Простой лабораторный источник питания

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Однажды автору этой статьи понадобился достаточно мощный и надежный источник питания с регулируемым в широких пределах выходным напряжением. Изучив доступную литературу, он пришел к выводу, что предлагаемые для повторения устройства имеют недостатки: у линейных стабилизаторов большие габариты (из-за необходимости применения оксидных конденсаторов большой емкости и теплоотводов), у ШИМ стабилизаторов довольно узок диапазон регулирования и в выходном напряжении присутствуют высокочастотные пульсации, а приборы с улучшенными потребительскими качествами (ограничением по току, индикацией режимов, коммутацией обмоток трансформатора и т. д.) относительно сложны. Пришлось искать иные решения, и в результате был разработан источник питания, свободный от названных недостатков.

В предлагаемом лабораторном источнике питания применено двухступенчатое преобразование выпрямленного напряжения: ШИМ преобразование в промежуточное напряжение и последующая линейная стабилизация. Основные технические характеристики устройства следующие: пределы регулирования выходного напряжения - от 1,3 до 30 В, коэффициент нестабильности на напряжению - 0,07%/В, нестабильность по току нагрузки 0,1%, максимальное входное (переменное) напряжение - 27 В, КПД преобразования при максимальном токе нагрузки - не менее 70 %. Предусмотрена возможность изменения порога ограничения тока до 1,2 А, имеется нетриггерная защита от короткого замыкания со световой индикацией. Источник отличается малыми габаритами, минимальными тепловыми потерями (при токе нагрузки до 0,3 А теплоотводы не требуются).

Структурная схема устройства показана на рис. 1.

Входное напряжение UBX трансформируется ШИМ-преобразователем DA1 в промежуточное Unp, которое, в свою очередь, является входным для аналогового стабилизатора DA2. Обратная связь через дифференциальный усилитель DA3 поддерживает необходимое для DA2 падение напряжения (для LM317 - 2,5 В), благодаря чему тепловые потери на DA2 минимальны.

Принципиальная схема источника питания изображена на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Выпрямленное напряжение с выхода моста VD1 сглаживается конденсатором С1 и подается на вход ШИМ преобразователя, собранного на элементвх DA1, VT2, VD2, L1. Схема включения DA1 - типовая понижающая [1]. Применение микросхемы КР1156ЕУ5 свело к минимуму число пассивных элементов, но наложило ограничение на максимальное входное напряжение, которое в таком включении не должно превышать 40 В. ШИМ с помощью накопительного дросселя L1 и диода VD2 формирует промежуточное напряжение Uпр на конденсаторе С4.

На микросхемном стабилизаторе DA2 собран линейный регулятор напряжения. Регулируют его переменным резистором R12. Диоды VD3 и VD4 защищают микросхему от обратных токов и отрицательных напряжений и введены в соответствии с рекомендациями по ее применению [2].

ОУ DA3 и резисторы R7-R10 образуют дифференциальный усилитель, следящий за падением напряжения на стабилизаторе DA2. Коэффициент усиления DA3 выбран равным 1,5, что позволяет поддерживать установленное значение во всем интервале напряжений и токов, в том числе и при коротком замыкании выхода. Подстроечным резистором R2 регулируют падение напряжения при налаживании.

На элементах VT1, HL1, R1 выполнен сигнализатор короткозамкнутого состояния выхода. В нормальном режиме транзистор VT1 открыт, и падение напряжения на нем не превышает нескольких десятых долей вольта. При снижении напряжения на выходе источника до 0,7 В и менее транзистор VT1 закрывается и светодиод HL1 начинает светиться. О включенном состоянии источника питания сигнализирует светодиод HL2.

Весьма интересна роль резистора R5. При напряжении на нем более 120 мВ (среднее значение, определенное опытным путем) вступает в действие внутренний ограничитель ширины импульсов микросхемы DA1, превращая ее в источник тока. Этим свойством КР1156ЕУ5 можно воспользоваться для ограничения максимального тока нагрузки. Так, например, при сопротивлении этого резистора, равном 0,1 Ом, источник способен выдавать в нагрузку ток до 1,2 А, а при R5 = 1 Ом - только до 120 мА. Установив резистор сопротивлением 0,5 Ом и ограничив тем самым ток нагрузки значением 240 мА, можно отказаться от теплоотвода для микросхемы DA2 и от внешнего токового ключа ШИМ преобразователя (исключив транзистор VT2, резистор R3 и подключив вывод 2 DA1 к точке соединения дросселя L1 и диода VD2). В этом случае габариты изделия будут ненамного больше спичечного коробка.

