Описываемый блок питания предназначен для использования в радиолюбительской лаборатории. Несмотря на то, что в радиолюбительской литературе печаталось множество схем подобных устройств, данный блок питания не требователен к специализированным микросхемам и импортным элементам. В настоящее время вопрос приобретения микросхем по-прежнему актуален и в некоторых регионах, доставать их проблематично. Данный блок питания является модернизацией блока питания, описанным в ( II ). Блок питания собран лишь из доступных деталей.
Характеристики блока питания:
Выходное напряжение регулируется от 0 до 30 В.
Выходной ток 5 А.
Падение напряжения при токе от 1 А до 6 А ничтожно мало и на выходных показателях не отражается.
Схема блока питания показана на рис.1 ниже
Рис. 1
Данный блок питания содержит три основных узла: внутренний сетевой узел питания VD 1- VD 4, C 1- C 7, DA 1, DA 2, узел защиты от перегрузки и КЗ VS 1, R 1- R 4, VD 3 и основной узел – регулируемый стабилизатор напряжения VT 2- VT 7, VD 4- VD 5, R 4- R 14, C 8.
А так же к блоку питания добавляется цифровая панель, т.е. блок индикации, который показан на рис.5.
Внутренний сетевой узел питания построен по традиционной схеме с сетевым трансформатором Т1.
Узел защиты особенностей не имеет. Датчик тока рассчитывался на ток 3А, но можно его рассчитать и на 5А. Длительное время блок питания эксплуатировался с током 5А. Никаких сбоев в его работе не наблюдалось. Диод HL 1 индицирует перегрузку по току или КЗ в нагрузке.
Основной узел – регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа. Он содержит входную дифференциальную ступень на транзисторах VT 5, VT 7, две ступени усиления на транзисторах VT 3 и VT 2, и регулирующий транзистор VT 1. Элементы VT 4, VT 6, VD 4, VD 5, R 5 — R 8, R 10 образуют стабилизаторы тока. Конденсатор С8 предотвращает самовозбуждение блока. Т.к. транзисторы VT 5 и VT 7 не подбирались одинаковыми, то имеется определенное «смещение нуля» этого каскада, которое и является минимальным напряжением блока питания. В небольших пределах оно регулируется с помощью подстроечного резистора R 7 и, в авторском варианте достигало на выходе блока питания приблизительно 47 m V . Выходное напряжение регулируется резистором R 13. Верхняя граница напряжения – подстроечным резистором R 14.
Рис. 2
Конструкция и детали. Мощность трансформатора Т1 должна быть не менее 100 – 160вт, ток обмотки II – не менее 4 – 6А. Ток обмотки III – не менее 1…2А. Диодную сборку RS 602 можно заменить на сборку RS 603 или диодами, рассчитанными на ток 10А. Диодный мост VD 2 можно заменить на любой из серии КЦ402 – КЦ405, которые приклеиваются со стороны печатных дорожек, зеркально конденсатору С1 и соединяются гибкими проводниками с контактными площадками VD 2 на плате. Транзистор VT 1 следует устанавливать на теплоотводе площадью не менее 1500см 2 . Площадь радиатора рассчитывается по формуле S = 10 I n ( U вх. – U вых. ), где S – площадь поверхности радиатора (см 2 ); I n – максимальный ток, потребляемый нагрузкой; U вх. – входное напряжение (В); U вых. – выходное напряжение (В).
Транзистор КТ825А – составной. Его можно заменить парой транзисторов, как показано на рисунке 2.
