Лабораторный источник питания на интегральных стабилизаторах напряжения, 220/1,25-27 вольт 3 ампера + 0-±24 вольт 0,6 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В предлагаемой вниманию читателей статье описан лабораторный блок питания, выполненный на микросхемах - стабилизаторах напряжения. Он содержит два независимых источника: мощный с выходным напряжением от 1,25 до 27 В и максимальным током нагрузки 3 А и относительно маломощный двуполярный с напряжением 0..±24 В и током до 0,6 А.

Лабораторный блок питания (рис. 1) состоит из двух независимых источников А1 и А2, гальванически не связанных друг с другом, и обладает широкими возможностями.

Основные технические характеристики

• Выходное напряжение блока А1.В......1,25-27
• Максимальный ток нагрузки (ток ограничения) блока А1, А......3
• Выходное двуполярное напряжение блока А2, В......0...+24
• Максимальный ток нагрузки (ток ограничения) блока А2,А......0,6

В устройстве применен общий для обоих источников сетевой трансформатор Т1. Выходное напряжение и ток нагрузки более мощного источника А1 можно контролировать с помощью вольтметра и амперметра, которые выполнены на основе стрелочного прибора М2001. В авторском варианте выходное напряжение источника А2 измеряют два одинаковых цифровых вольтметра, собранных на основе АЦП КР572ПВ2А. Схемы подобных устройств неоднократно публиковались на страницах "Радио", например, в статье [ 1 ], поэтому здесь останавливаться на них подробно не будем.

Блок А1 представляет собой стабилизатор, который описан в [2], выполненный на отечественных элементах и доработанный автором. До работка заключается в возможности ступенчатого регулирования интервалов выходного напряжения с целью уменьшения потерь на регулирующем транзисторе. Этот блок можно использовать для питания различной аппаратуры и при ремонтных работах, а также как зарядное устройство.

Источник питания А1 обеспечивает стабилизированное напряжение на выходе в интервалах 1,25...6,5; 1,25...13 и 1,25...27 В с возможностью его плавной регулировки. Максимальный ток нагрузки (уровень срабатывания защиты по току) может быть установлен в пределах 0,05...3 А. В случае превышения установленного уровня устройство автоматически переходит в режим стабилизации тока, а после устранения перегрузки - возвращается в режим стабилизации напряжения.

Схема блока А1 показана на рис. 2.

Устройство состоит из следующих функциональных частей: мощного выпрямителя VD1-VD4 с фильтром С1-C3; стабилизатора напряжения на микросхеме DA1 и транзисторе VT1; узла защиты по току на ОУ DA2; двух вспомогательных источников стабильного напряжения VD5VD6C4R1 и VT2VD7-VD9 для питания ОУ DA2. Переключателем SA2 устанавливают требуемый интервал регулирования выходного напряжения.

Если ток нагрузки не превышает 50 мА, устройство работает как стабилизатор, включенный по типовой схеме [3]. Когда ток нагрузки превысит это значение, падение напряжения на резисторе R2 открывает транзистор VT1, тем самым ограничивая ток через микросхему DA1 на уровне 50 мА. Регулируют выходное напряжение переменным резистором R8.

Узел защиты по току работает следующим образом. Стабильное выходное напряжение подают на неинвертирующий вход ОУ DA2. На его инвертирующий вход через регулируемый делитель R3R6 поступает сумма выходного напряжения и падения напряжения на токоизмерительном резисторе R4.

ОУ DA2 сравнивает выходное стабилизированное напряжение с напряжением, поступающим с делителя, которое зависит от тока нагрузки. Пока напряжение на неинвертирующем входе больше, чем на инвертирующем, на выходе ОУ устанавливается высокий уровень, близкий к выходному напряжению. Диод VD10 и светодиод HL1 закрыты. Устройство работает в режиме стабилизатора напряжения. Если ток нагрузки увеличивается, падение напряжения на токоизмерительном резисторе R4 возрастает и в некоторый момент напряжения на входах ОУ становятся равными. После этого дальнейшего увеличения тока нагрузки не происходит, поскольку выход ОУ шунтирует цепь регулировки стабилизатора DA1 через открытые диод VD10 и светодиод HL1. Резистор R5 ограничивает ток через светодиод HL1 и ОУ на допустимом уровне. При этом падение напряжения на резисторе R4 поддерживается постоянным за счет изменения выходного напряжения на нагрузке. Устройство переходит в режим стабилизации тока, о чем свидетельствует включенный светодиод HL1. Уровень ограничения тока нагрузки устанавливают переменным резистором R3.

Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы минимальная разность напряжения на входе (плюсовой вывод конденсатора C3) и выходе стабилизатора (вывод 8 микросхемы DA1) была не меньше суммы минимального падения напряжения на микросхеме DA1 и напряжения открывания эмиттерного перехода транзистора VT1 (в нашем случае - 3,8 В).

Схема двуполярного стабилизатора напряжения А2 показана на рис. 3.

Штрихпунктирной линией выделены узлы А1.1 и А2.1, совпадающие по схеме с А1.1 рис. 2. Узел А2.1 отличается от А1.1 тем, что вместо КР142ЕН12А применен стабилизатор напряжения отрицательной полярности КР142ЕН18А [3] (у него вывод 8 - вход, 2 - выход, 17 - управляющий вывод), а диод VD26, светодиод HL3 и оксидный конденсатор С22 включены в обратной полярности.

Принцип работы устройства А2 аналогичен блоку А1 (см. рис. 2). Отличие заключается в том, что отсутствует мощный регулирующий транзистор, нет переключателя пределов выходного напряжения, а регулировка тока срабатывания защиты - ступенчатая, с помощью переключателя SA5 и резисторов R13-R16 и R25-R28. Уровни тока срабатывания защиты - 0,6 А, 0,25 А, 80 мА и 30 мА - устанавливают в обоих каналах одновременно. Выходное напряжение регулируют от нуля вследствие подачи напряжения смещения в цепи регулировки стабилизаторов DA3 и DA5 раздельно в обоих каналах. Регулируют напряжение переменными резисторами R20 и R32 от 0 до +24 В и от 0 до -24 В соответственно. Напряжение смещения снимают со вспомогательного источника стабилизированного напряжения R22R23C19C20VD22-VD25.

Транзистор КТ825А (VT1) допустимо заменить любым из этой серии. Транзистор VT2 необходимо подобрать с начальным током стока около 10 мА. Регулирующий транзистор (КТ825А) и интегральные стабилизаторы устанавливают на отдельные теплоотводы или на металлическую заднюю стенку корпуса.

В последнем случае их следует надежно заизолировать от корпуса слюдяными прокладками. На переднюю панель вынесены измерительные приборы, светодиодные индикаторы, органы управления, выходные клеммы.

Габариты устройства зависят в основном от размеров сетевого трансформатора, мощность которого должна быть не менее 180 Вт. В авторском варианте сетевой трансформатор - самодельный, выполнен на ленточном тороидальном магнитопроводе 120x60x32 мм от стабилизатора напряжения для ламповых телевизоров. Первичная (сетевая) обмотка содержит 990 витков провода ПЭЛ 0,4- Обмотка II (силовая для блока А1) содержит 145 витков с отводами от 50-го и 82-го витков провода ПЭЛ диаметром 1 мм. Напряжение на выводах этой обмотки - 11, 18 и 32 В при токе не менее 3,2 А. Обмотка III (вспомогательная для блока А1) состоит из 45 витков провода ПЭЛ 0,25. Напряжение на обмотке - 10 В при токе 20 мА. Обмотка IV (силовая для блока А2) содержит 256 витков провода ПЭЛ 0,56 с отводом от середины. Напряжение на ней - 2x28 В при токе не менее 1 А. Обмотка V (вспомогательная для блока А2) состоит из 110 витков провода ПЭЛ 0,4 с отводом от середины. Напряжение на обмотке - 2x12 В при токе 50 мА.

Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается. Возможно, потребуется подбор отдельных экземпляров ОУ. При желании можно увеличить выходной ток источников параллельным подключением необходимого числа регулирующих элементов - транзисторов параллельно VT1 в блоке А1 (в цепи эмиттеров транзисторов следует включить токовыравнивающие резисторы сопротивлением 0,1 Ом) и стабилизаторов параллельно микросхемам DA3, DA5 в блоке А2 (как подключить стабилизаторы параллельно, можно прочитать в статье [4]). В этом случае необходимо соответствующим образом изменить сопротивление токоизмерительных резисторов и, естественно, использовать более мощный сетевой трансформатор.

Лабораторный источник питания, кроме своего прямого назначения, может выполнять еще и дополнительные функции. Блок А1 можно использовать в качестве зарядного устройства. Ток зарядки устанавливают резистором R3 при замкнутых выходных клеммах. Напряжение на аккумуляторе (или батарее) и зарядный ток контролируют с помощью вольтметра PV1 и амперметра РА1 соответственно.

