Универсальный мощный блок питания, 220/3-20 вольт 500 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Блок питания (БП) собран из доступных элементов. Он почти не требует налаживания, работает в широком интервале подводимого переменного напряжения, снабжен защитой от перегрузки по току. От известных ранее конструкций данный блок питания отличается простотой и надежностью, а также возможностью с помощью внешнего управляющего сигнала дистанционно включать и выключать стабилизатор. Эта несложная схема позволяет получить хороший коэффициент стабилизации и большой выходной ток, который зависит от количества управляющих транзисторов, включенных параллельно.

Технические возможности

Регулировка выходного напряжения в пределах 3...20 В. Фиксированное напряжение 13,8 В с защитой от перенапряжения.

Нестабильность выходного напряжения в диапазоне регулирования при изменении напряжения питания сети на 10% от номинального значения при любом допустимом токе нагрузки не превышает 0,03%.

Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от максимально допустимого значения до нуля не превышает 0,1%.

Амплитуда пульсаций выходного напряжения не превышает 1 мВ эффективного значения в диапазоне регулирования при любом допустимом токе нагрузки.

Температурный коэффициент выходного напряжения во всем диапазоне регулирования при любом допустимом токе нагрузки при изменении температуры окружающей среды от 5 до 40°С, не превышает 0,02%/град.

Защита блока питания от перегрузок и коротких замыканий. Допускается заземление выходных цепей положительной или отрицательной полярности, а также параллельная и последовательная работа двух одинаковых блоков питания. Возможно подключение и отключение нагрузок без снятия напряжения.

Рис.1. Принципиальная электрическая схема блока питания (нажмите для увеличения)

Принципиальная электрическая схема блока питания показана на рис.1. Блок питания собран по классической схеме последовательного компенсационного стабилизатора напряжения. Устройство состоит из двух функциональных частей: собственно стабилизатора напряжения и узла защиты. Стабилизированный источник питания состоит из понижающего трансформатора Т1, мощного выпрямителя на диодах VD1-VD4, конденсаторов фильтра С1-С3 и стабилизатора постоянного напряжения на микросхеме DA1. Плавная регулировка выходного напряжения осуществляется потенциометром R5.

Микросхема К142ЕН3 позволяет заметно упростить конструкцию блока питания, улучшить его качественные характеристики, повысить надежность, уменьшить габариты. Эта микросхема является регулируемым стабилизатором напряжения с системой защиты от перегрузки по току и коротких замыканий в цепи нагрузки, обеспечивает выходное напряжение от 3 до 30 В при токе до 1 А, а также позволяет внешним управляющим сигналом дистанционно включать и выключать стабилизатор. В случае срабатывания системы тепловой защиты повторное включение стабилизатора возможно только после остывания микросхемы. Электрическая схема микросхемы значительно усложнена по сравнению со схемой стабилизаторов К142ЕН1, К142ЕН2 за счет введения двухкаскадного дифференциального УПТ с токостабилизирующими двухполюсниками, что существенно повысило стабильность по напряжению, а наличие мощного проходного транзистора обеспечило ток нагрузки до 1 А.

Назначение выводов микросхемы: 2 - вход системы защиты; 4 - вход сигнала обратной связи; 6 - цепь выключения; 8 - общий вывод, электрически соединен с фланцем; 11, 17 - коррекция; 13 - выход; 15 - вход.

Для увеличения выходной мощности интегральной микросхемы используется транзистор структуры n-p-n, коллектор которого подключен к выходу источника питания, а эмиттер соединен с выходом выпрямителя. База транзистора подключена к выходному выводу стабилизатора. При срабатывании системы защиты от перегрузки по току выходное напряжение уменьшается почти до нуля.

Принцип действия

Схема регулировки тока работает следующим образом. При протекании тока через резистор R3 падение напряжения на нем воздействует на вход системы защиты микросхемы и закрывает регулирующий транзистор VT1. Чтобы снова перевести БП в рабочее состояние после устранения причины, вызвавшей перегрузку, надо на короткое время выключить БП из сети тумблером SA1 Выходное напряжение и ток контролируются по приборам.

Включенный в схему выпрямителя тиристор надежно сжигает предохранитель, если выходное напряжение по каким-то причинам становится выше допустимого. Напряжение срабатывания защиты от перенапряжения зависит от стабилитрона. В момент срабатывания защиты зажигается светодиод, сигнализирующий о том, что предохранитель сгорел. Данный узел при желании можно исключить.

Конструкция

Все устройство размещено в металлическом корпусе размерами 250х170х180 мм. На верхней и нижней крышках (со стороны задней стенки радиатора) просверлены отверстия диаметром 4 мм для улучшения охлаждения. На нижней крышке укрепляют небольшие ножки, в качестве которых можно использовать колпачки от тюбиков.

На передней лицевой панели расположены: тумблер включения сети SA1; гнезда для предохранителей FU1, FU2 (плавкие вставки расположены на передней панели блока питания для удобства их замены); вольтметр РА1 и амперметр РА2 (на схеме не показаны); потенциометр R5; светодиод HL1; контрольная лампочка EL1; выходные клеммы 3...20 В и разъем 24 В. Последний используется для электропитания радиоэлектронных устройств нестабилизированным напряжением. На задней панели находится резиновая втулка, через которую выводят сетевой шнур нужной длины с вилкой Х1 на конце.