В качестве ключа VT2 можно применить любой транзистор со статическим коэффициентом передачи тока базы более 30 и допустимым током коллектора не менее 3 А. Автор использовал КТ805АМ. У него неплохие частотные свойства, поэтому малы потери при переключении. Очень хорошо "ведет" себя на этом месте полевой транзистор IRF3205 - ему не нужен теплоотвод при токе до 1 А Индуктивность дросселя L1 может быть любой от 40 до 600 мкГн, единственное требование - он должен быть рассчитан на ток не менее 1,5 А. Резисторы - МЛТ, С1-4 с допускаемым отклонением сопротивления от номинала ±10 %, подстроечный резистор R2 - многооборотный проволочный СП5-2ВБ или подобный, переменный R12 - любого типа сопротивлением 4,7...6,8 кОм. Конденсаторы С1 и С4 - оксидные К50-35 емкостью 220...470 мкФ с номинальным напряжением 63 В, остальные - керамические (КД2, К10-7, К10-17ит. п.).

Налаживание источника питания сводится к установке подстроечным резистором R2 напряжения 2,5 В между выводами 2 и 3 DA2 (при 50-процентной нагрузке).

Литература

1. Бирюков С. Преобразователи напряжения на микросхеме КР1156ЕУ5. - Радио, 2001, № 11, с. 38,39.42.
2. Интегральные микросхемы: микросхемы для линейных источников питания и их применение. - М.: Додека, 1996.

Автор: С.Муралев, г.Димитровград Ульяновской обл.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Яркие сны оставляют ощущение усталости по утрам 11.06.2026 Многие люди хотя бы раз просыпались после долгого ночного отдыха с чувством разбитости, тяжести в голове и отсутствия бодрости, особенно если ночь была наполнена запоминающимися, эмоционально насыщенными сновидениями. Кажется, будто мозг всю ночь работал на полную мощность и не успел восстановиться. Однако ученые объясняют, что дело здесь вовсе не в самих снах, а в особенностях организации ночного отдыха и момента пробуждения. Яркие воспоминания о сновидениях часто становятся косвенным сигналом о том, что сон был недостаточно глубоким или прерывистым. Большинство сновидений, особенно тех, что отличаются яркостью и сюжетностью, приходится на фазу быстрого сна, или REM-фазу. За ночь человек обычно проходит от четырех до шести полных циклов сна продолжительностью около 90-120 минут каждый. Ближе к утру эти циклы REM становятся длиннее, поэтому именно в последние часы перед пробуждением мы чаще всего видим красочные и запоминающиеся сны. При этом абсолютно все люди видят сны, разница лишь в том, помнят ли они их. На запоминание влияют эмоциональная насыщенность видений, индивидуальные особенности нервной системы и, главное, момент пробуждения. Во время REM-фазы мозг демонстрирует высокую активность, особенно в зонах, отвечающих за эмоции, память и обработку переживаний. Глаза совершают быстрые движения, а сюжет сновидений может казаться удивительно реалистичным. В то же время области, контролирующие логику и критическое мышление, работают менее интенсивно, что объясняет порой абсурдные повороты ночных историй. Несмотря на такую "оживленность" мозга, сами по себе сны не способны истощить организм настолько, чтобы вызвать сильную усталость. Истинная причина утренней разбитости кроется в нарушении структуры сна. Если человек хорошо запомнил яркий сон, это почти всегда означает, что пробуждение произошло во время REM-фазы или сразу после нее. Такие моменты часто сопровождаются микропробуждениями - короткими, иногда даже неосознанными прерываниями отдыха. Они мешают организму полноценно пройти через глубокие стадии медленного сна, во время которых происходит основное восстановление нервной системы, очистка мозга от накопившихся токсинов и синтез необходимых веществ. Кроме того, выход из REM-фазы нередко провоцирует состояние, известное как сонная инерция. В этот период мозгу требуется дополнительное время - от нескольких минут до получаса - для полного перехода к бодрствованию. Человек ощущает вялость, снижение концентрации внимания, тяжесть в голове и общее ощущение, будто организм еще не проснулся. Именно поэтому пробуждение посреди яркого сна часто оставляет более неприятное впечатление, чем спокойное окончание глубокого отдыха. Ученые подчеркивают, что регулярные яркие сны в сочетании с утренней усталостью могут указывать на проблемы с качеством сна: стресс, нерегулярный график, недостаток глубоких фаз или скрытые нарушения, такие как апноэ. Чтобы улучшить ситуацию, важно соблюдать гигиену сна - поддерживать постоянный режим, обеспечивать темноту и прохладу в спальне, избегать экранов перед сном и давать организму достаточно времени на восстановление. Развитие исследований в области нейрофизиологии сна помогает лучше понимать, как наш мозг обрабатывает информацию ночью и почему качество отдыха важнее простого количества часов в постели. Яркие сновидения сами по себе - это нормальная и даже полезная часть психической жизни, помогающая перерабатывать эмоции и впечатления дня.

Другие интересные новости:

▪ 72-слойная флэш-память 3D-NAND

▪ На Земле начался пластмассовый век

▪ Золото из мусора

▪ Круглая соль

▪ 4K телевизор Samsung с диагональю 110"

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Агнец Божий. Крылатое выражение

▪ статья От кого тибетцы унаследовали гены, облегчающие жизнь в высокогорьях? Подробный ответ

▪ статья Знакосинетезирующие индикаторы и блоки цифровой индикации. Радио - начинающим

▪ статья Радио-микрофон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Словенские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026