутатор на транзисторах КТ839А (VТ1) и КТ972А (VТ2), вып"
рямители и выходные фильтры. Транзистор КТ839А (с большим максимально допус
тимым напряжением коллектор.........эмиттер) открывается и закрывается замыканием
и размыканием ero эмиттерной цепи быстродействующим транзистором КТ972А,
что предотвращает возникновение вторичноrо пробоя и уменьшает длительность
переключения эмиперноrо транзистора. Именно это и позволяет изменять выход..
ное напряжение в широком интервале без переделки импульсноrо трансформатора.
Резисторы R11 и R12, общее сопротивление которых 0,5 Ом, служат датчиком
тока преобразователя. Коrда транзистор VТ1 закрывается, ток ero коллектора через
102
диод VD6, стабилитрон VD5 и конденсатор СВ замыкается на минусовый вывод вып"
рямительноrо моста VD 1 VD4.
Диоды VD 1 3 VD 15 ........ выпрямители импульсноrо напряжения вторичных об
моток 11/1 /V и Vтрансформатора Тl. Пульсации выходных напряжений выпрямителей
сrлаживают конденсаторы СlЗ СlВ и LС фильтры L5C21, L6C22.
Резистор R15, подключенный к выходу канала +5 В, предотвращает чрезмерное
повышение напряжения на нем при заrрузке канала +12 В. Блаrодаря этому резисто..
DA 1 КР142ЕН58
VD1З КД29998 [4 [5 +128
а 17 2
[19 [21 +
+ 8 О, 47мк 22ОDмкх638 I
I I C16
С1З
Ь [6 +58
+
7 R14
47
[3
6DMKrH
VD16
КД226А
1;5 :: 02
2200мкх
х258
+
[17
.
Общ.
J!
cc
. )(
z.
С15 -7
+
.[18* rv)-...;t
lt)r---...
100мкх [23
l.Jl.J
х638 I О, 47 нк
'C)
VD17
l....Jt....J КД522А
VD15
КД226А
17 + [20
с 20мкх168
8 2 128
d
DA2 КР1162ЕН12Б
ру напряжение на выходе канала +5 В без наrрузки не превышает 6 В, безопасноrо
для микросхем компьютера, при токе наrрузки канала +12 В до 2,5 А. Напряжение
канала 128 стабилизируется микросхемным стабилизатором DА2.
Усилитель рассоrласования подключен к выходу канала +12 8. Источником об..
разцовоrо напряжения служит выход стабилизатора DА2. Транзистор VТ4 усиливает
сиrнал ошибки. Наrрузкой транзистора служит С:Jетодиод оптрона U1, а диод VD17
защищает ero эмиттерный переход. При напряжении на выходе канала +12 В более
12 В светодиод оптрона ВКЛЮ'1ается и тем самым увеличивает ток, текущий через
фототранзистор оптрона.
Открытое состояние транзистора VТl коммутатора определяется продолжитель
103
ностью зарядки конденсатора С 11 (примерно от. 4 до + 1 В) током фототранзистора
оптрона. 'Чем больше значение тока фототраНЗИ(,fора опторона, тем быстрее заря-
жается конденсатор С11 и тем меньше времени транзистор VТl находится в откры-
том состоянии.
После подключения блока питания к сети начинает заряжаться и конденсатор СВ
(через резистор R2 и диод VD6). Коrда напряжение на нем достиrает 4,5 В, ток,
протекающий через резистор R6, стабилитрон VDI2, эмиперный переход транзис..
тора VТ2, резисторы R11, R12, а также через резисторы R6, R5, эмиттерный переход
транзистора VТl, транзистор VТ2 и резисторы R11, R12, переВОДL1Т коммутирующие
транзисторы в активный режим работы. Сиrнал положительной обратной связи меж
ду обмотками I и 11 трансформатора Т1 через диод VD7, конденсатор С10 и рези..
стары R5, R7 быстро открывает коммутирующи транзисторы. Начинается накопле..
ние энерrии маrнитноrо поля в маrнитопроводе трансформатора Т1. Через 'H K()TO"
рый промежуток времени транзистор VТЗ открывается и закрывает транзистор VТ2,
а следовательно, и транзистор'VТI. При этом транзистор VТЗ суммирует напряже..
ния, поступающие на ero базу с датчика тока Rl1R12 и конденсатора С11. В момент
запуска или в случае переrрузки преобразователя, KorAa падение напряжения на
резисторах Rl1, R12 превышает 1 В, транзистор VТЗ открывается током, проте
кающим через резистор R10 и диод VDll, блаrодаря чему устройство выдерживает
кратковременные переrрузки. При заМЬ1кании любоrо из ero каналов на общий про-
водник блок питания'автоматически переходит в режим оrраничения мощности, не
+128
[16
...128
[17 +
+58
205
Рис. 2
104
ВЫХОДЯ ИЗ строя. В ормальном режиме функционирования преобразователя мо=
мент закрывания коммутирующих rранзисторов определяется длительностью за..
РЯДКИ конденсатора Сl1. .
После закрывания МОЩНЫХ транзисторов полярность напряжения на обмотках
импульсноrо, трансфор атора сменяется на противоположную, и при этом Дио..
ды VD 1 з.... VD 15 оказываются вкл!Оченными в прямом направлении и выпрямленным
током заряжают конденсаторы LС"фильтров. KorAa значение этоrо тока окажется
близким к нулю, в колебательном контуре, образованном обмоткой I трансформато..
ра Тl, ero паразитной емкостью и конденсатором С9, возникают электрические ко..
лебания. Первое же из них OTKpЫBa T мощные транзисторы коммутатора....... и опи
санный процесс повторяется.
пока транзисторы VТ1 и VТ2 закрыты, напряжение на нижнем по схеме выводе
обмотки 11 трансформатора относительно минусовоrо вывода конденсатора С7 от..
рицательно и через резистор R8 и диод VD8 надежно удерживает транзистор VТ2
в закрытом состоянии. Минимальное напряжение на базе этоrо транзистора опре-
деляется напряжением стабилизации стабилитрона VD12 и напряжением на дио...
де VD10. Через цепь R8VD9 заряжается и конденсатор С11. А так как катоды дио..
дов VD8 и VD9 объединены, то и напряжение на конденсаторе С12 не может быть
меньше, чем на базе транзистора VТ2 (т. е. около ....48).
Напряжение на выходе канала +12 В стабилизируется методом wиротно"импуль-
cHoro реryлирования. Это одновреМАННО стабилизирует и напряжение канала +5 В.
VТЗ VD10 VD17 VD8
1О&
Однако так как импульсный трансформатор, диоды и некоторые друrие элементы
устройства отнюдь неидеальны, стабильность напряжения на выходе этоrо канала
невысока. Поэтому и применен вспомоrательный импульсный стабилизатор, который
выполняет две функции: обеспечивает каналу +5 В часть тока наrрузки для ПО8ыше
ния стабильности напряжения на нем и наrружает канал +12 В, если он не наrружен.
Так, при 1+5=3 А, а '+12=0 А это вспомоrательное устройство обеспечивает лишь 30%
от Bcero тока наrрузки канала +5 8, а при 1+5=3 А и '+12=2 А он вообще не участвует
в работе блока питания.
В состав вспомоrательноrо стабилизатора входят микросхемный стабили
затор ОА 1, дроссели LЗ, L4, конденсатор С19, диод VD16, резистор R14. В нем мик
росхема ОА 1 служит электронным переключателем, источником образцовоrо напря..
жения и усилителем сиrнала рассоrласования. Дроссель L4 и диод VD16 необхо..
димые атрибуты импульсноrо стабилизатора. Возбуждение микросхемы DА 1 обес..
печивают дроссель LЗ и конденсатор С19, а резистор R14, снижающий добротность
контура LЗС19, предотвращает возникновение высокочастотных колебаний.
Все элементы блока питания смонтированы на печатной плате размерами
205х 105 мм (рис. 2) из односторонне фольrированноrо стеклотекстолита толщи..
ной 1 мм. Основные параметры резисторов и конденсаторов обозначены на принци
пиальной схеме устройства. Транзистор КТ839Д (VТ1) можно заменить на КТ838А,
КТ872А, КТ846А, КТ8114В, а КТ972А....... на КТ972Б. Вместо транзисторов КТ645Б (VТЗ)
и КТ342БМ (VТ4) Moryт работать аналоrичные им транзисторы с коэффициентом
передачи тока базы не менее 50. Оптрон АОТ101АС (Ul) заменим на АОТ101БС,
АОТ127 А или АОТ128А.
Диоды КД212А (VD6 , VD7) можно заменить на КД226 или КД411 с любым буквен
ным индексом, а КД29998 (VD13, VD14) на друrие, с близкими характеристиками,
например, серий КД2995, КД2997, КД2999, КД21 3. Вместо диодов VD 1 VD4 выпря"
мительноrо моста подойдут КД226r или в крайнем случае серии КД243 на обрат..
ное напряжение не менее 400 В.
Через стабилитрон Д814Б (VD5) течет значительный ток, что следует учитывать
при ero замене допустимый для Hero ток должен быть не менее 40 мА. 3начитель
ные токи текут и через конденсаторы С16 С18, поэтому желательно, чтобы они
были серий K50 29, К50-24. Номинальное напряжение конденсаторов Сl C6 (КД 2,
К78..2, K73 16 и т. д.) должно быть не менее 400 В, они должны допускать работу
с переменной составляющей не менее 350 В на частоте 50 rц. Конденсатор С9
К78..2 на номинальное напряжение 1600 В. Остальные детали не критичны к замене.
Транзистор VТl устанавливают на теплоотвод с площадью поверхности около
200 см 2 , диоды VD 1 3 и VD 14 на теплоотводы площадью 45 и 35 см 2 соответственно,
а стабилизатор DА2 на теплоотвод площадью 70 см 2 .
Трансформатор Тl выполнен на маrнитопроводе Ш 12х 15 из феррита 2000НМ,
с немаrнитным зазором 0,5 мм. Обмотка I содержит 160 витков провода ПЭВ..2 0,47,
сложенноrо вдвое. Обмотка 11 4 витка TaKoro же ПрО80да, но сложенноrо втрое. Для
улучшения маrнитной связи обмотки 111 и /V выполнены медной лентой толщиной 0,2,
шириной 27 мм и содержат по 3 витка. Медную ленту можно заменить право..
дом ПЭВ 1 0,8, сложенным втрое. Обмотка V содержит 8 витков провода ПЭВ..1 0,4,
сложенноrо вчетверо.
Дроссели L 1 и L2 намотаны на общем маrнитопроводе типоразмера К20х 1 Ох5 из
феррита 2000НМ и содержат по 35 витков провода ПЭ8..1 0,4 каждый. Маrнитопро
водами дросселей L5 и L6 служат отрезки стержня из феррита М400НН диаметром 8
и длиной 20 мм; каждый из них содержит по 15 витков. Дроссель L4, выполненный
в броневом маrнитопроводе Б30 из феррита 2000НМ (с немаrнитным зазором
0,5 мм), содержит 35 витков провода ПЭВ 1 0,8.
Безошибочно смонтированный блок питания, как правило, начинает работать без
предварительноrо налаживания. Но, в порs:1дке страховки, первое подключение к ети
106
желательно произвести через лампу накаливания мощностью 15.. .25 Вт, рассчитан..
ную на напряжение 220 В. Как только преобразователь запустится, переменным ре...
зистором R 18 надо установить на выходе канала + 12 В соответствующее ему напря..
женив.
Если требования к питающему напряжению канала +5 В более жесткие (или необ-
ходим больший выходной ток), усилитель рассоrласования следует подключить
к выходу канала +5 В. Для этоrо верхние по схеме выводы резисторов R16 и R17HaAo
подключить к выходному проводнику канала +5 В, например, к плюсовому выводу
конденсатора С17, а также уменьшить сопротивление резистора R16 до 300 Ом,
а резистора R17 до 1,5 кОм. Стабилизатор DA1, дроссели LЗ и L4, резистор R14,
конденсатор С 19 и диод VD 16 при этом исключаются. Однако после такой переделки
напряжение на выходе канала +12 В с увеличением тока канала +5 В будет также
увеличиваться, поэтому напряжение этоrо канала придется дополнительно
стабилизировать (например, используя микросхему КР142ЕН8Б).
Нежелательное повышение напряжения на выходе канала +5 В можно предотвра"
тить, подключив параллельно конденсатору С 17 второй светодиод оптрона и 1 через
стабилитрон КС156Д и резистор сопротивлением 180...200 Ом. При этом выво..
ды 6 и 7, а также выводы 5 и 8 оптрона должны быть объединены. Это не только
защитит блок питания от превышения BbIxoAHoro напряжения, но и повысит на..
дежность ero работы, так как в этом случае цепь обратной связи окажется дублиро..
ванной.
VD13 КД299'78
+158
Т1
.
Ш
+
[13
2200мк х
х258
И11
f}r)liJ,
и1,2
+
[14 VD16
2200мкх К[213Б
N х258
. .
158
VD14 КД29998 И1
АОТ1D1АС
Рис. 3
Описанное устройство применимо для питания мноrих друrих радиолюбительских
конструкций, например, усилителей мощности зч. Надо лишь, учитывая особеннос..
ти KOHKpeTHoro радиотехническоrо устройства, перестроить вторичную часть блока
питания. А изменение в 1,5 раза выходноrо напряжения достиrается реrулировани-
ем уровня сиrнала обратной связи обмотки 11 трансформатора Т1.
107
Конкретный пример. Для питания усилителя мощности на базе микросхе
мы К174УН 19 необходим источник двуполярноrо напряжения :t15 В. В таком случае
вторичную часть описанноrо блока питания можно собрать по схеме, приведенной
на рис. 3. Обмотки 11/ и /V трансформатора Т1 содержат по 7 витков медной ленты
толщиной О, 1 и шириной 27 мм или провода ПЭВ..1 0,8, сложенноrо втрое. Намотку
обеих обмоток выполняют одновременно. Выводы 6 и 7, а также 5 и 8 оптрона U1
должны быть объединены.
ЛИТЕРАТУРА
1. Поликарпов А. Т., Серrиенко Е. Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах
электропитания РЭА. М.: Радио и связь, 1989.
2. CepreeB Б. С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичноrо электропита
ния. М.: Радио и связь, 1992.
Журнал «Радио», 1998, NQ 11, С. 49
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
лАБорАторныE БЛОКИ ПИТАНИЯ
С.ПЕВНИЦКИЙ
БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ МОДУЛЕЙ
В радиолюбительской практике при отработке или налаживании какоrо..либо уст..
ройства нередко требуется одновременно несколько источников тока на разное на-
пряжение. Так, например, конструкции, выполненные на операционных усилителях,
работающих совместно с цифровыми интеrральными микросхемами, нуждаются в
двуполярном и однополярном иоточниках тока. Использовать в таких случаях дели..
тели напряжения неудобно, особенно в процессе разработки новых устройств, так
как приходится менять и число применяемых элементов, и их тип, что приводит к
изменению энерrетических параметров устройства, а значит, и необходимости пе..
ределки делителя. Описываемый ниже лабораторный блок питания 80 MHoroM уни-
версален и по основным эксплуатационным характеристикам отвечает требовани
ям, предъявляемым к подобным ус rройствам.
Блок содержит пять самостоятельных стабилизаторов напряжения, коммутацией
которых можно получить различные комбинации источников тока. Каждый стабили-
затор имеет свой opraH реrулировки BbIxoAHoro напряжения и снабжен электронной
системой защиты при токовой переrрузке и коротком замыкании в наrрузке. Блок
питается от сети переменноrо тока напряжением 220 В. Потребляемая мощность не
превышает 150 ВТ. Основные технические характеристики каждоrо стабилизатора
блока сведены в табл. 1.
Таблица 1
Стабилизатор
Параметр
1 2 3 4 5
Пределы реryлирования выходноrо 3...9 1 о. . .30 1 о. . .30 О... 16 о.. .16
напряжения, В
Полярность ОТhосительно общеrо npивода + ..... + -- +
Максимальный ток наrрузки, А 2 1,5 1,5 0,8 0,8
Коэффициент стабилизации 100 100 100 10 000 10 000
Ток срабатывания защиты, А 2,2 1,8 1,8 1 1
СТРУКТУРНО блок построен по функционально-модульному принципу. Каждый из
шести модулей представляет собой конструктивно законченное устройство, выпол"
няющее определенные функции. Схема соединения модулей показана на рис. 1.
В модуле М1 смонтированы три Оlдельных мостовых выпрямителя, получающих
питание от понижающих обмоток 7 8, 9.... 1 О и 11.... 1 3 ceTeBoro трансформатора Т1.
Еще один выпрямительный мост, подключенный к обмотке 5....6 трансформатора,
109
смонтирован в модуле мз. Выпрямленные напряжения со Вуех диодных мостов по..
ступают на модуль фильтров М2 и далее к модулям МЗ М5, в которых собраны
стабилизаторы напряжения. Уровень BblXOAHoro напряжения стабилизаторов pery..
лируют переменными резисторами R1 R5.
7 2 М1
ct) 8 4
t:::) 51
9 5
Х1 'Сеть' 10 6
Hl @ Н2 11 10
12 11
13 8 :5 1 7 12 9
Т1
Н1, Н2
НСМ 6,]...20
4
/12
46372815
2 1
3
4
5
6
13579 231
R1
1Ок
4 3
1 4
хз
Х4
Общ. +
0...16 в
Общ. +
10...30 в
Рис. 1
Выходные напряжения стабилизаторов поступают на rнездах2....х4 и на узел кон..
троля, состоящий из модуля Мб, переключателей 82..... 84 и вольтметров РИ1 и РU2. В
модуле Мб установлены подстроечные резисторы для калибровки вольтметров.
Переключателями 82.....84 выбирают источник, выходное напряжение KOToporo
необходимо проконтролировать. Переключателем 52 подключают к узлу контроля
модуль МЗ, переключателями 53 и 84 модули М4 и М5 соответственно. Для Toro
чтобы исключить попадание на вольтметры одновременно напряжения от нес коль..
ких источников, переключатели 82.... 54 выбраны кнопочными, с зависимой фиксаци..
ей кнопок.
Шкалы вольтметров подсвечены лампами Н 1 и Н2, которые служат одновременно
индикаторами включения блока.
Схемы модулей М1, М2 и Мб ПQказаны на рис. 2....4 соответственно и никаких
пояснений не требуют.
На рис. 5 представлена схема модуля МЗ. Он представляет собои ком..
пенсационный стабилизатор напряжения 3...9 В на микросхеме А 1 серии К142, снаб
женный усилителем тока на транзисторах V1, V2. Устройство электронной защиты
стабилизатора состоит из резистора R4 ......... датчика тока, делителя напряжения на
110
резисторах R2 и RЗ и транзисто"
ра защиты, входящеrо в состав
микросхемы А 1. При токе Ha
rрузки, не превышающем 2А, Ha
пряжение на эмиттерном пере..
ходе транзистора защиты (выво"
ды 10и 11 микросхемы) близко к
нулю, транзистор закрыт и не
влияет на работу стабилизатора.
Как только ток, протекающий
по резистору R4, превысит ДО"
пустимоезначение, напряжение
на змиперном переходе транзи--
стора защиты станет достаточным для открывания транзистора (у микросхе..
мы K142EH1r оно примерно равно 0,7 В), и он открывается, уменьшая выходное
напряжение стабилизатора А 1. Это rlрИВОДИТ к тому, что выходное напряжение моду..
ля скачком уменьшается почти до нуля. Ток через транзистор V2 в режиме KopOTKoro
замыкания в наrрузке не превышаеl 100 мА. После устранения причины переrрузки
или KopoTKoro замыкания стабилизатор автоматически возвращается в режим ста..
билизации.
Принципиальная схема моду"
ля М4 показана на рис. 6. Он
представляет собой двуполяр..
ный стабилизатор напряжения,
собранный на шести транзис"
торах и двух микросхемах. Ero
особенностью является то, что
он позволяет получать выходное
напряжение, меньшее образцо..
Boro. Выходное напряжение под..
держивается на таком уровне,
при котором напряжение на не..
инвертирующем входе операци..
Рис. 3 OHHoro усилителя А 1, снимаемое
с делителя, составленноrо из реЗУ1стора R9 и реrулировочноrо nepeMeHHoro резис..
тора, находящеrося вне модуля (RЗ на схеме рис. 1), равно напряжению на ero
инвертирующем входе, то есть на нулевом уровне. В таком режиме ОУ А 1 и А2 обес..
печивают ток управления реrУЛИРУЮЩIl1М элементом, достаточный для поддержания
заданноrо выходноrо напряжения.
Работают стабилизаторы следующим образом. Допустим, напряжение на неин..
вертирующем входе ОУ А 1 уменьшилось вследствие уменьшения напряжения на
выходе стабилизатора. Это приведет
к уменьшению напряжения на вы..
ходе ОУ и увеличению сопротивления
транзистора V4. Поэтому транзис"
тор V5 еще более откроется и выход..
ное напряжение увеличится. Процесс
будет происходить до тех пор, пока
разность напряжений на входах опе..
рационноrо усилителя не уменьшит..
ся до нуля.
Устройство защиты реrулирую..
щих транзисторов выполнено на
1
8
5
3
1'12
[2
4000нкх
х258 +
+
С1
4000мк х
2
1'11
V1... V4
8
7
+
+ [3 [4 [5
2000мк х 2000МI< х 20DDмк х
х168 х5О8 ><508
4
2
6
2
4
5
10
11
6
V5 V8
V9 V12
V1... V12
КД2D28
1
7
9
3
12
Рис. 2
3
7
9
5
R5
1ОDк
R3
100к
R1
100к
R2
100к
4
8
10
6
РИС.4
111
О, 1м к транзисторах V6 и V12. Датчиками
R4 О,2 тока срабатывания устройства слу
3
жат резисторы RB и R19. При увели
чении тока наrрузки сверх предель
16 4 Horo падение напряжения на рези
2 сторе RB увеличивается до уровня
открывания транзистора V6. TpaH
11 R5* зистор открывается и шунтирует
12 1,6к 2 реrулятор BbIxoAHoro напряжения
1 (резистор R3 на схеме рис. 1 ).
13 [2 Вследствие этоrо изменяется OT
15.Омк х ношение значений сопротивления
8 А1 R1 / х168 резисторов делителя напряжения и
1к R3 1к 1 уменьшается напряжение на выхо"
А 1 K142EH1r 5 де стабилизатора. При уменьшении
тока наrрузки транзистор V6 закро
V1 КТ6О8А ется, и стабилизатор вернется вис..
КД2О2А ходный режим.
В модуле М5 (рис. 7) смонтиро"
V2 КТ926А 6 ван двуполярный стабилизатор. По
4,7 схеме каждое из ero плеч аналоrич..
но стабилизатору модуля М3, отли
Рис. 5 чие лишь в типе и номиналах неко"
торых элементов.
1 V1 VЗ, V7 V9 Д814r А 1,А2 К140УД1Б 5
, I
V5 КТ817А R8* О,51
[1 1DОмкхЗ58 """'-
СЗ 0,01мк
V6
КТЗ61А
R10 З,Зк +
[4
Vl 5Омк х258 6
R7 5,1к R9* 5,1к
4 V2 VЗ """'-
V7
V9 R15 5,1к R18* 2
va """'-
+
Vl0
А2 4 КТ2DЗА
[6 О,lмк
[5 100мкхЗ5В R17 1к
/ R12 150 """'- [7 0,01мк
7 V11 КТ816А R19* О,51 З
I I
./
Рис. 6
112
Все модули блока питания выполнены на печатных платах размерами 90х85 мм из
одностороннеrо фольrированноrо стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертежи печат
ных плат модулей М1, М2 и Мб очень просты, поэтому в описании опущены. Заме
тим, что во мноrих случаях может оказаться более удобным не печатный, а навесной
монтаж этих модулей.
Чертежи печатных плат модулей М3,
М4, МБ показаны на рис. 8, 9, 10. Транзи"
стор V2 модуля М3 привинчен к штырево..
МУ радиатору с площадью рабочей повер..
хности 300 см 2 , а сам радиатор к плате
двумя винтами М2,5. ДЛЯ удобства нала..
живания модуля подстроечный резис..
тор R2 установлен так, чтобы был обес..
печен свободный доступ к нему после
установки модуля в каркас блока.
Транзисторы V5 и V11 модуля М4 ус..
тановлены на ребристых радиаторах пло..
щадью 100 см 2 каждый. Радиаторы вин..
тами М2,5 прикреплены к плате через
изоляционные втулки.
Радиаторы для транзисторов V2 и V4
модуля МБ имеют площадь 70 см 2 каждый
и представляют собой дюралюминиевые
пластины толщиной 5 ММ. Радиаторы рас..
положены с обеих сторон платы и стяну..
ты между собой четырьмя винтами М3 че..
рез втулки. Для исключения электричес..
Koro контакта между радиаторами на од..
ном из них под винтами предусмотрены
изоляционные прокладки.
Для улучшения тепловоrо контакта
с радиаторами все транзисторы уста-
новлены без прокладок. Межмодульный
МDнтаж блока выполнен проводом мrтФ.
Каркас блока собран из дюралюми-
ниевых деталей. Лицевая и задняя панели изrотовлены из листа толщиной 4 мм.
Размеры лицевой панели 210х97, а задней 205х92 мм. Кроме крепежных, в задней
панели просверлены отверстия для ceTeBoro шнура и держатели предохранителя.
Лицевая и задняя панели скреплены между собой сверху и снизу двумя пластинами
размерами 23Sх92хЗ мм, а посредине двумя стержнями сечением 5х5 мм. К этим
пластинам и стержням привинчены направляющие П-образноrо сечения, изrо
товленные из пластмассы или corHYТbIe из мяrкоrо листовоrо дюралюминия, в KOTO
рые устанавливают платы"модули блока.
Резисторы Rl R5 (рис. 1) и переключатели 51....54 укреплены на дюралюминие
вой пластине размерами 155х92х3 мм, которая на уrолках привинчена к нижней
пластине и боковым стержням. Снаружи блок питания закрыт кожухом, изrотовлен"
ным из дюралюминия толщиной 1 ММ. В кожухе с боков и сверху прорезаны вен'"
тиляционные отверстия (в верхней пластине каркаса также следует прорезать ОТС»
верстия напротив радиаторов модулей). Лицевую панель и кожух после окончательс»
ной обработки следует анодировать в черный цвет. Декоративная рамка лицевой
панели изrотовлена из дюралюминиевоrо уrолка и полирована.
Вольтметры блока переделаны из двух микроамперметров М364. Механизмы ин
дикаторов изъяты из корпусов и установлены в самодельную коробку, склеенную из
5-1150
5
6
[1, [2
0,1мк
V1, VJ КТ6О8А
7
16 4
2
4
2
11 С1
12
10
13
R1
8 А 1 15к
к 142ЕН2А
[2 +
100нк х
/ х358
RJ 2,7к
R5*
1,6к
R9
О,33
16 4
з
2
11
12
10
13
R6
8 А2 15к
к 142ЕН2А
[4
100нк х
/ х358
R8 2,7к
Рис. 7
113
орrаническоrо стекла. Шкалы вольтметров изrотовлены фотоспособом. Кроме воль"
тметров, в коробке смQнтированы лампы подсветки.
ф
RЗ
А1
16
[1
4
М3
5
6
7
Рис. 8
Сетевой трансформатор блока намотан на маrнитопроводе Ш20х64 с площадью
окна 20х50 мм. Намоточные характеристики обмоток сведены в табл. 2. Все обмотки
сделаны проводом ПЭВ..1 .
Таблица 2
Обмотка (выводы) Диаметр ПрО80да, '1исло витков Напряжение холостоrо
мм тока, В
1..2 0,49 830 ..
3..4 0,41 40 11
5-6 1,25 44 12
7..8 1 100 27
9..10 1 100 27
11..13 0,62 2х75 2х20
Резисторы Rl R5, устанавливаемые на лицевой панели, проволочные, пп..з,
но можно применить и друrие, например, СП..1. Подстроечные резисторы в MOДY
ле Мб СПЗ..З6, однако подойдут любые мноrооборотные, например, СП5..2. В мо"
дулях М3 и МБ установлены подстроечные резисторы СП5 1 . Резисторы R4 в моду..
114
ле М3 и R4 , R9 В М5...... С5..16МВ или проволочные самодельные. Резисторы R8 и R19
в модуле М4 МОН.
ДЛЯ вольтметров можно использовать любые подходящие микроамперметры
С током полноrо отклонения стрелки от 100 мкА ДО 1 мА. Диоды КД2028 Moryт быть
заменены на любые из серий, например, КД213, Д215, Д231 и т. п., но их применение
повлечет за собой увеличение rабаритов блока. Следует помнить, что допустимое
обратное напряжение этих диодов должно быть более 50 В.
Конденсаторы в модулях М2 и М4 (С4, СВ) К50..6, К50-16. Конденсаторы С2
в модулеМЗ, С2и С4 вМ5, а такжеС1 и C5BM4 К52-1. Остальные конденсаторы
КМ, клс.
о
о
М4
V5
R5
V12
R19
о
Рис, 9
Вместо K142EH1r и К142ЕН2А можно использовать друrие этой же серии с лю..
бым буквенным индексом. Если необходимо получить от блока наиболее высокие
показатели стабилизации, нужно использовать микросхемы с индексом Б. Микро"
схемы К140УД1Б можно заменить на К153УД1, потребуется лишь внести соответ"
ствующие изменения в печатный монтаж модуля М4.
Транзистор V2 в модуле М3 можно заменить любым из серий КТ926, КТ80З, КТ808.
Очень хорошие результаты дает использование транзисторов серий КТ827, КТ829.
Транзисторы V5 и V11 модуля М4 любые из серий КТ816 КТ817 и КТ818 КТ819
соответственно. Транзисторы V4 и Vl О в модуле М4 желательно установить кремни
евые, так как rерманиевые из..за значительноrо обратноrо тока коллектора не позво..
ляют получить малые выходные напряжения. Это особенно заметно при небольшом
5*
115
токе наrрузки. Транзисторы V2 и V4 в модуле М5 Moryr быть любыми из серии КТ805,
КТ819.
Все переключатели ...... П2К, причем 52... 54 должны быть с зависимой фиксацией.
Налаживание универсальноrо блока питания начинают с проверки напряжения
холостоrо хода обмоток трансформатора Т1. Они не должны отличаться от указан..
ных в табл. 2 значений более чем на 10%. После этоrо подключают модули М1, М2 и М3
и измеряют напряжение на rнездах Х2 образцовым вольтметром в крайних поло
жениях резистора R1 (рис. 1). Если пределы реrулировки не совпадают с указанны..
ми в табл. 1, следует подобрать резистор R5 в модуле М3.
о о к
О к О
R7 R2
О V4 О V2
6 6
R8
3 3
2
2
VЗ э
М5
А2
16
R4
+
о
[4
1
2
3
4
5
6
7
Рис. 10
Пороr срабатывания устройства защиты модуля М3 устанавливают следующим
образом. Подключив к выводам 10 и 11 микросхемы А 1 вольтметр со шкалой на 5 В,
вращают ось подстроечноrо резистора А2 в сторону уменьшения показаний вольт..
метра, Переключая пределы вольтметра на меньшие значения, доводят напряжение
ДО 0...0,3 8. После этоrо подключают к rнездам Х2 последовательно амперметр на
3 А и тридцатиомный трехамперный реостат, установленный на максимум сопротив"
ления, и начинают увеличивать ток наrрузки. Если все детали исправны, то устрой
СТ8О зашиты ДОЛЖНО сработать (напряжение на выходе резко уменьшится) при токе
наrрузки ОКОЛО 2,2 А.
Аналоrичным образом настраивают модуль МБ. В этом случае реостат должен
иметь сопротивление около 100 Ом.
,16
Затем подключают модуль М4 и проверяют пределы изменения выходноrо на...
пряжения. Если необходимо, подбирают резисторы R9 и R18 (уменьшение их номи
налов приводит к расширению пределов). Затем подбирают резисторы R8 и R19TaK,
чтобы устройство защиты срабатывало при токе наrрузки, указанном в табл. 1.
Налаживание завершают калибровкой вольтметров. Для этоrо к соответствующим
выходным rнездам подключают образцовый вольтметр и резисторами модуля Мб
калибруют вольтметры на всех подциапазонах.
Журнал «Радио", 1983, N9 12, С. 38
К. КАРАПЕТЬЯНЦ
ИНДИКАТОР ПЕРЕrрузки СТАБИЛИЗАТОРА
Некоторые лабораторные стабилизированные блоки питания не содержат инди=
катора переrрузки. Попытки ввести такой индикатор в rотовый блок иноrда приводят
к изменению режима работы стабилизатора.
[та оuлиза тор
напряжения
""""'
Q:) """"'
'-.::t
VD1
с::::: Д814Д QJ
<lJ
Е:: rr.,
:::J :::J)
VT1, VT2 Q
(\)
c:r;: КТ3618 c::s
Q :!:
с::
:о
се
VT2 R4 1,5к
+
Индикатор, представленный на нижепреведенной электрической схеме, может
работать практически с любым стабилизатором и никак не влияет на ero работу.
В нормальном режиме работы стабилизатора стабилитрон VD 1 находится в режиме
стабилизации. Поэтому транзистор VТ20TKPЫT, а VТ1 закрыт и лампа HL 1 выключена.
При переrрузке стабилизатора напряжение на ero выходе уменьшается, стаби
литрон VDl закрывается, вслед за ним закрывается и транзистор VТ2. Транзис
тор VТl открывается, включая лампу HL 1. Как только причина, вызвавшая переrрузку
стабилизатора будет устранена, снова откроется стабилитрон VD1 , и выключится
лампа HL 1. При друrих значениях BxoAHoro и выходноrо напряжения стабилизатора
номиналы резисторов R2 R4 индикатора остаются прежними, необходимо лишь
выбрать стабилитрон VD 1 таким, чтобы ero напряжение стабилизации было несколько
меньше BbIxoAHoro напряжения. Транзисторы MOryт быть любыми структуры p п p,
но желательно кремниевыми с допустимым напряжением коллекторноrо перехода
не менее BxoAHoro напряжения U ВХ стабилизатора. Максимальный ток коллектора
транзистора VТl должен быть больше номинальноrо тока лампы HL 1.
