Радиолюбительский блок питания 1,5-24 вольта 3 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Рано или поздно перед радиолюбителем возникает проблема изготовления универсального блока питания (БП), который пригодился бы на "все случаи жизни". То есть имел достаточную мощность, надежность и регулируемое в широких пределах выходное напряжение, к тому же защищал нагрузку от "чрезмерного потребления" тока при испытаниях и не боялся коротких замыканий.

Предлагается, по мнению автора, наиболее удовлетворяющий этим условиям достаточно простой для повторения БП, обеспечивающий стабилизированное напряжение 1,5-24 В при выходном токе до 3 А. Кроме того, он может работать в режиме источника тока с возможностью плавной регулировки тока стабилизации в пределах 10-100 мА или с фиксированными значениями тока 0,1 А, 1 А, 3 А.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Рассмотрим схему блока питания (см. рис. 1). Основой ее является традиционная схема стабилизатора напряжения, "сердцем" - микросхема КР142ЕН12, которая в настоящее время доступна широкому кругу радиолюбителей. В качестве силового трансформатора выбран довольно мощный унифицированный накальный трансформатор ТН-56, который имеет четыре вторичные обмотки с допустимым током 3,4 А и напряжением каждой 6,3 В. В зависимости от требуемого выходного напряжения переключателем SA2 подключаются две, три или четыре последовательно соединенные обмотки. Это необходимо для уменьшения мощности, рассеиваемой на регулирующем элементе, а, следовательно, повышения КПД устройства и облегчения температурного режима. Действительно, в самом неблагоприятном режиме, при максимальной разности между входным и выходным напряжениями (конечно, если выходное напряжение соответствует диапазону, указанному переключателем SA2) и максимальном токе ЗА рассеиваемая на регулирующем элементе мощность составит: Ppacc.max = (Uвx.max-2Uvd-Uвых.min)*Imax (1) Ррасс.max = (12,6-2*0,7-1,5)*3 = 29,1 Вт, где Uвх.max - максимальное входное действующее напряжение данного диапазона; Uвых.min - минимальное выходное напряжение данного диапазона; Uvd - падение напряжения на диоде выпрямительного моста. Легко проверить, что без разделения выходного напряжения на диапазоны рассеиваемая регулирующим элементом мощность достигает 70 Вт.

Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и сглаживается на конденсаторе С5. Предохранитель FU2 защищает трансформатор при выходе из строя диодов выпрямителя. Транзисторы VT1, VT2 служат для увеличения выходного тока БП и облегчения режима работы интегрального стабилизатора DA1.

Резистором R1 задается ток через DA1, открывающий VT2:

IDA1 = Uбэvt2/R1 = 0,7/51 = 0,014 А, (2)

где Uбэvt2 - открывающее напряжение эмиттер-база транзистора VT2.

При токе 14 мА микросхема DA1 может работать без радиатора. Для повышения стабильности выходного напряжения регулирующее напряжение снимается с линейки резисторов R2-R4, подключенной к выходу микросхемы и подается на "управляющий" вывод 01 DA1 через развязывающий диод VD6. Регулировка выходного напряжения осуществляется резисторами: R4 - "ГРУБО" и R3 - "ТОЧНО". Стабилизатор тока выполнен на DA1, токозадающих резисторах R5-R9 и развязывающем диоде VD7. Выбор необходимого дискретного тока стабилизации осуществляется переключателем SA3. Кроме того, на пределе "10-100 мА" возможна плавная регулировка тока резистором R9.

При необходимости можно изменить ток стабилизации, изменив номиналы задающих резисторов используя формулу:

R = 1,35/Iстаб, (3)
где R - сопротивление токозадающего резистора, Ом; Iстаб - ток стабилизации, А. Мощность токозадающих резисторов определяется по формуле:
Р = I*I*R, (4)
где I - ток стабилизации диапазона; R - сопротивление резистора.

Реально мощность токозадающих резисторов из соображения надежности сознательно увеличена. Так резистор R8 типа С5-16В выбран мощностью 10 Вт. В режиме стабилизации тока (переключатель SA3 в положении "ЗА") на резисторе рассеивается мощность 3,8 Вт. И если даже поставить пятиваттный резистор, то его загрузка по мощности составит 72% от максимально допустимой. Аналогично R7 типа С5-16В имеет мощность 5 Вт, но также можно применить МЛТ-2. Резистор R6 типа МЛТ-2, но можно поставить МЛТ-1. R9- проволочный переменный резистор типа ППЗ-43 мощностью 3 Вт. R5 типа МЛТ-1. Эти резисторы надо располагать так, чтобы они охлаждались наилучшим образом и не грели по возможности другие элементы схемы, а также друг друга. Для наглядности регулировки (устанавливаемого тока) на лимбе резистора R9 делают отметки 10, 20, 50, 75 и 100 мА, воспользовавшись внешним миллиамперметром (тестером), подключив его непосредственно к гнездам БП.

Дополнительные удобства при работе с БП обеспечивает вольтметр pV, в качестве которого используется микроамперметр типа М95 с током полного отклонения 0,15 мА.

Сопротивление резистора R11 подбирается так, чтобы конечному значению шкалы соответствовало напряжение 30 В. Также можно использовать любую другую измерительную головку с током полного отклонения до 1,5 мА, подобрав токоограничительный резистор R11.

