USB-разъем в лабораторном блоке питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Лабораторные блоки питания (БП) с регулируемым выходным напряжением обычно используют только для отладки и ремонта радиоэлектронной аппаратуры, для питания устройств на постоянной основе их применяют редко. Это связано с тем, что на выходе такого БП может быть случайно установлено повышенное напряжение, опасное для подключенной нагрузки.

Для расширения функциональных возможностей лабораторного БП предлагаю оснастить его USB-розеткой, к которой можно подключать различные мобильные устройства для их питания и зарядки встроенных в них аккумуляторов. Чтобы избежать повреждения такой нагрузки, в БП следует встроить коммутатор, автоматически подключающий эту розетку к стабилизатору только в том случае, если на его выходе установлено напряжение, близкое к 5 В. Коммутатор целесообразно встраивать в БП с плавно регулируемым выходным напряжением, в которых затруднительно или нежелательно устанавливать дополнительный линейный или импульсный стабилизатор, рассчитанный на выходное напряжение 5 В при токе нагрузки не менее 0,5 А.

Схема коммутатора представлена на рис. 1, а схема его подключения к БП - на рис. 2 (здесь A1 - электронный стабилизатор напряжения лабораторного БП, A2 - описываемое устройство, C1 и C2 - фильтрующие конденсаторы).

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Рис. 2

На микросхеме DD1 (см. рис. 1) собран формирователь управляющего коммутатором сигнала. Элемент DD1.1 использован в качестве двухпорогового компаратора напряжения [1]. Если выходное напряжение стабилизатора A1 находится в интервале 5,2...5,6 В, на выходе элемента DD1.1 присутствует лог. 1. При плавном изменении напряжения на входах триггерный эффект при переключении уровней напряжения на выходе DD1.1 выражен слабо, поэтому управляющий сигнал проходит еще через три логических элемента, включенных инверторами. Когда на выходе DD1.1 - лог. 1, на выходе DD1.2 - лог. 0, а на выходе включенных параллельно элементов DD1.3 и DD1.4 - лог. 1. При этом транзисторы VT2 и VT3 открыты, и на подключенную к розетке XS1 нагрузку поступает напряжение около 5 В (о его наличии сигнализирует светодиод HL2).

Если потребляемый нагрузкой ток превышает 80 мА, что обычно соответствует режиму зарядки встроенного в мультимедийный аппарат аккумулятора, то падения напряжения на резисторе R7 оказывается достаточно для открывания транзистора VT1, он открывается и включенный в его коллекторную цепь светодиод HL1 светится. Если же напряжение на выходе стабилизатора меньше 5,2 или больше 5,6 В, то на выходе элемента DD1.1 устанавливается лог. 0, на выходе DD1.2 - лог. 1, а на выходах DD1.3, DD1.4 - лог. 0, поэтому транзисторы VT2 и VT3 закрываются, нагрузка обесточивается и светодиоды гаснут.

На транзисторе VT4, резисторе R13 и стабилитроне VD5 собран параллельный стабилизатор, который защищает нагрузку от повышенного напряжения в случае неисправности управляющих узлов. Конденсаторы C3, C4 снижают чувствительность элемента DD1.1 к помехам, а также предотвращают его самовозбуждение. Наличие резистора R4 делает регулировку порогов срабатывания DD1.1 подстроечными резисторами R3, R5 более плавной. Диод Шоттки VD4 уменьшает рост напряжения на резисторе R7 при увеличении тока нагрузки. Применение германиевого транзистора VT1 позволяет использовать резистор R7 меньшего сопротивления.

Элементы микросхемы DD1 питаются напряжением около 6,85 В от параметрического стабилизатора, собранного на стабилитроне VD2 и резисторе R1. Конденсаторы C1, C2, C5, C6 - блокировочные в цепях питания. Диод VD1 предотвращает преждевременную разрядку конденсатора C2 при выключении блока питания. Диод VD3 защищает входы элемента DD1.1 от возможного повреждения, если применена микросхема выпуска первых лет (без встроенных защитных диодов).

Все детали устройства, кроме светодиодов и резистора R14, смонтированы на плате из стеклотекстолита размерами 47x28 мм (рис. 3). Монтаж - двусторонний навесной с помощью тонких цветных многожильных проводов в ПВХ изоляции. Провода, по которым протекает ток нагрузки, должны иметь сечение не менее 1 мм².

Рис. 3

В коммутаторе могут быть применены постоянные резисторы МЛТ, С1-4, С1-14, С2-23 и для поверхностного монтажа (один из них - R14 - припаивают к контактам 2 и 3 розетки XS1, остальные устанавливают на стороне соединений платы). Подстроечные резисторы - любые малогабаритные. Оксидные конденсаторы - К50-68, К53-19 или импортные аналоги. Остальные конденсаторы - керамические для поверхностного монтажа. Конденсатор C1 устанавливают в непосредственной близости от выводов питания микросхемы DD1.

Диоды КД522Б заменимы любыми из КД510А, КД521А-КД521Д, КД522А, КД522Б, а также импортными 1N4148, 1N914, 1SS244; диод Шоттки

MBRS130LT3 - любым из MBRS140T3, 1N5817-1N5819, SB120-SB160. Вместо стабилитрона КС168А подойдут 1N4736A, TZMC-6V8, КС126И, КС407Д, КС468А, а вместо 1N4734A - КС156Г, BZV55C-5V6, TZMC-5V6. Светодиоды RL30-SR114S (красного цвета свечения) и RL30-YG414S (зеленого) можно заменить любыми аналогичными непрерывного свечения, например, серий КИПД66, КИПД21.