Сопротивление резистора R1 можно ориентировочно подсчитать по формуле
R1= UBX UH
I '
н
rде Ин и 'н, номинальные напряжение и ТОК лампы. Лампа будет ropeTb и в том слу
чае, если стабилизатор по какой либо причине не вышел на режим стабилизации,
Журнал «Радио», 1983, N 9 2, с. 31
117
А.rРиrОРЬЕВ
БЛОК ПИТАНИЯ 1...29 В
Во мноrих современных стабилизаторах для улучшения их качественных показа..
телей используют операционные усилители, обладающие большим коэффициен"
том усиления и стабильными характеристиками. Однако относительно простая мо"
дификация традиционноrо по схеме транзисторноrо стабилизатора позволяет за..
метно улучшить ero технические характеристики и избежать некоторых трудностей,
возникающих при конструировании стабилизаторов с применением ОУ (особенно в
устройствах с реrулированием выходноrо напряжения в широких пределах). Высо..
кий коэффициент стабилизации описываемоrо блока питания обусловлен усилите...
лем с динамической наrрузкой.
Источник образцовоrо напряжения собран на полевом транзисторе, что дает воз..
можность снизить выходное сопротивление стабилизатора и получить rлубокое ре..
rулирование BbIxoAHoro напряжения.
Основные технические характеристики
Напряжение на входе стабилизатора, 8 .........................................
Пределы реryлирования BbIxoAHoro напряжения, В ......."......................
Максимальный ток наrрузки, Д ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . .
Коэффициент стабилизации напряжения, дБ ....................................
Выходное сопротивление, мОм ................................................
Температурная нестабильность BbIxOAHoro напряжения
в интервале температуры 20...50 ос, не более, % . . . . . . . . . . . , . . . . . , . . . . . . . . . . . .
30
1 ... 29
2
60
0,5...10
0,5
Нестабильность выходноrо напряжения стабилизатора обычно складывается из
нестабильности образцовоrо напряжения и дрейфа ОУ. В описываемом стабилиза..
торе она определяется в основном только температурным дрейфом nepBoro актив..
Horo элемента.
Стабилизатор (см. схему) состоит из двух усилителей с динамической наrрузкой
с последовательным управлением. Первый собран на транзисторах Vl З, V12, rде V1 3
включен по схеме с общим затвором, а V12 с общим коллектором; второй...... на
транзисторах V14, V15 (V14 с общим эмипером, а V15 с общим коллектором).
Сиrнал обратной связи с движка резистора R9, приложенный к истоку транзисто"
ра V1З, усиливается без инвертирования фазы и поступает на базу транзистора V14.
Н1 MH26 O, 12
V9
к Т80 lБ
[3
+
са
t::) т
R1
2к
[5
200l1К х
х508
V10
К[527А
V1 V4
КД2028
V5 V8
КД105Б
[1,[22Омк х 508
[3,[4 2000мкх5ОВ
118
V15 КТ908А
V14 КТ626А
R2
43к
1
.........
I.C)
t)
Е::
V12
KT361r
QJ
f'r)
:::J)
t)
::z:
V13
КП303А
Транзистор V1З работает в режиме, близком к отсечке тока. Напряжение между ис
током и затвором является в стабилизаторе образцовым. Цепь R2RЗV11 служит толь..
ко для температурной компенсации изменения тока стока транзистора V1 3 (без нее
при замкнутом на общий провод затворе этоrо транзистора выходное напряжение
стабилизатора изменяется на 3...5% в темпераТурном интервале 20...50 ОС).
С коллектора транзистора V14 проинверtИрЬВ8нньiй и усиленный сиrнал переда..
ется на базу мощноrо реrулирующеrо транзистора V15.
Управляющий элемент питается от параметрическоrо стабилизатора на стаби..
литроне V10 и транзисторе V9. Для получения более BbIcOKoro коэффициента ис..
пользования напряжения OCHoBHoro выпрямителя (СМ. предыдущую статью из раз..
дела 1 «Улучшение маломощных стабилизаторов напряжения») V1 V4 стабилизатор
на транзисторе V9 питается от умножителя напряжения на диодах V5 V8 и конденса..
торах С 1, С2. Умножитель подключен к обмотке 11 траноформатора Т1. Лампа Н 1
служит для оrраничения коллекторноrо тока через транзисторы V9, V14 и базовоrо
тока транзистора V15 при коротком замыкании в цепи наrрузки, а также для индика..
ции переrрузки. В момент переrрузки вследствие возрастания базовоrо тока тран"
зистора V15 происходит снижение напряжения на входе параметрическоrо стабили..
затора до уровня зо В, rAe это напряжение почти полностью падает на лампе Н1 за
вычетом падений напряжения на транзисторах V9, V14 и эмиттерном переходе тран"
зистора V15. Ток по этой цепи не превышает 120...130 мА, что меньше предельно
допустимоrо для ее элементов.
В стабилизаторе использован проволочный переменный резистор с допустимой
мощностью рассеивания 3 Вт (ППБ..3, ППЗ..40). Транзистор V1З необходимо подо..
брать с малым значением начальноrо тока стока ....... только тоrда нижняя rраница
выходноrо напряжения стабилизатора будет близка к 1 В. Ток стока этоrо транзисто"
ра при напряжении между стоком и истоком 10 В и затворе, замкнутом на исток,
должен быть в пределах 0,5...0,7 мА. При монтаже стабилизатора между диодом V11
и транзистором Vl 3 необходимо обеспечить хороший тепловой контакт, ДЛЯ чеrо
достаточно склеить их корпусы. Транзистор V15 желательно выбрать с большим ста..
тическим коэффициентом передачи тока базы. Кроме указанных на схеме, можно
использовать кремниевые транзисторы серий КТ20З, КТ208, КТ209, КТ501, КТ502,
КТЗ107 (V12), КТ814, КТ816 (V14), транзисторы КТ815, КТ817 с любым буквенным
индексом, КТ807Б (V9), КТ803А, КТ808А, КТ819 с любым буквенным индексом (V15).
В стабилизаторе можно применить и rерманиевые транзисторы МП40А, а также
любые из серий МП20, МП21, МП25, МП26 (V12), rт402, rТ40З, П213.... П215 (V14).
Вместо КС527А можно применить стабилитроны Д813, Д814Д (по два последо
вательно), Д81 О, Д8148 (по три последовательно). Транзисторы V9 и V14 желательно
установить на небольшие радиаторы (с полезной площадью 20...30 см 2 ).
Для транзистора V15 необходим радиатор с полезной площадью более 1500 см 2 .
С целью облеrчения тепловоrо режима этоrо транзистора предусмотрено ступенча..
тое изменение напряжения на входе стабилизатора тумблером 51, рассчитанным на
ток 2 А. В положении 1 на вход стабилизатора подается 15 В, а в положении 2....... 30 В.
Коrда тумблер находится в положении 2 и сопротивление наrрузки близко к миниму"
му, стабилизированное напряжение не следует устанавливать менее 15 В.
Сетевой трансформатор намотан на маrНИТОПРО80де трансформатора ТС..60.
Первичная обмотка оставлена без изменения, вторичная перемотана; она содержит
200 витков (по 100 витков на каждую катушку) ПРОВQда ПЭВ..2 1,16.
Возникающую иноrда в стабилизаторе высокочастотную rенерацию можно по..
давить либо увеличением номинала конденсатора С6, либо включением в цепь базы
транзистора V15 резистора сопротивлением 5...10 Ом, мощностью 1 Вт. Для обеспе..
чения устойчивой работы стабилизатора ero монтаж нужно выполнять проводника
ми минимальной длины, имеющими большое сечениЭ токопроводящей жилы.
Журнал (Радио», 1984, N93, с. 36
,19
ИsНЕЧАЕВ
КОМБИНИРОВАННЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК
Каждому радиолюбителю хотелось бы иметь такой лабораторный блок питаНИЯ j
который позволяет избежать неприятных последствий при включении только что И3
rотовленноrо электронноrо устройства. Часто первое включение выявляет и неза
меченную ранее ошибку в монтаже, и неверно выбранную радиодеталь...
Цена таких ошибок бывает немалой или «сrорела» дефицитная микросхема,
например, в испытываемом усилителе мощности ЗЧ, или, Toro хуже, вышла из строя
наrрузка динамическая rОЛQвка. Подобные потери нередки также в процессе
налаживания электронных устройств и при их ремонте. Описываемый здесь блок
позволяет устанавливать в каждом конкретном случае то или иное значение тока
наrрузки и оно не будет превышеНQ даже при случайном замыкании выходных
зажимов. Блок очень удобен для зарядки аккумуляторных батарей, ДЛЯ проверки
работоспособности компонентов электронной аппаратуры. Он существенно расши
ряет возможности лаборатории радиолюбителя.
Этот лабораторный блок питания способен обеспечить стабилизацию как тока,
так и напряжения. Основой ero служит электронный стабилизатор именно он оп..
ределяет все выходные параметры устройства. При сравнительной схемной просто
те стабилизатор имеет хорошие параметры, проет в эксплуатации.
Схема блока показана на рис. 1. Уп
ращения схемы и получения при этом
значительноrо выходноrо тока до
1,5...2 Д удалось добиться исполь"
зованием в реrулирующем элементе
блока МQщноrо полевоrо тра.нзисто"
ра VT4, имеющеrо большую крутизну
характеристики (100...150 MAjB). Это
позволило получить довольно большой
коэффициент стабилизации напряже...
ния при использовании в управляющем
элементе только одноrо транзисто"
ра VТ2.
Но для Toro, чтобы р'еrулирующий по-
левой транзистор обеспечивал большой
выходной ток, необходимо подавать на
затвор открывающее напряжение
10...20 В. По этой причине в блоке пре
дусмотрены два источника на напряже
ние 20 В. Один ИЗ них мощный на дио...
дах VDЗ, VD4 служит источником на..
rрузочноrо тока, а второй маломощ" Рис, 1
ный на диодах VD 1 J VD2 питает управляющий элемент. Источники питаются каждый
от половины вторичной обмотки ceTeBoro трансформатора Тl.
В стабилизатор напряжения входят, кроме реrулирующеrо (VТ4) и управляюще..
ro (VТ2) траНЗИСТОрОВ j измерительный элемент на резисторах R9 Rll и KOHдeHca
торе СЗ и источник образцовоrо напряжения параметрический стабилизатор на
транзисторе VТ5 и стабилитроне VD8. Выходное напряжение реrулируют перемен
ным резистором Rl0.
Стабилизатор тока состоит из источника образцовоrо напряжения (транзисто
ра vrз и стабилитрона VD7), датчика тока наrрузки (резистора R6), управляющеrо
элемента (ОУ DА 1). Реrулирующим элементом стабилизатора тока служит тот же
а
VT1 КТ361Б
VD2
КД105Б
VD1
КД105Б
SA 1
[1 +
470мкх
х258
<
ь
'v 220 В
J/
rt)
1I)
с'::)
t:::)
FU1 D,5А
VD3
КД202А
VD4
КД202А
+
с
120
транзистор VТ4. На транзисторе VТ1, диодах VD5, VD6 и светодиоде HL 1 собран узел
индикации блока. Стабилизируемый ток устанавливают переменным резистором R8.
В режиме стабилизации напряжения транзистор VТ2 работает в линейном режи
ме, а ОУ ОА 1 насыщен и в работе не участвует. В режиме стабилизации тока, наобо
рот, ОУ работает в линейном режиме и управляет транзистором VТ4, а транзис
тор VТ2 закрыт.
Переход из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока про
исходит автоматически, при увеличении тока наrрузки до установленноrо значения.
Выходное напряжение при этом уменьшается. Если сопротивление наrрузки увели
чивается, то увеличивается выходное напряжение до установленноrо значения, пос
ле чеrо блок переходит снова в режим стабилизации напряжения.'
Работает стабилизатор следующим образом. Предположим, что ток наrрузки
меньше установленноrо значения блок находится в режиме стабилизации напря
жения. На входы ОУ DА 1 поступает напряжение, которое складывается из напряже..
ния на резисторе R6 и на нижней по схеме части резистора R8. При этом отно"
сительно инвертирующеrо входа ОУ напряжение на резисторе R6 отрицательное,
а на R8 """"'"' положительное.
Пока ток наrрузки меньше установленноrо, падение напряжения на резисторе R6
меньше (по модулю), чем на R8, поэтому из за большоrо коэффициента усиления ОУ
на ero выходе будет положительное напряжение, близкое к напряжению на плюсо
ВОМ выводе питания, т. е. примерно 40 В относительно минусовоrо вывода блока.
1.1
+408 VT3
КП103Д
DA 1
К140УД6
7 3
6 2
Ь R4 10к
'[тао. тока' +20В R6 1
R5 VT4
51Ок КП901А
R10 'Выходное
напряжение VT2
КТ3102Е
с VD8 КС133А
R8
'Выходной
ток
VD7 КС1З3А
[4 10мкх168
VT5 КП1D3Д
СЗ
5мк х +
х1О8
Rl0
+
ClJ
{"Ij
::::J'I
t:j
L:
Х
Реryлирующим транзистором VТ4 управляет транзистор VТ2, поддерживая на задан
ном уровне выходное напряжение. Напряжение на эмиттерном переходе транзисто
ра VТ1 будет недостаточным для ero открывания, поэтому светодиод HL 1 выключен.
При увеличении тока наrрузки суммарное напряжение на входах ОУ DА 1 умень"
шается и, коrда оно станет близким к нулю, ОУ выйдет иасостояния насыщения и при
дальнейшем уменьшении сопротивление наrру ки начнет управлять транзисто
ром VТ4, подцерживая постоянным установленное значение выходноrо тока. 8ыxoд
ное напряжение при этом уменьшается, транзистор VТ2 закрывается. Транзистор VТl
открывается и включается светодиод, сиrнализируя о переходе в режим стабилиза
ции тока.
121
Основные технические характеристики
8 режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе наrрузки 1 ,5 А .........,...................
Коэффициент стабилизации ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Напряжение пульсаций, мВ, при токе наrрузки 1,5 А, не более ..................
Выходное сопротивление, Ом ..............................................
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .......................
Выходное сопротивление, кОм, не менее ....................................
Напряжение пульсаций, мВ, при наrрузке 5 Ом при трке 1,5 А, не более ....,....
4.. .12
500...1000
5
0,05
0,05...1,5
1
5
При замыкании ВЫХОДНОЙ цепи устройство остается в режиме стабилизации
установленноrо тока, а выходное напряжение уменьшается до нуля. Поэтому пере..
rрузка по току устройству не rрозит. После устранения п ичины замыкания или YMeHb
шения тока наrрузки ниже установленнеrо устройство автоматически переходит
в режим стабилизации напряжения, светодиод raCHeT. Такое качество лабораторно"
ro блока питания позволяет устанавливать для каждоrо KOHKpeTHoro случая свое зна..
чение максимально достижимоrо тока наrрузки и тем самым обеспечивать защиту от
переrрузки как испытуемоrо устройства, так и caMoro блока.
Блок позволяет получать и меньшее, чем 0,05 А, значение стабилизируемоrо тока,
НО в этом случае необходимо обеспечить более плавное реrулироsание напряжения
на неинвертирующем входе ОУ DA 1. Это можно, например, сделать включением
переменноrо резистора сопротивлением 470 Ом между нижним по схеме ВЫВОДОМ
резистора R8 и точкой соединения резистора R6, стабилитрона VD7 и стока TpaH
зистора VТ4.
Почти все детали устройства размещают на печатной плате из фольrированноrо
стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы изображен на рис. 2. Транзис"
тор VТ4 смонтирован вне платы на т плоотводе с эффективной площадью тепловоrо
рассеяния 150...200 см? Резисторы R8 R11, конденсатор С4 и светодиод HL 1 раз..
мещены на внутренней стороне лицевой панели блока.
Кроме указанных на схеме, в блоке можно использовать транзисторы КТ361А,
КТ361В КТЗ61Е, KT208Д KT208M, KT209Д KT209M (VТ1); КТ3102Б (VТ2); КП10зr
к ООМ.//
Т1
к HL1
95
Рис. 2
122
к иcтo
ку VT4,
к R9, [4
к стоку
VT4,K R8
<"-.1
'с)
(VТЗ, VТ5). Транзистор VТ4 при токе наrрузки до 1...1,5 А МОЖНQ заменить на КП901 Б.
Если же необходимо увеличить ток наrрузки до 2...3 А, то надо или установить «в па
раллель» два транзистора КП901А (КП 91Б), или же применить один КП904А, при
этом никаких переделок в блоке не требуется. Но в последнем случае нижний предел
реrулировки выходноrо напряжения поднимется до 5...6 В.
Блок можно упростить, заменив постоянными резисторами транзисторы источ
ников образцовоrо напряжения (вместо VТЗ 2,4 кОм, вместо VТ5 680 Ом), но это,
конечно, несколько ухудшит стабилизирующие свойства блока.
ДИОДЫ VD 1, VD2, VD5, VDб Moryr быть любыми из серии КД 105, а также из серий
КД521, КД522, Д220. Диоды VDЗ, VD4 КД201А, КД201 Б, КД202Б КД202Р, Д214,
Д215, Д242, Д243. Конденсаторы с2....... K50 6, K50 24, Сl, С3, С4 K50 20, K50 24,
К50..6. Светодиод может быть любым с рС!бочим током 5...20 мА.
В качестве ceTeBoro можно использовать унифицированный трансформатор
ТПП266 или ТПП267, ТПП278. rодится и любой друrой трансформатор с маrнитопро
водом сечением не менее 5 см 2 и вторичней обмоткой, каждая половина которой
обеспечивает переменное напряжение 12,5.. .14,5 В при токе наrрузки 2 А.
Обычно блок питания налаживания не требует. При правильном монтаже и ис..
правных деталях необходимо лишь при необходимости установить rраницы интер
валов реrулировки выходноrо напряжения подборкой резисторов (R9 , Rll) и тока (Я7).
Журнал «Радио», 1991, Ng 6, с. 61
В.ЯНЦЕВ
КОМБИНИРОВАННЫЙ БЛ<ЭК ПИТАНИЯ
Это устройство, рекомендуемое радиолюбителям среднеrо уровня nодr.отовки,
представляет собой два независимых источника питания радиоаппаратуры: посто..
янноrо напряжения, реrулируемоrо в пределах 0...12 В, и переменноrо, реrулируе..
Moro в пределах 0...215 В. первы1й из них предназначен для питания приборов и
устройств на транзисторах и интеrральных микросхемах, второй для плаВН,оrо
реrулирования частоты вращения ротора сетевых электродвиrателей, ЯРК0ети CBe
чения ламп накаливания, температуры жала электропаяльника или наrревательноrо
элемента, понижения ceTeBoro напряжения 220 В до 127 В (вместо ЛАТРа) и друrих
подобных целей. Одновременно оба источника можно использовать ДЛЯ питания
измерительных приборов и устройств на цифровых микросхемах с высоковольтными
rазоразрядными индикаторами.
Максимальный ток наrрузки каждоrо из источников.......... 0,5 А. Напряжение пере
мен ной составляющей (пульсации) источника постоянноrо тока не более 0,2 В.
У каждоrо из них свой выключатель первичной цепи питания, защитный предо..
хранитель и вольтметр, показывающий выходное напряжение.
Принципиальная схема блока показана на рис. 1. В источнике nepeMeHHoro на..
пряжения в качестве реrулирующеrо элемента применен мощный транзистор VТl,
выполняющий роль своеобразноrо полупроводниковоrо переменноrо резистора,
включенноrо последовательно с наrрузкой. Такое техническое решение дает ряд
преимуществ по сравнению с тиристорным реrулятором или ЛАТРом, например: не
создает помех, проникающих в электросеть, имеет небольшие rабариты и массу.
Транзисторный реrулятор позволяет управлять устройствами как с активной наrруз..
кой, так и с реактивной. Он к тому же относительно прост и не содержит дефицитных
деталей.
Из недостатков наиболее серьезен один на реrулирующем транзисторе Bыдe
ляется большое количество тепла, что создает трудности с ero отведением.
123
Х2 .
FU1
О,5А
1
('
VD6
Д226Б
V
R2 10 РИl
'Напряженuе'V ·
са
lI]
(:::)
са
SA2 'ВКЛ,='
с:::)
"
VD8 Д814Д
'Напряженuе= ·
Рис. 1
ДИОДНЫЙ мост VD 1 VD4 обеспечивает прямой ток через транзистор VТl при обо
их полупериодах ceTeBoro напряжения. Пониженное трансформатором Т1 до 6 В
сетевое напряжение снимается с ero обмотки 11. Выпрямляет ero диодный блок VD5 и
сrлаживает конденсатор С 1. Переменным резистором R 1 реryлируют базовый ток
транзистора VТ1. Резистор R2 токооrраничительный. Диод VD6 предотвращает
попадание на базу транзистора VТl напряжения отрицательной полярности. Bыxoд
ное напряжение контролируют по вольтметру РUl.
Ток наrрузки, работающей с таким источником переменноrо напряжения, зависит
от значения управляющеrо напряжения на базе транзистора VТ1. Изменяя это Ha
пряжение резистором R 1 , можно управлять током коллектора транзистора, а следо..
вательно, и током через наrрузку. При крайнем нижнем по схеме положении движка
резистора R1 транзистор VТl оказывается полностью открытым, и напряжение на
наrрузке будет максимальным. В крайнем же верхнем положении движка этоrо pe
зистора транзистор будет в закрытом состоянии, и ток через наrрузку прекратится.
Трансформатор Т2, питающий источник постоянноrо напряжения, понижает
переменное напряжение в сети до 12 В. Это напряжение выпрямляет диодный
блок VD7, а пульсации напряжения сrлаживают конденсаторы С2 , сз. Стабили..
трон VD8 и резистор RЗ образуют параметрический стабилизатор напряжения,
а транзистор VТ2усиливает ВЬJХОДНУЮ мощность этоrо источника. Напряжение, сни"
маемое с ero выхода, реrулируют переменным резистором R4. Конденсатор С4 слу
жит для фильтрации высокочастотных помех при питании от блока устройств на циф
ровых микросхемах. Выходное напряжение контролируют по вольтметру РU2.
Большую часть деталей блока можно смонтировать на печатной плате из фольrи
pOBaHHoro материала толщиной 1,5...2 мм (рис. 2). Мощные диоды VD1 VD4 YCTa
навливают на плате без теплоотводов. Плату, сетевые трансформаторы Тl, Т2 и TpaH
зисторы VТl и VТ2 размещают в пластмассовой или металлической коробке подхо
дящих размеров. Транзисторы устанавливают на теплоотводах с полезной площа..
дью рассеяния для транзистора VТ1 не менее 300 см 2 , а для VТ2 30 см 2 . На
лицевой панели блока размещают все opraHbI управления, вольтметры и разъемы,
а держатели предохранителя на задней или одной из боковых стенок. Все
необходимые соединения выполняют отрезками TOHKoro монтажноrо провода в на..
дежной изоляции.
Кроме указанных на схеме, в блоке питания можно использовать транзисторы:
VТl КТ812А, КТ812Б, КТ824А, КТ824Б, КТ828А, KT834A KT834B, КТ840А, КТ840Б,
КТ847А, КТ856А; VТ2 КТ805АМ, КТ807А, КТ807Б, KT815A KT815r: KT817A KT817r:
124
KT819A KT819r: ДИОДЫ VD1....VD4 ДОЛЖНЫ быть рассчитаны на напряжение не ме..
нее 250 В и ток не менее 1 А например, кд202ж.... КД202С или из серий Д245, Д246,
Д247, Д248 с любым буквенным индексом. Выпрямительные блоки VD5 и VD7
КЦ405, с любым буквенным индексом; диод VD6 Д237. Стабилитрон VD8 Д811,
Д813, Д814r:
к OO {
Moт
ке
1/ Т1
VD5
+
к R1{
к базе
VT1
VD6
IЛ
к колек
тору
VT1
К OOMoт
ке 1
Т1, к SA 1
к Ри1,
Х2
о
} К оомотке
1Т Т2
к коллектору
VT2
к R4
к R4,XJ( ),
РИ2
к эмиттеру
VT2, к Х3(+),
РИ2
к эмиттеру
VT1,K R1
о
50
Рис. 2
Оксидные конденсаторы сl....сз K50 6, С4 малоrабаритный керамичес
кий KM 5 или KM 6. Постоянные резисторы R2, RЗ мл омл-r, C2 23 или любые
друrие. Переменный резистор R1 проволочный на мощность рассеяния не менее
3 Вт, например, ППБ3 или ППБ15; А4 СП, спо мощностью не менее 0,5 Вт. Предох
ранители FU1, FU2 ВП1 1. Тумблеры SA1, SA2 TB1 1, ТП1 2, МТ1, МТД1,
Т1 .... ТЗ, Т3..С. Вольтметр РUl Ц4203 или любой друrой, рассчитанный на измере..
ние nepeMeHHoro напряжения 250.. .300 8, а РU2 М4231.40 или любой друrой воль
тметр постоянноrо тока на напряжение 12... 15 В Разъем Х1 стандартная сетевая
вилка, х2....... сетевая розетка, ХЗ может быть любоrо типа.
Сетевые трансформаторы Т1, Т2, использованные для комбинированноrо блока
питания, ТВЗ 1..6 от ламповых телеприемников устаревших моделей. Сетевое
напряжение подают на их выводы 1 и З. 8 трансформаторе Тl переменное напряже
125
ние 6 В снимают с выводов 4 и 5. В трансформаторе Т2 две включенные параллельно
вторичные обмотки (ВЫВОДЫ 4 и 5) надо пересоединить последовательно и соrласо
ванно. Вообще же можно использовать и любые друrие трансформаторы мощнос
тью 6...10 Вт, понижающие напряжение сети до 6...10 В (Т1) и 12...15 В (Т2), напри
мер, трансформаторы ТС..25 или ТС..27 от телевизоров «Юность».
Блок питания налаживания не требует. Если при монтаже не допущено ошибок
и применены исправные детали, он начинает работать сразу после подключения к сети.
В заключение несколько рекомендаций, касающихся увеличения выходной мощ"
ности источника nepeMeHHoro напряжения. Если ero реrулирующий транзистор (VТ1)
выбрать из серии КТ856, то мощность, потребляемая наrрузкой от сети, может дoc
тиrать 150 Вт, с транзистором из серии КТ834 ........ 200 Вт, а КТ847 250 Вт. При
необходимости еще больше увеличить выходную мощность источника, pe
rулирующий элемент составляют из нескольких параллельно включенных транзисто..
ров, соединив их одноименные выводы. Эти транзисторы подбирают с возможно
близкими коэффициентами h 21э И, кроме Toro, в их базовые цепи включают индиви
дуальные уравнивающие резисторы. Диоды VD1..... VD4 придется заменить на более
мощные, рассчитанные на ток не менее потребляемоrо наrрузкой. Диод VD6 также
необходимо будет заменить на более мощный, способный пропускать ток до 1 А. На
больший ток должен быть рассчитан и предохранитель FU1. Но в этом случае, 80З"
можно, придется установить небольшой вентилятор для интенсивноrо отведения
тепла от полупроводниковых приборов.
Работая с блоком питания, не забывайте о мерах безопасности. Помните, что
источник переменноrо тока rальванически связан с электросетью и находится под
высоким напряжением!
От реда к ци и . В описанном здесь комбинированном блоке питания в качестве сетевых автор
применил без переделки 6ыходные трансформаторы канала звука (ТВЗ) ламповых телевизо..
ров. Приrодны также аналоrичные выходные трансформаторы мноrих ламповых радиовеща..
тельных приемников 1 ro и 2..ro классов 8ыпуска 'прошлых лет. Подойдут и выходные транс..
форматоры кадровой развертки телевизоров ТВК (ТВК 70Л2, ТВК..110ЛМ, ТВК 110Л и др.).
Чтобы проверить, можно ли имеющийся трансформатор использовать в качестве сетево..
ro, ero следует первичной обмоткой (намотана тонким проводом) подключить на 15... 20 мин
к электросети и измерить переменное напряжение, действующее при этом на ero вторичной
обмотке. Если трансформатор не наrревается более чем до 30.. .35 ос, ero можно использовать
как сетевой.
Переменное напряжение на обмотке 11 трансформатора Т1 блока питания может быть
в пределах 5...10 В, а на обмотке 11 трансформатора Т2 12.. .18 В при токе не менее 0,5 А.
Если напряжение вторичной обмотки окажется несколько больше требуемоrо, то можно
смотать часть ее витков, даже не разбирая маrнитопровода трансформатора. Если оно будет
меньше необходимоrо, то маrнитопровод придется разобрать и домотать вторичную обмотку
таким же проводом.
В случае разборки выходноrо трансформатора с целью использования в качестве ceTe
8oro, ero маrНИТОПРО80Д следует собрать вперекрышку, удалив бумажную прокладку.
Журнал «Радио», 1991, N99, с. 32
И.НЕЧАЕВ
БЛОК ПИТАНИЯ НА ТВК..110ЛМ
Нет надобности доказывать, что ДВУПОЛЯРНIDIЙ блок питания со стабилизируемым
и реrулируемым 8ЫХОДНЫМ напряжением....... один из первейших приборов радиолю
бительской лаборатории. Именно такой блок разработан на базе двух rOToBbIX TpaHC
форматоров, которые используются в телевизорах в качестве УНИфИЦИРО6анных
выходных трансформаторов кадровой развертки.
126
Блок питания (рис. 1) обеспечивает двуполярное выходное напряжение, которое
можно изменять от 5 до 25 В. Максимальный ток наrрузки может достиrать 1 А. При
превышении этоrо тока или коротком замыкании (КЗ) по выходу срабатывает уст..
ройство защиты, и выходное напряжение резко снижается одновременно по обоим
каналам.
VT2 КТ819БМ R] 0,51
VD3 Д242Б VT9 КП30]Е [] +И8ых.
VDl Д242Б 10мк х
VTl + х258
FUl 1 А Т1 3 КТ815А VT7 +Н
КТ3102Б
Q:) VT10 R5 [4
<:::.1 + Rl 7,5к 10мкх
КТJ1D2Б lDк х258
L [1
2DООмк х
ХРl х5DВ R7 5,6к
Общ.
С2 r
Т2 DDDHKX
+ х50В VD7 КД1D5Б
VD6 КД105Б
VT5 КТ814А
[5 R8
VD2 Д242Б VT8 10нкх 5,6к
КТJ107Б R4 х25В
VD4 Д242Б VT6 КТ818Б О,51
Рис. 1
Трансформаторы Тl и Т2 включены как понижающие, каждый из них «работает» на
оба канала. Выпрямители выполнены на диодах VD1 VD4, выпрямленное напряже..
ние сrлаживается конденсаторами Сl и С2 сравнительно большой емкости.
На транзисторах VТl, VТ2, VТ1 О собран по компенсационной схеме стабилизатор
напряжения канала положительной полярности, а на транзисторе VТ9 и стабилитро"
не VD5 источник образцовоrо напряжения для этоrо стабилизатора. Выходное
напряжение стабилизатора реrулируют переменным резистором R5. Транзистор VТ7
и резистор RЗ составляют узел токовой защиты. Коrда ток наrрузки превышает за
данное значение, транзистор открывается, и стабилизатор напряжения переходит в
режим стабилизации тока.
В канале отрицательной полярности стабилизатор напряжения со браннатранзи
сторах vт4.... VТб, а узел токовой защиты на транзисторе VТ8 и резисторе R4.
Образцовым напряжением для этоrо стабилизатора служит выходное напряжение
стабилизатора канала положительной полярности, которое через резистор R7 по
ступает на базу транзистора VТ4. Поэтому при изменении переменным резисто
ром R5 напряжения положительной полярности будет изменяться и выходное напря
жение отрицательной полярности. Чтобы это изменение происходило синхронно, и
оба выходных напряжения были максимально равны, резисторы R7 и R8 подобраны
с одинаковыми сопротивлениями, а в цепь стаБИ.llитрона введены встречно парал"
лельно включенные диоды VD6 и VD7. При нормально работающем блоке питания
напряжение, снимаемое с общей точки соединения резисторов относительно обще
ro провода, равно нулю, и транзистор vr3, на базу KOToporo поступает это напряже
ние, закрыт.
127
Что же произойдет при К3, скажем, на выходе канала положительной полярнос..
ти? Ток через резистор RЗ возрастет, и, как только он достиrнет значения 1,2 А,
транзистор VТ7 откроется. Напряжение на базе транзистора VТl уменьшается, вы..
ходное напряжение упадет, и транзистор VТ10 закроется.
В этом случае на базу транзистора VТ4 будет поступать напряжение отрицатель..
ной полярности, поэтому транзистор откроется. Сразу же уменьшится напряжение
на базе транзистора VТ5, а значат, снизится и выходное напряжение канала отрица..
тельной полярности.
Если К3 произойдет на выходе канала отрицателl.JНОЙ полярности, откроется TpaH
зистор VТ8 и оrраничит выходной ток. Одновременно на базе транзистора VТЗ по
явится напряжение положительной полярности. Транзистор откроется, и напряже..
ние на базе транзистора VТl уменьшится. Соответственно упадет и выходное напря..
жение канала положительной полярности....... в обоих случаях срабатывания защиты
оно не будет превышать 1 В.
Кроме указанных унифицированных трансформаторов, в блоке можно использо..
вать также rOToBbIe трансформаторы TrC..31..1 либо один трансформатор мощнос..
тью не менее 60 Вт с двумя вторичными обмотками напряжением по 27...30 В при
токе наrрузки до 1 Д.
Переменный резистор R5 может быть типов СП, СПО, резисторы RЗ и R4 ....... C5 16,
остальные резисторы....... МЛТ соответствующей мощности. Оксидные конденсаторы
С 1 и С2 К50..6, К50..24; СЗ С5 ---- К50..6, К50..12 или К50..3.
