Блок питания для любой конструкции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

[an error occurred while processing this directive]

Начинающие радиолюбители собирают в радиокружках самые разнообразные электронные устройства, для питания которых требуется постоянный ток напряжением 1,5; 3; 4,5; 6; 9 и 12 В. Чтобы проверить практически любую из конструкций, можно воспользоваться имеющимся в продаже импортным блоком питания, скажем, типа "ELECA", с набором указанных напряжений либо собрать предлагаемый блок, который, во-первых, обойдется дешевле и, во-вторых, обладает лучшими параметрами.

Простейшие блоки питания, получившие название адаптеров, состоят, как правило, из понижающего сетевого трансформатора, выпрямителя и сглаживающего конденсатора. Большинство импортных адаптеров рассчитано на фиксированное выходное напряжение, но есть модели, например "ELECA", в которых выходное напряжение можно устанавливать ступенями от 1,5 до 12 В при токе нагрузки до 1 А. Правда, как показала практика, это напряжение на холостом ходу и под нагрузкой несколько разнится, но пользоваться таким блоком питания все же допустимо.

Тем не менее наиболее удобным для коллективного пользования в радиокружке следует считать стабилизированный блок питания с регулируемым выходным напряжением. При налаживании и испытании конструкций практически неизбежны ошибки, приводящие к коротким замыканиям по цепи питания. Вряд ли есть смысл тратить время, силы и внимание, надеясь избежать таких ошибок. Целесообразнее изготовить блок питания с защитой от коротких замыканий на выходе.

Именно такой блок (рис. 1) предлагается для повторения. Он позволяет получить выходное напряжение в диапазоне от 1,5 до 15 В, который разбит на четыре поддиапазона. В пределах каждого из поддиапазонов выходное напряжение можно плавно регулировать двумя переменными резисторами. Допустимый ток нагрузки - 0,2 А, но при необходимости его несложно увеличить. Стабилизатор напряжения защищен от короткого замыкания цепи выходного напряжения, причем применена защита триггерного типа - при коротком замыкании стабилизатор отключается и вновь запускается нажатием на кнопку "Пуск".

(нажмите для увеличения)

Рассмотрим устройство и работу блока питания. Переменное напряжение со вторичных обмоток понижающего трансформатора Т1 подается через секцию SA2.1 переключателя поддиапазонов на выпрямитель, собранный на диодах VD1 - VD4. Выпрямленное напряжение сглаживается оксидным конденсатором С1 и поступает через плавкий предохранитель FU2 на стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторах VT1 - VT3. Причем транзисторы VT1, VT2 разной структуры образуют составной транзистор, выполняющий роль регулирующего элемента, а на транзисторе VT3 собран узел сравнения, вырабатывающий ток управления составным транзистором.

Конденсатор С2 обеспечивает устойчивость работы стабилизатора. Выходное напряжение можно устанавливать переключателем поддиапазонов SA2 и переменными резисторами R4 (грубо) и R5 (точно).

В качестве источников опорного напряжения на поддиапазоне "1" (пределы изменения выходного напряжения под нагрузкой с током потребления 0,2 А - от 1,18...2,94В) использованы последовательно соединенные диоды VD6, VD7, на поддиапазоне "2" (1,8...3,62 В) - свето-диод HL1, на поддиапазоне "3" (4,04...9,25 В) - последовательно соединенные светодиоды HL1, HL2, на поддиапазоне "4" (6,25...15,08 В) - светодиоды HL1 - HL3. Как видите, выбирая тот или иной поддиапазон, можно получить любое нужное для питания конструкции напряжение в пределах от 1,18 до 15,08 В.

При коротком замыкании между гнездами разъема Х2, к которым подключают нагрузку, стабилизатор отключается, т. е. практически закрывается составной транзистор. Повторно запускают стабилизатор нажатием кнопки SB1. Ее контакты SB1.1 подключают резистор R1 к составному транзистору, а SB1.2 отключают на это время нагрузку. Но прежде нужно проверить цепь питания и устранить короткое замыкание. Если после отпускания кнопки напряжение на выходных гнездах не появится (стрелка вольтметра PV1 не отклонится), придется повторить поиск замыкания.

