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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Texas Instruments выпустила библиотеку для MSP430 и CC1100/CC2500 22.03.2007 Одним из направлений применения низкопотребляющего микроконтроллера MSP430 являются беспроводные приложения малого радиуса действия, функционирующие в ISM-диапазонах 433, 868, 2400 МГц. Радиочасть в таких приложениях часто выполняется на базе широко известных чипов Chipcon CC1100 и CC2500 для частот до 1 и 2,4 ГГц соответственно. Сочетание MSP430 и CC1100/CC2500 позволяет создавать высокоэффективные беспроводные соединения со скоростью до 500 кбит/с. Для упрощения взаимодействия между этими продуктами Texas Instruments выпускает открытую библиотеку функций, которая позволяет избежать разработки низкоуровневых интерфейсов при добавлении беспроводных микросхем Chipcon в проект. Взаимодействие с микросхемами Chipcon традиционно ведется через интерфейс SPI. Texas Instruments предоставляет данную библиотеку для всех вариантов реализации SPI на периферии MSP430: USART0; USART1; USCIA0; USCIA1; USCIB0; USCIB1; USI; Bit-banging (эмуляция) с GPIO. Библиотека предоставляется с демонстрационным приложением - удаленным управлением светодиодами.

Другие интересные новости:

▪ ARCHOS выпустил сверхкомпактный аудиоплеер с 3 Гб жестким диском

▪ Межконтинентальные рейсы птерозавров

▪ Как вернуть томатам вкус

▪ Кошкины игрушки

▪ Полностью защищенный промышленный бизнес-планшет Fujitsu Stylistic V535

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Организация защиты личного состава формирований. Специальная обработка. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как использовать метеориты? Подробный ответ

▪ статья Из каких газов состоит воздух. Детская научная лаборатория

▪ статья Необычный АМ детектор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Срастающаяся бумага. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025