Транзистор VТ1 может быть КТ815Д КТ815r: КТ603А КТ60зr: КТ608А, КТ6085;
vт2....... КТ819А, KT819r: КТ805Д, КТ805Б, КТ808Д; VТЗ, VТ7, VТ10 КТ31 02А... КТЗ1 028,
КТ312В, КТ315В...КТ315Е; VТ4, vт8....... КТ3107Д...КТ3107К, КТ3618...КТЗ61Е; VТ5
KT814A...KT814r: КТ816Д...КТ816r; VТ6 KT818A...KT818r; vт9....... КП303Д, КПЗ03Е,
КПЗ02А, КПЗО2Б, КПЗ07 д, КП307Б. Диоды VD 1... VD4 ....... Д242, Д242Б, Д245, КД202Д...
КД202К или аналоrичные мощные; VD6, VD7....... кд 1 05Б, кд 1 05r, кд 1 озд, кд 1035,
а также друrие кремниевые выпрямительные диоды. Стабилизатор VD5 КС133А,
КС139А, КС147Д.
Мощные диоды VD 1... VD4 можно использовать без радиаторов, а вот транзисто"
ры VТ2 и VТ6 необходимо установить на радиаторы общей площадью поверхности
200 см 2 . '
Большинство деталей расположено на печатной плате (рис. 2) из фольrирован"
Horo стеклотекстолита. Диоды VD 1... VD4, конденсаторы С 1, С2 и транзисторы VТ2,
к VТ2(э) к R5 К VТ2(б)
+Идых.
1..()
Uдых.
Рис. 2
128
VТ6 устанавливают на плате из текстолита (рис. З), к которой крепят печатную плату.
Остальные детали размещают на передней панели корпуса блока питания, а также
на дне корпуса (трансформаторы).
OCHo{Ja ние из текстолита
Печатная
плата
0000
VD4 VD3 VD2 VD1
о
[1 11 +
о
VT6
о
[2 11 +
о
VT2
Ра дuа торы
РИс.З
При проверке работы блока в случае необходимости изменить диапазон реryли..
ровки BbIxoAHoro напряжения следует подобрать резистор R6. Значение тока сраба..
тывания защиты можно установить подбором резисторов RЗ и R4.
Возможно, вы пожелаете установить световую сиrнализацию выходноrо напря..
жения каналов. Сделать это нетрудно подключением между выходным проводом
канала и общим проводом цепочки из последовательно соединенных светодио
да АЛ307Б и резистора МЛТ ..0,5 сопротивлением 1,5 кОм.
Журнал «Радио», 1991, N!} 12, с. 74
А. АНУФРИЕВ
СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ
ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ЛАБОРАТОРИИ
Собрать и наладить хороший лабораторный блок питания радиолюбителям, oco
бен но начинающим, бывает довольно трудно. Объясняется это и недостаточным опы
том, и отсутствием необходимых, нередко дефицитных деталей. Особенно часто
с такими осложнениями сталкиваются сельские радиолюбители.
Сетевой блок питания, схема KOToporo приведзна на рис. 1 , может, полаrаю, удов"
летворить интерес мноrих радиолюбителей, так как, во первых, выполнен он на дос..
тупных деталях, И, BO BTOpЫX, ero качественные показатели достаточно высоки.
Устройство обеспечивает стабилизированное выходное напряжение, реrулируе..
мое от 4 до 22 В при токе наrрузки до 2 А. Амплитуда пульсации при максимальном
129
токе наrрузки не превышает 4...6 мВ, коэффициент стабилизации...... 40, выходное
сопротивление около 0,5 ОМ. Практически описываемый БЛQК приrоден для пита..
ния мноrих приборов и устройств, собранных как на транзисторах, так и на мик...
росхемах. Предусмотрены индикация включения, переrрузки и узел защиты блока от
замыканий в цепях питания подключаемых к нему устройств.
Коротко о назначении деталей и работе
блока в целом. Переменное напряжение
электроосветительной сети, пониженное
трансформатором Тl до 25...28 В, выпрям",
ляется диодами VD 1 VD4, включенными по
схеме моста. Конденсатор Сl сrлаживает
пульсации выпрямленноrо напряжения.
Действующее на нем постоянное напря
жение подается на вход компенсационноrо
стабилизатора, образованноrо транзисто
рами VТl VТ4. Транзисторы VТl VТЗ BЫ
полняют функцию реrулирующеrо элемен...
та стабилизатора напряжения.
Уровень напряжения на выходе блока ус..
танавливают переменным резистором R7,
размещенным, как и выходные rнезда, на
одной из стенок корпуса. Конденсатор СЗ
дополнительно сrлаживает пульсации вып'"
рямленноrо напряжения.
Резистор R 1 и цепочка стабилитронов VD5 VD7 образуют параметрический
стабилизатор напряжения, предназначенный для питания усилительной ступени на
транзисторе VТ4. Наrрузкой транзистора служит резистор R2. Эта ступень управляет
работой реrулирующеrо транзистора vт1..... VТЭ компенсационноrо стабилизатора
напряжения блока.
Изменения вы одноrо напряжения, выыыаемьlе,, например, колебаниями тока
наrрузки или напряжения сети, через делитель R7R8 воздействуют на базу транзис"
тора и усиливаются ИМ. А так как напряжение на эмиттере этоrо транзистора стаби..
лизировано стабилитроном VD8, уменьшение или увеличение напряжения на ero
базе приводит к дополнительному открыаниюю или закрыванию реrулирующеrо тран"
зистора И, следовательно, поддерживанию выходноrо напряжения, установленноrо
резистором R7.
Узел защиты блока от переrрузки выполнен на транзисторах VТ5 VТ7. При вклю"
чении блока (без наrрузки) начальный ток rерманиевоrо транзистора VТ7 через ре..
зистор R 12 приоткрывает транзистор VТб. При этом и в базовой цепи транзистора VТ7
появляется приоткрывающий ero ток. Процесс открывания транзисторов VТ6 и VТ7
лавинообразный, поэтому они почти сразу после подключения блока к сети входят в
насыщение, а на выходе блока появляется напряжение, питающее наrрузку.
Если при минимальном выходном напряжении ток наrрузки превышает 0,8...1 А
или при максимальном 2.. .2,2 А, то на транзисторе VТ7 падает напряжение, равное
примерно 1,5 В, которое через резистор Аl1 открывает транзистор VТ5, а он, в свою
очередь, включает индикатор HL2 «Переrрузка». Если в цепи питания наrрузки про..
исходит заМрlкание, транзисторы VТб и VТ7 закрываются полностью, ток, текущий
через транзистор VТ7, MrHOBeHHo уменьшается до 20 мА и, конечно, rорит инди
катор HL2. ДЛЯ восстановления исходноrо состояния блока питания достаточно от..
ключить от Hero наrрузку.
Большая часть деталей блока смонтирована на печатной плате из фольrирован
Horo стеклотекстолита толщиной 1 ,5 мм (рис. 2). Резистор R 1 О составлен из четырех
резисторое МЛТ 2 сопротивлением по 120 Ом каждый, соединенных параллельно'"
130
а
gз
"-1
SA 1 '8кл.'
VD1... VD4
КД2О28
VT1, VT2, VT4
МП26 Б;
+
VT5 КТ814Б
[1
2ОООмк х
х5О8
ь
Рис. 1
последовательно. МОЩНЫЙ транзистор vrз реrулирующеrо элемента ста6илизато"
ра напряжения установлен на теплоотводе с площадью поверхности рассеяния око.
ло 600,с м 2, который изолирован от корпуса блока пластмассовыми втулками. Если
в процессе работы произойдет случайное замыкание теплоотвода на корпус, то ера..
ботает устройство защиты, и включится индикатор переrрузки.
VT3 П214 'ПереаРУЭКQ ,
а
[] Хl
5мкх Cl.J
R1 / / х258 + Qj:::З HL2
1к c::t:
::t:Cl.J
R5 [4 t"t::) [5
сО::
2к 0,О47мк lООнкх R10
t;j х258 120
::t
27B R2 2к + R9 ... CQ
VD5
Д818Д 100
I -...i-
VD6 RЗ R4
+ [2 Д818Д 8.2к 2к
1ООнкх VD7 VD8
Ь х258 Д818Д КС1ЗЗА +
Транзистор VТ7 узла защиты крепят непосредственно на задней стенке корпуса
из листовоrо дюралюминия толщиной 2 ММ, которая служит erQ теплоотводом.
Сетевой трансформатор Тl блока питания....... унифицированный ТА 163, четыре
вторичные обмотки KOToporo соединены параллельно. Приrоден любой друrой
трансформатор мощностью 70...100 Вт, вторичная обмотка KOToporo обеспечивает
переменное напряжение 25...28 В при токе наrрузки до 2 А. ДЛЯ индикации включе..
НИЯ (HL 1) и переrрузки (HL2) блока использованы коммутаторные лампы КМ24..З5.
о
115
Рис. 2
Транзист ры МП26Б МОЖНО заменить на любые из серий МП1б, МП25, МП42.
Вместо П214 можно использовать транзиеТОрЬt серий П21 з.... П217, а транзистор
КТ603Б заменим любым из серии КТ815. Цепочку стабилитронов Д818Д (VD5.... VD7)
можно заменить тремя стабилитронами Д814Б, Д809 или двумя типов Д814Д. Д81 З,
КС21ЗБ, но в этом случае температурный коэффициент стабилизации блока не-
сколько ухудшится.
131
Налаживание блока питания СВОДИТСЯ в основном к проверке напряжения на
конденсаторе С2 и подборке резисторов R8, R6. Напряжение на конденсаторе С2
должно быть в пределах 24...27 В, т. е. соответствовать суммарному напряжению
стабилизации цепочки подобранных стабилитронов VD5 VD7. Подборкой резисто..
ра R8 добиваются, чтобы при нижнем по схеме положении движка резистора R7
напряжение на выходе блока было 22 В. Резистор Re подбирают при среднем поло
жении движка резистора R7, стремясь установить на выходе блока напряжение, paB
ное половине максимальноrо.
Журнал «Радио», 1992, N9 5, с. 39
А. АНУФРИЕВ
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Блок обеспечивает двуполярное стабилизированное выходное напряжение. Он
состоит из двух одинаковых по схеме плеч, питаемых от общеrо мноrообмоточноrо
ceTeBoro трансформатора. Общий для обоих плеч узел измерения указывает ток
наrрузки и выходное напряжение каждоrо плеча. Выходы плеч не связаны между
собой, что позволяет получить большую универсальность их коммутации.
Основные технические характеристики
Выходное постоянное стабилизированное напряжение, В . . . , . . . . . . . . . . , . , . . . . . . . .
Коэффициент стабилизации, В, при напряжении сети в пределах 200...240 В . . . . . . . .
Максимальный ток наrрузки, Д ,.... . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . .
Температурная нестабильность, мВ/ОС ........................................
Амплитуда пульсации, мВ, при максимальном токе наrрузки .............,........
Выходное сопротивление, Ом ...................,...... .....,.. .......,.....
Выходное постоянное нестабилизированное напряжение, В
(изменяемое ступенчато через 3 В) ............................,............
Выходное переменное напряжение, В (изменяемое ступенчато через 3 В) ..........
3...30
500
3
10
3
0,05
20...44
15.. .33
Схема одноrо плеча блока и измерительноrо узла показана на рис. 1. Второе
плечо питается от обмоток /V и V ceTeBoro трансформатора Тl (на схеме не показа
ны). В состав плеча входит основной выпрямитель VD1 VD4 и последовательный
компенсационный стабилизатор с реrулирующим элементом на транзисторах VТ5,
VТб, электронным блоком Еl и делителем напряжения R14 R2З. Блок Еl (рис. 2)
содержит источник образцовоrо напряжения на стабилитроне VD10, питающийся от
вспомоrательноrо выпрямителя на диодах VDб VD9, усилитель сиrнала обратной
связи на транзисторах VТ2, VТ3, устройство защиты стабилизатора от переrрузки на
транзисторе VТl, тринисторе VSl и реле К1; на транзисторе VТ4 собран сравниваю..
щий элемент стабилизатора. Сиrнализатором переrрузки служит лампа HL 1 (рис. 1).
Для Toro чтобы при любом выходном напряжении мощность, выделяющаяся на
реrулирующем элементе (рис. 1), не превышаладопустимую, напряжение на OCHOB
ной выпрямитель поступает с секционированной обмотки 111 трансформатора Т1 че..
рез секцию SA 1. 1 переключателя. Вторая секция SA 1.2 этоrо переключателя KOMMY
тирует резисторы R15 R22 делителя напряжения измерительноrо элемента стаби
лизатора, при этом выходное напряжение изменяется ступенями по 3 В. Резисто..
ром R14 зто напряжение можно плавно изменять в пределах каждой ступени.
В результате при максимальном токе наrрузки на мощном транзисторе VТ6 рассеи..
вается мощность не более 25...30 Вт при минимальном выходном напряжении и
15. ..20 Вт при максимальном.
132
8[[ 5t rv
l....
""-
""--....:j-
I
""-
fv)
""-
""-
Q:: Q:: Q:: '-1' Q:: ""-
ls1
Q::
. . .
""- ;5
""-
ls1
fv)
Q::
:::J"'!
:J'-
Qj
с::
""-
:::J"'!
t::)
Q..
t::)
""(
V)
L4
fv)
""-
""-1 I
"-..Jls1
'
,
-....:j-
tv)'h...""-
""- ,....
Q:: I ,
1""-""- (..)
fv)h...V)
'с ""- Q:: а.
lJ...J
ls1
CO ел t:::)
""-
I
f")
:::J"'!
""- . tj
Qj
1::::::1
I '-:t-
I
ct:)
""-
""-
",,- rv--.-....:j-ls1'Сr-......t()ел
' I
f:" \ '""
""- , 1
""- )
ф C::J 9 DП "v С;
133
Напряжение питания транзистора VТЗ (рис. 2) равно сумме BbIxOAHoro напряжения
плеча и напряжения стабилизации стабилитрона VD 10. Резистор R8 наrрузка этоrо
транзистора. Конденсатор С4 устраняет самовозбуждение блока питания на высо"
кой частоте; конденсаторы С5 и С6уменьшаютуровень Ilульсации I3bIXOAHOro напря
жения. Диоды VD15 , VD16 ускоряют разрядку конденсатора С6 и П9дключенной
к блоку емкостной наrрузки при установке меньшеrо уровня выходноrо напряжения.
5 6 1 2 3 4
VD10 Е1
Д814А VT2 R12
R8 2,4к t1П26Б 390
--.......
1к
R7
[2 100мкх50В 56к
VD11 VD15
7 + д 223 Д22З
[4
О,047мк
VD14 [5
9 Д223 VT3
+
t1П26Б R9 5мкх
VS1 К1.2 5,6к х50В
10 КУ101Б 11
Рис. 2
Как только падение напряжеt1ия на проволочном резисторе RЗ, пропорциональ"
ное току наrрузки, превысит напряжение на диоде VD5, откроется транзистор VТ1
(контакты тумблера SA2 показаны на схеме в положении «Защита включена»). Вслед
за ним откроется тринистор VS1, шунтируя через диод VD14 базу транзистора VТ2
(ток, протекающий через реrулирующий элемент, буде"): оrраничен), одновременно
сработает реле Кl , соединив своими контактами К1.2 базу транзистора VТ2 с общим
проводом. Теперь выходной ток стабилизатора не превысит нескольких десятков
миллиампер. Контактами К1. 1 реле Кl включает лампу HL 1 «Переrрузка» (рис. 1).
Для возврата в режим стабилизации блс;>к питания нужно выключить на несколько
секунд и снова включить. При необходимости защиту можно отключить тумбле-
ром SA2.
Конденсатор С2, резистор R7 и диод VD1З (рис. 2) служат для устранения броска
выходноrо напряжения и предотвращения сраб тывания узла защиты в момент вклю
чения блока при большой емкостной наrрузке. При включении блока питания кон-
денсатор С2 заряжается по двум цепям: через резистор R7 и через резистор R8 и
диод VD 1 З. При этом напряжение на базе реrулирующеrо элемента, а значит, и вы..
ходное напряжение будyr медленно повышаться до установленноrо уровня. Затем
диод VD 1 3 закрывается, а конденсатор С2 продолжает заряжаться через резистор R7,
не оказывая влияния на дальнейшую работу стабилизатора. Диод VD11 ускоряет
разрядку конденсатора С2 при выключении блока питания.
Измерительный узел состоит из микроамперметра РА 1 (рис. 1), переключа..
теля SАЗ и набора шунтов и балластных резисторов (в показанном на схеме плече
шунт R25, а балластный резистор R24). Выход 1 и выход 2 включены параллель
но, но при пользовании выходом 1 измерительный узел позволяет контролировать
наrрузочный ток.
134
Лампа индикатора включения блока (на схеме не показана) r:lитается от обмотки V
трансформатора Т1. Ее включают между теми выводами обмотки, напряжение на
которых несколько меньше номинальноrо напряжения лампы.
lл
......
о
о
122
F?ис.3
Электронные блоки Е1 обоих плеч собраны на общей печатной плате (рис. З). Ее
устанавливают в корпусе устройства на двадцатиконтактном разъеме (нумерация
контактов указана). Вывод 11 и соответствующий вывод BToporo блока соединяют с
общим проводом плеча rибкими проводниками.
Транзисторы реrулирующеrо элемента обоих плеч установлены на двух теплоот...
водах, привинченных на изоляционных втулках к задней панели блока питания. Эф-
фективная площадь рассеяния каждоrо теплоотвода около 600 см 2 . На задней
стенке расположены также тумблеры отключения устройства защиты.
Сетевой трансформатор Тl (рис. 1) выполнен на тороидальном маrнитопрово"
де QЛ55..85/60. Обмотка /...... 730 витков провода ПЭВ-2 0,64. Обмотки 11 и /Vсодержат
по 53 витка провода ПЭВ 2 0,2. Обмотки 11/ и V намотаны проводом ПЭВ-2 1,4 и
содержат 9 секций: нижняя по схеме 50, а остальные по 7 витков. Трансформа-
Т0р блока можно выполнить и на базе ceTeBoro трансформатора Te 180 или ТС-200
0Т телевизоров УНТ 47/59 и друrих.
'LЗ5
Вместо транзисторов П21 ОА ПОДОЙДУТ транзисторы серий rT806, П217, П216, П4,
а вместо П214А любые из серий П21з.....П217. Транзисторы МП26Б заменимы лю..
быми из серий МП25 , МП26, а транзисторы ПЗ078 любыми из серий П307 ..... П309,
КТ605. Диоды Д223Д можно заменить на Д223Б, кд 1 аЗА, кд 105, а КД201 r ........ любыми
мощными с допустимым выпрямленным током не менее 3 А. Вместо тринисто"
ра КУ101Б прдойдет любой из серий КУ101, КУ102. Микроамперметр РА1 можно
взять любой с током полноrо отключения стрелки до 1000 мкА. Лампа HL 1 КМ24..З5.
Реле К1 РЭС9, паспорт РС4.524.200 (РС4.524.2О1, РС4.524.209).
Налаживание блока питания заключается в проверке правильности монтажа, под
борке резисторов R 15..... R23 делителя с целью получения требуемых ступеней BЫXOД
Horo напряжения, установке тока срабатывания устройства защиты и подборке pe
зисторов R24 и R25узла измерения.
Перед началом налаживания вместо шунтов припаивают проволочные перемыч
КИ. Переключатель SA 1 и движок резистора R14 устанавливают в положение, соот"
ветствующее минимальному выходному напряжению (нижнее по схеме положение
ДЛЯ переключателя и крайнее левое для резистора). Подбирая резистор R23, дo
биваются на выходе блока напряжения 2,7...3 В. Затем переводят движок резисто
ра R14 в крайнее правое положение и подборкой резистора R12 устанавливают на..
пряжение на выходе блока 6...6,5 В. r)OTOM переВQДЯТ переключатель SA 1 на одно
положение вверх по схеме и подбирают резистор R22 таким, чтобы выходное
напряжение увеличилось на 3 В. И так, каждый раз переsодя переключатель SA 1 на
одно положение вверх, подбирают остальные резисторы делителя до установления
на выходе блока напряжения ЗА В.
Ток срабатывания устройства защиты устанавлиеают подборкой резистора RЗ.
Шунт R25 подбирают в положении «11» переключателя SАЗ. К выходу 1 подключа
ют последовательную цепь, состоящую из образцовоrо амперметра на 5 А и пере
MeHHoro наrрузочноrо резистора мощностью около 50 Вт TaKoro сопротивления, что..
бы ток в цепи был равен 3 А. Подбирая сопротивление шунта R25, добиваются, чтобы
стрелка микроампермвтра отклонилась до отметки «3 Д» (вся шкала 3,5 А).
При подборке балластноrо резистора А24 переключатель SАЗ пеJ:!)еВQДЯТ в ПОЛQ
жение «U 1 ) И К выходу 1 подключают образцовый вольтметр со шкалой на ЗА В. Блок
устанавливают на максимальное выходное напряжение и подбирают резистор R24
таким, чтобы стрелка микроамперметра РА 1 отклонилась до отметки «зо В». Те же
операции повторяют со вторым плечом, устанавливая переключатель SАЗ COOTBeT
ственно в положения «12» и «U 2 ». В качестве шунтов используют отрезки манrани"
новой или константановой проволоки диаметром 1 ММ. Включать блок питания без
шунтов недопустимо, так как может выйти из строя микроамперметр. Перед каждой
операцией по изменению длины шунта нужно не забывать выключать блок питания.
Журнал «(Радио», 1988, NQ 12. С. 40
ИQНЕЧАЕВ
ПРОСТОЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ
При разраЬотке и налаживании аналоrовых устройств обычно необходим источ"
ник питания с выходным напряжением 8...25 В, током наrрузки O,3.. 0,4 А И, кроме
Toro, обладающий малым уровнем пульсаций и защищенный от замыкания выход..
ной цепи.
Ниже описан блок питания, отвечающий этим требованиям. Ero выходное
сопротивление...... примерно 5 мОм, напряжение пульсации...... не более 1..,2 мВ.
Устройство (рис. 1) состоит из ceTeBoro трансформатора Тl с мостовым выпрями
136
[3 1000
ХР1
О1
+328
+ VT1 КП90ЗБ
VT2 КП903Б
1 [5 DД5мк
+ 168
VD5
КД209Б
[1
R2
10к
VТЗ
КП1DЗЛ о.:
....
ОА1
2 6
3 [>(Х)
[1,[22DООмкх258
DA 1 К140УД6
[4 10ОО
+
RЗ* t VD3
6,2к l' КС147А
Рис. 1
телем на диодах VD 1 VD4 и компенсационноrо стабилизатора напряжения на TpaH
зисторах VТ1 , VТ2 и ОУ DA 1. Выпрямитель вырабатывает два напряжения 16 и 32 В.
При выходном напряжении, не превышающем 12...13 В (устанавливают пере...
менным резистором R2), на реryлирующем транзисторе VТ2 падает 2...4 В. ДЛЯ тран",
зистора VТl это напряжение закрывающее, поэтому ток через Hero невелик и OCHOB
НОЙ ТОК наrрузки течет через диод VD5, т. е. стабилизатор питается напряжением 16 В.
Если же выходное напряжение увеличивать, падение напряжения на транзисто"
ре VТ2 будет уменьшаться, что приведет к открыванию транзистора VТ1. Теперь
в реryлирующий элемент стабилизатора входят оба транзистора........ VТ1 и VТ2. В этом
случае стабилизатор будет питаться напряжением 32 В через транзистор VT1,
диод VD5 будет закрыт. Иныrv1И словами, транзистор VТ1 открывается или закры"
вается в зависимости от напряжения, устанавливаемоrо на выходе устройства.
Таким образом, входное напряжение стабилизатора автоматически изменяется
при изменении выходноrо напряжения. В результате уменьшается рассеиваемая
мощность на реrулирующем элементе и повышается экономичность стабилизатора.
Кроме Toro, -использование полевых транзисторов позволило просто решить задачу
защиты от аварийной переrрузки, так как выходной ток стабилизатора при замыка..
нии выходной цепи не может превысить начальноrо тока стока транзистора VТ2
(Q,З...О j 4 А). Например, если при напряжении 20 В выходная цепь окажется замкну..
той, то это приведет, в первую очередь, к закрыванию транзистора VТl и снижению
BxoAHoro напряжения стабилизатора до 16 В, а ток будет оrраничен указанным выше
значением. При этом на транзисторе будет рассеиваться мощность 5...6 Вт, а в таком
режиме он может работать продолжительное время.
Конденсаторы СЗ , С4 предотвращают возможное самовозбуждение стабилиза
тора.
В устройстве можно использовать ОУ К140УД7, К14ОУД8 (с любым буквенным
индексом),К140УД9, К140УД11,К140УД12,К55ЗУД1;транзисторыКП903А,КП90ЗВ
(VТ1, VТ2), КП10ЗМ, КП10ЗД (VТЗ), выпрямительные блоки диодов КЦ402Б КЦ402Е
(VD1 VD4), диоды КД209В, КД2126 (VD5), стабилитроны КС156А, КС162А, КС162Б,
KC168A(VD6). Конденсаторы Сl, С2 K50 12, K50 6; СЗ , С4 КТ: КЛС, КМ, ЕМ; С5
МБМ, БМ. Резистор R2 СП 1, СПО О,4, остальные 8С, МЛТ.
137
о
'о
s;:
:::,
::::..
f")
t'...
f-.....
::::.. .......:
':t
t....J
(;)
Е: (;)
"--' Е:
:::з "--'
56
f-.....
\....;
::J)
(;)
Е:
"--'
"
.. .' : ':.:
,', :: ::": ::'
"
., . .....::::.
,.,:.., .
.'.
. .....
, '
. ',' ,,"
..:::::: . .': :-.,
. ., . .
:.: : H: ::: ,:.:'
.: ," .'
. ':.::. : ::.
. ',' ,е:_,'
. :"
'. :.
" '.:.
:.: ",' :":': ...
" .' . " .
..:::' . ": .' ,,:;:: . :"'::
,.'
. '.. .'. . . ....
," ..
. . '.' "
" ,
, : ,': O , ,;;, ,,:,
. '. '.'
" .. l' .
.' ":. ". ..... .
.,:';::::::: :
.: ::.' . ::.:' ::. :::.::.:;:.
. " .
:;: :;<':):! :ii:;: [!.I! !i:;;
:: :::.'. :b .'. <: :: :;;;;:
.::>:,';' :-:;:;\.: : ':1';:, :!:
, .
.' :. ::'.' ": :"':.,
N
(.)
s
а...
. . .' . .
. ..' " :', : ":,,,- .: ','
:.'. '.....
.. . '.
.. .- . '.
:.:...... :: ','
:. ": :',
"
.. ,е .
: . ': : :': :::: , ;i.::: ; ,:';': ::::::: ,:,' ,:' : :'::' '::. ::: .,.', "
," , ,,: ::.,::=== ;:?':": :':'''.'' ::;:-::;;: : . ; ;: ; :; :;:::::! :''' '' :.:::: :, .
,': . ::: :. >, : ::""::; ;:, :;:,:' ,::: ::::: ,,:' :::::::::;, ::" .
:. :':,':
. '.
.. ..: :::::: .::. ::..
" . ." .' е. ....
.. .. :.., ::::: . :
.' ,
, '
... -., .... ":..
.. .'.
. ..:: ....:
, . . : : ; : 1 : . ;
.:. . : .
. '
., '
.:. :.:', ":6 ::::: :;'::: !: ::: ::" :'::-:' : ': ....
.: ..: ....: :.. :
. . ... .
. , ,
... .. .
'. 0 '.':"."
. "
::::..
с3
l.J :2s
Е: +
t:)
(')
138
Сетевой трансформатоJЭ Т1 должен обеспечивать на обмотке 11 переМ8нное напря-
жение 10.. .12 В при токе 0,5 А.
Можно использовать унифицированные трансформаторы ТПfl245..127j220..50 1 _
ТПП251-127/220..50, ТПП253..127 /220..50, TH30 127/220..50, ТН32..127 /220 50 и т. п.
Все детали, кроме предохранителя FUl, выключателя О1 и переменноrQ ре ИСJQ-
ра R2 монтируют на печатной плате (рис. 2) из фольrированноrо стеклотекстолита
толщиной 1,5...2 мм. Передняя панель при..
креплена к плате винтами с помощью дюралю..
миниевоrо уrолка. Задней стенкой блока слу-
жит ребристый теплоотвод; можно применить
и пластинчатый толщиной 2,5...3 мм с полез..
ной площадью рассеяния не менее 100 см 2 .
Кожух блока изrотовлен из листовоrо дюралю..
миния толщиной около 0,7 мм. Кожух состоит
из подцона, в котором укрепляют плату с пе
редней панелью и теплоотводом, и П образ"
ной крышки. В подцоне и крышке следует пре..
Аусмотреть вентиляционные отверстия.
Налаживание блока заключается в установ..
ке пределов реryлирования BbIxoAHoro напряжения, для чеrо подбирают резисто..
ры Rl и RЗ. Желательно проконтролировать выходные характеристики устройства
для разных значений напряжения. rрафики должны иметь вид, показанный на рис. 3.
Для индикации включения блока последовательно с транзистором VТЗ (в цепь
стока) можно включить светодиод, например, АЛ307Б.
Журнал «РадИО», 1989, NQ 5, С. 72
М. МАНСУРОВ
U!JblX.
В
15
10
5
о
200
I !Jblx,HA
100
Рис.З
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
С триrrЕРНОЙ ЗАЩИТОЙ
При создании домашней лаборатории радиолюбители сталкиваются с пробле..
мой изrотовления лабораторноrо блока питания. Мноrие уже имеют подобное уст..
ройство, но оно часто не устраивает владельцев из..за оrраниченных эксплуата..
ционных возможностей, в частности, отсутствия или малой эффективности системы
защиты от переrрузки и замыкания цепи выхода.
Основные требования, которые радиолюбители предъявляют к лабораторным
блокам питания, это возможность широкоrо реrулирования BbIxoAHoro стабильно..
ro напряжения, практически ot нуля до 30...35 В, способность обеспечить большой
(до 3 А) ток в наrрузке при минимальной пульсации выходноrо напряжения, возмож-
ность питания наrрузки двуполярным выходным напряжением, а также наличие эф..
фективной системы защиты, предотвращающей выход из строя как caMoro устрой..
ства, так и налаживаемой конструкции. Система должна быть быстро ействующей, с
«триrrерным эффектом» и одновременным отключением обоих плеч двуполярноrо
стабилизатора.
Часто бывает желательна возможность плавноrо или ступенчатоrо реrулирова..
ния тока срабатывания системы защиты. Учитывая все большее распространение
микросхем, питаемых от нескольких источников, в лабораторном блоке должен быть
предусмотрен отдельный пятивольтовый стабилизатор, защищенный и от повыше..
ния выходноrо напряжения, и от замыкания на выходе.
139
Лабораторный блок питания, описанный ниже, был разработан с учетом этих и
друrих требований.
Упрощенная схема узла защиты двуполярноrо стабилизатора показана на рис. 1.
r l
СтаОИ/7изатор 1 I >
I
L J
VT1 R4
u пит VD2
Q U упр 1
\:
{u R2 DD1 GJ
Е
:) VD1 и тт VT2 (у)
t R6 Общ J)
Общ. Q
Q R7 (\)
С (j
---- 1
..Q VT3
Ю + И пит
:( "Воз8ра т" U упр 2
R5
+ r l +
Стаоилизатор 2 I >
L j
Рис. 1
Основным элементом узла является триrrер DО1, включенный по схеме со смещен
ным питанием.
Напряжение питания снимают с обоих плеч двуполярноrо выпрямителя через
параметрические стабилизаторы R4VD2 и R5VDЗ.
При кратковременном нажатии на кнопку 581 «Возврат» триrrер переключается
в нулевое состояние, и на ero прямом выходе появляется сиrнал низкоrо уровня.
Транзисторы VТ2 и VТЗ закрываются и не участвуют в работе стабилизаторов.
Вход S триrrера подключен к делителю напряжения R2RЗ. В отсутствие тока на..
rрузки транзистор VТ1 закрыт, и на входе 5 триrrера будет сиrнал низкоrо уровня.
При переrрузке стабилизатора 1 падение напряжения на резисторе Rl при
открывает транзистор VТl , на входе S триrrера появляется отрицательное (относи
тельно нижнеrо по схеме вывода резистора RЗ) напряжение, определяемое COOTHO
I
шением сопротивления резисторов R2, RЗ.
При rлубокой переrрузке напряжение на входе S достиrнет пороrа срабатывания
триrrера, он переключится, уровень напряжения на ero прямом и инверсном выхо"
дах изменится на противоположный. Транзисторы VТ2 и VТЗ откроются, формируя
управляющие сиrналы U УПР1 И U упр2 , которые закроют реrулирующий элемент
стабилизаторов 1 и 2.
Выходное напряжение и ток наrрузки стабилизаторов уменьшатся почти до нуля,
после чеrо транзистор VТl закроется, и восстановится прежнее напряжение на вхо"
де S триrrера. Такое состояние может со раняться сколь уrодно долrо. Для запуска
стабилизатора необходимо устранить причину переrрузки и затем нажать на кнопку
« Возврат».
Такая система защиты стабилизаторов напряжения весьма универсальна. Ис
пользуя триrrеры различных серий, ее можно леrко встроить практически в любой
двуполярный компенсационный стабилизатор.
140
Принципиальная схема лабораторноrо блока питания с триrrерной защитой изоб-
ражена на рис. 2.
