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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива Радиоактивность в египетских пирамидах 08.01.2000 Египетские и американские специалисты измерили содержание радиоактивного газа радона во внутренних помещениях египетских пирамид. В трех из семи изученных пирамид найдено повышенное содержание радона - от 816 до 5809 беккерелей на кубический метр воздуха. Радон возникает при распаде урана, содержащегося во многих горных породах, особенно в граните. Этот газ нередко встречается и в подвалах жилых домов, и даже в комнатах, если дом стоит на скальном грунте. Безопасными считаются уровни до 200 беккерелей на кубометр, а если радона больше, необходима усиленная вентиляция. Радиоактивный газ может вызывать рак легких. Экскурсоводы работают с туристами внутри пирамид примерно по четыре часа в день, и доза облучения, получаемая ими, почти вдвое ниже допустимой. Для туристов кратковременное пребывание в пирамиде безвредно.

Другие интересные новости:

▪ Фонари из растений

▪ Томограф для сортировки семян

▪ Новый способ охлаждения полупроводников

▪ Биопленки в шприцах для контурной пластики

▪ Открыты клетки, излечивающие от акне

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Подборка статей

▪ статья Влияние табачного дыма на здоровье человека. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какое психическое заболевание носит имя Алисы в Стране чудес? Подробный ответ

▪ статья Рыбацкая петля. Советы туристу

▪ статья Сабвуфер для дома, для семьи. Некоторые хитрости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Убери и подставь. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026