В целях упрощения конструкции блока питания в него не введена защита от перегрузки по потребляемому нагрузкой току, при которой может перегреться и выйти из строя транзистор VT2. Для такой критической ситуации введен плавкий предохранитель FU2, "срабатывающий" при токе, превышающем 0,5 А.

В блоке питания применен унифицированный накальный трансформатор ТНЗО с несколькими вторичными обмотками, рассчитанными на питание нагрузки током до 0,58 А. Переключением обмоток (секцией SA2.1) изменяют подаваемое на выпрямитель напряжение. В свою очередь, переключение напряжения необходимо для того, чтобы уменьшить рассеиваемую на транзисторе VT2 мощность - ведь она зависит от падения напряжения между коллектором и эмиттером транзистора и потребляемым нагрузкой током.

Подойдет любой другой понижающий трансформатор мощностью 10...15 Вт с напряжением на обмотках 12,6 В (между выводами 7, 10), 5 В (11, 12 и 14, 15), 1,3 В (15, 16).

Кроме указанных на схеме, на месте VT1 допустимо использовать любые транзисторы серий КТ501, КТ502, КТ3107, на месте VT2 - КТ815, КТ817, КТ805М (в пластмассовом корпусе), на месте VT3 - КТ - 315. Следует помнить, что чем меньше коэффициент передачи транзисторов, тем больше выходное сопротивление стабилизатора. Кроме того, для транзистора VT2 необходимо изготовить из листового алюминия толщиной 1,5...3 мм П-образный теплоотвод (его устанавливают вертикально), ширина и высота которого 30 мм, а ширина отгибов 10 мм. Транзистор на нем крепят так, чтобы его выводы удобно было припаять к проводникам печатной платы.

Диоды VD1- VD4 - любые из серий КД105, КД209, КД258 или другие с допустимым прямым током не менее 300 мА, VD5 - VD7 - любые маломощные кремниевые. Светодиоды HL1 - HL3 - любые из серии АЛ307, важно, чтобы HL1 был красного цвета свечения, а остальные - зеленого. Подойдут светодиоды и других серий соответствующего цвета свечения и с максимальным рабочим током до 20 мА. Конденсаторы С1, C3 - К50 - 16, К50-35 или аналогичные оксидные, С2 - керамический любого типа.

Постоянные резисторы - МЛТ - 0,25 (R2), МЛТ - 0,125 (остальные), переменные - любого типа, возможно, меньших габаритов, обязательно группы А (с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота). Можно вообще обойтись без резистора R5, но тогда придется уменьшить сопротивление резистора R3 до 510 Ом. Переключатель SA2 - галетный (он более надежен по сравнению с кнопочным П2К), кнопка SB1 - КМ1 - 2 или аналогичная с двумя группами контактов. Вольтметр PV1 можно составить из любого микроамперметра (и даже миллиамперметра) и добавочного резистора. Сопротивление добавочного резистора в килоомах определяют делением максимального напряжения, измеряемого вольтметром, на предельный ток использованного стрелочного индикатора в миллиамперах. Часть деталей (в основном стабилизатора) смонтирована на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Плата размещена внутри корпуса прибора (рис. 3), где установлен также трансформатор.

На передней стенке корпуса (рис. 4) укреплены вольтметр, переменные резисторы, кнопка "Пуск". Через отверстие в передней стенке выпущены многожильные проводники в изоляции, подпаянные к разъему Х2.

Работу собранного блока питания проверяют под нагрузкой, обеспечивающей потребление тока до 0,2 А при заданном выходном напряжении на всех поддиапазонах. Пределы регулирования напряжения можно изменить подбором резистора R3, а надежность запуска стабилизатора - подбором резистора R1 (возможно, для этого режима придется сымитировать короткое замыкание выходных проводов блока). Кроме того, резистор R1 должен быть такого сопротивления, чтобы при нажатии кнопки SB1 (при работающем стабилизаторе) выходное напряжение возрастало незначительно.