OCHOBHble технические характеристики
Выходное напряжение, В,
двуполярноrо стабилизатора . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . .. 2х5. ..2хЗО
однополярноrо ........................................................ 5
Пределы реryлирования тока срабатывания системы защиты
двуполярноrо стабилизатора, А . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5...3
Нестабильность выходноrо напряжения двуполярноrо стабилизатора, мВ,
при и вых =20 В, 'н=3 А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Ток через наrрузку после срабатывания системы защиты двуполярноrо
стабилизатора, мкА .................................................... 100
Напряжение срабатывания системы защиты
пятивольтовоrо стабилизатора, В . ..,........".....,................... 6...6,3
ТОК срабатывания системы защиты
пятивольтовоrостабилизатора,А ... ..................,...........,..... 4
Нестабильность выходноrо напряжения
пятивольтовоrо стабилизатора, мВ, при 'н =3 А ..........."............... 1 00
Время срабатывания системы защиты, мкс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Стабилизаторы напряжения блока питания принципиально одинаковы и выпол"
нены по известной компенсационной схеме. Минимальное выходное напряжение
стабилизаторов зависит от напряжения образцовых источников питания на дио-
дах VD8... VD 1 О, VD 15 VD 17 и VD 19, VD20. Эти цепи можно заменить стабисторами на
соответствующее напряжение. Использование в качестве наrрузки управляющеrо
элемента стабилизаторов тока (на транзисторах VТ2, VТ9 и VТ16) позволило значи-
тельно увеличить коэффициент стабилизации и уменьшить выходное сопротивление.
Система защиты блока питания построена на базе триrrера ОО 1. Датчиками тока
служат резисторы RЗ, R 19 и RЗ7. Сиrналы, отключающие двуполярный стабилизатор
при ero переrрузке, снимаются с выводов 7 и 9 триrrера. Ключевые транзисторы VТЗ
и VТ10 системы защиты при этом открываются. Сиrнал на отключение пятивольтово
ro стабилизатора снят с вывода б триrrера, здесь ключевым служит транзистор VТ15.
Иноrда в различных устройствах автоматики, питающихся одновременно от дву""
полярноrо и однополярноrо источников, при пропадании пятивольтовоrо напряже..
ния питания необходимо выключение BToporo источника. Для этоrо в систему защи..
ты введена цепь VD5SA 1. При замкнутых контактах переключателя SA 1 срабатыва..
ние узла защиты пятивольтовоrо стабилизатора приводит к отключению и двуполяр
Horo стабилизатора...... комбинированная защита. Импульс возврата на входах R
микросхемы ОО1 формируется при пролете подвижноrо контакта кнопки SB1 из oд
Horo положения в Apyroe.
Узел защиты по выходному напряжению пятивольтовоrо стабилизатора собран
на тринисторе VS1 J диоде VD21, стабилитроне VD22 и резисторах R41 J R46. Принцип
работы узла подробно описан в [1]. Следует отметить, что в некоторых случаях ДЛЯ
установки пороrа срабатывания защиты в пределах между 6 и 6,5 В необходимо
подобрать стабилитрон VD22.
Резисторы RЗ и R19 одновременно служат шунтами для амперметров РА 1 и РА2.
Подстроечные резисторы R4 и R18 служат для установки нео6ходимоrо тока откло""
нения стрелки амперметров, а диоды VDЗ и VD11 защищают их от переrрузки боль-
шим током. Светодиод HL 1 и резистор R47 образуют индикатор переrорания пре-
дохранителя в пятивальтовом стабилизаторе.
На время длительной работы блока питания при выходном ДВУПОЛЯрНQМ напря
жении менее 2х 15 В ток наrрузки не следует устанавливать более 1 >.. 1 ,5 А, так как это
может привести к тепловому пробою транзисторов VТ5 j VТ12, ДЛЯ избежания такой
опасности необходимо предусмотреть соответствующее ступенчатое уменьшение
напряжения на входе выпрямителя.
141
Q
R5
10к 7к
К fJыб.8
Ой1
[7
Rl SAl 150МКХ V04
220 х258 КС578А
tI/f..p1 " 'Раза. tI
VTl VD3 Ь
t1П37Б Д223 'Кама. ' VD5
Д22З
Ой1.1
3 s ТТ 7 ТТ 10 R6
14 [ 9 3,3к
VD2 Д223
<::)
R22 4 6
I 7,5к R
К дыд. 1
DD1 с
'ВозВрат .
R24 1,5к 581
VT7 VD11
МП26Б VD12
[4 R25 1Dк
'/ср2 . +
50мкХ
R18 10к х258 ... R23
+ R190,25 2к d
е
R38 RJ9
2к 3к
VD11, VD13, VD14 д 223,
VD12 Д814Б I R36 VT14
VT17 КТ815А 56 КТ315Б f
VS1 КУ2D2А
HL 1 АЛ3D7Б g
DD7 К172ТР1
VT16
q') МП4DА
HL 1 R40 180 h
+ FU1 5А i
142
а
VD6 I R8 VT5 R11 R12*
П210А
Д22З 1к 2к 51.0
[2 О,1мк
VD7 VT4
Д22З KT816r
""""
VT2 R13
t::j
КТ3158 3к Е:
'И1 ' gs
ь [3 + r:
200мк х Lr)
VD8 Д223 х508
VD9 Д22З
VТЗ R14* J
t1П26Б VD10 Д22] 22 с)
I R27 RЗD VD15 RЗ2*
3,Зк VT1D 10к Д223 22
t1П37Б VD16 Д22З
с
VD17 Д22З
R28 3к
'И2' """"
RЗЗ t::j C\I
Е: о
VT9 3к :s;
[6 + Q:] а..
f1П26Б 20Омкх
VT11 х50В t.t)
KT817r
VT12 ... RЗ1 [5 0,1мк
d у КТ808А 2к +
е
R42 VD19 Д223 R44
2к 470
VD20 Д22З
VS1
f
""""
С8
9 + t:.1
""""' 10DОмкх Е:
l.t') "'{
с::) """"' х6,38 tQ
[7 D I 1MK """"'
':t
Q:: """"'
C".J
h s: VD22 *
i К[147А +
VT18 КТ803А
143
Переменные резисторы Аl и R17, служащие для плавноrо реrулирования тока
срабатывания системы защиты; устанавливаемые обычно на передней панели бло
ка, можно заменить на постоянные (для этоrо отведено место на печатной плате).
rрафик зависимости тока срабатывания 'СР
от сопротивления этих резисторов показан
на рис. 3. Следует также отметить, что при
значительной емкостной составляющей на..
rрузки и малых значениях тока 'СР возможно
срабатывание защиты от зарядноrо тока
ВЫХОДНЫХ конденсаторов.
Печатная плата блока питания, чертеж
которой изображен на рис. 4, выполнена из
фольrированноrо стеклотекстолита. Для
увеличения толщины дорожек печатноrо
монтажа их необходимо облудить, а на те,
через которые протекает значительный ток,
следует припаять дублирующие медные
проводники. На плате расположены все эле..
менты блока, за исключением выпрямите..
лей, реrулирующих транзисторов, микроамперметров РА 1, РА2, переменных резис..
торов Rl, R1З, R17, RЗЗ, переключателя 5Аl, кнопки 581, предохранителя FU1 и
резистора R47 со светодиодом HL 1.
Транзисторы VТ4, VТ11 установлены на небольших теплоотводах размерами
25х18х5 мм, выполненных из дюралюминия. Транзисторы VТ5, VТ12, VТ18 должны
быть установлены на теплоотводы с полезной площадью не менее 1000 см 2 каждый.
В устройстве использованы широко распространенные радиодетали, за исклю
,чением микросхемы К172ТР1. Ее можно заменить на К178ТР1, но при этом необхо..
димо изrотовить небольшую переходную плату, так как у них разная цоколевка.
Подстроечные резисторы СПЗ..1 Б. Резисторы RЗ, R19 , RЗ7, R41 ........ самодель
ные, проволочные, намотаны манrаниновым Пр080ДОМ диаметром 0,3...0,4 мм. Кон-
денсаторы Сl, СЗ, С4, С6, сВ...... К50..б, С2, С5, с7........ КМ, МБМ. Диоды Д223 Moryт
быть заменены на Д22ЗА, Д223Б. Вместо стабилитрона КС518А можно
последовательно включить два стабилитронаД814Б с общим напряжением стабили-
зации 18 В.
Переменные резисторы Rl, R17 Moryт быть ПП3, СПЗ, желательно rpYnnbI Б.
Транзисторы VТ1, vf7 должны быть rерманиевыми. Применение кремниевых тран"
зисторов повысит минимальный ток срабатывания защиты до 1...1,5 А.
Транзисторы МП37Б можно заменить на МП37А, KT503 КТ503Е, а МП26Б ...... на
МП26А, МП25А, МП25В, KT502r. Транзисторы VТ4, VТ5, VТll, VТ12, VТ17, VТ1B жела..
тельно подобрать с большим статическим коэффициентом передачи тока базы.
Сетевой трансформатор можно применить любой, мощностью не менее 200 Вт,
например ТС..200К. Вторичные обмотки нужно перемотать медным Пр080ДОМ ПЭВ..2
диаметром не менее 1,5 мм на переменное напряжение 2х30 В и 11 В. В выпрямите..
лях можно использовать любые диоды с максимально допустимым прямым током не
менее 5 А и максимально допустимым обратным напряжением 50 В и больше.
Вольтметры двуполярноrо стабилизатора на напряжение 30...50 В (на схеме не
показаны) подключают непосредственно к выходам стабилизатора. Микроампер..
метры РА 1 и РА2 Moryт быть любыми с током полноrо отклонения стрелки не более
200 мкА.
Микровыключатель SA 1 и кнопка SBl МТ3 и МК3.
ДЛЯ налаживания блока питания необходимы амперметр, вольтметр (класса точ"
ности 0,5 .... 1) и наrрузочный резистор мощностью не менее 200 Вт, например, peoc
тат РСП..2.
'ер.
А
/
/
/ V
;'
/
V /
/ ,/
../
2
1,5
1
0,5
о
40
80
120
160
R1,OH
РИс.З
144
-q:
v)
110
15B
'.::)
с)
I...JC)
QJCC)
tC:)C)
"'"
Q::
:::::.
Q:)
v)
+'458
Рис 4
6-1150
145
Убедившись в правильности монтажа, временно отключают систему защиты Все....
ro 9ЛОК .п тания. Для этоrо необходимо 'разорвать цепь коллектора тран исто-
ров VТЗ, VТ1 О, VТ15 и цenЬЗJ:;Iода диода VD21 Налаживание начинают с двуполярноrо
стаБИЛИЗ ТQра. Движки (1рдстроечных резисторов R4и R 18 устанавливаtQт в крайнее
правое по схёме положение. Затем ключают блок питания в сеть и вращением движ-
ков переменных резисторов R1З и RЗЗ проверяют реrулирование выходноrо напря-
жеttия. Верхний предел (30 В) у т навпивают\подборкой резисторов R14, RЗ2, ниж-
ний (58) ...... R12, RЗ4. Устанавливая ток на выходе сначала плюсовоrо, а потом ми-
HycoBoro плеча стаБL1лизатора 2... .2,5 А, следят за показаниями вольтметра. Если они
не ИЗtv1енились, значит самовозбужДения нет. Затем также проверяют пятивольто-
вый стабилизатор, устанавливая с помощью авометра выходное напряжение под-
строечным резистором R44. Если в каком-либо стабилизаторе будет обнаружено
самовозбуждение, то необходима подборка соответствующеrо конденсатора (С2,
С5, С7), причем следуе'f стремиться к минимальной емкости.
Далее устанавливают ток полноrо qтклонения стрелки амперметров. Для этоrо
между выводами минусовоrо и плюсоврrо плеч стаQилизатора через образцовый
амперметр включают наrрузочный резистор и, постепенно уменьшая ero сопротив-
ление, устанавливают наrрузочный ток 3 А. После этоrо вращением движков под-
строечных резисторов R4, R 18 устанавливают показание стрелок амперметров РА 1
и РА2, равное 3 А.
Длfl налаживания системы защиты сна ала восстанавливают цепь коллектора
траНЗИСТОРQВ VТЗ, VТ10, flереключатель $А1 переводят в положение «Разд.» (<<Раз-
дельная защита»}, а д ижки подстро чных резисторов R15, R21, Rз5...... в крайнее
верхнее по схеме ПQложение. З тем при отключенной наrрузке включают блок и
нажимают на кнопку «Возврат». Стабилизатор должен работать, в противном случае
нужно замерить напряжение на выводах 7 и 9 триrrера. Оно должно быть примерно
равно +Э В и ....18 В соответственно.
Подключив наrрузочный резистор к одному из плеч стабилизатора, например,
к МИНУ ОВОМУ, УСТ8t1авливают ток нцrрузки, равный А. Медленно перемещая дви-
жок ПОДСТРQечнеrо резистора R21 вниз по схеме, добиваются срабатывания систе-
мы защиты. При этом одновременно должны заКРЫТЬQЯ реr:yлирующие Эl1ементы
обоих пл н .q.вуполярноrо стаБИ!1изатора. и ЫXOДHoe напряжение резко уменьшает-
ся до нуля. Затем, отключив наrрузку" нажимают на кнопку «Возврат». Выходное
напряжение обоих плеч ДОЛЖНО восстановиться. Аналоrичную операуию проде-
лывают и с плюсовым плечом. Вращением движка подстроечноrо резистора R15
добиваются,срабаТl?Iвания системы при токе наrрузки 3 А.
Затем надо проверить работу системы защиты, при .переrрузке одновременно
в обоих плечах ст билизаrора. Для э-тоrо наrрузочный резистор включают между
ПЛЮСОВЫf\1 и минусовым плечами ДВУПОЛЯРt:fоrо стабилиз тора, постепенно умень-
шают erg сопротивление и по показаниям амперметра отмечают значение тока сра-
батывания защиты. Допустимо HeKoTopQe различие в зwачениях nopora срабатывания
защиты, не превыш ющее О, 1...0,2 А.
Для налаживания системы защиты от переrрузки ПЯТИВОЛЬТОВОf() стабилизатора
н оБХОДИfy10 восстанови ь цепь коллектора транзистора VТ15 и убедиться в нор-
мальной работе стабилизатора. После Toro УС1ан вливают ток наrрузки 4 Д и вра-
щени м дви?Кка подстро чноrо резистора RЗ5 добиваются срабатывания системы
защиты. Затем нажимают на кнопку «Возврат», ВЬJключатеJ1Ь SA 1 переводят в поло-
жение «KOMQ.» и, замкнув выход ст билизатора, убеждаются в срабатывании систе-
мы защиты и одновременном отключении обоих стабилизаторов.
Для налаживания узла защиты от повышения BbIxoAHoro напряжения пятивольто-
Boro стабилизатора необходимо восстановить цепь диода VD21, отключить наrрузку
и установить движок подстроечноrо резистора R44 в нижнее по схеме положение.
Затем, медленно перемещая движок в обратном направлении, по вольтметру от..
146
мечаtQТ напряжение срабаrt?JВ НИЯ, ОНО ДОЛЖНО нахОДИТЬСЯ в пределах 6...6,5 В: Мри
ЭТQМ 06ЯЗ iел но должен переrореть nреД9хранитель FUl и ВКЛ10чIltТЬ Я светоди
ОД HL 1, индицируя срабатывание узла защиты по напряжению.
Дале ДВИЖОК подсrроечноrо резистора R44 устанаВJ1ивают в нижнее по схеме
положение, заменяю'f предохр нитель и снова устанавли аlOТ выходное напряжение
стабили атора 5 В.
Q процессе налаживания системы заЩИТ 1 блока питания неоБХОДL1МО следить за
тем, ЧТQС)Ы не допустить neperpeBa мощныx траНЗИQТОрОВ реryлирующих элементо .
ПQдроБНОQТИ о работе стабилизаторов и защитных устройств мqжно уз ать
в [2, З].
ЛИтЕРАТУРА
1. Миронов А. Пятивольтовый С системой защиты....... Радио, 1984, N2 11, с. 46.
2. Вересов r., Смуряков Ю. СтаБИЛИЗИРQ ННЫ И9Т9"!Н КИ питания радиоаппаратуры. МРБ,
вып. 969....... М.: Радио и связь. 1978.
3. Кучер и. Стабилизатор напряжения двуполярноrо б110ка питания с защитой от переrрузок.
Сборник «8 помощь радиолюбителlO», вып. 84. с. 74 М.: ДОСААФ CCC 1983.
)Курнал«Рqдио», 1990, 4,с.бб
с. &ИРЮКОВ
АВТОТРАНСФОРМАТОР
В ЛАБОРАТОР И РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
ПослеизrотовлеНИЯКОНСТРУКЦИИ,рассчитаннойнасетевоепитание,желательно'
проверить устойчивость ее работы при колебаниях напряжения сети. Обычно для
этих целей используют реrулирово ный автотрансформатор (ЛАТР), позволяющий
изменять подаваемое на КОНСТРУКЦИIQ напряжение от О до 250 В. Но ЛАТР дороr и
rромоздок, поэтому можно воспользоваться стандартным трансформатором серии
ТПП либо самодельным, приспособленным Д11 ступенчатоrо изменения выходноrо
напряжения по предлаrаемой в статье методике. I .
Если для проверки работы аппаратуры необходимо повышать или понижать пита..;
ющее напряжение переменноrо тока на 20%, достаточно воспользоваться транс...
форматором со вторичной обмоткой на 45 В. Соединив ее последовательно с пер...
вичной синфазно (начало одной с концом друrой), с трансформатора можно CH Tb
напряжение 265 В (рис. 1,а), а если противофазно 175 В (рис. 1,6).
Выходной ток при таком включении может достиrать значения, допустимоrо ДЛЯ"
вторичной обмотки используемоrо трансформатора. Поэтому к трансформатору
. . . .
....... .. "
CD
""
,с:::)
'Q
с"\4 ;
l
Т1
,
,
а о)
Pi'1c. 1
6* ".47
с обмоткой, рассчитанной на 1 Д (МОЩНОСТЬ используемоrо трансформатора 45 Вт),
допустимо йGДключать наrрузку, потребляющую также 1 А, Т. е. 'МОЩНОСТЬЮ
175....265 Вт..
, HeДO TaTOK подобноrо автотрансформатора отсутствие rальванической раз...
вязки вторичной цепи от первичной, что ВО мноrих случая недопустимо. .
. , Для более плавноrо изменения напряжения на 'наrрузке удобнее использовать
стандартный трансформатор ТПП [1,'-2]; имеющий четыре вторичные обмотки по
'1 О В и одну..... на 5 В (точнее, две обмотки no.2,5 В, соединенные последовательно).
На р,и.с. 2 приведена схема вклюнения.оБМQТОК трансформатора ТПП280..127 /220...50,
при которой обеспечивается ступенчатое изменение выходноrо напряжения в пре..
делах 175".. .265 В через 5 В. Хотя мощность трансформатора 72 Вт, к нему допустимо
подключать liаrрузку мощностью до 350 ВТ.
Т1 SA2.1 "и"
SA1
9
'
"
'0'
'5'
'10'
'15'
'20'
'25'
'ЗО'
.З5'
"0'
'45'
SA 2. 2.
SАЗ.1
'И"
"220+и"
"220 U"
SA3. .
SАJ.з tj
Х2
Рис. 2
Для установки нужноrо выходноrо напряжения используются два переключателя:
SA2 определяет на какое значение будет увеличено или уменьшено выходное напря..
жение. а знак изменения напряжения устанавливают переключателем SAз. Кроме
Toro, в верхнем по схеме положении подвйжноrо контакта переключателя SАЗ на
наrрузку подается только напряжение со вторичных обмоток в пределах 0...45 В
ступенями по 5 В. В таком режиме от трансформатора можно питать низковольтный
паяльник или некоторые разрабатываемые устройства. Причем выходная цепь ока-
зывается изолированной оТ сети. и случайное касание ее не вызовет поражения
электрическим током. Конечно, теперь мощность подключаемой наrрузки не должна
превышать мощности трансформатора. Переключатель SA 1 ....... тумблер тз; SA2 .......
rалетный двухплатный 11 П2Н, перестановкой ero фиксатора оrраничивают переме"
щение подвижноrо контакта до десяти положений; SАЗ ........ rалетный одноплатный
ЗПЗН. Предохранитель FU1 ....... на ток, несколько превышающий максимальный ток
вторичной обмотки. rнsзда Хl и х2....... стандартные r4, можно установить обычную
сетевую розетку. i
8местотрансформаtора ТПП280 подойдут ТПП260 (выходной ток 0,69 А), ТПП270
(1,26 А), их обмотки соединяют в соответствии с рис. 2. Если в обозначении TpaHC
148
форматора отсутствует «127/», значит, -у HerO Bcero два вывода обмоткй .:..... '1"и 2,
которые нужно подключить к сети (соединение секций первичной обмотки 8'[1] ука...
зано неверно). Можно также использовать трансформаторы стержневой конструк-
ции ТПП296 (2,44 А) и ТППЗО7 (3 А), но соединение их обмоток отличаетоя от пока...
занноrо на рис. 2 данной статьи (см [2], с. 49,113).
Трансформатор с выключателем, переключателями, предохранителем, И' выход-
ными rнездами следует поместить в прочный еталлический корпус, исключающи-й
возможность прикосновения к проводникам устройства. В стенках корпуса нужно
просверnить несколько десятков отверстий диаметром 6...8 мм для охлаждения
трансфор атора. '
При саМОQтоятельном изrо-т:овлении трансформатора .секциИ' вторичной обмотки
целесообразно рассчитать на 5, 15, 15, 1 О-В (соотношение 1 :3:3:2 предложено 8 [ЗJ).
TorAa для получения Toro же диапазона реryлировки выходноrо напряжения, что И
в предыдущем варианте", достаточно трех отводов tрис. 3).
SA2.1 "и"
'0' SАЗ.1
'5'
58 .10'
'15' 'и'
FU1 '20' '220+и'
.
'25' '220 U"
158 "ЗО' SAJ. .
25 '35"
"40'
( 15B
SAJ.J t:I
. ;х:
108 Х2
Рис.3-
Трансформатор удобно изrотовить,'ИСПОЛЬЗУЯ'В качестве ооновы трансформатор
питания от ламповоrо радиоприемник радиолы или телевизора. Ero вторичные
обмотки следует аккуратно смотать (они обычно намотаНБI поверх первичной). под...
считав при этом количество витков накальной обмотки N H (она намотана самым тол-
стым проводом). На этой обмотке tiапряжение под' наrрузкой СDставляет 6.3 В, ПО....
этому для расчета числа витков секции sторичной обмотки N u на напряжение и мож"
но воспользоваться формулой
N NHU
U = 6, 3 · '"
Для Toro чтобы от трансформатора получить максимаЛЬНЬtй выходной ток, необ,.
ходимо правильно выбрать диаметр провода вторичной обмотки. При ero расчете
вначале определяют rабаритную мощность трансформатора, но еще 'раньше ИЭ
меряют ширину центральноrо стержня маrнитопровода трансформатора и толщи..
ну ero набора в сантиметрах. Перемножив полученные цифры, узнают площадь
149
стер нэ s. Тоrда rабаритная МОЩНОСТЬ Рrаб получится возведением площади стерж-
НЯ,В BaдpaT:.
Рrаб::: 82.
Далее определяют максимальный ток вторичной обмотки 111 в амперах делением
r баритной МОЩНОСТИ на напряжение на ней:
I аб
II=U'
If
rде Ин =45 В.
Диаметр проводз без изоляции D в миллиметрах находят по формуле
D =0, 7.ji;;.
Вот пример расчета для сердечника сечением 9 см 2 :
Рrаб = 9'2 = 81 Вт; '11 = J "'" 1,8 А;
D=O,7.j[8 =О,94мм.
Наиболее прочная изоляция у обмоточноrо провода ПЭВ..2, удобен также провод
в шелковой изоляции пэлшо. Наматывают обмотку аккуратно, виток к витку, слои
между собой изолируют прокладками из писчей бумаrи. После намотки нужно со-
брать маrнитопровод так, как он был собран ранее, и тщательно с януть винтами или
обоймой это уменьшит ero ryдение. '
АнаЛО,rично можно рассчитать и изrотовить трансформатор для друrих радио-
устройств.
Автотрансформатор, если снабдить ero вольтметром nepeMeHHoro тока, спосо-
бен питать самую разнообразную аппаратуру, критичную к изменениям напряжения
сети. По показаниям вольтметра корректируют положение подвижноrо контакта Toro
или иноrо переключателя..
ЛИТЕРАТУРА
1. Унифицированные трансформаторы. Радио, 1982', N 2 1, с. 59.
2. Сидоров И. Н., Мукосеев В. 8'1 Христ'1НИН А. А. Малоrабаритные трансформаторы и дроссе-
ли. М.: Радио и связь, 1985. "
3. Альтшулер М. Декадный переключатель. ....... Радио, 1995, N 2 5, с. 41.
Журнал f<РВДИО», 1997, 7, с. Эб
ИttАЛЕКСАtiДРОВ
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Интеrральные стабилизаТОРЬ1 напряжения серии КР142, широко применяемые
в различных стабилизированных источниках питания, не BcerAa приrодны для лабо..,
раторных блоков питания. Объясняется это тем, что у большей части таких устройств
выходное напряжение нереrулируемое, а если микросхема реryлируемая, напри-
мер КР142ЕН 12, то нижний предел ее выходноrо напряжения оrраничивается на уров"
не 1, В, что для лабораторноrо блока питания окажется слишком большим. Кроме
Toro, микросхемы этой серии имеют, как правило; систему защиты по току, значение
KOTporo (1...1,5 .А) может бытtз слишком велико.
150
Оптимальные параметр ы лабораторноrо блока питания, УДО8леТВ0ряющеrо ин:.:
тересам радиолюбителя, следующие: выходное напряжение, реrулируемое ОТ О до
15...20 В, максимальный ток наrрузки .....1...1 ,SA, плавная установка тока срабатыва-
ния защиты в пределах 0,02...1 А, а также возможность работы в режиме стабилиза-
ции тока.
Схема возможноrо варианта блока питания с такими параметрами Rриведена-на
рис. 1. В основе ero работы...... зависимость стабилизируемоrо напряжения от напря-
жения на общем выводе микросхемноrо стабилизатора серии КР142. Обычно это
свойство используют лишь как средство повышения стабилизируемоrо напряжения.
Для этоrо, включая стабилитроны или резисторы, на общий вывод такой микросхе-
мы относительно общеrо ПрО60да устройства подают постоянное напряжение. Но
если на этот вывод подавать как плюсовое, так и минусовое напряжения, то стабили-
зируемое напряжение удастся реrулировать от нуля до максимально возможноrо
для используемой микросхемы.
Т1 +208 VT1 КПЗОЗЕ DАЗ
СЗ R4 ЗООк КР142ЕН8А
FU1 0,5А О, 1 мк 17 2
::-....
I ОА 1 К140УД6А 8
2 t>co 6
< [1 J
SA1 R3300K 7
2200мкх +и 4
х258 и
[5 +
'ci
10мкх .......
1'1' :
х25В с:)
VD2
КС191А R5 /, Z.2 АЛ3078
R101 2к VD4 КД522Б
DА2 К140УД6А
111' VD3 J t>co 6
КС175А 2
HL 1 7
+и 4
АЛ307Б и
[2
470мкХ VT2 КПЗОJЕ
х258 С4
R9 620к
0,1мк
208
P c. 1
в описываемом блоке питания источником плюсовоrо и минусовоrо напряжения
служит двуполярный выпрямитель, в COCTdB KOToporo входят сетевой трансформа...
тор Т1 со средним ВЫВОДом 80 вторичной обмотке и диодный мост VD1 с фильтрую...
щими конденсаторами С1, С2. На ОУ ОА 1, параметрических стабилизаторах напря.
жения VТ1VD2 и VТ2VDЗ собран реryлируемый источник постоянноrо напряжения.
выход KOToporo подключен к общему ВЫВОДУ стабилизатора DАЗ с напряжением ста..
билизации 9 В. Изменяя резистором R2 напряжение на ero входе от +7,5 В до...9 В,
можно реryлировать выходное напряжение блока от О до 16,5 В.
151
ОУ DA2 и резисторы Rб R10 образуют узел защиты ПО току. Одновременно они
вместе с ОУ DA 1 и DАЗ ВЫF10ЛНЯЮТ функцию стабилизатора BbIxoAHoro тока. Резио-
тор R10, включенный в общий провод устройства, служит датчиком. Действующее на
нем напряжение поступает на неинвертирующий вход ОУ DА2, а на ero инвертирую-
щий BXO ......... образцовое напряжение, котрое снимается с резистора А7. Этим рези-
стором и усrанаВJ1ивают максимальное значение выходноrотока блока питания. Если
ток, потребляемый наrрузкой, не превышаеТ'установленноrо nopora и напряжение
на резисторе RiO больше, чем на движке резистора R7, то на выходе ОУ ОА2 будет
положительное напряжение, близкое по значению к питающему (20 В). В этом случае
ДИОД VD4 закрыт, и светодиод'НL2 не rорит, напряжение на неинвертирующем вхо"
де ОУ DA 1 окажется близким к нулю, а на ero выходе........ соответствующее установ..
ленному резистором R2.
Если ток наrрузки превьtCИТ устаН0вленный nopor; на выходе ОУ ОА2 появится
наnряжеf-lие отрицательной полярности, диод VD40ткроется, и заrорится светодиод.
сиrнализируя о том, что устройство перешло в режим стабилизации тока. Теперь
напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA 1 станет отрицательны;; на ero выхо"
де оно уменьшится, значит. и выходное напряжение будет уменьшаться ДО тех пор,
пока выходной ток не достиrнет значения, установленноrо резистором R7. При этом
устройство перейдет в режим стабилизации тЬка и будет ero поддерживать постоян-
ным. Значение устанавливаемоrо тока стабилизации может быть в пределах
9.02...1.5 А, но не превышать ток срабатывания защиты caMoro стабилизатора на-
пряжения DАЗ.
к дыд.17 ОАЗ К R2 К R7
к HL2
.....
::.с
к дыд.2
ОАЗ
.....
......
+
....... н.адесной продоd
80 к R2
Рис. 2
152
Для предлаrаемоrо блока питания приrодны мноrие стабилизаторы наПРJiжения
серии К142 или КР142. Надо лишь учитывать, что напряжение Ист стабилитрона VD2
должно соответствовать напряжению стабилизации используемой микросхемы, на...
пример, 1,2 В для КР142ЕН 12. Для стабилизатора КР142ЕН8А, указанноrо на схеме.
это напряжение равно примерно 9 В.
Напряжение ИСТ стабилитрона VDЗ должно быть равно напряжеНИЮ f на значение
KOToporo планируется увеличивать напряжение стабилизации микросхемы (в описы...
ваемом блоке питания применен стабилитрон КС175А, поэтому маl<;симальное Bbl"
ходное наftряжение достиrнет 16,5 В).
Максимальное выходное напряжение orраничивается также и r:1араметрами ОУ
ОА 1 и ОА2. В нашем случае налряжение питания микросхемы К140УД6 не превышает
20 В, поэтому и выходное напряжение устройства оrраничено до 16_ .17 В.
ПолеSQlе транзисторы КПЗОЗ (VТl и VТ2) MOryт быть с И,ндексами Е,'д. Вообще же
их-можно заменить резисторами сопротивлением по 1 кОм. но Torдa .несколы<о по-
высится уровень пульсаций выходноrо напряжения, ,
Диодный мост VD1заменим на любой аналоrичtiый выпрямительный. например,
из серии КЦ402, КЦ405, диод VD4 любым маломощным кремниевым, а светодио"
ды AJlЗО7Б (HL 1 и HL2) ....... на дЛзО7А.... дЛЗ07В и аналоrичные. Оксидные KoндeHca
торы Сl и с2........ К50-6, остальные...... КМ, КЛС, К10..17. Переменные резисторы.R2 и
R17....... СПО, СП4, постоянны МЛ С2-33.. '
Трансформатор ДЛЯ блока питания....... любой конструкции, rлавное, чтобы он 06ес-
печивал переменное напряжение на каждой половине вторичной обмотки около 16 В
при токе наrрузки 1...1,5 А.
Большую часть деталей блока питания МОНТII1РУЮТ Ha печатной плате (рис. 2) из
OAHOCTopoHHero фольrированноrо материала. Если необходимые стабилитроны
предварительно подобраны, то налаживание ус:rройства сводится. .В. основном,
К подбору резистора Rб TaKoro номинала. чтобы при установке движка резистора R7
в верхнее по схеме положение напряжение на нем было в пределах 1...1,2 В. Возни...
кающее самовозбуждение устраняйте увеличением емкости конденсаторов СЗ и С4.
Если режим стабилизации тока не нужен, можно исключить ОУ ОА2, светодиод HL2
с диодом VD4, резисторы R5..... R10 и конденсатор С4, а выодд З ОУ DA 1 соединить
с общим проводом устройства.
Журнал «Радио», 1997, N9 9, с. 43
с. БИРЮКОВ
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК -ПИТАНИЯ 0...20 В
Принципиальная схема предл r:-аемоrо,блока питания приведена Hct рис. 1. Пере-
менное напряжение со вторичной обмотки,.сетевоrо трансформатора.Т1 IПрЯМЛЯ"
ется ДИОДНЫМ мостом VD1. ВыпрямпеН!"iО(3 и сrлаженное "конденсатором СЗ t:tапря-
жение стабилизируется микросхемным стабилизатором КР1421;Н12А (ОА1). Вто"
ричная обмотка трансформатора И:М Т отвод.ы. коммутируемые Gе цией ВА2.1 пе..
реключателя SA2. при верхнем и среднем по схеме ПОЛQжениях ero подвижных
контактов (поддиапазоны ВЫХОДНQ&Х напряжений 13. .20 и 6'5....13'5 В) включение
микросхемы KP142EH12A (OA 1) стандартное [1'], а в подциапазоне выходных напря..
жений 0...7 В нижний по схеме вывод перемеНhvrо -резистора RЗ; "выполняющеrо
функцию реryлятора BbIxoAHoro на(1ряжения. подключен к выходу источника напря..
жения .......1'25 В, стабилиз рованноr<?.микросхемой РА2 [2]. В результате напряжение
на выходе микросхемы ОА 1 оказывается сдвинутым' на 1,25 В 'вниз и реryлируется
от нуля [3].
