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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива 4K монитор Samsung Odyssey Ark 17.08.2022 Компания Samsung официально представила новый игровой монитор в модельном ряду Odyssey. Модель получила название Odyssey Ark, и это первый изогнутый монитор, получивший диагональ 55 дюймов с кривизной 1000R. Модель южнокорейской компании получила 55-дюймовую изогнутую панель, которая явно предназначена для игр - об этом свидетельствует поддержка высокой частоты обновления 165 Гц. Из других особенностей смартфона следует обратить внимание на задержку на уровне 1 миллисекунды (GtG), Ark Dial, а также инновационный контроллер. Благодаря кривизне на уровне 1000R, дисплей предлагает поразительный опыт гейминга. Разрешение составляет 3840 х 2160 пикселей, отношение сторон - 16:9. В Samsung Odyssey Ark используется проприетарная технология Samsung Quantum Matrix, контролирующая LED-подсветку. Также у монитора есть Matte Display, также есть технология Sound Dome, позволяющая улучшить кинематографический режим Odyssey Ark. Кроме этого, есть даже Sound Booster с поддержкой ИИ и поддержка Dolby Atmos, что позволяет улучшать звук (его мощность составляет 60W). Следует упомянуть также о поддержке HDR10+ и AMD Freesync Premium Pro, а также Cockpit Mode - режиме портретной ориентации с уникальным игровым опытом. Есть возможность регулировки высоты и угла наклона дисплея. Новый игровой монитор Samsung оснащен Samsung Gaming Hub - это портал поиска интересных предложений стримингового гейминга. Здесь у игроков будет возможность искать и играть игры с Xbox, NVIDIA GeForce NOW, Google Stadia, Utomik, а также Amazon Luna. Правда, наиболее вероятно, что такой монитор будет использоваться с производительным аппаратным обеспечением пользователя (ПК/консолью), а не для стриминговых сервисов. Монитор Samsung 55" Odyssey Ark 4K UHD Gaming Monitor доступен для предварительного заказа в Samsung Online Store по цене 3499 долларов.

Другие интересные новости:

▪ Взаимодействие фотонов с парами атомов

▪ Оптопары для высокоскоростного обмена данными

▪ Электробусы Volvo выезжают на городские улицы

▪ Охладители Schneider Electric Uniflair Cooling для больших ЦОДов

▪ Сверхтонкий ноутбук LG Gram

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья Стенка для прихожей. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему газеты с сенсационными новостями называют желтой прессой? Подробный ответ

▪ статья Полынь метельчатая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Всеволновая малогабаритная ТВ антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мощный бестрансформаторный преобразователь напряжения, 5-15/10-30 вольт 2 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026