Блок питания смонтирован на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Возможно применение резисторов типа МЛТ, С2-33, С1-4. Оксидные конденсаторы С1, С2 типа К50-46 или импортные. При необходимости их количество или емкость можно увеличить. Конденсаторы С3, С7 желательно применить танталовые, например, К521Б или подобные. Блокировочные и корректирующий конденсаторы С4-С6 типа. КМ, подпаяны прямо на выводы микросхемы.

Регулирующие транзисторы и интегральный стабилизатор установлены на радиатор, расположенный на задней стенке корпуса. Их следует надежно изолировать от радиатора слюдяными прокладками толщиной 0,05 мм, предварительно смазанными теплопроводящей пастой. КПТ-8, или поставить на изолирующие стойки сам радиатор.

Диоды VD1-VD4 установлены на теплоотводящие радиаторы и изолированы от корпуса. В данном БП применены диоды типа КД2999, по два в параллель. Диоды КД2999 можно заменить КД213А (при большем количестве включении в параллель) или любыми другими, так чтобы допустимый прямой ток был не менее 20 А. Вместо тиристора VD5 типа КУ202 возможно применение тиристоров Т4-10, Т10-16.

Потенциометр R5 типа СП-1 или любой другой, удобный для установки на переднюю панель блока питания. Токовыравнивающие резисторы типа С5-16 установлены рядом с транзисторами навесным монтажом на изолированных от корпуса монтажных стойках.

Измерительные приборы РА1 и РА2 любые с током полного отклонения от 0,05 до 1 мА и удобной шкалой. Шкалы проградуированы через 1 В и 1 А. Можно использовать микроамперметры типа М4248 с пределом измерения 100 мкА. В этом случае сопротивления дополнительного и шунтирующего резисторов следует подобрать.

Мощность трансформатора Т1 должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой. Ориентировочная мощность 450...500 Вт. Первичная обмотка имеет несколько отводов для выбора оптимального напряжения на вторичной обмотке. Включение большего числа витков первичной обмотки позволяет уменьшить мощность рассеивания на транзисторе VT1 при сохранении основных параметров блока питания Вторичная обмотка трансформатора выдает напряжение 2х17 В. Для уменьшения размеров БП можно применить трансформатор с тороидальным магнитопроводом.

Выключатель SA1 типа ТВ1, еще лучше применить появившиеся на рынке импортные сетевые выключатели со встроенной лампой, которая индицирует режим включения. Резистор R3 типа С5-16 или отрезок нихромовой проволоки диаметром 1 мм и подобранной длины. Сопротивление этого ограничительного резистора регулировки токовой защиты рассчитывают по формуле:

Перед включением БП в сеть проверяют правильность монтажа. Включают БП в сеть и измеряют напряжение на конденсаторах С1-С3. Оно должно составлять около 24 В. По образцовым приборам градуируют шкалы РА1 и РА2, подобрав при этом дополнительный и шунтирующий резисторы.

При необходимости можно увеличить выходной ток источника параллельным включением необходимого числа регулирующих транзисторов. При этом в цепь эмиттеров транзисторов следует включить токовыравнивающие резисторы сопротивлением 0,1 Ом, а также использовать трансформатор большей мощности и увеличить количество диодов в плече выпрямителя.

При двух транзисторах КТ819 в параллель БП длительное время "держит" ток в 22 А при напряжении 13,8 В. При грамотно выполненном монтаже “просадка” выходного напряжения не превышает 0,2 В.

Рис.2. Параметры и цоколевки транзисторов

Транзистор VT1 КТ819 допустимо заменять любым из серии КТ802, КТ803А, КТ805А, КТ808А, КТ809А, КТ812, КТ827, КТ908 или другим мощным с допустимым током коллектора не менее 5 А и допустимым напряжением коллектор-эмиттер больше напряжения питания. Параметры и цоколевки транзисторов показаны на рис.2. Диоды VD1-VD4 любые выпрямительные с допустимым прямым током больше 5 А и соответствующим напряжением. Светодиод можно применить любого типа. Токовые цепи выполнены многожильным монтажным проводом сечением 4...6 мм2.

Данный БП можно использовать также в качестве зарядного устройства, если снабдить его таймером, который бы отключал блок через заданное время, необходимое для зарядки аккумулятора.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Свиноферма Huawei 24.02.2021 Президент подразделения машинного зрения Huawei, анонсировал новую разработку компании, которая касается животноводства. Речь об интеллектуальной программно-аппаратной платформе для разведения свиней. Система состоит из множества компонентов: так называемой "приборной панели" для мониторинга, ПО для анализа собираемых данных, и панели цифрового управления. В платформе широко используется искусственный интеллект - для распознавания предметов и образов, обучения, прогнозирования и принятия решений. Полная автоматизация процесса предусматривает наличие роботов, к которым, в случае необходимости, можно подключаться удаленно. Еще в октябре прошлого года на форуме в Китае по вопросам применения современных технологий в животноводстве Huawei анонсировала свою программу, основанную на искусственном интеллекте и 5G для свиноводческих хозяйств, и сейчас система, судя по всему, готова для эксплуатации.

Другие интересные новости:

▪ Скоростной роутер Asus RT-AC3200

▪ Влияние просмотра телевизора на размер мозга

▪ Портативная колонка Sony Extra Bass SRS-XB33

▪ Надувные перчатки

▪ Возвращение Одиссея домой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Теория и методика воспитания. Шпаргалка

▪ статья Какое астрономическое открытие ХХ века было засекречено? Подробный ответ

▪ статья Требования безопасности при работе на персональных компьютерах

▪ статья Прибор для установки угла опережения зажигания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ. Провода. Линейная арматура. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025