В качестве переключателей SA2, SA3 используются галетные - типа 11П3НМП. Для увеличения допустимого коммутируемого тока эквивалентные выводы трех галет запараллелены. Фиксатор установлен в зависимости от количества положений.

Конденсатор С5 сборный и состоит из пяти параллельно включенных конденсаторов типа К50-12 емкостью 2000 мкФ х 50 В.

Транзистор VT1 установлен снаружи на радиаторе площадью 400 см2. Его можно заменить на КТ803А, КТ808А, VT2 может быть заменен на КТ816Г. Пару транзисторов VT1, VT2 можно заменить одним КТ827А, Б, В или Д. Диоды VD6, VD7 любые, лучше германиевые с меньшим прямым падением напряжения и обратным не менее 30 В. Диоды VD1 -VD4 типа КД206А, КД202А, Б, В или аналогичные устанавливаются на радиаторах.

При самостоятельном изготовлении трансформатора TV1 можно руководствоваться методикой, описанной в [3]. Габаритная мощность трансформатора должна быть не менее 100 Вт, лучше 120Вт. При этом можно будет домотать еще одну обмотку напряжением 6,3 В. В этом случае добавится еще один диапазон 24 - 30 В, что обеспечит при токе нагрузки 3 А диапазон регулирования выходного напряжения 1,5-30 В.

Наладка блока питания проводится по известной методике и особенностей не имеет. Правильно собранный БП начинает работать сразу. При работе с БП вначале переключателем SA2 выбирают необходимый диапазон выходного напряжения, резисторами "ГРУБО" и "ТОЧНО" выставляют требуемое выходное напряжение, ориентируясь по показаниям встроенного вольтметра. Переключателем SA3 выбирают предел ограничения тока и подключают нагрузку. Следует отметить, что при всей простоте схемы данный блок питания совмещает два устройства: стабилизатор напряжения плюс стабилизатор тока. БП не боится коротких замыканий и даже может защитить элементы подключаемого к нему электронного устройства, что очень важно при проведении различных испытаний в радиолюбительской практике.

Литература

1. Нефедов А.В., Аксенов А.И., Элементы схем бытовой радиоаппаратуры, микросхемы: Справочник.-М: Радиосвязь, 1993.
2. Акимов Н.Н., Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник.-Минск.: Беларусь, 1994.
3. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя/Р.М.Терещук, К.М.Терещук.-Киев: Наукова думка, 1988.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Умный браслет проследит за составом пота 07.02.2016 Новый портативный анализатор пота может определять сразу четыре вида химических веществ и одновременно измерять температуру тела. Наш визит к врачу чаще всего начинает с анализа крови. Спору нет, кровь - прекрасный индикатор состояния здоровья, и чем дальше, тем больше болезней удается распознать по составу разнообразных клеток и молекул, плавающих в кровяном русле. Но у нас есть еще одна биологическая жидкость, в которой также можно найти много биохимической информации - это пот. В нем, кроме воды и простых ионов, есть и сложные биомолекулы, вплоть до белков, и уже сейчас анализ пота позволяет диагностировать некоторые заболевания, узнать, какие вещества принимал человек, подобрать удобный режим физических упражнений и т.д. Кроме того, у пота есть одно важное преимущество - ради него не нужно тыкать чем-то острым в палец или вену. Однако до сих пор для того, чтобы сделать анализ пота, его нужно было собирать в специальную емкость, чтобы потом отдать специалисту. С новым устройством, разработанным сотрудниками Калифорнийского университета в Беркли, все станет быстрее и проще - Вэй Гао (Wei Gao) с коллегами создали электронный анализатор, который можно носить на руке, подобно браслету, и который в реальном времени измеряет температуру тела и химический состав пота. Электронный браслет умеет определять количество ионов натрия и калия, а также глюкозы и молочной кислоты (лактата), и полученные данные тут же передает на смартфон. Сами по себе портативные потоанализаторы уже давно не новость, однако прочие подобные устройства могут следить только за каким-то одним веществом, за какой-то одной молекулой. Если же у нас сразу есть несколько датчиков, это повышает надежность информации: например, если у вас сильно упал уровень какого-то иона, то по другим параметрам можно точно сказать, в чем именно дело: в самом ли ионе, или в том, что прекратилось потоотделение, или же у нас просто гаджет сломался. Очевидно, что умный браслет будет пользоваться особым спросом у тех, кто занимается спортом: по концентрации ионов можно - даже не слезая с тренажера - понять, следует ли сделать перерыв и выпить воды, чтобы предотвратить обезвоживание и спазм мышц, отслеживание температуры позволит не допустить перегрева, а уровень молочной кислоты может указать на недостаточно хорошее кровообращение. Но, конечно, такое устройство пригодится и в общемедицинских целях, особенно, если его авторам удастся, как они это планируют, увеличить число молекул, которые их гаджет может определять.

Другие интересные новости:

▪ Радиопосуда в столовых

▪ Компактный 64-бит ARM-чип мощностью 1 Вт от NXP

▪ Управление компьютером с помощью языка

▪ Рыбий жир защищает от шизофрении

▪ Ядовитые насекомые предпочитают лекарственные растения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Со щитом или на щите. Крылатое выражение

▪ статья Во сколько раз самый большой штат США больше самого малого? Подробный ответ

▪ статья Актинидия китайская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Музыкальный звонок на микросхемах серии УМС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УМЗЧ для компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025