Автор: Д.Турчинский, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Гибкие тонкие аккумуляторы на основе фторида никеля 07.05.2014 Джеймс Тур (James Tour) и его коллеги-учёные из Лаборатории Университета Райс разработали гибкий и сверхтонкий аккумулятор, состоящий из нанопористых никель-фторидовых электродов, которые слоями "окутывают" электролит. Представленная ими модель электрохимического конденсатора обладает толщиной, равной всего 0,025 см, однако в дальнейшем может быть легко отмасштабирована в зависимости от цели использования. Для этого будет необходимо или добавление новых слоёв или же увеличение их текущих размеров. Во время тестирования студентами Университета Райс была проверена на практике работа гибкой батареи-пластины. Небольшое по своим размерам устройство успешно справилось с циклом из 10 тыс. зарядов и разрядов, в конечном итоге потеряв 24 % своей заявленной перед испытанием ёмкости. Аккумулятор также прошёл проверку на 1000 циклов изгиба. Конечно, столь тонкие аккумуляторные батареи пытались разработать и ранее, однако их ёмкость на момент появления оставляла желать лучшего, демонстрируя значительно худшие результаты в сравнении с классическими литий-ионными батареями. "Использовавшиеся ранее материалы для создания батарей с большой ёмкостью были весьма хрупкими по своей природе, поэтому нам, как специалистам, оказалось по-настоящему трудно найти подходящую комбинацию элементов для создания именно гибкого аккумулятора с соответствующими всем современным стандартам характеристиками. В распоряжении Лаборатории имелись гибкие системы хранения заряда, выполненные на углеродных нанотрубках, однако нами был выбран именно фторид никеля как более перспективный материал с большим потенциалом. К тому же, если проводить аналогию с привычными литий-ионными батареями, то структура разработанного аккумулятора имеет достаточно простое строение и отвечает требованиям безопасной эксплуатации. Сама же система является как привычным для пользователей мобильных устройств аккумулятором, так одновременно и суперконденсатором. Всё это даёт возможность заряжать и разряжать гибкую тонкоплёночную батарею на основе фторида никеля с достаточно высокой скоростью и при большом токе, затрачивая на это максимально короткий промежуток времени. Но если необходимо использовать батарею в качестве стандартного аккумулятора для мобильной электроники, то система способна заряжаться и разряжаться гораздо медленнее", - рассказал в интервью один из участников проекта. Чтобы создать суперконденсатор, учёные нанесли на специальную подложку слой фторида никеля толщиной 900-нм со специальными 5-нм порами-отверстиями. После подложка была удалена, а применённый в конструкции в виде раствора гидроксида калия в поливиниловом спирту электролит был "зажат" в единую структуру пластинами-электродами с обеих сторон. В результате этого специалисты из Лаборатории сумели избежать появления потенциальных признаков деформации созданной гибкой структуры, а студенты на практике подтвердили предположение о надёжности разработки после завершённого этапа тестирования. Всё описанное выше - это чрезвычайно надёжная, ёмкая система, которая в свою очередь является максимально простой, чтобы создать очень мощные аккумуляторные системы. Некоторые компании уже успели проявить интерес для дальнейшей коммерциализации проекта, приоритетным направлением которого может стать использование подобных нанобатарей в портативной электронике и набирающих популярность носимых гаджетах, вроде умных часов и медицинских браслетов.

Другие интересные новости:

▪ Гаджет питается только от тепла человеческого тела

▪ Материнское молоко и карьера

▪ Протезы, чувствующие тепло и прикосновения

▪ Инфаркт поджидает на дороге

▪ Устойчивые полимерные пластики из переработанных текстильных отходов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Милорад Павич. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто за свою жизнь успел побывать и карликом, и великаном? Подробный ответ

▪ статья Монтажник пластиковых и алюминиевых конструкций. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антисон для телезрителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Интеллектуальное зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026