С помощью блока А2 можно проверять р-n переходы маломощных полупроводниковых приборов, конденсаторы емкостью от 0,1 мкФ и измерять напряжение.

Чтобы проверить р-n переходы, переключателем SA5 выбирают минимально допустимый ток. Резистором R20 (R32) устанавливают нулевое напряжение на выходе. К выходным клеммам "+" ("-") и "Общ." подключают, например, диод и плавно увеличивают напряжение. Если диод включен в прямом направлении, загорится индикатор перегрузки по току HL2 (HL3). При этом вольтметр покажет значение прямого падения напряжения на диоде. Если же диод включен в обратном направлении, режим работы блока питания не изменится. В случае проверки стабилитрона при обратном включении вольтметр покажет его напряжение стабилизации.

При проверке конденсаторов переключателем SA5 также выбирают минимальный ток нагрузки. Резистором R20 (R32) устанавливают максимальное, но не больше номинального для конкретного конденсатора, напряжение на выходе. К выходным клеммам (соблюдая полярность для оксидных конденсаторов) подключают конденсатор и включают выключатель SA4. По длительности вспышки индикатора перегрузки можно косвенно оценить емкость конденсатора или обнаружить его утечку.

Для измерения напряжения при проведении различных экспериментов и ремонтных работах можно использовать вольтметры блока. Перед работой следует отключить прибор от блока питания, разомкнув контакты выключателя SA4. Напряжение питания на исследуемое устройство удобно подавать с блока А1.

Литература

1. Ануфриев Л. Мультиметр на БИС. - Радио, 1986, № 4, с. 34-39.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1983-
3. Бирюков С. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения. - Радио, 1999, № 2, с. 69-71.
4. Щербина А., Благий С, Иванов В. Применение микросхемных стабилизаторов серий 142, К142 и КР142. - Радио, 1991, № 3, с. 47-51; № 5, с. 68-70.

Автор: А.Муравьев, пос.Лесной Рязанской обл.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Психологическое состояние и старение 26.04.2026

Наука все чаще рассматривает старение не только как биологический процесс, но и как явление, тесно связанное с психологическим состоянием человека. Эмоциональное благополучие, уровень стресса и ощущение социальной включенности могут напрямую влиять на то, как быстро изнашивается организм на клеточном уровне. Китайские исследователи провели масштабный анализ данных людей старше 45 лет и обнаружили важную закономерность: такие факторы, как одиночество и субъективное ощущение несчастья, связаны с ускорением биологического старения примерно на 1,65 года. Иными словами, внутреннее эмоциональное состояние может "добавлять" организму лишний возраст даже при одинаковом паспортном возрасте. Чтобы получить более точную оценку биологического старения, ученые использовали комплексный подход. В их анализ вошли 16 биомаркеров крови, семь биометрических параметров, а также данные, связанные с биологическим полом участников. Такой набор позволил сформировать более многослойную картину состояния ...>>

BMW i7 2027 26.04.2026

Компания BMW представила обновленный флагманский седан BMW i7 модельного года 2027, который стал заметным шагом в эволюции линейки. Внешность автомобиля сохранила узнаваемые черты бренда, однако была переосмыслена в стилистике Neue Klasse. Фирменная решетка радиатора стала шире и ниже, получив светодиодную подсветку, а передняя оптика разделилась на два уровня: основные фары смещены вниз, а тонкие дневные ходовые огни расположены выше. Задняя часть получила удлиненные фонари и обновленный матовый логотип, подчеркивающий современный характер модели. Интерьер BMW i7 2027 года во многом строится вокруг новой системы Panoramic iDrive. Она выводит информацию на всю нижнюю часть лобового стекла, создавая расширенное поле визуализации данных для водителя. Центральную роль по-прежнему играет 17,9-дюймовый дисплей, а передний пассажир впервые получает собственный экран диагональю 14,6 дюйма, который автоматически затемняется при отвлечении водителя. Задняя часть салона остается ориенти ...>>

Новизна корма влияет на кошачий аппетит 25.04.2026

Пищевое поведение животных часто кажется простым, но на деле оно зависит от множества тонких сенсорных и когнитивных механизмов. Особенно это заметно у кошек, чьи предпочтения в еде могут меняться не только из-за насыщения, но и из-за восприятия вкуса и запаха. Новое исследование японских ученых позволило точнее понять, почему питомцы нередко оставляют корм в миске. В лабораторных условиях исследователи из Японии наблюдали за двенадцатью кошками, чтобы изучить, как меняется их аппетит при повторяющемся питании. Животным поочередно предлагали шесть видов промышленного сухого корма, обозначенных от A до F, что позволило сравнить их предпочтения и оценить стабильность потребления. В ходе экспериментов выяснилось, что корм F оказался наиболее привлекательным для кошек и заметно опережал остальные варианты по уровню потребления. Однако даже он не сохранял свою "привлекательность" при многократном повторении: когда один и тот же корм предлагали шесть раз подряд в течение двух часов, жи ...>>