153
, VD4
5 А 2. 1 ОА 1 КР142ЕН12А Х1
2 8
3.6.9 VD2:'VD6 +
2,5,8 1N4001 17 R2* 180 +t:;)
t,4, 7
SA1 Q.. I....J
с:::::.
< /' VD5
,110В R3 R8 r
1к 200к
gs SA2.2 ибых, В <::::)
12 '13...20'
( 11 '6,5...13.5' + ::::>CIC:)
10 '0...7' РА1 А
+
FUl О,5А [2 '[3
О 1мк 4700мкх I
' х358
се
+ R6" Х2
[4 VD2 7 8,2
47НI<х258 + [7 R72,4K +
[11
220мкх :::о.... 47мкх VD6
х258 17
VDJ х258
8 2
1,258
ОА2 КР142ЕН18А
Рис. 1
в описываемом блоке питания использован, унифицированный трансформа-
тор ТН32 [4]. Каждая из секций ero вторичной обмотки рассчитана На напряжение
6,3 В. Для источника напряжения отрицательной полярности свободной обмотки нет,
поэтому ero выпрямитель на диодах VD2 и VDЗ выполнен по нестандартной схеме.
Внешне он напоминает выпрямитель с удвоением напряжения, но ни один из выво..
дав вторичной обмотки трансформатора Т1 не подключен к общему проводнику
устройства.
Такой выпрямитель обеспечивает на конденсаторе С7 напряжение, равное при-
мерно полной амплитуде (от пикадо пика) напряжения относительно общеrо право..
да на том отводе вторичной обмотки, к которому подключен конденсатор С4. По..
скольку С общим проводом при ОДНОМ полупериоде ceTeBoro напряжения соединя..
ется один из выводов вторичной обмотки, а при следующем полупериоде ...... друrой
вывод, амплитуда напряжения на выбранном отводе зависит от положения контак..
тов переключателя SA2. В результате на подциапазоне 0...7 В напряжение на конден"
саторе С7 соответствует по абсолютному значению напряжению на конденсаторе СЗ
(12...15 В), составляет примерно 5 В при среднем положении контактов переклю..
чателя SA2 и равно нулю при верхнем положении.
Какова роль резистора R1? Для нормальной работы обоих выпрямителей устрой..
стаа, необходимо» чтобы токовая наrрузка мэста VDl примерно в два раза превыша..
па наrрузку выпрямителя на диодах VD2, VDЗi Это условие обеспечивает резистор R 1.
Без Hero после включения питания конденсаторы СЗ и С7, зарядившиеся до нор..
мальных напряжений, начинают пере заряжаться: напряжение на конденсаторе СЗ
медленно повышается, а на конденсаторе с7..... снижается.
154
Конденсаторы С1, С2 и CS, св ус"!'раняют высокочастотные помехи, возникаю...
щие в момент закрывания диодов выпрямителей. Конденсатор СВ уменьшает вы-
ходное сопротивление блока по переменному току и снижает выбросы напряжения
на выходе в моменты коммутации .nоддиапазонов переключателем SA2. Дио-
ды VD4 VD6 защищают микросхемные стабилизаторы напря ения при переходных
процессах и в аварийных режимах.
Большая часть деталей блока смонтирована на печатной плате (рис. 2) из' фольrи-
pOBaHHoro стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Все постоянные р эисторы ....... МЛ1:
Переменный резистор RЗ ....... проволочный ППЗ..40. Последовательно с ним можно
включить еще один переменный резистор сопротивлением 47 или 51 Ом, который
облеrчит точную установку значения выходноrо напряжения. Оксидные конденсато...
ры ...... импортные аналоrичные отечественным сери К50..35; остальные конденсато-
ры ...... КМ..6, К10..17 или друrие керамические. Конденсатор СЗ установл н парал..
лельно печатной плате; ero можно заменить четырьмя конденсаторами К50..З5 емко-
стью по 1000 мкФ на номинал'ьное напряжение 40 В или конденсаторами с 09еsыми
выводами, ДЛЯ чеrо на плате предусмотреНЫ,соответствующие отверстия.
....
+
....
Q -
<'\4-
:::с:
.:: .,.. .... е_,.. ..
-,., ."..
..,.. ... .....
::.:,. ':::.: ::
' ,',;):': :.
16, ': ." f
::,:': .:..:
. : f ..
.....It.o.. J
[3
.. ....., ....." .. .... ........ .... . , " .
.. ...... ... .... .. "... ............ .......... .. ..... ......... .. .. ..
. ... . .. .... ... .. ......... ..... ...... .. ...... .. ,. ..... ..... .. ...... .. . ... .... ... ..... . . .. . ... .
::::: ::; ::::; ::::::: . ::::: {::; :',; :;::':':', : ' ::} ;;": ::::: :; : : :: ::J ;:: ; :;;' : : ; ?; ;::; : ;: : ;: (, ':::: ,,::';\'.' : :::Я: : : :': : : .::.{:;: \::: :, :,:::, .:, ',,:: :, ::, ' ':::: ::::.-,:: ',: '. :
ф.
60тб. {lJ 2.6
80
Рис. 2
Диоды 1 N4001 (VD2... VD6)...... от разобранноrо импортноrо устройства....... замени..
мы на любые малоrабаритные ИМПУЛЬСRые или вь.ilрямительные, например, кд 1 ОЗД
или КД522Б. Вместо выпрямительноrо моста КЦ4,10А (VD1) подойдет аналоrичный
друrой на выходной ток не менее 1 А, например, КЦ402 или КЦ405 с любыми буквен..
ными индексами, кроме Ж и И. Ero можно собрать И.ИЗ четырех диодов на раБО4ИЙ
ток 1 А, например, кд243д....ж (отечеёtвеНRые: аналоrи диодов 1 N4001 ..:1 N4007).
155
Переключатель SA2 ...... nr2...17 -ЗП4Н. Микроамперметр РА 1 ....... М4248 на ток пол-
Horo отклонения стрелки 100 мкА.
Микросхема DA 1 установлена на иrольчатый теплоотвод, имеющий размеры
2Ох80х55 мм, который закреплен на монтажной плате двумя винтами М2,5 и высту-
пает за ее rабариты.
Плата. сетевой трансформатор
и друrие элементы устройства
размещены в пластмассовой ко-
робке размерами 70х95х150 мм.
При этом теплооrвод микросхе-
мы DA 1 обращен к- стенке корпуса
большеrо размера о 35-ю вентиля-
ЦИОННЫМИ отверстиями диаметром
6 ММ, просверленными с шаrом
1 О мм. Выключатель сети SA 1
(ПТ17 -1 ) И арматура предохраните-
ля FU1 установлены на боковой
стенке, а ми роамперметр РА 1 , пе..
реключате1JЬ SA2, переменный ре..
эистор RЗ И выходные rнезда Хl,
Х2 ..... на лицевой стенке корпуса.
Основой самодельноrо сетево-"
ro трансформат.ора может стать
трансформатор блока питания лам...
повоrо радиовещательноrо прием-
ника. радиолы или телевизора. Все
вторичные. обметки TaKor:o транс-
форматора (они обычно намотаны
поверх сетевой) следует аккуратно
смотать, подсчитав при этом число
витков обмотки накала ламп ....... ее
провод самый толстый. Поверх
оставшейся сетевой следует намо-
тать проводом ПЭВ-2 0,7...0,9 три
обмотки: первую (выводы 9.....1 3 на
рис. 1), содержащую вдвое боль-
шее число витков, чем накальная, и
две (выв. 7....8 и 14.......16) с таким же
числом витков, как накальная. Если
у используемоrо трансформатора дье раздельные накальные обмотки, ориентиро-
ваться надо на обмотку с большим числом витков. Обмотка с меньшим числом
ВиТкоВ...... накальная нити кенотрона (5 В).
Настройка блока питания сводится, в основном, к подбору резисторов R2, R4 и R5
ДЛЯ получения на ero выходе поддиапазонов напряжений, указанных на схеме возле
секции SA2.2 переключателя SA2. Но если установлены резисторы с допуском 5%, то
подбирать придется только А2.
Резисторы Rб, R7 предназначены для точной установки BbIxoAHoro напряжения О В
на случай, если выходное напряжение микросхемы ОА2 окажется меньше (по абсо..
лютному значению), чем микросхемы ОА 1. Если же выходное напряжение микросхе..
мы DA2 больше, чем у ОА 1-; вместо резистора R6 на плате следует поставить пере..
мычку.
Основное отличие дораБЬтанноrо блока' питания (рис. 3) заключается во введе..
нии операционнаrо усилитеf1Я DA2 и установке микросхемы стабилизатора отрица...
156
Т1
<
l
9
Рис. 3
SA 2. 2
1,6
2,5 .
14
2',5'
/'11...20'
'6,5...115'
'0...7'
[1
а
ь
9
8
7
SA 2. 1
8'
+ 1
[5
47мкх258
с
тельнаrо напряжения ...6 В вместо ...1 ,25 . Пока выходной ток мал и падение напря.
жения на токоизмерительном резисторе R2 меньше установленноrо резистором R3.
на E;lыходе б ОУ и на входе микросхеМЫ,DА 1 (вывод 2) значения напряжения пример-
но равны, диод VD4 закрыт, и ОУ не участвует в работе устройства. Если паденив
VD5
ОА 1 КР142ЕН12А Х1
2 8 +
[1 [4 О,1мк 17 ,
+)(
R7 11 180
VD2 VD7 t'\I
1N40D1 [9
......
l.J
2,2мк
ОА2 К140УД6 - SA 2. З "'"
...... с:-)
[6 11' '2 Q::
J t> (Х) ........... f"t)
4700мкх 11 с)
хЗ58 10 +
а
2
....: РА1
.......
Q:: R2 0,5
Ь
[] VD2 R3 Х2
910
'[13 +
с
47мкх VD7
СВ 2,2мк х258
R12
[4 VDJ 1 100
2 J
DАЗ КР1168ЕН6Б
напр жения на резисторе R2 станет больше, чем на резисторе RЗ, напряже,ние на
выходе микросхемы ОА2 уменьшитс-я, откроется диод VD4, и выходное напряжение
блока уменьшится до значен я, соответствующеrо установленному оrраничению,
тока. Переход блока в режим стабилизации тока индицируется включением светоди..
ода HL 1. .
Поскольку в режиме KopoTKoro замыкания выходное напряжение ОУ должно быть
меньше ....1'25 В примерно на 2,4 В (падение напряжения на диоде \(О4 и уветодио"
де HL1), напряжение отрицательноrо источника питания ОУ выбрано равным 6 В.
Такое значение необходимо при всех положениях переключателя SA2, поэтому при..
шлось переключать и вход выпрямителя VD2, VD::S.
Микросхему КР1168ЕН66 можно заменить на аналоrичную с индексом А. нз
MC79L06 с индексами B СР и ДC а также на КР1162ЕН6Д (6) [5], KP1179EHOG.
AN7906. IJ. Д7906, но у них rабариты и расстояние между выводами больше (как у
КР142ЕН12Д). Цокал е в ка совпадает. Микросхема К14ОУД6 заменима на
157
OL
, "
. .. :.:.'
'.:.
I
I
Iф
f'w} f'w}
......
+ v)
...... t::::)
......
Q:C:(::) со со
:Ls
':c:t(;) t(;) ct;:)
158
':::.;":. :
. :::. :....
iili !,ii
III:I!! I1 !II
I! [ !! I i,
" . ......
'. =::':' :
'::; 0 :." ;:.
:.... .
ф
ф
oq-
(J
s
Q.
КР140УД608, К140УД7, КР140УД708. Светодиод может быть любоrо типа KpacHoro
свечения. Резистор R2 ........ четыре параллельно соединенных С2..298 2 Ом, О, 125 Вт.
К точности ero сопротивления никаких требований нет, поэтому резистор можно
изrотовить и самостоятельно из отрезка BbICOKooMHoro провода. Резистор R12 ........
СПЗ-19а. Остальные элемен ы ....... Te же,. что и pC OBHOM арианте рлока, аl1ало[ но
и конструктивное оформление.
Чертеж печатной платы приведен на рис.4.
Сопротивления резисторов RЗ и R4 MOryт отличаться от указанных на схеме в два
раза, важно лишь, чтобы их соотношение было 1 : 1 о. Резистор RЗ можно также заме..
нить на два последовательно включенных, причем сопротивление BToporQ дол но
составлять 5...10% от nepBoro, это облеrчит точную установку тока' оrраничения.
При настройке блока подборкой резистора R7устанавливают выходное напряже-
ние 20 В и реryлировкой А12 ........ О В. Поскольку эти операции взаимозависимы, их
надо повторить несколько раз. .
В режиме стабилизатора тока переключатель ЭА2 следует устанавливаТЬ в пол6.
жение, соответствующее минимальному напряжению, при котором обеспечивается
необходимый ток наrрузки. Блок будет стабилизировать ток и при большем напря-
жении, но мощность, выделяемая' н'а 'микро.схеме DA 1,. прЕ!Е3ы1итT предельно ДОПУ-
стимую (10...12 Вт), и может сработать тепловая защита, ВGтроенная в микро-
схему DA 1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нефедов А., rОЛОВИН8 В. Микросхемы КР142ЕК12........ Радио, 1993, N9 8.. С. 41; 1994. N9 1, С. 45.
2. Нефедов А., rоловина В. МикросхеМЬt КР142ЕН 18А, КР142ЕН 18Б. ...... Радио, 1994, N2 3, С. 41.
з. Александров И. Лабораторный блок питаНL!1Я. ...... Радио, '1997, NQ 9, С. 42.
4. Шульrин r. Унифицированные трансформаторы. ........ Радио, 1981, N2 7, С. 73.
5. Нефедов А., 8алявский А. Микросхемные стабилизаторы серии КР1162. ........ Радио, 1995, 4
Журнал «Радио», 1998, 5, с. 55, N9 10, с. 79
РАЗ Д Е Л Ч Е Т, В . Е Р Т ы- й-
спЕциАльныE БЛОКИ П'ИТАНИЯ
Л.АНУФРИЕВ
БЛОК ПИТАНИЯ БЕЗ CETEBOrO ТРАНСФОРМАТОРА
Описываемый ниже блок питания разработан для цифровоrо мультиметра. но
может быть использован и в ряде друrих электронных устройств. Блок, выполнен по
структурной схеме: выпрямитель...... параметрический стабилизатор напряжения .....
преобразоваТ8J1Ь постоянноrо напряжения в переменное повышенной частоты
l1ереходной трансформатор вторичный выпрямитель. Подобные блоки обладают
тем преимуществом. что в них отсутствует rромоздкий низкочас:r.отный сетевой
трансформатор и значительно облеrчены требования к фильтрам вторичных выпря-
мителей, что особенно важно. если их несколько. Незначительно увеличивает rаба-
риты фильтр ceTeBoro выпрямителя. но он Bcero один и поэтому в целом блок пита-
ния очень компактен.
Блок раб,?тоспособен при напряжении сети в пределах 190...240 В (при 50 rц).
потребляемый ток ....... около 50 мА. Частота преобразования ........ примерно 15 кrц.
Не,стабильность выходноrо напряжения при изменении напряжения сети в указан.
ных пределах около 1 %.
RJ 390
V7 НП26
а
R1
510к
R2
470
[1
1мкх
х400В
V9
[4"
О,О68мк
R4
110
V1...V4
Д22JБ
V5
Д817r
2208
[2
50мкх
х1608
V6 Д223А
[5-
О,О68мк
110
+
+
[3
10мкх
х1пов
V8 НП26
d
FU О,25А
V9 Д22ЗА, V10, V13 Д310;
V11, V12 Д9Е
[6 5мкх
х160В
1 +
е
Рис. 1
, Принципиальная схема блока показана на рис. 1. Число и параметры вторичных
выпрямителей выбраны ИСХОДЯ из предназначения блока И. разумеется, MOryт быть
160
и друrими. Максимальный ток наrрузки источника напряжением 15 В равен 10 мА,
5 В ....... 400 мА , 2х 1 О В ......... 2х 1 О мА. Двойная амплитуда (размах) пульсации часто-
ты зо кrц ДЛЯ этих источников равна соответственно 200, 700 и 150- мВ; для часто-
ты 100 rц ---- не превышает 0,5%. При более жестких требованиях к выходным напря-
жениям потребуется введение дополнительных стабилизаторов и фильтров.
Мост на диодах V1 V4 выпрямляет сетевое напряжение. Значительная доля на..
пряжения сети падает на балластном конденсаторе С1. Резистор R1 служит для
разрядки конденсатора С1 при отключении блока от сети. Резистор R20rраничивает
бросок зарядноrо тока через конденсатор С1. После зарядки этоrо конденсатора он
служит оrраничителем тока зарядки конденсаторов фильтра С2 и сз. Использование
eMKoCTHoro балластноrо элемента вместо резистивноrо имеет ряд преимуществ.
В частности, конденсатор практически не расходует активную мощность и, следова..
тельно, не наrревается, увеличивает коэффициент стабилизации парамвтрическоrо
стабилизатора; при коротком замыкании в цепи наrрузки ток через диоды V1.... V4
значительно менЬше при балластном конденсаторе, чем при балластном резисторе.
Выпрямленное напряжение с фильтра С2RЗС3 поступает на параметрический
оrабилизатор напряжения, собра'НPfый-на стабилитроне V5. Баллас'tНЫМ для стаби..
лизатора служит суммарное сопротивление резисторов R2 и RЗ плюс емкостное
сопротивление конденсатора Сl (на часто"tе 50 rц ОНО равно примерttО 3,1 кОм).
Конденсатор С3 снижает выходное сопротивление фильтра на рабочей частоtе
преобразователя .;
reHepaTop преобразователя выполнен на транзисторах V7, V8, диодах Vб, v9 и
трансформаторе Тl по последовательной схеме с положительной обратной связью
по напряжению. Маrниrопровод трансформатора работает вненасыщенном режи..
ме. Рабочую частоту преобразователя определяют в основном номиналы конденса-
торов С4 , С5 и резисторов R4, R5. Использованное построение rеиератора n03BO-
а + 158
Т1
V14 V17
Д9r
I
ь
.
+ 58
V14 V17
+ 108
с
[7 + [9
2,2мк 10мкх
х3D8
d Общ.
I ш [10
С8 1мк 2,2мк
е 10В
L8
лило получить относительно малые потери мощности в режиме r1ереключения и тем
самым облеrчить температурный режим транзисторов reHepaTopa. Вторичные Bbln"
161
рямители собраны по двухполупериодной схеме на диодах V10.-c. V17 с емкостными
фильтрами и особенностей не имеют.
В блоке использованы резисторы МЛ-Т: конденсатор С 1 ........ МБrЧ..1, С2, СЗ, Сб ......
К50-12, С4, с5...... КМ-4, С7, СВ, Cl0 КМ..6 (С7и сl0...... по два конденсатора, включен..
ных параллельно); с9..... К53..1. Вместо конденсаторов К50..12 можно использовать К50-
6. ДИОДЫ Д223Б можно заменить выпрямительными диодами Д7Ж или Д226Б (при такой
замене номинал резистора R2 можно уменьшить до 100 Ом). Стабилитрон V5 следует
установить на радиатор, изrотовленный из дюраllюминиевой полоски размерами
65х 15 мм и толщиной 1 ,5 мм и изоrнyrый в виде буквы u. Транзисторы v7 и V8 желатель..
но подобрать с отклонением по коэффициенту h 21 э не более 10%.
Конструкция трансформатора изображена на рис. 2. Устройство по сути пред-
ставляет собой arperaT из двух тороидальных трансформаторов, объединенных об...
щим объемным витком. Такая конструкция обеспечивает очень малую емкость меж-
ду первичными и выход-ными обмотками, а значит, и хорошую развязку между ними.
Ферритовые кольца 6 (типоразмера К16х8х6 из феррита 2000НМ) с обмотками 7
помещены в отрезок медной трубки 5. Медные боковины 1 припаяны к трубке 5 и
центральному медному стержню 2'0 Переrородка 8, припаянная к стержню 2, служит
экр аном между первичными (/....111) и вторичными (/V..../X) обмотками. объемный ви-
ток, образованный стержнем, БОКОSинами и трубкой, служит одновременно корпу-
сом arperaTa. Обмотки изолированы со всех сторон: со стороны боковин..... стекло..
текстолитовыми шайбами З, а с остальных...... прессшпановыми прокладками 9. Выво"
ды 4 пропущены через отверстия в боковинах 1 и шайбах З.
1
23
Рис. 2
Обмотки 1 и 11, содержащие по 22 витка провода ПЭШО О, 12, намотаны в два
провода. Обмотка 111 282 витка провода ПЭВ..1 0,15. Обмотки V/ и 11 содержат по
34 витка провода ПЭВ..2 0,29 и намотаны в два провода. Остальные обмотки содер..
жат по 34 витка провода ПЭВ..2 OJ 12 И намотаны в четыре провода.
Размеры трансформатора MOryт несколько отличаться от указанных, так как это
не сказывается существенно на ero параметрах. Паять детали объемноrо витка нуж"
но небольшими участками хорошо проrретым паяльником с обязательным промежу..
точным охлаждением корпуса, чтобы исключить переrревание обмоток. Особое iЗни"
мание надо обратить на качество пайки боковин к стержню и трубке, так как по объем..
ному витку протекает ток до 1 О Д инедоброкачественная пайка может внести в транс..
форматор большие потери и вызвать переrревание ero корпуса. Центральный
стержень можно оставить удлиненным с рдной или обеих сторон и использовать для
крепления трансформатора к монтажной плате. Стержень следует электрически
соединить с общим проводом блока питан ия.
162
Налаживание блока начинают с проаерки режима работы ero УЗЛОВ. Отключают
коллекtор транзистора v7 и параллельно стабилитрону V5 присоединяют резистор
сопротивлением 3 кОм мощностью 4 Вт. Включают блок В сеть и измеряют напряже..
ние на стабилитроне V5...0HO должно быть близко к 100 В, а падение напряжения на
резисторе RЗ ..... 16.. .20 В. Не отключая резистора от стабилитрона, восстанавливают
цепь коллектора транзистора V7. При правильно включенных обмотках преобразо..
ватель возбуждается, в чем мож о убедиться по осциллоrрафу, подключенному
к одной из вторичных обмоток, или по появлению постоянноrо напряжения на одном
из выходов.
Отключают резистор от стабилитрона, подсоединяют к блоку наrрузку и убеждают..
ся, что rенерация не срывается. Если же в наrруженном преобразователе колебания
не возникают, то можно подключить между базой и коллектором транзисторов v7 и V8
по резистору сопротивлением около 100 кОм. Налаживание завершают, проверяя ток
через стабилитрон V5 при номинальной наrрузке. При номинальном сетевом напря..
жении этот ток должен быть равен 10.. .15 мА. Ero устанавливают подборкой добавоч"
Horo конденсатора БМТ или К40П емкостью 0,1...0,22 мкФ на номинальное напряже..
ние не ниже 400 В, подключаемоrо параллельно конденсатору С1.
Журнал «РаДИО 1 1982, N25, с. 46
В.ОБОЕВ
РЕЛЕ ВРЕМЕНИ В БЛОКЕ ПИТАНИЯ
Блок питания сrереофоническоrо УНЧ, как правило, содержит конденсаторы
фильтра сравнительно большой емкости. При включении TaKoro блока в сеть из...за
значительноrо зарядноrо тока конденсаторов переrружаются ВЫПРЯМИfельные ДИО'"
ды и трансформатор. Чтобы избежать этоrо, я встроил в свой блок с ДВУПОJ1ЯрНЫМ
питанием реле времени на coctaBHoM транзисторе (см. схему).
I
V1... V4 д242
к 1.1
+258
R311
[2
R211
К 1.2
Общ
Т1
[З
h R1
r 240к
R4
47О
25B
[2, [] 10ООнкх5ОВ
[1
+ 1Dмкх5DВ
Vc t1П26Б
к 1
163
Коrда блок включают в сеть, конденсаторы фильтра С2 и СЗ, заряжаются через
резисторы R2, RЗ, оrраничивающие ток до безопасноrо для деталей выпрямителя
значения. Примерно через секунду после включения конденсатор С1 зарядится на...
столько, что составной транзистор V5Vб откроется и сработает реле К1. Своими
контактами Кl..1 и Кl.2 оно зашунтирует резисторы R2, RЗ. Напряжение питания
станет ноtv1ИНальным.
Резисторы R2, RЗ ........ ПЭВ... 7,5, остальные МЛ1: Конденсатор С 1 ........ К50...6, К50...12.
Реле....... рэс..g, паспорт РС4.524.200. Если при открытом транзисторе реле не сраба...
тывает, следует подобрать резистор R4.
Журнал «Радио», 1982, Ю 2, с. 53
с. 6ИРЮКОВ
БЛОК ПИТАНИЯ ТДЙМЕРА
Для питания от сети различных устройств постоянным напряжением 5,..30 Вши...
рока применяют преобразователи, содержащие следующие узлы: выпрямитель се..
TeBoro напряжения, фильтр, преобразователь постоянноrо напряжения в перемен...
ное (частотой 20...40: кrц) , понижающий трансформатор и выпрямитель. Они суще...
ственно компактнее и леrче традиционных выпрямителей с сетевым трансформа..
тором, но содержат обычно два высокочастотных трансформатора........ понижающий
и времязадающий (<<блок питания цифровоrо частотомера» «Радио», 1981, N2 12).
Если мощность наrрузки не превышает нескольких вап, можно остановиться на
однотрансформаторном блоке питания с использо анием транзисторов средней
мощности. Ниже описан один из вариантов (СМ. схему) подобноrо блока питания
цифРО80rо таймера, построенноrо на M KpocxeMax серии К155. блок обеспечивает
выходное нестаБИЛИ,зированное напряжение около 5 В при токе наrрузки до 0,8 Д и
импульсную последовательность с частотой 50 rц в уровнях ТТЛ..
Преобразователь блока собран по полумостовой схеме (см. упомянутую выше
статью). Мост образован конденсаторами С4, С5 и транзисторами VТ2, VТЗ и VТ4,
VТ5. Для обеспечения необходимой выходной мощности транзисторы в плечах вклю-
чеН 1 попарно.
Цепь запуска преобразователя состоит из транзистора VТб и элементов R8.... R 1 О,
С12. Транзистор VТб работает в лавинном режиме. После включения питания кон..
денсатор С 12 заряжается через резисторы R8 и R 10. Коrда напряжение на коллекто...
ре'транзистора VТб достиrает уровня 40...60 В, он лавинообразно открывается и
конденсатор С12 разряжается через транзистор VТб, эмиперный переход транзис'"
тора VТ5 и резистор R10. Длительность импульса тока разрядки практически оп-
ределяется постоянной времени C12R10. Если длительность импульса окажется
слишком малой или, наоборот, слишком большой (более полупериода rенерации),
reHepaTop не запустится. А
Импульс тока открывает транзистор VТS 1 запуская преобразователь. Отри...
цательные полупериоды напряжения с обмотки II/трансформатора Т2, действующие
на базе транзистора VТ5, передаются на эмипер транзистора VТб и периодически
открывают ero. а результате конденсатор С12 подцерживается разряженным и раз-
рядных импульсов в цепи запуска больше не возникает. Если по какой..либо причине
колебания в преобраЗQвателе сорвутся, конденсатор С12 вновь начнет заряжаться,
цепь запуска вновь сформирует запускающий импульс.
Напряжение с выходной обмотки IVтрансформатора т2 выпрямляют диоды VDЗ,
VD4, пульсации сrлаживают конденсаторы Сб и С7. Размах пульсаций на выходе
блока питания не превышает 0,3 В.
164
-..:t
..
I t:::)
'C
....... h:.
'/
с,::) с;::)
с:::) с:::)
с>. c::j
\....J .......
\....J
.......
Q::
l
t:
с:::)
+
с;::)
. tJ
.......
с:::)
.....:t
-
I
'1
,n
:::: 1 I h.f
Q::Y
I
,
Q;:CQ
+
"1::)
<:)
,
с) t::)
""
со
t:
.......
r-....
........
.
Rt х
. Q:)
'Ct::)
.......
+,
(:::::)
l..J
....... .......
C,:::)
с:::;
с::::)
с>.
Q::
........
h:
165
Ток, потребляемый блоком от сети, имеет вид коротких импульсов, заря-
жающих конденсатор сз. Этот ток, протекая через первичную обмотку вспомо..
rательноrо трансформатора Тl, наводит во вторичной обмотке импульсы на..
пряжения. После оrраничен я стабилитроном VD2 и фильтрации цепью C1R2C2
они поступают через эмиттерный повторитель на импульсный выход блока и
используются в таймере в качестве счетных импульсов. Если от блока питания
не требуется формирования счетных импульсов, элементы Т1, VD2, Сl, С2, R2,
RЗ и VT1 можно исключить, а резистор Rl, оrраничивающий бросок тока через
выпрямительный мост VDl при включении блока заменитьдруrим, сопротивле..
нием около 36 Ом.
В блоке питания использованы конденсаторы K7 ..17 на номинальное напряжение
250 В (С4, С5), К50..29 (СЗ), К52-1 (С6), КМ..6 (Сl, С7), КМ..5а (С2, сВ....с12), резисто..
ры М1: Транзисторы КТ605Д можно заменить на КТ604А. Трансформатор Т1 ...... им..
пульсный, И49, имеющий две одинаковые обмотки с индуктивностью по 29 MrH.
Трансформатор можно намотать на кольце типоразмера К1 Ох6х5 из феррита 600НН.
Каждая из ero обмоток .должна содержать по 150 витков провода ПЭЛШО,0,12.
Трансформатор Т2 намотан на кольце типоразмера К32х20х6 из феррита ЗОООНН.
Обмотка / содержит 150 витков ПрО80да ПЭЛШО 0,27, 11 и 111 ....... по 4 витка прово-
да ПЭЛШО 0,27, JV ...... 2х6 витков провода ПЭВ..2 0,8. Обмотки следует тщательно
изолировать одну от друrой, можно использовать для этой цели полиэтиленовую
пленку. Обмотка 1 и каждая половина обмотки /V должны быть равномерно распреде-
лены по окружности кольца. При указанных параметрах трансформатора Т2 частота
преобразования равна примерно 30 кrц. Если трансформатор намотать на кольце
типоразмера К28х16х9 из феррита 2000НН с сохранением указанных чисел витков,
частота понизится до 16 кrц, однако работа преобразователя при этом будет сопро-
вождаться свистом BbIcoKoro тона.
Блок питания при продуманном монтаже может быть собран в корпусе по разме-
рам, соответствующим батарее З3З6. Налаживания блок не требует. Выходное на..
пряжение блока не должно быть менее 5 В при токе наrрузки 0;3 А и 4,8 В при 0,8 А.
Если ВЫХОДное напряжение отличается от указанноrо, необходимо изменить число
витков обмотки / трансформатора Т2. '
В том случае, KorAa собранный преобраЗОВCiтель не запускается, необходимо
проверить по осциллоrрафу с закрытым входом форму напряжения на коллекторе
транзистора VТ6 ....... оно должно иметь вид пилообразных колебаний с частотой не..
сколько сотен rерц. При отсутствии колебаний необходимо заменить транзистор.
Хорошей формы счетных импульсов частотой 50 rц можно добиться, зашунтиро"
вав первичную обмотку трансформатора Т1 резистором Rll сопротивлением не-
сколько десятков Ом, а также подбирая конденсаторы Сl и С2.
Журнал «Радио», 1984, N9 7, С. 47
А.МИРОНОВ
ПЯТИВ ОЛЬ ТО вый С СИСТЕМОЙ ЗАЩИТЫ
в настоящее время широкое распространение получили цифровые интеrральные
микросхемы пл. Для питания устройств, собранных на этих микросхемах, обычно
необходим источник, обеспечивающий ток наrрузки до 4...5 А. Это связано с тем, что
некоторые микросхемы потребляют ток 100 мА и более. Заметим, что от TaKoro ис..
точника не требуется высокой стабилизации BblxoAHoro напряжения (для микросхем
широкоrо применения приемлема нестаби-льность 5% при номинальном значении
напряжения 5 В).
166
Современный источник' питания целесообразно оснастить системой защитных
устройств. Известно, в частности, что микросхемы ТТЛ очень чувствительны к превы"
шению напряжения питания. Так, микросхемы серии К1 ЗЗ Moryт выдерживать напря..
жение питания 7 В в течение 5 мс; при большем напряжении или большем времени
работоспособность не rарантируется. Этим объясняется необходимость введения
в источник устройства защиты по выходному напряжению ведь выход из строя
налаживаемоrо аппарата может обойтись очень дороrо.
О целесообразности защиты источника от переrрузки по току и KopoTKoro замыка--
ния на выходе можно не rО80рИТЬ ...... она очевидна. Можно только добавить, что платы
устройств на микросхемах имеют высокую монтажную плотность, из..за чеrо вероят"
ность KopoTKoro замыкания цепи наrрузки источника при монтаже и налаживании уве..
личивается.
Если предполаrается длительная работа источника в режиме максимальной наrрузки,
целесообразно ввести в Hero устройство тепловой защиты реryлирующеrо элемента.
Блок питания, схема KOToporo представлена на рис. 1, был разработан с учетом
перечисленных выше требований. Основное ero назначение........ питание устройств, вы--
полненных на цифровых микросхемах ПЛ, при их налаживании, проверке и ремонте.
Стабилизатор напряжения блока выполнен по компенсационной схеме. Блок оснащен
системой защиты от KopOTKoro замыкания и переrрузок по току наrрузки и выходному
напряжению, а также от neperpeBa реryлирующеrо транзистора. Ток и температуру ера...
батывания системы защиты можно реryлировать в широких пределах. Работа системы
защиты отображается на индикационном светодиодном табло.