Данные транзисторы, соединенные по схеме Дарлингтона. Резистор R 4 подбирают экспериментально, по току срабатывания защиты. Резисторы R 7 и R 14 – многооборотные СП5-2. Резистор — R 13 любой переменный с линейной функциональной характеристикой (А). В авторском варианте применен переменный резистор ППБ-3А на 2,2К — 5% . Микросхемы DA 1 и DA 2 можно заменить аналогичными отечественными КР142ЕН5А и КР1162ЕН5А. Их мощность позволяет стабилизированное напряжение ± 5 В для питания внешних нагрузок с током потребления до 1А. Данной нагрузкой является цифровая панель, которая используется для цифровой индикации напряжения и тока в блоках питания. Если не использовать цифровую панель, то микросхемы DA 1 и DA 2 можно заменить микросхемами 78 L 05 и 79 L 05.
Печатная плата блока питания показана на рис.3 и рис.4.
Рис. 3
Рис. 4
Налаживание. Так как конструкция расположена на 2-х печатных платах, сначала настраивают блок питания, далее блок цифровой индикации.
Блок питания. При исправных деталях и отсутствие ошибок в монтаже устройство начинает работать сразу после включения. Его налаживание заключается в установлении необходимых пределов изменения выходного напряжения и тока срабатывания защиты. Движки резисторов R 7 и R 13 должны находиться в среднем положении. Резистором R 14 по вольтметру добиваются показания 15 вольт. Затем движок резистора R 13 переводят в минимальное положение и по вольтметру резистором R 7 устанавливают 0 вольт. Теперь движок резистора R 13 переводят в максимальное положение и резистором R 14 по вольтметру устанавливают напряжение 30 вольт. Резистор R 14 можно заменить постоянным, для этого в плате предусмотрено место – резистор R 15. В авторском варианте это резистор 360 Ом. Размер печатной платы блока питания 110 х 75 мм . Диоды VD 3 – VD 5 можно заменить на диоды КД522Б.
Цифровая панель состоит из входного делителя напряжения и тока, микросхемы КР572ПВ2А и индикации из 4-х семисегментных светодиодных индикаторов, показанных на рис 5. Резистор R 4 цифровой панели состоит из 2-х отрезков константанового провода ? =1мм и длиной 50мм. Разница в номинале резистора должна превышать 15 — 20%. Резисторы R 2 и R 6 марки СП5-2 и СП5-16ВА. Переключатель режимов индикации напряжения и тока типа П2К. Микросхема КР572ПВ2А представляет собой преобразователь на 3,5 десятичных разрядов, работающий по принципу последовательного счета с двойным интегрированием, с автоматической коррекцией нуля и определением полярности входного сигнала.
Для индикации использовались импортные светодиодные семисегментные индикаторы KINGBRIGT DA 56 – 11 SRWA с общим анодом. Конденсаторы С2 – С4 желательно применять пленочные типа К73-17. Вместо импортных семисегментных светодиодов можно применить отечественные с общим анодом типа АЛС324Б.
Рис. 5
Цифровая панель индикации напряжения и тока. После включения питания и безошибочном монтаже, при исправных деталях должны засветиться сегменты индикации HG 1- HG 3. По вольтметру резистором R 2 на ножке 36 микросхемы КР572ПВ2 выставляется напряжение 1 вольт. К ножкам (а) и ( b ) подключают блок питания. На выходе блока питания устанавливают напряжение 5 … 15 вольт и подбирают резистор R 10 (грубо), заменив его, на время, переменным. С помощью резистора R8 устанавливают более точное показание напряжения. После чего, к выходу блока питания подсоединяют переменный резистор мощностью 10 … 30 ватт, по амперметру выставляют ток равным 1А и резистором R 6 выставляют значение на индикаторе. Показание должно быть 1,00. При токе 500 мА – 0,50, при токе 50мА – 0,05. Таким образом, индикатор может индицировать ток от 10мА, т.е. 0,01. Максимальное значение индикации тока 9,99А.
Для большей разрядности индикации можно применить схему на КР572ПВ6. Размер печатной платы цифровой панели 80 х 50 мм ., рис.6 и рис.7. Контактные площадки U и I на печатной плате цифровой панели, с помощью гибких проводников подключаются к точкам соответствующих индикаторов HG 2 и HG 1. Микросхему КР572ПВ2А можно заменить на импортную микросхему ICL7107CPL.