Возможная замена транзистора 2SC2458 - любой из серий BC547, 2SC3199, SS9014, КТ6111, КТ6114, германиевого транзистора ГТ115Г - любой из серий 1Т321, ГТ321, МП25, МП26. Транзистор SS8550D (напряжение насыщения коллектор-эмиттер - не более 0,2 В при токе коллектора 0,5 А) заменим любым из серий SS8550, КТ684, КТ686 (чем больше коэффициент передачи тока базы этого транзистора, тем лучше). Если вместо биполярного на месте VT3 применить полевой транзистор с каналом p-типа (например, IRF4905, как показано на рис. 4), то при токе нагрузки 0,5 А на нем будет падать не более нескольких милливольт. Транзистор КТ815Б можно заменить на SS8050, BD139 или любой из серий КТ815, КТ817, КТ646. Подбирая транзисторы для устройства, следует помнить, что рекомендованные для замены могут быть выполнены в иных корпусах и иметь иную цоколевку, чем указанные на схеме.

Рис. 4

Вместо микросхемы К176ЛП2 можно использовать К561ЛП2, работа устройства с их импортными аналогами не проверялась.

Сопротивление резистора R1 выбирают таким, чтобы при подключенной нагрузке ток через него не выходил за пределы 10...20мА. На рис. 1 его сопротивление указано для напряжения на конденсаторе C1 (см. рис. 2) около 25...30 В.

Налаживание устройства сводится к установке порогов срабатывания компаратора. Временно отключив стабилитрон VD5 и не подключая нагрузку к розетке XS1, устанавливают движок подстроечного резистора R3 в такое положение, чтобы светодиод HL2 зажигался при напряжении на выходе стабилизатора более 5,2 В. Затем повторяют эту операцию с подстроечным резистором R5, но его движок устанавливают в такое положение, чтобы светодиод HL2 зажигался при напряжении на выходе стабилизатора менее 5,6 В.

Если на месте VT3 установлен полевой транзистор (рис. 4), то пороги срабатывания компаратора выбирают равными соответственно 5,0 и 5,4 В.

Описанное устройство может работать совместно с БП, в котором при изменении тока нагрузки в допустимых пределах изменение выходного напряжения в несколько раз меньше указанного интервала (0,4 В). Это могут обеспечить, например, лабораторные БП с линейным и импульсным стабилизаторами напряжения, собранные по схемам [2, 3]. Устройство подключают к узлам стабилизатора напряжения максимально короткими проводами сечением по меди не менее 1 мм². Авторский экземпляр устройства испытывался совместно с указанными БП при токе нагрузки до 2 А (кратковременно), самовозбуждение элементов микросхемы DD1 при этом не возникало.

Если к розетке XS1 подключено мультимедийное устройство, например, МР3-плейер или мобильный телефонный аппарат, а к выходу доработанного БП - УМЗЧ, то соединять его вход с аудиовыходом мобильного аппарата можно лишь в том случае, если у мобильного аппарата единый общий провод - "минус" и для uSB-розетки, и для гнезда для головных телефонов (что бывает нечасто), иначе аппарат может быть поврежден.

Незначительно изменив схему, такой коммутатор можно встроить в питаемые от внешних БП устройства, если они критичны к появлению аномального для них напряжения питания.

Литература

1. Леонтьев А. Сигнальное устройство на двупороговом компараторе. - Радио, 1992, №5, с. 36-38.
2. Бутов А. Лабораторный блок питания с защитой на самовосстанавливающихся предохранителях. - Радио, 2005, № 10, с. 54- 57.
3. Бутов А. Лабораторный импульсный БП на микросхеме L4960. - Радио, 2011, № 11, с. 27, 28.

Автор: А. Бутов

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Созданы наночастицы, которые уменьшают отек мозга 27.01.2020 Ученые Северо-Западного университета США создали наночастицы, которые уменьшают отек мозга при черепно-мозговых травмах. Разработка позволит спасти жизни пациентам с серьезными травмами головы. Черепно-мозговые травмы обычно приводят к массовой гибели клеток в отдельных областях мозга. Результатом этих изменений может стать ухудшение работы сознания и нарушение некоторых физических функций, вплоть до потери речи, парализации конечностей, а также ухудшения долгосрочной и краткосрочной памяти. Массовая гибель клеток мозга в результате черепно-мозговой травмы связана с тем, что внутри него начинает накапливаться жидкость и развивается отек. Сейчас единственный эффективным (и крайне рискованным) методом лечения отека является трепанация черепа. В ходе нового исследования ученые нашли способ замедлить процесс развития отека с помощью наночастиц, покрытых антителами. Такие частицы позволят остановить миграцию моноцитов за счет отвлечения иммунной системы - при введении их в кровь иммунная система направляет основные силы на борьбы с ними, игнорируя мозг.

Другие интересные новости:

▪ Компьютеры для слепых

▪ Уголь спасет человечество от жажды

▪ Наножилье для солнцелюбивых бактерий

▪ На систему Windows 7 к 2010 году

▪ Квантовая флейта

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Чрезвычайные ситуации военного характера. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто изобрел вертолет? Подробный ответ

▪ статья Уборщик территории. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Кварцованный металлоискатель на двух транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как приготовить плитку сернистой меди для сухих выпрямителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026