Основные технические характеристики
Напряжение питания блока, В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Выходное напряжение, В .................!................................... 5=!:10%
Нестабильность выходноrо напряжения при токе наrрузки 5 А, мВ, не более ....... ЗА
Размах пульсации выходноrо напряжения
при напряжении питания 220 В и токе наrрузки 5 А, мВ, не более .............. ЗО
Напряжение срабатывания системы защиты, В ................................. 6,2
Максимальный ток срабатывания системы защиты, А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
ТОК KopoTKoro замыкания цепи наrрузки, А, не более . ................... . 1 ,2
Общая структура стабилизатора напряжения блока традиционна. Такие устрой-
ства уже не раз были описаны в литературе. Наrрузкой правоrо по схеме транзисто-
ра сборки VТ10, преДставляющеrо собой элемент сравнения, служат стабилизатор
тока на транзисторе VТ5 и диоде VD8 и реryлирующий элемент на транзисторах VТ6,
VТ8, построенный по схеме cocTaBHoro транзистора с дополнительной симметрией.
При одинаковых токе коллектора и токе базы такой составной транзистор имеет
меньшее напряжение насыщения, чем обычная ячейка из стольких же транзисторов,
включенных по схеме Дарлинrтона. Применение в стабилизаторе тока rерманиевоrо
транзистора и cocTaBHoro транзистора с дополнительной симметрией в реryлирую...
щем элементе позволило уменьшить минимальное входное напряжение стабилиза--
тора. Так, например, в авторском варианте блока при выходном напряжении 5 8 и
токе наrрузки 2 А выходное напряжение входило в пятипроцентную зону НОfv1ИНаль--
Horo напряжения уже при входном напряжении 6 В, а при 4 А при 6,5 В без выбора
транзисторов VТ6 VТ8.
Узел защиты стабилизатора ОТ токовых переrрузок собран по схеме, предложенной
Петренко В. r: [1], и состоит из транзистора VТ9 и резисторов R14 R16. При увеличе..
нии тока наrрузки увеличивается напряжение на эмипере транзистора VТ7 (на паде..
ние напряжения на резисторе R14). Это означает, что увеличивается напряжение и на
базе транзистора VТ9. Как только ток наrрузки достиrнет пороrа срабатывания узла
защиты, откроется транзистор vr9. С этоrо момента базовый ток реryлирующеrо эле-
мента перестает увеличиваться при уменьшении сопротивления наrрузки, а значит,
167
начинает уменьшаться выходное напряжение. Поскольку на базе транзистора VТ9 H '"
пряжение J формируемое делителем R 15R 16, уменьшается медленнее, чем на эмиле..
реJ ЭТОТ транзистор еще больше открывается и ток наrрузки уменьшаетея. Минималь-
ным ОН будет при коротком замыкании на выходе. При выходном напряжении 4,5 е
светодиод VD 12 raCHeT, и это rоворит О переrрузке по току.
FU2 5А R1J 75
а
R8 820
VD8
VD7 .....
.....
FU1 АЛJО7Е t.-..
ХР1 1А Т1 VrJ6 'АЛJО7БМ
:::.
[2 10нкх68 Ь
VD1 VD4
КД202А .
RI1 R12
lK S,6K
VD5
ксиЗА
VT1.. VTJ КТ361Б
VT4 К159НТ1А
VD8 КД509А
+
с
[1 10000мк х256
d
Рис. 1
Если теперь начать увеличивать сопротивление наrpузки-, ,выходное напряжение будет
увеличиваться. При 4,5 В светодиод VD12 включается, а при 4,75 8 уже rорит ярКо....... это
о начае что выходное напряжение вошло в.зону допуска. Поскольку ток KopoTKoro замы...
кания В четыре раза ме ньще макс.ималыюrо тока наr.рузки. блок может находиться В ре..
жиме KOpOTKOro замыкания неоrpаниченно долrо без опасности переrревания.
Узел защи"(ы по выходному напряжению собран на тринисторе VSl J стабилитро"
не VDll и диоде VD10. При увеличении-по какой,=,либо причине 6ыходноrо напряже
н я до nopora срабатывания включается стабилитрон VD 11 и еслед за ним открыва...
ется тринистор VS 1. Тринисtор через диод VD 1 О замыкает выход стабилизатора, из...'
за чеrо выходное напряжение скачком уменьшается до 2...31? ОДНО6ременно через
резистор R19 замыкаетс'я на-общий ПрО80Д;И ВЫХОД выпрямителя, в реЗультате пре.
дохранитель FU2 быстро переrорает, отключая стабилизатор от выпрямителя. При
этом светодиод VD12 racHet и заrорается светодиод VDб, сиrнализируя о сраба.
тывании защиты по напряжению и необходимости замены преДОХРqнителя.
Узел тепловой защи't:ы реryлирующеrо транзистора стабилизатора собран на
транзистор х vтl..... VТ4. Транзистор VТ1 ...... датчик температуры..Он установлен на
радиаторе рядом с транзистором VТ7. На- транзисторах VТ2, vтз собран триrrер
168
Шмиtта, сборка VТ4 ...... усилитель тока. При достижении TeMrtepaTypHoro nopora
срабатывания транзистор VТ1 открывается наСТОЛhКО, что триrrер устанавливается
в состояние, коrда VТ2 закрыт, а VТЗ --- открыт и насыщен. При этом открываются
транзисторы сборки VТ4, и правый из них по схеме-замыкает на общий провод базу
транзистора VТ8, из..за чеrо реrулирующий элемент стабилизатора закрывается.
R19 0,51
VT7 R14 0,1
а
+
R17 R20
180 91 VD10
VD11
ь
r
R21 QJ
l.J e..j
100 + C'I')
VT10 с\)
t:::s
8 2 :t:
VS1
КУ202А
R16 R22 R2J
270 270 91 r
с
. . . .
XS1
1 VT7 КТ908Б
VT8, VT9 КТJ15Б
2 VT6 КТ644Б
VD10 КД212А
J VD11 КС447А
d VD1J, VD14 КС11ЗА
4
а левый ....... включает светодиод VD7, указывающий на телловую переrрузку
реryлирующеrо транзистора. .
Коrда радиатор транзистора VТ7 несколько остынет, три.rrер возвратится вис..
ходное состояние, стабилизатор снова вкл'ючится, а светодиод VD7 noraCHeT. ПОД-
робно работа тепловой защиты описаllа в [2].
Для удобства ремонта и профилаК1ИКИ блока некоторые ТО4ки'уетройства выве-
дены на контрольный разъем XS1, размещенный на задней панели корпуса. Анали..
зируя напряжение в контрольных точках, можно локализовать неисправность и даже
определить неисправный эл-емент еще до вскрытия прибора.
Трансформатор Т1 намотан на тороидальном ленточном сердечнике QЛ50j80-25.
Первичная обмотка содержит 1800 витков лровода ПЭВ..2 0,47, вторичная....... 82 витка
ПрО80да ПЭВ...2 1,95. Предохранители FU1, FU2..-.r ВП1.
Конденсатор С 1 ...... любой оксидный (К50..16, К50-6), с4........ К52-1 или друrой тех
же размеров. Остальные....... керамические), КМ5, КМ6. Резистор R14 ...... С5-16В
(мощность не менее 3 Вт) сопротивлением 0,08:..0,1 Ом или самодельный, изrо..
товленный из толстой высокоомной проволоки; резистор R19 ......... такой же. Все
подстроечные резисторы...... СП4..1. Транзистор VТ7 установлен на ребристый ра-
169-
диатор с эффективной площадью охлаждающей поверхности не менее 600 см 2 .
Транзистор VT1 устанавливают рядом с VT7 и плотно прижимают к радиатору
стальной пластиной. Под оба эти транзистора необходимо заложить тонкий слой
теплопроводящей пасты.
rабариты блока в сборе...... З30х135х65 ММ. Конструктивной основой служит кар..
кас, образованный передней 1 и задней 6 панелями (рис. 2) из листовоrо дюралю..
миния, четырьмя резьбовыми втулками 3 и двумя стяжками 4 из уrолковоrо
дюралюминиевоrо проката (каждая стяжка Т..образноrо сечения и сложена из двух
отрезков проката). Панели прикреплены к стяжкам уrолками 5 из Toro же проката.
Большинство деталей блока смонтированы на двусторонней печатной плате 2.
282
12
1,5...2
4
5
2.5
01
2
VD6
XS1
1
ХТ1
'с
6
ХР1
2,5,..3
Рис. 2
170
Чертеж платы показан на рис. З. Сетевой трансформатор установлен на дюралюми-
ниевой пластине ТОЛЩИНОЙ 3 мм, прикрепленной к каркасу через резьбовые втулки. На
этой же пластине установлены тринистор VS1, радиатор площадью 200 см 2 с диода-
ми VD1... VD4 и конденсатор С1 через прокладку из текстолита. Плата закреплена в KapKa
се так, что для доступа к деталям достаточно демонтировать только переднюю панель,
отвернув четыре винта. Радиатор реryлирующеrо транзистора привинчен к стяжкам карка-
са. Транзисторы VТб, vra и резистор R14 распаяны на контактной планке, привинченной
к радиатору.
Защитный кожух представляет собой отрезок трубы прямоуrольноrо сечения, corHY"
той из л и стовоro дюралюминия толщиной 0,5 ММ. ВСЯ поверхность кожуха nOKpbtTa сеткой
вентиляционных отверстий диаметром 5 мм с шаrом 1 О мм.
Каркас с деталями блока вдвиrают в кожух и фиксируют четырьмя винтами со стороны
дна. Кожух можно также спаять из пластин фольrированноrо стеклотекстолита толщиной
не менее 1,5 ММ.
Следует отметить, что все проводники, несущие ток наrрузки, особенно на участ"
ке от эмиттера транзистора VТ7 до выходных зажимов, следует выбирать большеrо
сечения и выполнять их возможно более короткими. Выводы делителя напряжения
R20R21R22, конденсаторов С4 и С5 и вывод анода стабилитрона VD9 надо припаи-
вать непосредственно к выходным зажимам.
Транзистор VТ7 можно заменить на КТ908А, КТ803, КТ808, КТ819 с любым буквен..
ным индексом, но при этом транзистор VТ8 тоже надо будет заменить на любой из
серий КТ608, КТ6ЗО. Вместо КТ644Б (VТ6) можно использовать любой из серий
КТ639, КТ814, КТ816; вместо rт1 08А (VТ5) ...... любой маломощный rерманиевый тран"
зистор; VТ1... VТЗ, VТ9 ...... любые маломощные кремниевые со статическим ко..
эффициентом передачи тока более 20 при напряжении между коллектором и эмит"
тером не более 0,5 В. Сборки транзисторов VТ4 и VТl0 Moryт быть любыми из этой
серии. КД212А можно заменить друrим диодом с большим импульсным током, на..
пример, из серий КД202, КД20З, КД209, КД213. Светодиоды тоже можно заменить
на друrие, например, из серии дЛ341.
Диоды КД202А (VDl ... VD4) можно заменить на КД20З, КД206, КД210 с любым
буквенным индексом. Можно также использовать и rерманиевые диоды ДЗОЗ ... Д305.
В этом случае площадь радиатора для них можно уменьшить вдвое, а число витков
обмотки 11 трансформатора Т1 сократить до 74.
Налаживание блока начинают со стабилизатора. Резисторы R2 и R21 устанавли..
вают в верхнее по схеме положение, а R15...... в нижнее. Включают блок и, реryлируя
резистор R21, устанавливают на выходе напряжение 5 В, при этом должен ropeTb
светодиод VD12. Если стабилизатор возбуждается, что надежнее Bcero определить
по осциллоrрафу, подбирают конденсатор еэ. Подключают наrрузку и проверяют
устойчивость работы устройства при токе наrрузки до 5 А.
Устанавливают ток наrрузки 5 Д и, вращая ручку резистора R15, добиваются сра..
батывания узла защиты по току (при этом напряжение на выходе уменьшается,
а затем и racHeT светодиод VD 12). Проееряют работу узла во всем интервале сопро-
тивления наrрузки. При минимальном сопротивлении наrрузки, равном 1 Ом, ток
сначала оrраничивается, а при дальнеЙUlем уменьшении этоrо сопротивления умень"
шается; при нулевом сопротивлении ток должен быть в пределах 1...1 ,2А. При увели..
чении сопротивления наrрузки должен происходить обратный процесс.
Далее проверяют пороr срабатывания узла защиты по напряжению на выходе.
Для этоrо параллельно резистору R22 временно подключают переменный резистор
сопротивлением о оло 510 Ом. Вращая ero ручку, увеличивают выходное напряже..
ние до срабатывания узла, при этом должен переrореть предохранитЕ3.ЛЬ FU2 и за
жечься светодиод VD6. Если nopor находится в пределах 6.. .6,3 В, проверку заканчи"
вают и временный резистор удаляют. При 8ыходе пороrа срабатывания за эти преде..
лы подбирают стабилитрон VD 11.
171
4 от8
4,5
о
@/
о
'"""-
..ry
о
22
56
Рис. 3
В последнюю очередь реryлируют узел температурной защиты. Для э-тоrо вклю"
чают'бло ПОД наrрузку. доводят температуру корпуса транзистора VТ7 до 80 ос и
вращаю. ручку реэисrора R2 до срабатывания узла. ПОСJ1е остывания транзисто-
ра VТ7 стабилизатор должен снова'ВКЛЮЧИТЬСЯ. При правильной установке датчи-
ка VТ1 тепловой «rистерезис» обычно равен 4...5 ос.
Вследствие Toro, что при работе блока происходит наrревание стабилитрона VD9.
выходное напряжение несколько уменьшается. Чтобы этоrо изqежать. необходимо
172
к калл.
VT1
к на 2р,
к базе
VT1
к ЭН.
VT1
к оа зе.
VT8,
К дыб.]
XS1
о
э о 2
VT9 ОК о
06 8
[2
VD5 l
g R8
О
о
к 1j.Э. VS1
К йн. VS1
К 8ы8.4 XS1
К FU2
К 8618.2 XS1
К 8618.1 XS1
Общ.
к КDЛЛ. VT6,
оазе VT7
к КDЛЛ. VT7
резистор R20 заменить самодельным, намотанным медным обмоточным прово.
дОМ ПЭВ-2 Q,.ОЗ. Резистор должен быть безындуктивным, иначе ухудшится быстро..
действие стабилизатора. Для этоrо отрозок провода, предназначенный для намот..
ки, складывают пополам, скручивают в шнур и наматывают на резистор МЛТ..О,25
сопротивлением более 10 кОм. Обмотку заливают эпоксидной смолой.
Стабилизатор обладает высоким быстродействием, что особенно важно при раба..
те с импульсной наrрузкой (таковыми и являются устройства на лоrических микро-
173
схемах). Реакцию стабилизатора на импульсное изменение тока наrрузки с перепа-
дом 4 А характеризует rрафик, показанный на рис. 4. Sыбросы выходноrо напряжения
пропорциональны перепаду тока наrрузки и MOryт быть снижены увеличением емкос-
ти выходных конденсаторов. Кроме Toro, на быстродействие стабилизатора заметное
влияние оказывает конденсатор сз, поэтому ero емкость должна быть как можно мень-
шей, но обеспечивающей устойчивую работу блока во всех режимах.
/н,А и упр . В
4
4 3
3 2
2 1
1
О О .
10 lO 3(] 40 50 t,HC 1 2 3 4 5 6 7
идых. В идых. В
5
5,3 4
5,2 3
5,1
5 2
4,9 1
4,8
4,7 О О
10 20 за 40 50 t,HC 1 2 3 4 5 6 7
(5) @
Рис. 4
t,HC
t,HC
в стабилизаторе предусмотрена возможность внешнеrо управления включением
8ыходноrо напряжения. Такой режим необходим при питании от блока устройств
с микропроцессором серии К5ВО, поскольку он требует определенной последова-
тельности включения питания. Для внешнеrо управления включением блока в Hero
надо ввести дополнительный транзистор КТ315Б, подключив ero эмиттер к общему
минусовому про воду, а коллектор ......... к третьему rнезду разъема XS1. Базу через
токооrраничительный резистор ПОДКЛlpчают к источнику управляющеrо сиrнала.
Блок выключают подачей на эмиперный переход этоrо транзистора (через токо-
оrраничительный резистор) положительноrо напряжения 2...5 В, например, с выхо"
да лоrическоrо элемента ттл. Быстродействие стабилизатора на включение и вык-
лючение 80 MHoroM зависит от ero выходной емкости. Для увеличения быстродей..
ствия емкость конденсатора С4 надо уменьшать.
Если какой-либо узел защиты в блоке окажется ненужным, ero можно исключить
без перерасчета стабилизатора. Так, если нет необходимости защищать стабилиза-
тор от тепловой переrрузки, то следует исключить элементы vт1...... VТ4, VD5, VD8, С2,
R2--R11.
ЛИТЕРАТУРА
1. Додик с. Д., Петренко В. r. Сравнительный анализ и расчет основных схем защиты транзис-
торных стабилизаторов напряжения. Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая,
НИИЭИR вып. 11 J 1976.
2. Миронов А. Тепловая защита стабилизаторов напряжения. Радио, 1983, N2 10. с. 32.
Журнал ,<Радио", 1984, f\Ie 11, с.46
174
И.АЛЕКСАНДРОВ
ДОРАБОТКА БЛОКА БП2..З
в продаже можно встретить самые разнообразные блоки питания, в том числе и
блок БП2 З, предназначенный для питания микрокалькуляторов серии «Электроника»
(БЗ-1ВА, БЗ-18М, 63..21). Этот же блок питания входит в комплект самих ми крокалы<у-
ляторов. Он вырабатывает стабилизированное t:tапряжение 5 В при токе наrрузки
до 0,2 А.
В состав блока включен компенсационный стабилизатор, на вход KOToporo посту..
пает постоянное напряжение 14.. .15 В. Поэтому нетрудно сделать вывод об исполь"
зовании блока для питания бытовой аппаратуры, в частности переносных транзи"
сторных радиоприемников с напряжением 9 В, а также для зарядки аккумуляторных
батарей 7 Д-О,115.
Конечно, блок придется доработать для этих целей по приведенной на рисунке
схеме. На ней нумерация элементов указана в соответствии с паспортом на блок,
а цепи доработки обозначены штриховыми линиями. Как видно, в блок дополни..
тельно установлены конденсатор, резистор, стабилитрон и два разъема. И те..
перь блок питания будет не только выполнять свои основные функции, но ,и да-
вать выходное стабилизированное напряжение 9 В при токе наrрузки до О, 15 А на
разъеме XS1, а также обеспечивать зарядку ба1ареи 7 д o, 115, подключаемой
к разъему XS2 током примерно 15 мА.
Кондемсатор СЗ шунтирует один из диодов моста и способствует устранению
фона nepeMeHHoro тока при приеме радиовещательных станций на подключенный
к блоку радиоприемник. Резистор R4 определяет значение зарядноrо тока, а стаби..
литрон VD6, включаемый последовательно с VD5, повышает стабилизируемое
напряжение.
' I
51
(
Х1 з I
t
РI
I
+1
VD5 [1 I
[2 КС156 О,1мк I
+- 50дмк х I
х258 I ........ I
I I I
I - I I
L i 1 r I
I ' Х51
R4 L D6 КС139А L ? --vg "98"
470 L j XS2
...::J v "ЗаряiJка"
L
158
VT1 КТ8D7
RJ 200
БП2 З
VD1 VD4
Т1 КД105Д
R2 2,4к
VT2 КЗ678
R1 470
I
...1.. [3
Т 4700
175
в исходном состоянии, показаннОм на схеме, блок rOiOB к работе с микрокальку-
лятором, а также к зарядке аккумуляторной батареи. При включении в разъем XSl
вилки с проводами питания радиоприемника последовательно со стабилитроном VD5
ока ывается включенным стабилитрон VD6, выходное напряжение блока возрастает
на величину напряжения стабилизации этоrо стабилитрона (т. е. примерно на 3,9 В)
и становится равным примерно 9 В. Естественно, что питать от блока еще и микро-
калькулятор в этом случае нельзя.
В качестве XSl и XS2 использованы малоrабаритные разъемы для микротеле-
фонов ТМ..2, ТМ-4. Их размещают на верхней панели блока. Какоrо-либо налажива-
ния БЛО,ка не требуется и при правильном монтаже он начинает работать сразу.
Журнал «Радио», 1991, N9 1, с. 71
с. ШВЕЦОВ
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ ПАМЯТИ
Предлаrаемый стабилизатор напряжения блока питания устройств памяти раз-
работан с учетом требований к источнику питания компьютера, изложенных в [1], и
практически свободен 'От некоторых недостатков, присущих аналоrичным устрой-
ствам. Связь BDlxoAa блока с входом........ трансформаторная, что исключает возмож-
ность повышения выходноrо напряжения при выходе из строя ключевоrо транзисто-
ра. ВысОкий кпд стабилизатора (более 75%) упрощает проблему отвода тепла.
Устройство не содержит дефицитных деталей и не критично к их параметрам.
В связи с тем что 'на некоторые микросхемы памяти запрещено подавать пита-
ние +5 В без напряжения ...5 В, в описываемом стабилизаторе предусмотрена воз-
а
+ 11...158
R8 R9
9,1к 4,Зк
ь
R5
9,1к
R7
2,2к
R11
820
VD1
КС1ЗЗА
VT1 VT4
КТ2DЗА КТJ15Б
VT5 с
R3 КТJ15Б
470 84
9,1к
Общ. VT2 VT6 КТJ15Б
КТJ15Б d
..... 5 В R6 4,7к VTJ
КТ315Б
Рис. 1
176
можность блокировки ero при пропадании входноrо напряжения 5 8. О построении
подобных блокирующих узлов можно также прочитать в [2].
Стабилизатор позволяет устанавливать выходное напряжение в пределах 2...40 В.
Устройство (рис. 1) образуют мультивибратор на транзисторах VТ4 и VТ5 с реryля..
тором скважности импульсов на транзисторе VТ2; усилитель тока на транзисторах VТ6
и VТ7; узел вольтодобавки, состоящий из обмотки 11 трансформатора Т1, диода VD2,
резистора R14, конденсатора С3; выходной узел, включающий в себя обмотку 11'
трансформатора Т1, выпрямитель на диоде VD3, выходной фильтр L lC4 C6; узел
сравнения на транзисторе VТ1, стабилитроне VD1 и резисторах R1 R4.
Основные технические характеристики
Напряжение источника питания, В .
Выходное напряжение, В ...... . .
Наf1ряжение пульсаций, В, не более
Выходной ток, А .... ... .. . ..
КПД, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Частота преобразования, кrц .................................................
11...15
5
0,25
0,5...1,6
75.. .85
8.. .40
Стабилизатор, может работать и при токе наrрузки, меньшем указанноrо, однако
при этом уровень пульсации может превысить 0,25 В. Это происходит из за умень"
шения частоты преобразования стабилизатора. Уменьшить пульсации можно заме..
ной конденсаторов фильтра С4 С6 друrими, с большей емкостью. К увеличению
уровня пульсации приводит и повь шение напряжения питания стабилизатора.
При подаче питания на блок и наличии напряжения 5 В транзисторы VТ1, VТ2 и
VТЗ закрыты, поэтому мультивибратор начинает работать на некоторой частоте. Им
пульсы мультивибратора фиксированной длительности, усиленные по току транзис"
торами VТ6 и VТ7, открывают ключевые транзисторы VТ8, VТ9, и через них начинает
протекать ток в обмотку I импульсноrо трансформатора Тl. После закрывания клю..
а
Ь
[3
2Омк х + VD2
R13 зо х1ОВ КД213А П
VT9
VT8 КТ805Б/1
КТ814Б
VDЗ
R15 зо КД21ЗА +58
с L 1
I
VT7 [4 + [6 +
КТ315Б 47мкх [5 1 ОООмк х
Т1 х1ОВ хlО8
1мк
d Общ.
7 а 1150
177
чевых транзисторов напряжение самоиндукции трансформатора, снимаемое с об-
моток 11 и 1/1, через диоды VD2 и VDЗ заряжает соответственно конденсаторы СЗ и С4.
В случае повышения напряжения на конденсаторе Сб более 5 В открываются
транзисторы VТ1 и VТ2, что приводит к увеличению скважности импульсов мульти"
вибратора и, следовательно, уменьшению выходноrо напряжения блока.
Обмотка 11 импульсноrо трансформатора совместно с диодом VD2 и конденсато..
ром СЗ образуют источник вольтодобавки......... постоянноrо напряжения 2...3 В, кото-
рое не позволяет транзистору VТ8 входить в насыщение и тем самым увеличивает
быстродействие ключевой ступени и кпд устройства в целом [3].
Узел блокировки, выключающий питание устройства памяти в случае пропадания
напряжения 5 В, образуют транзистор VТЗ и резисторы R5, Rб. При пропадании
этоrо напряжения тут же полностью открывается трцнзистор VТЗ И малым сопротив-
лением шунтирует цепь базы транзистора VТ4, блокируя работу мультивибратора
стабилизатора.
Чертеж печатной платы стабилизатора и размещение деталей на ней показаны на
рис. 2. Постоянные резисторы блока......... МЛТ: подстроечный R1 ....... СП5..16; конденса..
торы KM 5, КМ..6, К50..6. Транзистор VТ9 и диод VDЗ установлены на одной общей
медной, теплоотводящей пластине размерам 135х50х2 мм через слюдяные про-
кладки.
0r---.
о
о
о
к ООМ.Л Т1
130
Общ.
Рис. 2
Импульсный трансформатор Т1 намотан на броневом маrнитопроводе БЗ6 из
феррита 2000НМ с бумажной прокладкой толщиной 0,2 мм между чашками. Обмот"
ки I и 111 выполнены жrутом из 1 О проводов ПЭВ..2 0,2 и содержат соответственно 1 О и
6 витков, обмотка 11 3 витка Пр08ода ПЭВ..2 0,2. Дроссель L 1 намотан на кольце
типоразмера К20х 1 Ох6 из феррита 2000ММ.. Обмотка содержит 20 витков прово..
да ПЭВ..2 0,5.
ЛИТЕРАТУРА
1. Крылов А. Блок питания компьютера «Радио..86РК». Радио, 1986, NQ 11, с. 26, NQ 12, с. 17
2. Бирюков С, Блок питания для «Радио..86РК)). Радио, 1990, NQ 7, с. 58.
З. Миронов А. Усовершенствование импульсноrо стабилизатора напряжения. Радио, 1987,
N2 4, с. 35.
4. Селезнев В. Стабилизатор напряжения на компараторе. Радио, 1986, NQ З, С. 46.
5. Смирнов С. Импульсный стабилизатор напряжения. Радио, 1986, NQ 11 , с. 52.
6. Миронов А. Мощный импульсный стабилизатор постоянноrо напряжения. Радио, 1987,
NQ 9. с. 46
Журнал «Радио», 1991, NQ 10, С 37
118
С.ПЕТРОВ
БЛОК источников ПИТАНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРА
Для питания персональноrо компьютера типа (ВМ и друrих требуются три-четыре
источника напряжения постоянноrо тока с общей наrрузочной способностью не ме..
нее 80...100 ВТ. Подобные блоки питания строят, как правило, используя широтно..
импульсную (ШИ) стабилизацию выходноrо напряжения с частотой преобразования
выпрямленноrо ceTeBoro напряжения 30...100 кrц. Это позволяет при малых rабари..
тах и высоком КПД устройств получать по цепи +5 В ток значением до 20 А и более.
В импульсных блоках питания, которые были описаны в «Радио» [1, 2], ШИ"стаби..
лизация не используется, поэтому их выходное напряжение зависит от напряжения
питающей сети nepeMeHHoro тока, либо из-за компенсационных стабилизаторов на
выходе они не MorYT обеспечить большой наrрузочный ток.
За основу предлаrаемоrо блока, содержащеrо источники напряжения +5 В, +12 В,
.....5 В и ....12 В (относительно общеrо провода) , взят блок питания компьюте-
ра 18М АТ..286. Отличается он от ориrинала, в основном, тем, что специализирован..
ная микросхема ши..реrулятора заменена тремя микросхемами широкоrо примене..
ния. Нет в нем и формирователя РG..сиrнала (Power Good питание исправно),
используемоrо для блокировки работы компьютера (ВМ в случае неисправности
в блоке питания и формирования сиrнала «RESEТ» при включении машины в сеть.
Наrрузочные характеристики источников блока питания приведены в таблице.
Таблица
ИСТОЧНИКИ питания +5 В +12 В 5 В 12 В
Наибольший ток наrрузки, А 8 4 0,5 0,5
Пульсация выпрямленноrо напряжения, мВ, не более 20 70 20 70
При ращение выходноrо напряжения, В, при изменении 0,05 +0,8 0,4 O,8
тока наrрузки источника +5 В от 1 ДО 8 А, не более
При увеличении тока наrрузки источника +5 В ero выходное напряжение умень"
шается, а друrих источников........ увеличивается (для источников ....5 В и ....12 В по
абсолютной величине). Устойчивая работа блока при наrрузке более 50 Вт длитель..
ное время возможна при принудительном воздушном охлаждении.
КПД блока питания при максимальной наrрузке ....... не менее 80%. Работающий
с ним компьютер практически не дает 960ев из..за помех в электроосветительной
сети.
Блок источника питания образуют (рис. 1): 1 --- выпрямитель ceTeBoro напряже..
ния с фильтром высокой частоты; 2 преобразователь выпрямленноrо напряже..
ния 300 В в последовательность импульсов с постоянным периодом То и реrулируе..
мой длительностью 't; 3 двухполупериодные выпрямители, четырехобмоточный
дроссель для выделения постоянной составляющей сдополнительными накопитель..
ными дросселями и сrлаживающими конденсаторами; 4........ узел управления, сравни..
вающий выходное напряжение источника +5 В с образцовым и формирующий им..
пульсы необходимой длитеЛЬНОGТИ для открывания мощных транзисторов.
Принципиальная схема описываемоrо блока приведена на рис.2, а диаrраммы
сиrналов в ero харак"ерных точках на рис. 3. Напряжение, снимаемое с OCHOBHoro
трансформатора Т2, имеет форму, приведенную на рис.З,а. Амплитуда U т этоrо на..
пряжения прямо пропорциональна сетевому. При прямом выпрямлении TaKoro на..
7*
179
пряжения цепью диод...... конденсатор получим напряжение. близкое по значению
к ИтО Подключив К обмотке 11 этоrо трансформатора двухполупериодный выпрямитель
с резистивной наrрузкой, на ero выходе будем иметь импульсы, показанные на
рис.З,б. Нетрудно заметить, что эта импульсная последовательность имеет пос..
И 2Um't
тоянную составляющую п1, равную значению т .
о
Т2
+58
+128
3
728
5B
Общ
Рис. 1
Стабилизации постоянной составляющей можно добиться изменением '"с.
Стабилизируя же постоянную составляющую выпрямленноrо напряжения обмотки 11,
мы тем самым автоматически стабилизируем постоянную составляющую выпрям
ленноrо напряжения обмотки 111 трансформатора Т2, так как имеет место отношение
U п2 и m2 п2
............... = -- =
и п1 U т1 п1'
rAe п 1 и п2 число витков в обмотках 1/ и 1/1. Это соотношение выполняется при
низкоомных вторичных обмотках трансформатора без учета падения напряжения на
выпрямительных диодах.
Важнейший элемент блока питания...... сrлаживающий дроссель Lз..... L6. Число вит...
ков в ero обмотках и направление выпрямленноrо тока в них подобрано таким обра
30М, чтобы «rасить» переменную составляющую выпрямленноrо напряжения,
снимаемоrо с мощных диодов VD18, VD19 и VD22, VD2З. Выделяя постоянную со..
ставляющую, дроссель уменьшает импульсную токовую наrрузку на все мощные ди
оды........ ток через них линейно возрастает в течение времени "[.
Дроссель Lз.....L6 позволяет включать блок питания при любой наrрузке, при этом
напряжение на выходе изменяется незначительно.
Мощные транзисторы VТ1 и VТ2 работают, как обычные ключи, управляемые
напряжением соответствующих им обмоток 1/1 и 11 трансформатора Т1. Запуск блока
питания происходит аналоrично запуску автоrенерзтора. Сначала эти транзисторы
работают в режиме усиления. В это время начальное напряжение смещения на базе
каждоrо из них определяется резисторами RЗ, R7. Затем, блаrодаря положительной
обратной связи через обмотку IVтрансформатора и заrрадительным цепям VD7, R6,
С9 и VD8 , Rl0, Сl0, исключающим шунтирование транзисторов обмотками управле
ния, возникает rенерация и появляется напряжение, необходимое для работы узла
управления.
180
В узел управления входят: reHepaTop на элементах 001. 1, OD1.2 с формирова
телем импульсов со скважностью 2 (меандр) на D"триrrере 002.1; интеrрирующая
цепь R 15С 12; делитель частоты reHepaTopa на 2, функцию KOToporo выполняет триr..
rep DD2.2, и компаратор ОА 1. Компаратор сравнивает образцовое напряжение на
ero выводе З, снимаемое со светодиода HL 1, с напряжением источника +5 В, пос..
тупающим на входной вывод 4 через делитель R19R18 и резистор R17. На этот же
вход через конденсатор С1З поступает и пилообразное напряжение с интеrрирую..
щей цепи R15C12. Элементы ОО1.3, ОО1.4, транзисторы VТЗ, VТ4 и трансформа..
тор Тl формиру т последовательность импульсов, открывающих мощные ключевые
транзисторы.
Работу узла управления иллюстрирует диаrрамма рис.3,в. Превышение преоб..
разованноrо выходноrо напряжения над образцовым U обр приводит к сужению
открывающих импульсов, подаваемых на ключевые транзисторы, что обеспечивает
уменьшение стабилизируемоrо напряжения.
Узел управления питается от двух источников: выпрямителя на диоде VD25
с микросхемным стабилизатором напряжения ОА2 (5 В) и на диоде VD24 с фильт
ром С16RЗ1С17 (около 30 В).
Работа блока питания во MHoroM зависит от материала маrнитопровода транс..
форматора Т2 он должен сохранять линейные свойства в больших маrнитных по..