Рис. 6
Рис. 7
Литература:
• Стабилизированный выпрямитель тока типа ТЭС 12 – 3 – НТ. г Горце Делчев. Болгария. 1984г.
• А.Патрин Лабораторный блок питания 0…30 В. РАДИО №10 2004г., стр.31.
• Импульсный блок питания на базе ПК. С.Митюрев. РАДИО №10 2004г. стр.33.
• Ануфриев А. Сетевой блок пита ния для домашней лаборатории. — Радио, 1992, N 5, С.39-40.
• Стабилизатор напряжения с двойной защитой Ю. КУРБАКОВ , РАДИО февраль 2004г. стр.39.
• Бирюков С. Портативный цифровой мультиметр. — В помощь радиолюбителю, вып. 100 — ДОСААФ, 1988. с. 71-90.
• Бирюков С. Цифровые устройства на МОП интегральных микросхемах. — М.: Радио и связь, 1990:1996 (второе издание).
• Радио N 8 1998г. с.61-65
• Digital Voltmeter
Радио №10 2004г. с.33
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
К схеме на Рис.1DA1, DA2
Линейный регуляторLM78052
VT1
Биполярный транзисторКТ827А1
VT2
Биполярный транзисторКТ815Г1
VT3
Биполярный транзисторКТ3107А1
VT4
Биполярный транзисторКТ3102А1
VT5-VT7
Биполярный транзисторКТ315Д3
VD1-VD4
Диодный мостRS6021
RS602, RS603VD5-VD8
Диодный мостКЦ402А1
КЦ403-КЦ405VD9
СветодиодАЛ307Б1
VD10
ДиодКД102А1
VD11, VD12
Выпрямительный диод1N41482
VS1
Тиристор & СимисторКУ101Е1
С1
Электролитический конденсатор10000мкФ 50В1
С2, С3
Электролитический конденсатор100мкФ 25В2
С3, С4
Электролитический конденсатор10мкФ 12В2
С6, С7
Конденсатор10 нФ2
С8
Конденсатор33 нФ1
R1
Резистор330 Ом1
R2
Резистор3 кОм1
2ВтR3
Резистор33 Ом1
R4
Резистор0.1 Ом1
ПроволочныйR4
Резистор2.4 кОм1
R5
Резистор150 Ом1
R6
Резистор2.2 кОм1
R7
Подстроечный резистор10 кОм1
Многооборотный СП5-2R8
Резистор330 кОм1
R9
Резистор6.8 кОм1
R10
Резистор1 кОм1
R11, R12
Резистор5.1 кОм2
R13
Переменный резистор10кОм1
ППБ3АR14
Подстроечный резистор2.2кОм1
Многооборотный СП5-2T1
ТрансформаторПонижающий1
SW1
ТумблерНа замыкание1
FU1
Плавкая вставкана ток до 250мА1
К схеме на Рис.2
Биполярный транзисторКТ818А1
Биполярный транзисторКТ819А1
Биполярный транзисторКТ816А2
R1, R2
Резистор1 кОм2
К схеме на Рис.5
МикросхемаКР572ПВ2А1
HG1-HG3
Светодиодный индикаторDA 56 – 11 SRWA3
С1. С2
Конденсатор100 нФ2
К73-17С3
Конденсатор47 нФ1
С4
Конденсатор220 нФ1
С5
Конденсатор100 пФ1
R1, R11
Резистор100 кОм2
R2, R8
Подстроечный резистор22кОм2
СП5-2, СП5-16ВАR3
Резистор10 кОм1
R4
Резистор1 мОм1
R5
Резистор470 кОм1
R6
Резистор620 Ом1
R7
Резистор7.5 кОм1
R9
Резистор0.1 Ом1
ПроволочныйR10*
Резистор30 кОм1
R12
Резистор470 Ом1
SB1
КнопкаП2К1
С фиксациейДобавить все