Случайная новость из Архива Водородный электролет Joby Aviation 15.07.2024 Недавние достижения в области авиационных технологий продолжают впечатлять, и одной из самых значительных инноваций стал демонстрационный образец eVTOL на водородных топливных элементах от компании Joby Aviation. Этот летательный аппарат совершил первый в истории длительный перелет, преодолев 842 километра без посадки, что почти втрое превышает предыдущий рекорд компании, установленный на батареях. Летательный аппарат S4 от Joby Aviation использует систему топливных элементов H2F-175, разработанную компанией H2Fly, которую Joby приобрела в 2021 году. Самолет находился в воздухе более четырех часов, а после приземления в его баках оставалось еще 10% топлива. Этот полет демонстрирует значительный потенциал водорода как жизнеспособного альтернативного источника энергии для электрических вертикально-взлетающих и посадочных летательных аппаратов (eVTOL). На сегодняшний день аккумуляторные eVTOL подходят только для небольших экскурсий или городских воздушных такси. Их запас хода ограничен примерно 250 километрами, что является пределом для дальних перевозок. Водород, с его высокой удельной энергоемкостью, представляет собой перспективную альтернативу. Особенно это важно для летательных аппаратов, которым необходимо преодолевать гравитацию, поднимая собственный вес и полезную нагрузку. Тем не менее, технологии водородных топливных элементов пока менее развиты, чем литиевые батареи, особенно в криогенной жидкой форме. Joby Aviation увидела большой потенциал водорода и приобрела немецкую компанию H2Fly, пионера в области водородных самолетов. В сентябре прошлого года демонстрационный аппарат HY4 от H2Fly совершил первый в мире пилотируемый полет на жидком водороде. Этот успех стал основой для дальнейших разработок. Недавно eVTOL на водородном топливе совершил полет вокруг объектов компании в Марина, Калифорния. За 4 часа и 47 минут самолет преодолел 842 километра. Для этого полета Joby переоборудовала свой предсерийный eVTOL с поворотным крылом в водородно-электрический демонстрационный аппарат. В самолете был установлен криогенный топливный бак, вмещающий до 40 килограммов жидкого водорода, хранящегося при температуре -251 °C. Вакуумная оболочка бака поддерживала безопасную температуру его поверхности. Водород питает систему топливных элементов H2F-175, которая запускает электрохимическую реакцию с кислородом из воздуха, вырабатывая электроэнергию, воду и тепло. Электроэнергия, полученная от топливных элементов, является основным источником питания для шести винтов самолета, в то время как небольшая батарея используется для взлета и посадки. Основатель и генеральный директор Joby ДжоБен Бевирт подчеркнул, что большая часть работ по проектированию, испытаниям и сертификации, выполненных для eVTOL на батареях, применима к водородным полетам. Joby планирует использовать те же посадочные площадки, программное обеспечение ElevateOS и операционную группу для обеих моделей. Водородные аппараты предназначены для региональных перевозок без необходимости использования взлетно-посадочной полосы аэропорта. Полет водородного eVTOL от Joby Aviation стал первым в истории прямым полетом VTOL на жидком водороде. Это значительный шаг вперед в раскрытии потенциала водородных технологий. В будущем компания планирует достичь дальности полета более 1500 километров для самолетов с неподвижным крылом, таких как Hy4 от H2Fly, что открывает новые горизонты в авиации и демонстрирует потенциал водорода как эффективного и экологически чистого источника энергии.

Другие интересные новости:

▪ У Земли есть свои минилуны

▪ Сверхбыстрая камера FRAME

▪ Лондон оказался под угрозой затопления

▪ Самый быстрый графический процессор для ноутбуков от Nvidia

▪ Фотонные микросхемы Infinera ePIC-500 и oPIC-100

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочник электрика. Подборка статей

▪ статья Помощь при отморожениях. Охрана труда

▪ статья Как было открыто стекло? Подробный ответ

▪ статья Глазуровщик изделий строительной керамики. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Разновидности систем заземления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Взаимопроникновение в спичечном коробке. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026