лях (в блоке питания компьютера 18М АТ..286 больше 0,5 Тл). Обмотки трансфор
матора с таким маrнитопроводом Moryт иметь меньшее число витков. При работе же
в нелинейном режиме маrнитопровод сохраняет остаточную намаrниченность от
предыдущеrо импульса, что при открывании следующеrо за ним транзисторноrо
ключа обусловливает появление в импульсе узкоrо паразитноrо выброса. Увеличе..
ние числа витков в обмотках выводит трансформатор из нелинейноrо режима, но
приводит к увеличению сопротивления обмоток и частичной потере стабильности
напряжения источника .....12 В (особенно при большой разнице наrрузок источников
+5 В и +12 В). Характерная форма выходноrо напряжения при использовании ДЛЯ
обмоток TOHKoro провода (сопротивление обмотки несколько ом) показана на рис. З,r.
Чертеж печатной платы и размещение деталей на ней показаны на рис. 4.
Микросхемы Moryт быть серий К155, К555. Транзисторы КТ872А (VТ1 , VТ2) можно
заменить на КТ886, КТ841, КТ840 с буквенными индексами А, Б, а КТ50ЗЕ (VТЗ, VТ4)
на любые аналоrичные транзисторы с максимально допустимым напряжением кол..
лектор"эмиттер не менее 70 В.
Транзисторы VТl и VТ2 установлены на ребристых теплоотводах с поверхностью
охлаждения около 20 см 2 каждый.
Все диоды, кроме VD1..... VD4, работающих в выпрямителе ceTe8oro напряжения,
должны быть высокочастотными. Выпрямительные диоды источника +5 В лучше брать
с барьером Шоттки (КД2998, КД2995 и друrие подобные им диоды с малым падени"
ем напряжения в открытом состоянии), что позволит значительно уменьшить разме
ры их теплоотводов, а при токе менее 3 А вообще обойтись без теплоотводов. Каж
дый из этих диодов можно также заменить двумя соединёнными параллельно диода..
ми серии КД213 с любым буквенным индексом.
8 описываемой конструкции диоды VD16и VD17установлены на небольшой латун"
ной пластине, а диоды VD1B и VD19 на общем ребристом теплоотводе с площадью
охлаждения 40 см 2 .
Резистор Rl C5 1 или самодельный (нихромовый ПрО80Д диаметром 0,5 мм,
намотанный на резисторе МЛТ 2), остальные МЛТ:
Оксидные конденсаторы K50 35. Конденсаторы сl.....с4 К73..9 (С1 и СЗ на
номинальное напряжение 6308), С7 и СВ К7З..17, остальные любые керамичес..
кие. Заменять конденсаторы С9 и С10 на керамические не следует на базе ключе..
вых транзисторов VТl , VТ2 Moryт появиться короткие положительные наводки в мо"
мент закрывания, что может стать причиной их ложноrо открывания.
181
"""" f'WJ I
I I I ссз
t:::J
с{)
"' I
tQ
'о
х (".,
C::::I
!v")
I
CQ
.
о .
'о 'с
)( + х
(л C::::I
l.J
CS
c:a
h..h..
l....
'с 'о
'-:t со '-1'
L..Jc:::) C:::)
+
х )(
lJJ
tJ X
11
+
CS
Q:
,C::::I
х
C::::IQ:)
C::::I
[:j )< Q:
v)
tJ ......j z 25
.
Q::lr")
C::::I
C::::I . с:::) (
с:::)
182
I..r)
I
t:J
I
t::3
, I Н
Q;:)
"""'"
I (j
t'C) с;:)
)( rv)
CS
Q:: \....J"",,}( lr)
lJ1
C"...I """
I !.!:) 22
t'C)
,lr)
"'J
I
tC:)
fo.....:
CS
Q:
o-.
"-:t
2
2
2
Q:
'с
Q::
""" ,
\....J
с::)
"""
+
N
О
::s:
tl.
.,....,
11[
\....J
t:::)
.,....,
Q::lr)
Q::'-:t
Н
1::
\....JC::)
с:::)
183
a I
a 2
а...3
0...4
п...s
I
VD24
КД212А
RЗ1 100
(17
+
5мкх
х5ОВ
R28 24
к R19
[180,D22мк
VD18 КД2998r
VD16
КД212А
VD17
КД212А
[6
[20
6800
VD23
КД213А
VD25 КД212А
к 8ы8.14 DD1,DD2
DA2
КР142ЕН5А
11
2
+58
[22 8
О, 3 Змк
[21
[1, 1м К
к 8ы8. 7
DD1 DD2
Рис 2 (()кончание)
+58
[24 +
4 7ООмк х 1 .... R 32
х168 51
[7
[25
47ймкх 1 ...
х168
.
L8
VD19 КД2998r
LЗ
R29 24- .
[19 0,022мк .
VD22 КД21ЗА L5
RЗD 27
VD20
КД212А
VD21
КД212А
.
[26 +
1DDОмкх 1
х258
[9
[27
10DОмкх
х258
1
+
[23
5мкх
х5ОВ
5B
+128
128
Общ
r
Трансформатор Тl выполнен на маrНИТОПрО8Qде Ш6х6 из феррита 2000НМ. Об..
мотка I содержит 284 витка провода ПЭЛШО 0,1 с отводом от середины, обмотки 1/ и
111........ по 32 витка ПЭЛШО 0,25, обмотка IV 3 витка провода ПЭВ 2 0,5.
Маrнитопровод трансформатора Т2 Ш10х15 из феррита 2000НМ. Обмотка I
60 витков, провода ПЭВ 2 0,68. Обмотка 1/, содержащая 10 витков с отводом от
середины, выполнена жrутом из двух ПрОВО
ДОВ ПЭ8-1 1,0. Обмотка 111 22 витка право..
да ПЭВ..1 1,0 с отводом от середины.
Работа трансформаторов Тl и Т2 может
стать более эффективной, если их маrнито
проводы будут из феррита 2500НМС1 или
2500НМС2, специально разработанноrо для
импульсных блоков питания.
Дроссели L 111 L2, содержащие по ЗА вит
ков провода ПЭВ 1 0,4, намотаны на кольце
типоразмера К20х10х5 из феррита 2000НМ.
Маrнитопровод дросселей LЗ L6 броне..
вой БЗ5 из феррита 2000Н М, с зазором меж
ду чашками 1 мм. Дроссель LЗ содержит 12
витков провода ПЭВ..1 1,2, L4 ....... 12 витков
ПЭВ... 1 0,4, L5......... 28 витков ПЭ8-1 1 JO, L6...... 28
витков ПЭВ..1 0,4.
Маrнитопроводами дросселей L7 L9 слу
жат ферритовые стержни от реrуляторов ли
нейности строк развертки телевизоров.
Несколько худший результат дают отрезки
стержней из феррита 400НМ (используют
для маrнитных антенн приемников) диамет
ром 8 ММ. Длина стержня дросселя L7
40 мм, а L8 и L9 25 мм. Каждый из дpocce
лей содержит по 30 витков, но L7 и L9 намо-
таны ПрО80ДОМ ПЭ8..1 0,4, а L8 проводам
ПЭВ...1 1 ,0. На плате дроссели монтируют
в вертикальном положении.
Проверку и налаживание блока источни
ков питания начинайте с узла управления. На
это время потребуется вспомоrательный
источник питания напряжением 27 В при токе
наrрузки не менее 100 мА. Подключите ero
к соединенным вместе катодам диодов VD24
и VD25 и измерьте напряжение на выводах
питания микросхем ОНО должно быть рав"
НО 5 В. Постоянный резистор R19 замените
временно переменным сопротивлением
1 О кОм, чтобы можно было плавно изменять
скважность импульсов reHepaTopa.
Проверьте наличие прямоуrольных им..
пульсов частотой около 80 кrц на выходах
триrrера ОО2. 1 и компаратора ОА 1. Необхо
димой частоты reHepaTopa добивайтесь под
боркой конденсатора С 11. Скважность им
пульсов на выводе компаратора DА 1 должна
плавно реrулироваться резистором R19.
U
и т
а)
о
U
н
I I
о)
и т
и п 1
О
б)
и
о
f
и
2)
о
и
I I I
tЗ)
о
и
I I I
I I I
е)
0,88
О
u
I I I I
у<)
28
О
РИG.3
185
. . 0
, '
.. . ... е
е ;е . .. . .... .. .... .. .
'::[? ['; :'] :1 1и;!;:
. . .. . .. . . . . е. . .. . . е. . . . . ..... ... е r
. ..... ..
.. .
., '
'.'
, .
'.'
..:.
..:.
.....
:
'.
... .
..
C:!ZD
i ) i /':} : :(?:.:!..::.::.:.:}) .:: :. .;'::'.: ":: .: ;. :... :::.: ::.::.: '.
ь
: " "\" :::::::'" .,
.. . .
:.., :.:: {'О" :.: :.::/:.:.::.: ::.:.:.:. .
,'. " . о.
....:.::.. ...... ..
186
[31 VDI
сэ . о
. 0
т сэ Е>
VD3
VD4
RI R2
О т}1
FUlp T:
11
[1, ТТ [2
R18 R27 О 1 01
R23 б VT4 T Т [8
0000000 R 26
1 VD12
1 VU
Н220 о о О О О О R17
VDI3
Н L1фО3'l h IIЙI1 Тl.
( p::.j l C12 D R25
"22 d О о О о О О
ОО2 V014 I
R/б о о о о о о R15 Е) VD15
e-e::J--e R14 C=:Je
[1 вe:!:i: RI3'
R11 " f'OtI ... R12 [15
0000000
<'-i
ОО1
о о о О О О О VD10
[28
VD9
Щ3' Т2
022
R30
[17 [20
VD21
* V020
I+ VD25
[16 r R19 *
R23 GC::JE>
C:::J Е>
ОА2
2 8 17 .i! R32
:, О С
H
[23 1
+[ [25 [24
О Т
О О
G
LJ
о о О
о О
О О
О
120 S8 +58 OOЦJ 128 +128
J[6
Т
1[5
Т
[9
V07
R6 О о
R4
RJ ОК VT1
[14 R5 ОЗ
VD5
V06
R8
R7 Об
R9 ОК
[10 R10
VD80З
VT2
q-
()
s
а..
1 08
R28 Т
V[1 6 $$ Q + с19
VD18
VD19
VD17
сэ
R34
[26 .1
Т
RJ5
1[27
+r
187
Затем, пользуясь осциллоrрафом, рассмотрите управляющие импульсы на базах
транзисторов VТ1 и VТ2. Относительно эмиттеров амплитуда импульсов в по
ложительной фазе должна быть не менее 0,7 8, а импульсы сдвинуты во времени
на То/2. Форма импульсов как на рис.3,е, но в случае несоответствия поменяйте
местами включение выводов обмотки 11 или 111 трансформатора Т1 или, если прямоу..
rольная форма сиrнала искажается, увеличьте число витков в этих обмотках. Для
дальнейшей настройки резистором R9 установите длительность открывающих им..
пульсов примерно такой, как на рис.3,а.
Далее настраивайте силовую часть блока с включенным вспомоrательным источ"
ником питания. На это время (с точки зрения безопасности и возможных неполадок)
устройство лучше подключить к сети через развязывающий трансформатор мощно..
стью не менее 100 Вт с напряжением вторичной обмотки 220 8.
Не исключено, что при повторении конструкции придется испытать несколько
маrнитопроводов для трансформатора Т2. Предпочтительнее использовать ферри
товый маrнитопровод промышленноrо трансформатора импульсноrо блока пита
ния. Желательно опробовать 2 З маrнитопровода с разным числом витков в обмот"
ках. В любом случае надо стремиться к тому, чтобы сиrнал на обмотках 11 и 111 транс..
форматора был близок по форме к рис. З,а и, кон чно, без значительных выбросов.
Короткие небольшие импульсные выбросы по фронту rасите увеличением емко..
сти конденсаторов С14, C18 C2IJ и подборкой резисторов R28 RЗО. Приемлемым
можно считать выброс, не превышающий 10...15% амплитуды OCHOBHoro импульса.
Полностью избавиться от выбросов, как правило, не удается. Наличие же значитель..
ных выбросов, а также разница в форме импульсов в средней точке блока ключевых
транзисторов VТ1 и VТ2, приводит к нестабильности источников +12, 12 и 5 В, их
зависимости от наrрузки источника +5 8.
В случае сильных выбросов (рис. З,д) придется увеличивать число витков в об..
мотках трансформатора Т2, сохраняя при этом их соотношение и стремясь к YMeHb
шению их сопротивления.
Проверяя работу трансформатора Т2, ero обмотки выходных цепей +5 8 и + 12 В
наrрузите резисторами сопротивлением около 1 О Ом и просматривайте сиrнал на
обмотках 11 и 111 при различной скважности импульсов. Реrулируя же скважность им
пульсов, не приближайте работу устройства к режиму, KorAa время, отделяющее
открытое состояние oAHoro мощноrо транзистора от друrоrо становится равным
нулю. Такой режим приводит к появлению сквозноrо тока через мощные транзисторы,
neperpeBY и возможному пробою их через 2...3 минуты работы. Добившись опти"
мальной формы сиrнала, проверьте выходные напряжения, пульсации и их зависи..
мость от изменения скважности и подключенной наrрузки. При правильном включе..
нии обмоток дросселя LЗ L6 и работе ero в ненасыщенном режиме соотношение
выходных напряжений должно быть 5: 12.
Установив временно включенным переменным резистором (R19) выходное
напряжение источника +5 В, измерьте омметром ero сопротивление и замените
постоянным резистором TaKoro же номинала. После этоrо проверьте значения вы..
ходных напряжений, их стабильность и изменение скважности импульсов на вторич
ных обмотках трансформатором Т2 в зависимости от колебаний ceTeBoro напряже..
ния.
В случае большой пульсации напряжения источника +12 В (при частоте 100 rц),
ослабляйте ее уменьшением амплитуды модулирующеrо напряжения, подаваемоrо
на вход 4 компаратора ОА 1, путем увеличения емкости конденсатора С12. Пульса..
ц-ии напряжения источника +5 В на частоте 80 кrц можно почти полностью подавить,
введя в ero выходную цепь LС"фильтр, аналоrичный фильтру источника +12 В.
Закончив налаживание, отключите'вспомоrательный источник питания и испы
тайте блок на работе непосредственно от сети nepeMeHHoro тока. Если блок не за
пускается, поменяйте местами выводы обмотки IVтрансформатора Т1, а если запуск
188
частичный устройство работает как бы «щелчками», уменьшите емкость KOHдeHca
торов С1б , С17, С2З.
Перед подключением к компьютеру проверьте работоспособность блока пита.,.
ния в течение двух часов под максимальной наrрузкой 30.. .50 Вт без принудительно"
ro 80здушноrо охлаждения или 70...90 Вт с таким охлаждением. Максимальная вы..
ходная мощность оrраничена устойчивостью управления блоком через трансфор..
матор Т1. Форму импульсов на базах ключевых транзисторов VТ1 и VТ2 (относитель
но эмиттеров) при работе с максимальной наrрузкой иллюстрирует рис. З,ж. Из Hero
видно, как выброс импульса от закрывающеrося ключа проходит на закрытый ключ.
е таком режиме работа блока становится неустойчивой, а транзисторы VТ1 и VТ2
начинают переrреваться. Признаком работы блока с переrрузкой служит появляю
щийся характерный треск трансформатора Т2.
Чтобы блок питания не стал источником радиопомех, ero корпус делайте из
электропроводящеrо маrнитноrо материала........ листовой стали или пермалоя.
Более широкие сведения о принципе работы импульсных блоков питания с ШИ..
стабилизацией можно получить из соответствующей литературы [3, 4].
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Блок питания для «Радио..86РК». ...... Радио, 1990, N2 7, с. 58.
2. Жучков В., Зубов О., Радутный И. Елок питания умзч. Радио, 1987, N2 1, с. 35.
З. rоловацкий В. А., rумкович r. Н., Конев Ю. И. идр. Под ред. Конева Ю. П. Источники 8ТОрИЧ
Horo энерrопитания. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. М.: Радио и связь, 1990.
4. Колосов В. А. Электропитание стационарной радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и
связь, 1992.
Журнал «Радио», 1993, N!) 7, с. Эб
И.НЕЧАЕВ
БЛОК ПИТАНИЯ AHTEHHOrO УСИЛИТЕЛЯ
Для питания aHTeHHoro усилителя необходим источник стабилизированноrо на..
пряжения 9.. .12 В с максимальным током наrрузки 20 мА. Можно использовать ис..
точник питания усилителя телевизора, но это не всеrда удобно. Поэтому может пона
добится автономный блок питания. А так как он должен обеспечивать надежную rаль
ваническую развязку от сети, то использовать простой бестрансформаторный блок
с rасящим конденсатором или резистором недопустимо. Изrотовить же или подо
брать необходимый понижающий трансформатор затруднительно. Выходом из Ta
кой ситуации может стать использование импульсноrо маломощноrо блока питания
с разделительным трансформатором на ферритовом кольцевом маrНИТОПрО8Qде.
Схема TaKoro блока питания aHTeHHoro усилителя приведена на рис. 1. Он содержит
reHepaTOp импульсных сиrналов на мощном операционном усилителе ОА 1, который
питается от выпрямителя VD 1.... VD4. Конденсатор С 1 rасит избыточное напряжение сети,
а конденсаторы СЗ и С4 сrлаживают пульсации выпрямленноrо напряжения.
Выходной ток операционноrо усилителя К157УД 1 достиrает 300 мА, поэтому reHe..
ратор, собранный на нем по схеме мультивибратора, наrружен непосредственно на
первичную обмотку трансформатора Т1. Частота rенерации 25.. .30 кrц. Импульсное
напряжение, возникающее во вторичной обмотке трансформатора, выпрямляется
диодами VDв, VD7, а выпрямленное напряжение Grлаживается фильтром C5L 1 св. Ста..
билитрон VD8 стабилизирует выходное напряжение источника питания.
Стабилитрон VD5 непосредственно в работе устройства не участвует он лишь
защищает операционный усилитель и друrие элементы от недопустимо BbICOKoro
напряжения в случае срыва rенерации или друrой неисправности.
189
R1 R4 51к
'/ 1Ок
VD1- VD4
[1 КД102Б
С 5нк хЗ00В [2 DA 1 К157УДl
1йОй
< 8 6 а
9 [>
"'v 22О8 I
R3 [3
1Dк + 500нкх
х158 Ь
R551K
VD5 R2 [4
К[53DА 10к 50Dнк х
х158
Рис. 1
к кабелю снижения телевизионной антенны блок подключают через развязы..
вающие дроссели L2, LЗ.
Большую часть ceTeBoro напряжения....... около 90% ........ rасит конденсатор С 1. Вот и
получается, что reHepaTop питается от источника тока с внутренним сопротивле..
нием R C1 A:J 6,2 кОм, значение тока через который не может превысить 30...33 мА.
Именно поэтому стабилитрон VD8 в цепи вторичной обмотки трансформатора Т1
подключен к выпрямителю непосредственно, без rасящеrо резистора (активное со..
противление дросселя L 1 не учитывается........ оно мало), что не вызовет переrрузки
reHepaTopa. ОБЪЯQняется это тем, что с увеличением тока во вторичной обмотке
увеличивается и ток, потребляемый reHepaTopOM. Д так как этот ток оrраничен eMKO
стным сопротивлением конденсатора С1, то напряжение питания reHepaTopa соот"
ветственно уменьшается, уменьшается выходное напряжение, а значит, и потребля..
емый ток. Поэтому стабилитрон VD8 на выходе выпрямителя будет питаться сравни..
тельно стабильным током Этим и достиrается достаточно высокий коэффициент
стабилизации:
К (O,7...0,8)RC1
СТ .. R '
9
rде Rg ......... динамическое сопротивление стабилитрона VD8. При Rg =15 Ом К СТ =300,
чеrо вполне достаточно для питания усилителя TaKoro назначения. Без усилителя
ток, текущий через стабилитрон VD8, не превышает 25 мА, а с усилителем он YMeHb
шается на значение тока, потребляемоrо усилителем.
Все детали блока, кроме конденсатора С1 и дросселей L2, LЗ, размещают и мон"
тируют на печатной плате (рис. 2). Дроссели L2 и LЗ включают навесным способом
между платой и разъемом для подключения усилителя, а конденсатор С1 крепят на
отдельной плате. Диоды VD 1 VD4 Moryт быть кд 1 05Б кд 1 05 Д226Б или выпрями
тельный блок КЦ402А КЦ402r: KЦ404Д...KЦ404 а VDб VD7 Д219А, Д310, Д311,
Д312, КД510А, КД521A КД521r: Стабилитрон VD5 можно составить из нескольких
последовательно включенных стабилитронов на суммарное напряжение стаби
лизации 30...35 6. СтаБИЛИrрОН VD8 ........ на напряжение стабилизации 9...10,5 В и
с максимальным постоянным током стабилизации до 25 мА.
Желательно, чтобы конденсатор С1 (емкостью 0,47...0,56 мкФ) был специально
предназначен для работы на переменном токе, например, МБrо, К42..19, К78..4,
190
Центральныи
VD6 про80iJник
КД522А L 1
t
[2
J)
Q
VD8 Qs
J 1/,58 ft:)
Д 8148 ::J
[5 + + -€}.
[6
30мкх 30мк><'
х158 х158 L3
Экранирующая
оплетка
K70 7, мпrо на номинальное напряжение не менее 300 В. Конденсатор С2 oor КЛС,
КМ, КД, а СЗ С6 ...... K50 6, К50..24.
Трансформатор Т1 и дроссель L 1 намотаны на кольцевых маrнитопроводах ти
поразмера К20х 12х6 мм из феррита 2000Н М. Обмотка I трансформатора содержит 35
витков, обмотка /J 2х40 витков провода ПЭВ 2 0,2, а дроссель L 1 145.. .150 витков
TaKoro же провода. Дроссели L 1 и L3 типа дм индуктивностью 100,. .500 MKrH.
< VD2
vuз
.., 2208 VD4
[4
к фиdеру
1<
85
РИG.2
От тщательности изrотовления трансформатора зависит электробезопасность
блока, поэтому, несмотря на простоту, он требует особоrо внимания. Прежде Bcero,
надфилем надо скруrлить острые края кольца и обмотать ero двумя слоями лакотка
ни или изоляционной ленты. Провод наматывают с таким расчетом, чтобы обмотки
разместились на противоположных сторонах кольца и расстояние между ними было
не менее 5 мм. Сверху обмотки обертывают изоляционной лентой.
191
к '+ 'С3
К Р4
DAl
К [2,R4 к 153УД2
2 [>00 6
J
К R3,R5 К Т1
VT2
КТ502Б
К · 'С3
Рис. 3
к катоау
VD5 К "+ 'С3
С7 1 4
150 В 12
К Тl
9 10 6 йА 1 К174УН7
К аноду r Р6 СВ 0,ОЗ3мк
VD5 47к
К ' "С4
Рис. 4
Микросхему К157УД 1 можно заменить операционным усилителем среднеrо быс..
тродеЙСТВИЯ t например К15ЗУД2, с дополнительным выходным каскадом на транзи"
сторах, как показано на схеме рис. 3.
В импульсном reHepaTope можно также использовать микросхему К174УН7, вклю"
чив ее по схеме, приведенной на рис. 4. Но TorAa надо будет вдвое уменьшить число
витков первичной обмотки трансформатора, в два раза увеличить емкость KOH
денсатора С1 и применить стабилитрон VD5 на напряжение стабилизации 15...17 В.
Журнал «Радио», 1994, N9 3, С. 39
о. rОЛУБЕВ
источник РЕЗЕРвноrо ПИТАНИЯ для АОН
Один из серьезных недостатков некоторых конструкций телефонов с автома..
тическим определителем номера (АОН) ......... сбой проrраммы при резком понижении
или пропадании ceTeBoro напряжения. Самый неблаrоприятный вариант TaKoro ЧП
может привести к блокировке линии, которая устраняется лишь вмешательством
владельца АОН. При длительном ero отсутствии блокировка в спаренных линиях при..
ведет к невозможности вести разrоворы с аппарата друrоrо абонента, что вызовет
вполне законное недовольство.
Кроме Toro, из..за возможности сбоя проrраммы нельзя использовать телефон
в системе охранной сиrнализации.
Вот почему большинство владельцев ранее выпущенных аппаратов, особенно пер
вых версий, rде происходит не только сбой проrраммы, но и пропадание информации
из памяти, cMoryт по достоинству оценить предлаrаемое устройство (см. схему).
Это устройство представляет собой своеобразную аккумуляторную приставку с aB
томатической подзарядкой, подключаемую к стандартному блоку питания (например,
Д2..З4..2). Она позволяет в случае перебоя с сетевым напряжением в течение часа
полностью поддерживать работу ДОНа при потребляемом им токе до 300 мА.
Приставка состоит из аккумуляторной батареи GBl (пять аккумуляторов Д 0,55,
соединенных последовательно), разрядноrо ключа на транзисторе VТ4 и зарядноrо
на vr3, системы контроля за напряжением аккумуляторной батареи (компаратор DА 1)
и узла, определяющеrо наличие ceTeBoro напряжения (диоды VD 11 VD2 и транзисто
ры VТ1, VТ2).
При наличии ceTeBoro напряжения переменное напряжение со вторичной обмот"
ки трансформатора блока питания АОН поступает на выпрямитель приставки, вы..
полненный на диодах VD 1 и VD2.
192
L.r-t
Q:
о...
11
11
IV')
'-1'
C:)
'с
rv)
Q:::
н
".:t
с::::)
1V')t:::)
Cl.J
+ ::::з tQ
:t::
t:1::t:: cs
Е:(:::) '-1'
Q::: +
Q:::
I..r)
cct'-..:
'G:: l:5'C)'
'-1'
'-1'
h..h..
tЯ
+ IV)
ct:
cs
Q:::
сс
'с
х:
Lr)
ct:
::::э
:t::
t::! +
Е:
::::э
с:::
LQ
с) C"-J cs
LQ
C"-J
L <"-.. -
(
193
Выпрямленное напряжение открывает транзистор VТ1, который, в свою очередь,
закрывает транзистор VТ2. Разрядный ключ на транзисторе VТ4 закрыт.
Если сетевое напряжение пропадает, конденсатор С1 быстро разряжается через
резистор R1. Транзистор VТ1 закрывается, а VТ2 и VТ4 открываются. Напряжение
с аккумуляторной батареи ЭВ1 поступает на вход стабилизатора блока питания. Па
дение напряжения на разрядном ключе не превышает 160 мВ.
Компаратор ОА 1 сравнивает образцовое напряжение на стабилитроне VD4 с на..
пряжением аккумуляторной батареи. По мере разрядки батареи увеличивается pac
соrласование образцовоrо напряжения с напряжением батареи, в результате чеrо на
выводе 9 компаратора появляется высокий уровень, который открывает транзис
тор VТ5, он, в свою очередь, открывает зарядный ключ на транзисторе VТЗ. Как
только снова появится сетевое напряжение, ключ на транзисторе VТ4 закроется,
а через ключ на транзисторе VТЗ потечет зарядный ток аккумуляторной батареи он
определяется резистором R7 и в течение первых 2,5 часов должен составлять 80 мА.
За это время батарея значителы"о заряжается и напряжение на ней без наrрузки
составляет 6,5 В. Напряжение на выходе компаратора падает, что приводит
к значительному уменьшению зарядноrо тока. В дальнейшем, при приближении Ha
пряжения батареи к номинальному 6,75 В зарядный ток составляет примерно 0,8 мА,
а указанное напряжение поддерживается с точностью до 0,01 В.
Номинальное напряжение 6,75 В устанавливают при полностью заряженной ба
тарее подстроечным резистором R11, который должен быть мноrооборотным.
Стабилитрон VDЗ необходим для Toro, чтобы при плавном снижении ceTeBoro напря..
жения ниже 150 В разрядный ключ на транзисторе VТ4 срабатывал более четко.
От редакции Подаваемое от аккумуляторной батареи приставки напряжение на стаби..
лизатор блока питания АОН не обеспечивает заданноrо напряжения на выходе стабилизатора,
и оно занижено. Тем не менее, по утверждению автора, TaKoro напряжения практически ДOCTa
точно для поддержания работоспособности телефона в экстремальной ситуации.
Журнал «Радио», 1995, N!l6, с. 38
И.НЕЧАЕВ
ВАРИАНТ БЛОКА AHTEHHOrO УСИЛИТЕЛЯ
В отличие от друrих подобных конструкций, предлаrаемый вниманию читателей
блок питания aHTeHHoro усилителя не содержит собственноrо выключателя и начи..
нает работать одновременно с включением телевизора.
Это устройство (рис. 1), представляющее собой источник стабилизированноrо
напряжения 10.. .12 В при токе наrрузки до 20 мА, приrодно для питания сравнительно
простых телевизионных антенных усилителей и конвертеров ДМВ, например, опи
санных в [1,2]. Отличительная особенность блока заключается в том, что в нем BMe
сто классическоrо трансформатора, понижающеrо напряжение сети, использован
трансформатор тока Т1, первичная обмотка KOToporo включена последовательно с
первичной цепью питания телевизора.
Трансформатор тока, на основе KOToporo строят, например, индикаторы по..
требляемой мощности [3], работает следующим образом. Протекающий через пер..
вичную обмотку ток, потребляемый телевизором, создает на ней падение напряже..
ния 2...3 В. Оно не превышает 1...2% от ceTeBoro напряжения И, конечно же, не CKa
зывается на нормальной работе телевизора. Переменное напряжение вторичной
обмотки трансформатора выпрямляется мостом VD1 VD4, а пульсации выпрямлен
Horo тока сrлаживаются конденсатором С1.
На транзисторах VТ1 VТЗ собран компенсационный стабилизатор напряжения.
194
с ero выхода стабилизированное напряжение + 10.. .12 В через дроссель L 1 подаЮl
на rнездоХЗ, к которому подключают центральный провод кабеля снижения антенны
с размещенным на ней усилителем. Вилку Х4 подключают к антенному входу телеви-
зора. Сетевую вилку телевизора подключают к rнездам Х2 устройства, а вилку Х1
к сети.
к телебиЗОР!J
Х2
Т1
VT1 VTJ J(T3158 + 10. 128
Х3
C1J
::t:
::r:
QJ
Е:
:t:
t:1
VT3 [2 [1
1нкх [4
х158 510
I П
+ [1 +
х
1DDDнкх Х4
х258
VD2 tJ
VD1 VD4
КД522Б
Хl
""' 220В
Рис. 1
:::tt
а
с)
I"j
::::J
ct:::)
Qj
Cl.J
Е:
в устройстве можно применить транзисторы КТ3158 КТ315Е, КТ312Б или из
серии КТ31 02 с буквенными индексами А, Б; диЬды любые выпрямительные (луч-
ше rерманиевые). Конденсатор С1 К50..16, С2 и СЗ К50..6, С4 кд, Kf": кле.
Дроссель L 1 типа ДM O, 1 индуктивностью 20...50 MKr или самодельный, выполнен..
ный на кольцевом маrнитопроводе диаметром 5...10 мм из феррита 1000... 2000НН;
обмотка содержит 30 витков ПрО80да ПЭВ..2 0,1...0,15.
Трансформатор тока намотан на маrнитопроводе абонентскоrо rромкоrовори"
теля, подойдет также маrнитопровод трансформаторов узч радиоприемника «Аль..
пинист..407» или аналоrичный. Первой наматывают вторичную обмотку, которая со..
держит 1000 витков провода ПЭВ..2 0,1. Затем, обернув ее слоем надежной изо..
ляции, наматывают первичную обмотку, число витков которой зависит от мощности,
потребляемой телевизором. Так, для телевизора, потребляющеrо мощность 60 Вт,
первичная обмотка должна содержать примерно 150 витков провода ПЭВ-2 0,4. Для
телевизоров с большей потребляемой мощностью число витков этой обмотки умень"
шают, а диаметр используемоrо для нее провода пропорционально увеличивают.
Окончательное число витков первичной обмотки трансформатора устанавливают
опытным путем при налаживании устройства.
Все детали блока питания, кроме разъемных соединителей и трансформатора,
монтируют на печатной плате из фольrированноrо стеклотекстолита (рис. 2). Плату и
трансформатор размещают в корпусе подходящих размеров из изоляционноrо ма..
териала. Розетку Х2 и rнездо ХЗ устанавливают на лицевой стенке корпуса. Провод
ник, соединяющий плату с rнездом ХЗ, должен быть минимальной длины не более
20...30 мм. rотовый блок питания располаrают на задней стенке телевизора вблизи
aHTeHHoro rнезда, зацепив ero с помощью крючка из проволоки за вентиляционное
отверстие, или непосредственно на подставке телевизора.
Испытание и налаживание блока питания проводят в такой последовательности.
К ero выходу подключают эквивалент наrрузки (резистор) сопротивлением 680 Ом,
195
а на конденсатор С1 подают напряжение от внешнеrо источника 15...20 В. Затем
подбором резистора RЗ устанавливают на выходе стабилизатора (на KOHдeHca
торе СЗ) напряжение 10...12 8. Далее к плате припаивают проводники вторичной
обмотки трансформатора, а блок питания с подключенным к нему шнуром питания
телевизора подключают к электросети. После включени телевизора напряжение на
конденсаторе С1 должно быть в пределах 15...18 В. Добиться этоrо можно соответ"
ствующим подбором числа витков первичной обмотки трансформатора.
lr)
к хз
к Х4
63
Рис. 2
Описанный вариант блока питания aHTeHHoro усилителя может стать универ...
сальным, т. е. приrодным для телевизоров с различной потребляемой мощностью,
если первичную обмотку TOKoBoro трансформатора выполнить с отводами и пере
ключать их в зависимости от модели телевизора.
В случае совместной работы TaKoro блока питания с антенным усилителем, опи
санным в [1], надобность в дросселе L2 и конденсаторе С9 ero развязывающеrо узла
питания отпадает.
Если появятся помехи в виде медленно переДвиrающихся по экрану rоризон
тальных полос, диоды выпрямительноrо моста нужно зашунтировать керамическими
конденсаторами емкостью в несколько тысяч пикофарад.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Телевизионный антенный усилитель. Радио, 1992, NQ 5, с. 38.
2. Илаев М. Простые антенна и конвертер ДМВ. Радио, 1988, NQ 2, с. 40.
3. Нечаев И. Индикатор потребляемой мощности. Радио, 1986, NQ 2, с. 49.
урнал«Радио», 1995,Ng 10,с.54
Е.МИЦКЕВИЧ,И.КАРПИНОВИЧ
БЛОК ПИТАНИЯ УКУ
Сейчас мноrие любители высококачественноrо звуковоспроизведения caMOCTO
ятельно изrотавливают усилители ЗЧ с весьма высокими характеристиками и BЫXOД
ной мощностью до десятков ватт. Постоянному совершенствованию подверrают все
196
звенья усилительноrо тракта, а часто и вспомоrательные устройства, opraHbI комму..
тации, индикации и т. п.
Стремление добиться максимальных качественных показателей УКУ все чаще
заставляет конструкторов пересматривать свои позиции в отношении источни"
ков питания. Это и понятно, ведь при большом потребляемом токе простейшие
сrлаживающие фильтры уже не в состоянии обеспечить удовлетворительную ста..
бильность питающеrо напряжения, а это ощутимо сказывается на качестве звуча..
ния. При воспроизведении пиков сиrнала колебания напряжения на выходе филь..
тра достиrают 5 В и более, и это заставляет предусматривать запас напряжения
питания усилителя мощности. Но запас приводит к утяжелению режима работы
выходных транзисторов усилителя и, как следствие, к снижению ero КПД инадеж..
НQСТИ.
Поэтому все большее число радиолюбителей отдает предпочтение ста..
билизированным источникам питания. К тому же в стабилизатор несложно ввести
устройство защиты от переrрузки, что весьма желательно, учитывая стоимость мощ"
ных транзисторов и трудоемкость их замены.
Какими же характеристиками должен обладать источник питания высо"
кокачественноrо усилителя мощности? К наиболее важным требованиям, предъяв"
ляемым к блоку питания УКУ, следует отнести обеспечение необходимой отдавае..
мой мощности при заданных коэффициентах стабилизации и подавления пульса..
ЦИЙ, высокую надежность и эффектив..
ность системы защиты, максимально
возможную простоту схемы и конст"
рукции, температурную стабильность
системы защиты и стабилизатора в це..
лом.
Замечено, что от стабилизатора,
предназначенноrо для работы с
усилителем мощности, не требуется
слишком большоrо значения коэффи"
циента стабилизации К ст , обычно при
80дящеrо к значительному усложне..
нию схемы. Как показала практика,
высококачественный усилитель МОЩ"
ности отлично работает со стабилиза
тором, имеющим К ст =З0. Колебания
напряжения питания при воспроизве..
дении пиков сиrнала (при выходной
мощности Рвых=60 Вт) не превышали
0,2 В и дополнительные искажения, ко..
торые в этих условиях обычны при пи..
тании усилителя ЗЧ от нестабили..
зированноrо источника, не возникали.
Рассмотрим вопросы выбора напряжения пи', ания и nopora срабатывания уст..
ройства защиты. Выходное напряжение И пит (рис. 1) OAHoro плеча блока питания
должно быть равно:
+ и пuт
Roc
:> Общ
VTl
kvC
R H
V72
и пuт
Рис. 1
И пит 'max (RH+R oc ) + L/ кэ нас'
rде 'тах значение тока, А, при максимальном азмахе выходноrо напряжения;
U кэ нас напряжение насыщения BbIxoAHoro транзистора, В;
RH сопротивление наrрузки, Ом,
Roc сопротивление резистора обратной связи в цепи эмиттера выходноrо транзи"
стара, Ом.
197
Примем R H = 4 Ом, так как для мощноrо усилителя это наиболее типичный случай.
Если в указанное неравенство подставить численные значения, нетрудно убедиться,
что напряжение одноrо плеча блока питания для усилителя мощностью 60...80 Вт
лежит в пределах 27...33 В.
Остановимся на вопросе определения пороrа срабатывания системы защиты по
току. Совершенно ясно, что этот пороr должен быть таким, чтобы было обеспечено
неискаженное воспроизведение сиrнала при максимальной выходной мощности.
С друrой стороны, пороr не должен превышать значения 'к тах выходных транзисто
ров.
Как известно, полезная мощность в наrрузке
R U тax ' maxRH
н 2R H 2
откуда
f:P:
'тах = v 2 R;; '
Исходя из этоrо соотношения составлена таблица значений пороrа срабатыва
ния '3, системы защиты по току для различных значений выходной мощности.
Таблица соответствует случаю, KorAa каждый канал усилителя питается от OT
дельноrо стабилизатора (если же оба усилителя мощности питаются от общеrо ис..
точника, пороr срабатывания должен быть удвоен). Ориентировочно можно при..
нять /3= (1,03...1,07) 'тах'
Таблица
р Н' ВТ 35 40 50 60 70 80
'тах' д 4,18 4,47 5 5,48 5,92 6,32
1з, д 4,3 4,6 5,2 5,6 6,2 6,5
На основании сказанноrо и это подтверждает практика можно сделать вывод
о нецелесообразности питания обоих усилителей мощности от одноrо стабилизиро..
BaHHoro источника.
Немаловажным является и вопрос выбора типа системы защиты. Защитные уст..
ройства со стабилизацией тока в аварийном режиме здесь использовать нельзя. Дело в
том, что, как правило, при замыкании цепи наrрузки через реryлирующий транзистор
стабилизатора будет протекать очень большой ток. Если немедленно не принять меры
по ero оrраничению, возможен тепловой пробой реryлирующеrо транзистора стабили..
затора, а вслед за этим часто и выходных транзисторов усилителя мощности.
Устройства защиты с закрыванием реrулирующеrо транзистора обладают срав"
нительно низким, но вполне достаточным быстродействием. Различают две разно..
видности таких устройств с самовозвратом и с «триrrерным эффектом». Первые
автоматически возвращают стабилизатор в рабочий режим после устранения при..
чины переrрузки. Вторые оставляют закрытым реrулирующий транзистор стабилиза..
тора, и вернуть ero в режим стабилизации после устранения аварии можно только
внешним воздействием. -
На наш взrляд, устройства с самовозвратом нежелательно использовать для за
щиты усилителя мощности. Если переrрузка носит циклический характер (напри..
мер, при воспроизведении фоноrраммы с максимальным уровнем), питание на уси...
198
литель будет поступать прерывисто из за периодических срабатываний системы за
щиты. Это приведет к MHorOKpaTHoMY повторению переходноrе> процесса в усилите..
ле, что может вызвать ВЫХОД ero из строя.
Более предпочтительны устройства с «триrrерным эффектом». Они весьма эф
фективны в процессе налаживания, испытания и ремонта усилителей, коrда вероят"
насть возникновения аварийной ситуации довольно высока.
С учетом всех приведенных выше РQссуждений был разработан стабилизатор,
схема KOToporo показана на рис. 2.
Основные технические характеристики
Выходное напряжение, В .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . , . . . . , . . . , . .
Входное напряжение, В ............................ ..........................
Пределы реrулирований nopora срабатывания системы защиты, Д ...............
Коэффициент стабилизации при токе 'н = 6 Д ......... .................,........
Выходное сопротивление, Ом ...................... ............,.............
Время срабатывания защиты, мкс, не более ... . . . . . .. ..................,.......
2хЗ2
2х51
О.. .6,5
100
0,03
40
Стабилизатор выполнен по компенсационной схеме с использованием в реI)'ЛИРУЮ
щем элементе COCTaBHoro транзистора. Оба плеча стабилизатора схемно одинаковы.
Применение в управляющем элементе стабилитрона Д818Б, имеющеrо OT
рицательный ТКН стабилизации, позволило резко снизить температурный дрейф
выходноrо напряжения. Использование транзисторов различной структуры в уст..
ройстве сравнения (VТ4) и реrулирующем элементе {VТ1} приводит, с одной CTOpO
НЫ, К необходимости введения цепей запуска стабилизатора. С друrой стороны, Ta
кое построение дает и некоторые преимущества. В частности, для срабатывания
системы защиты нужен лишь короткий переключающий импульс для надежноrо
закрывания реrулирующеrо элемента стабилизатора. Это состояние весьма ус..
тойчиво И нет необходимости в том, чтобы транзистор системы защиты vrз после ее
срабатывания был постоянно открыт.
Цепь запуска представляет собой резистор RЗ, шунтирующий реryлирующий эле..
мент и подключаемый контактами К1. 1 реле времени (рис. 3). В исходном состоянии
(блок питания обесточен) контакты К1. 1 и К1. 2 реле К1 замкнуты. После подач и пита
ния в течение примерно 1 с происходит запуск стабилизатора. Затем реле сра..
батывает, контакты размыкаются и цепь запуска отключается.
В случае переrрузки или замыкания цепи наrрузки падение напряжения на рези..
сторе R7 приоткрывает транзистор vrз. Из..за этоrо начинает закрываться транзис
тор VТ4 и вслед за ним транзисторы VТ1 и VТ2. Уменьшение напряжения на эмиттере
транзистора VТЗ приводит к еще большему ero открыванию, и реrулирующий эле..
мент лавинообразно закрывается (реле К1 при этом остается включенным). После
срабатывания системы защиты выходное напряжение и ток через цепь наrрузки BeCb
ма малы. Даже при разоrретом до 80 ос корпусе транзистора VТ2 ани не превышают
соответственно 2 мВ и 100 мкА.
Для перевода стабилизатора в рабочий режим после устранения причины пере..
rрузки нужно на короткое время отключить питание усилителя. На рис. 4 и 5 показаны
экспериментально снятые rрафические зависимости BbIxOAHoro напряжения и тока
наrрузки от сопротивления наrрузки при различных значениях nopora срабатывания
системы защиты.
С целью полной развязки по питанию для каждоrо канала усилителя предусмотрен
отдельный стабилизатор. Выпрямители выполнены по двуполупериодной мостовой
схеме со сrлаживающими емкостными фильтрами.
Общий коэффициент передачи тока cocTaBHoro транзистора VТ1 и VТ2 должен
быть не менее 70000, а транзистора VТ4 более 100. В целях повышения четкости
срабатывания защиты статический коэффициент передачи тока транзистора VТЗ
должен быть не менее 150.
199
R31K 22
+518 К11 6 +328
1 8 9
R1 3 R5
5,6к 1,5к VDI Rl1
R2 Д818Б
],6к 5 1,6к
[1*
.......
D,1мк R12
t;;::
Qj 1к
Е:
:::::J
1: ClJ
tt::
<'1")
:::::,..
::в
<:с:') VT4
tj
КТ50ЗЕ :х:
R8
R4 R6 150
3к 51
R9
....... 2 68
10
R2D 0,1 19
11
+ R21
R17 R18 68
3к 51
R22
150
ClJ
VT8
1"1
Qj :::::,..
КТ5О2Е
::;)
1: tj
:1:
g.
::с
<:с:')
R25
lк
[2
R15 О,lмк
3,6к 15 VD2 R26
R14 VT5 R19 Д818Б 1,6к
5,6к 13 КТ8158 VT6 1,5к
12 КТ8258 18 20
51B R16 lк Кl.2 16
32B
24
Рис 2
200
Транзисторы VТ2 и VТ6 установле
ны каждый на теплоотвод с полезной
площадью 1000 см 2 через изолирую
щие прокладки. На прокладки с обеих
сторон нанесена теплопроводящая
смазка КПТ 8 (rOCT 19 783..74), что
позволило значительно снизить теп
ловое сопротивление корпус транзи"
стора ....... теплоотвод. Транзисторы
VТ1 и VТ5 установлены на теплоотво"
дах, изrотовленных из дюралюмини..
eBoro уrолковоrо профиля 15х15 мм
и имеющих площадь поверхности
около 1 О см 2 .
В стабилизаторе применены подстроечные резисторы СП4..1. Конденсаторы С 1 ,
с2....... КМ..5, остальные К50..6. Резисторы R7, R20...... проволочные.
Вместо транзистора КТ8148 можно использовать КТ8168, KT816r, КТ6268,
КТ626Д; вместо КТ827В ....... КТ827Б; вместо KT315r ....... КТ50зr, вместо КТ503Е .......
КТ602Б, КТ603Б, КТ5QЗБ, КТ50зr: КТЗ102Д КТ3102В, КТ3102Д, КТ3102Е; вместо
KT815B KT8178, KT817r: КТ961А, КТ807А,
КТ807Б, КТ801А, КТ8016; вместо КТ8258........
КТ825А, КТ825Б, KT82Sr; вместо КТ361 r
КТ501Е,КТ501К,КТ502Б,КТ502 КТ3107Б,
КТ3107И; вместо KT502E KT502r: КТ502Д,
КТ501 М.
Для налаживания стабилизатора необ..
ходимы вольтметр, амперметр, наrрузоч
ный резистор мощностью 250...300 Вт (на..
пример, реостат РСП..2); желательно иметь
также осциллоrраф с закрытым входом и
rраничной частотой не ниже 1 мrц. Нала..
живают поочередно все плечи стабилиза..
торов. Сначала запускают стабилизатор
без наrрузки кратковременным подключе..
нием резистора R3, устанавливают ПОД"
строечным резистором R12 нужное выход..
ное напряжение. Реостат переводят на максимум сопротивления и через амперметр
подключают к выходу стабилизатора. Если показания вольтметра не изменились,
самовозбуждения нет. В противном случае
придется подобрать конденсатор С 1.
Систему защиты налаживают, пред
варительна установив движок ПОАстроечно
ro резистора R8 в нижнее по схеме положе
ние. Уменьшая сопротивление наrрузки, ДО"
биваются показания амперметра, paBHoro
nopor08QMY, затем перемещают движок pe
зисrора R8 до срабатывания защиты. Peoc
тат возвращают в положение максимальноrо
сопротивления, отключают и снова включают
питание стабилизатора и снова уменьшают
сопротивление наrрузки до срабатывания
зашиты. Если необходимо, положение ДВИЖ
ка резистора А8 корректируют. Налаживать
30
'<i 'о
11 Lr)
"'"
'о
'{j
идых, В
20
10
о
5
7
6
8 R H , Ом
Рис. 4
+518
1
R1
15Ок
VD1
Д22З
К1
VTl
ПЗD7
2
..L
VT2
КТ5DЗВ
R2
6,2к
Рис. 3
/з, А
6,5А
1\ 6,2А
'"
'" 5,6А
f'.. 5,2А
,
'" 4,6А
"- 4,3А
6
5
4
5
6
7
8 R H1 Ом
Рис. 5
201
систему защиты нужно быстро, чтобы не переrреть МОЩНЫЙ транзистор pery..
лирующеrо элемента.
MHoroKpaTHo проведенные испытания показали высокую надежность работы ста..
билизатора и эффективность системы защиты, что подтверждает правильность под..
хода к проектированию источника питания для усилителя мощности.
Журнал «Радио», 1 987, NQ 2, С. 44
ю. rYCEB
СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ для «СЛАВЫ»
Этот электронно"механический будильник пользуется большой популярностью.
Питается он от одноrо элемента 373, который не всеrда удается заменить из..за
отсутствия ero в продаже. Выход из положения питать «Славу» от ceTeBoro блока,
обеспечивающеrо стабилизированное напряжение 1 ,5 В. Схема TaKoro блока приве..
дена на рисунке.
VD1 Д226Д
ХТ1
VT1
КТ801А
VT3 КТ361Д
R1 1, 1 к
R3* 11О
ХР1 Т1 3
1
[2
О,1мк
2 [1 + VT2 VT4
4 5DОмкх к ТЗ 158 КТ3158
х258
ХТ2
Понижающий трансформатор Тl ТВК..11 ОЛМ (унифицированный выходной
трансформатор кадровой развертки телевизора). Снимаемое с ero вторичной об..
мотки напряжение выпрямляется диодом VD1 и поступает на стабилизатор, выпол
ненный на транзисторах VТ1 VТ4. С зажимов ХТl и ХТ2 стабильное напряжение 1,5 В
подается на будильник.
Детали блока питания нужно смонтировать в корпусе из изоляционноrо материала.
При проверке блока питания к зажимам следует подключить резистор соп..
ротивлением 4,7 кОм и вольтметр постоянноrо тока, после чеrо подбором резисто
ра R3 установить выходное напряжение 1 ,5...1 ,7 В.
Журнал «Радио», 1989, NQ 2, С. 69
202
д. ДАНЮК, r. ПИЛЬКО
СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ
ПЕРЕНОСНОЙ РАДИОДП ПАРА ТУРЫ
в значительной части переносных радиоприемников и маrнитофонов работают
динамические rоловки со звуковыми катушками сопротивлением 8 Ом при на..
пряжении источника питания 9 В. Максимальный ток, потребляемый их бестранс..
форматорными усилителями мощности, достиrает 0,4...0,5 А. Тем не менее реrули..
рующий транзистор стабилизатора источника насыщается при меньшем токе на..
rрузки (/макс < 0,2 А). В этом случае резко увеличивается размах пульсаций выходноrо
напряжения, что является причиной ухудшения качества как радиоприема, так и ВОС'"
произведения звука [1]. Лучшее средство из...
бежания таких явлений увеличение запаса
мощности источника питания.
На рис. 1 приведены наrрузочные харак'"
теристики двух промышленных блоков питания:
БП 9/60 специализированноrо источника для
радиоприемников типа «ВЭФ» и ИПС...9jО, 1 ис...
точника общеrо применения, снабженноrо
двухпроводным выходным кабелем сопротивле...
нием R a . K около 0,2 Ом. Для обоих источников ха...
рактерна абсолютная нестабильность выходноrо
напряжения АU вых , увеличивающаяся с ростом Рис. 1
BbIxoAHoro тока 'ВЫХ. Значение АU вых у ИПС..9/0,1 больше, чем у БП..9j60, особенно в
области больших значений 'вых. Причина тому R a . K ,которое добавляется к выходному
сопротивлению стабилизатора (R BbIx ), Очевидно, что у этих блоков общая относительная
U!Jb!'i(, В
8
6
4
2
О
0,1
0,2
/бых,А
нестабильность I1/jBbIx 1 0%. Серьезный недостаток некоторых промышленных блоков
вых
питания отсутствие средств защиты при коротких замыканиях в наrрузке.
Предлаrаемый источник питания (рис. 2) проверен в работе с различной аппа..
ратурой в течение более десяти лет. Он рассчитан на присоединение двухпроводным
кабелем и обеспечивает выходное напряжение 5.. .12 В при токе до 0,8 А. Источник,
обладающий повышенной стабильностью выходноrо напряжения при изменениях
тока наrрузки и надежно защищенный от замыканий, представляет собой последо..
вательный компенсационный стабилизатор напряжения. Цепь обратной связи ста..
билизатора образуют делитель напряжения R4R5R8 и транзистор VТб.
Источник обраЗЦО80rо напряжения, выполненный на стабилитроне VD4 и ре..
зисторе R6, питается выходным напряжением стабилизатора. Стабилитрон VD2,
транзистор VТ1 и резисторы R 11 R2 образуют источник тока, являющийся наrрузкой
транзистора VТ6. Устойчивость работы стабилизатора обеспечивается конденсата..
рами С4 и С5.
Подробно работа компенсационноrо стабилизатора описана в [2].
В блоке использован сетевой трансформатор ТС...14...2 или друrой, обмотка 11 ко..
Toporo обеспечивает переменное напряжение 16.. .18 В при токе до 1 А. На холостом
ходу ток первичной обмотки не превышает 25 мА. Конденсатор С 1, шунтирующий
обмотку 11, предотвращает возникновение интерференционных помех при закрыва..
нии диодов выпрямительноrо моста VD 1.
Электронная система защиты источника от замыкания выхода выполнена по типу
RS",триrrера с запуском в цепи базы транзисторов [З]. Отличается от аналоrичных
reM, что функцию наrрузки транзистора VТЗ выполняют цепь смещения VD2R1 и
203
04
, ХRfJп 'zad.
"
--.:r
Q::"C5
'-1'
l..J
'-1'
"t"'--.
l....
"t"'--.
'{)
h:
C::::"t"'--.
"t"'--.
"t"'--.'Q
C::::IV-\
+
8 ZJ . "s=XlqfJп
'{)
Q::'{)
)(
"t"'--.
+
.;.
11
)ос
"t"'--.
c:i
"t"'--.
l..J
х:
Q:)
lt1 'O
l..J ><
'::::J
::::J
:::r
с)
+
<:::::>
"t"'--.
--.:r;;
l..J
t
"С5'
r-.....
с::::
"t"'--.l.J
Q:)
Vj.
Jt со
Q:C:::)
слr"J
Q:
"C5
"
C\I
()
:s:
а..
;;
IE са
r"J
c:i (
1-- '\ .
..!)
V)
t 1
эмиттерный переход транзистора VT2, а транзистор VT2 наrружен источником
тока VТ1 и входом реryлирующеrо cOCTaBHoro транзистора VТ4VТ5. Начальную уста..
НО8КУ триrrера защиты осуществляют кнопкой 581, а возврат в исходное состоя
ние сиrналом на базу транзистора VТЗ через резистор R7.
Действие системы защиты поясняет наrрузочная характеристика источника, при
веденная на рис. 3,а. Она соответствует U вых =9 В при R10=0. Пороr срабатывания
защиты U п =3,3...4 В задается, rлавным образом, напряжением открывания стаби
литрона VDЗ. Сравнение характеристик на рис. З,б для R10=0 и R 10=0,2 Ом с рис. 3,а
показывает, что компенсация позволила уменьшить нестабильность U вых в интерва
ле 0< 'вых s 1 А примерно в 1 О раз.
После включения питания тумблером
SA 1 (КМ..1..1) система находится в исход
ном состоянии: ток через стабилитрон
VDЗ и светодиод HL 1 и падение напря..
жения на резисторе R9 близки к нулю, а
транзистор VТЗ и реrулирующий VТ4VТ5
закрыты. Ток, текущий через стабилит
рон VD2 и резистор R1, поддерживает
транзистор VТ2 в насыщении.
При нажатии на кнопку 58 1 транзис
тор VT2 закрывается, вследствие чеrо
коллекторный ток транзистора VТ1 пере..
ключается в цепь базы транзистора VТ5 и
переводит реrулирующий элемент в pe
жим стабилизации BbIxoAHoro напря
жения. Коrда напряжение на KOHдeHcaTO
ре С5 превысит noporOBoe, транзисто
ры VТЗ и VТ6 открываются. Устройство при
этом изменяет исходное состояние и фик
сирует режим стабилизации выходноrо
напряжения. Одновременно заrораеrся
светодиод HL 1.
При переrрузке ПО току линейный pe
жим стабилизации нарушается, и на BЫ
ходе устройства появляются пульсации
напряжения большой амплитуды. Коrда
при пульсациях выходное напряжение
становится меньше пороrовоrо, транзис
тор VТЗ закрывается, а транзистор VТ2
открывается. В результате реrулирую
щий транзистор VТ4VТ5 закрывается и
устройство возвращается в исходное co
стояние, в котором оно было до нажатия
на кнопку «Пуск». Светодиод HL 1 raCHeT.
Такая защита удобна для маломощных стабилизаторов, способных при замыка
нии выхода оrраничивать выходной ток на уровне, не позволяющем в течение хотя
бы нескольких секунд выйти из строя реrулирующему транзистору из..за превышения
допустимой мощности. Она может быть использована и с микросхемными стабили..
заторами серии К142 [4].
Отличительной особенностью описываемоrо источника является положительная
ОС по току, компенсирующая падение напряжения на выходном кабеле (РИС. 3,6).
Положительная ОС осуществляется через резистор R10, включенный в разрыв об..
щеrо ПрО80да стабилизатора. Компенсация достиrается за счет Toro, что с увеличе..
и8ых, В
8
6
I Rl0=D j
.....
I.':s
1::
4
2
О
U П
........
0.5
1
1 5 /8ых, А
а)
и8ых, В
9
R10= 1 Ом
0,5 ОМ
0,2 ОМ
0,1 ОМ
О
8
05
1
1.5 / дых, А
6)
РИс.З
205
нием 'вых падение напряжения на резисторе R10 уменьшает напряжение на базе
транзистора VТб относительно образцовоrо напряжения на стабилитроне VD4. При
снижении напряжения на базе транзистора VТб уменьшается ero коллекторный ток и
растет ток базы транзистора VТ5. В результате падение напряжения на реryлирую..
щем транзисторе уменьшается, тем самым компенсируя падение напряжения на
выходном кабеле, равное 'вых Ra.K [2].
При настройке устройства достаточно достичь точной компенсации 6.и вых только
в одной точке наrрузочной характеристики, которую выбирают при 'вых s:./Mat<c. Делают
это подбором резистора R10. Необходимое сопротивление этоrо резистора можно
ориентировочно выбрать из условия компенсации I1U sblx :
R10 UO(R T + Ra.K.Ku)
, Кu Uвых R U о ·
Здесь Ku =30 коэффициент стабилизации по напряжению при /вых=/макс=О,8 А;
R r =10 Ом; Ra.t<=O, 16 Ом; и о =3,3 в;и вых =9 В. Расчетное сопротивление R10 к 0,18 ОМ.
Конструктивно резистор R 1 О выполнен как бифилярная катушка, намотанная про..
водом ПЭВКТ..1 диаметром 0,2 мм на корпусе резистора МЛТ -1. Можно также ис-
пользовать медные ПрО80да диаметром меньше 0,1 ММ.
Детали источника смонтированы на плате размерами 165х70 мм. Транзистор VТ4
установлен на теплоотводе площадью 70 см 2 .
Для 'вых =0 источник обеспечивает: Ku >170, двойную амплитуду пульса-
ции и вых <6 мВ, ток потребления....... 27 мА. Интервал реrулировки BbIxoAHoro напряже-
ния: 4,5 В< и вых <12,6 В. При и вых =9 В максимальный коэффициент полезноrо дей"
ствия 45%.
ЛИТЕРАТУРА
1 . Соболевский А. r. Почему появились искажения? М.: Радио и связь, 1985.
2. ИСТОЧНИКИ электропитания на ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ приборах. ПОД редакцией: Додик С. Д.,
rальперин Е. И. М.: СОВ. радио, 1969.
З. Daпuk о. L., Pilko G. V. // Flip-Flop PSU Protection.// Electronies World + Wireless World, 1992,
March, R 211.
4.ДанюкД. п., Пилько r В. Триrrерная защита на К142ЕН1А........ К.: РадиоАматор, 1994, N2 12, с. 23.
Журнал «Радио», 19961 N9 1, С. 55
И.НЕЧАЕВ
СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ
ЭЛЕКТРОННО..МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ С ПОД СВЕТКОЙ
Источником питания бытовых настенных или настольных электронно-механичес-
ких часов..будильников с привычным ДЛЯ нас стрелочным циферблатом обычно слу
жит rальванический элемент 343. Однако в доме таких часов может быть несколько,
поэтому, естественно, периодически возникает проблема замены отслуживших свой
срок элементов питания. В таких случаях rальванический элемент можно заменить
сетевым блоком питания, о чем рассказывалось неоднократно, например, в [1,2]. Но
здесь возникает друrая неприятность остановка с<хода» часов при пропадании
ceTeBoro напряжения.
Более надежными и удобными в эксплуатации являются сетевые блоки питания
с накопителями электроэнерrии в виде малоrабаритных никель кадмиевых аккуму"
ляторов д-о, 1, Д..О, 125. Они обеспечат нормальную работу часов как при KpaTKOBpe
менных, так и длительных пропаданиях напряжения в сети.
206
Предлаrаемый блок питания электронно механических часов, схема KOToporo при..
ведена на рис. 1, является усовершенствованным вариантом блоков, описанных в [3,4].
Основное ero отличие возможность подсветки циферблата в темное время суток.
Конструкция блока соответствует rабаритам rальваническоrо элемента 343 (R14), что
позволяет быстро встраивать ero в acы без каких либо доработок.
SA 1 'Выкл'
[1
lмкх
Х1 х25О8 EL 1 EL2 VD3 КД1D2Б
R 02P VD1 КС21JБ +
L....
R1 + t:j
"'"" 1111 l.J
2208 ""
75Ок + t:)
VD2 [3 ::r-
КД 1026 и1
68мк х 1,358
х6,38
[2 1мкх250В
Рис. 1
Конденсаторы С1 и С2 выполняют функцию балластных реактивных элементов,
rасящих избыточное напряжение сети. Их номинальные емкости определяют значе..
ние тока, протекающеrо через них. Блаrодаря тому, что конденсаторы включены
в разные сетевые провода, напряжение на всех друrих элементах блока по отноше..
нию к земле не превышает половины ceTeBoro. Кроме Toro, в случае аварийной ситуа..
ции эти элементы окажутся соединенными с землей, ток замыкания будет оrраничен
и не приведет к тяжелым последствиям.
Если контакты выключателя SA 1 замкнуты, то при отрицательной полуволне сетево..
ro напряжения на верхнем по схеме проводе диод VD2 откроется и через Hero будут
заряжаться конденсаторы С1 и С2. При положительных же полуволнах конденсаторы
cTaHyr перезаряжаться, ток потечет, в первую очередь, через открытый диод VDЗ и нач...
нет подзаряжать аккумулятор G 1 и конденсатор сз. Напряжение полностью заряженно..
ro аккумулятора будет не менее 1 ,35 В, а на светодиоде HL 1 около 2 В. Поэтому
светодиод начнет открываться и тем самым оrраничивать зарядный ток аккумулятора.
Следовательно, аккумулятор постоянно будет в заряженном состоянии.
Таким образом, при наличии напряжения в сети часы питаются от нее во время
положительных полупериодов, а во время отрицательных полупериодов ........ энерrи...
ей, запасенной аккумулятором Gl и конденсатором сз. При пропадании ceTeBoro
напряжения источником питания становится только аккумулятор, энерrии KOToporo
хватит на несколько суток и даже недель непрерывной работы часов......... в зависимое...
ти от значения потребляемоrо ими тока.
Освещение циферблата включают размыканием контактов выключателя SA 1. В этом
случае ток зарядки и разрядки конденсаторов С1 и С2 протекает через нити какала
ламп EL 1 и EL2, и они начинают светиться. А ранее замкнутый двуханодный стабилит..
рон VD1 теперь выполняет две функции: оrраничивает напряжение на ламrах до значе..
ния, при котором они светятся с небольшим недокалом (что увеличивает срок их службы),
и в случае переrорания нити накала одной из ламп, пропускает через себя зарядно..раз...
рядный ток конденсаторов, что предотвращает нарушение работы блока питания в целом.
Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов С1 и С2 при отключении устрой
ства от сети
207
Все элементы устройства, кроме ламп накаливания EL 11 EL2 и выключателя SA 1 ,
размещаются на печатной плате из ABYCTopoHHero фольrированноrо стеклотексто
лита толщиной 1,5...2 мм (рис. 2). Форма платы с деталями на ней напоминает rаль
ванический элемент 343, который можно вставить в соответствующий отсек часов.
Для имитации контактов плюсовоrо и минусовоrо электродов элемента питания пе
чатные проводники обеих сторон платы по краю опаяны тонкой фольrой (например,
удаленной с заrотовки платы). На плату приклеивают конденсаторы Сl и С2, aKKYMY
лятор, а затем распаивают остальные детали блока питания.
Конденсаторы С1 и С2 К73 на номинальное напряжение не менее 250 В, СЗ
К52, K50 6. Двуханодный стабилитрон КС21ЗБ (VD1) можно заменить на два вклю
ченных встречно..последовательно стабилитрона Д814Д, КС213Ж, КС512А. Дио
ДЫ VD2 и VDЗ любые выпрямительные малоrабаритные. Светодиод HL 1 любой
из серии ДЛ341, надо только
предварительно отобрать экзем..
пляр, у KOToporo прямое напря..
жение при токе 1 О мА составит
1 ,9.. .2,1 В. Лампы накаливания
EL 1 и EL2 СМН6,3..20 (на на..
пряжение 6,3 В и ток накала 20
мА) или аналоrичные слаботоч"
ные. Выключатель SA 1 может
быть любой конструкции, важно
лишь, чтобы ero корпус был на..
дежно изолирован от сети.
В один из входных сетевых
проводов устройства, например,
внутри вилки Х1, желательно
включить токооrраничительный
резистор R orp (на рис. 1 обозна..
чен штриховыми линиями) со..
противлением 36.. .51 Ом на мощ"
ность рассеяния 0,5 Вт, предотв..
ращающий возможный выход из
строя элементов устройства в
момент подключения блока пита..
ния к сети.
Смонтированный блок питания можно поместить в цилиндрический корпус из
изоляционноrо материала или просто обмотать ero изоляционной лентой. Лампы
накаливания и малоrабаритный выключатель SA 1 устанавливают в наиболее подхо..
дящем для них месте корпуса часов.
50
: ',:: ,::;;; ....:.. ':'.': ::.:. . .:'" .
.: :(..:..:.:.«\..:..:' .:.-
:+':..; '\: ': : :':" : '::::':::: ::.у . .' VD .:.
.\(.:.. . . -:! '.' .... '.' ...... . .'.
..... .... ./. . ......
.:.::::':.::'::: ':: :":':::::1J..:::'.:.:::'::: :::..:..... VD1 '.'
.. . .
. '.
'.'
. .
к EL2,SA 1,EL 1
47
....
к Х1
::f
R
I
[1
о . :. ':'.
. .
[2
. . ":'.: :. '-1'
'. '::"::::'.
. :.е. ..... _:'.
...'. -.8
: . .8 8 8.
Рис. 2
ЛИТЕРАТУРА
1. Верхало Ю. Блок питания для «Славы». Радио, 1992, NQ 1, с.67.
2. Нечаев И. Блок питания для электронно механических часов. Радио, 19901 NQ 6, с.76.
з. Нечаев И. Блок питания на оптопарах. Радио, 1996, NQ 6, с.42.
4. Каревекий В. Блок. заменяющий элемент питания. Радио, 1996, NQ 6. с.41
Журнал «Радио», 1998. N99. с 50
208