Мощный лабораторный блок питания на транзисторах, 220/3-30 вольт 2 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Предлагаемый блок питания выполнен на транзисторах. Он имеет относительно простую схему (рис.1), и следующие параметры:

• выходное напряжение.......3...30 В;
• коэффициент стабилизации при изменении напряжения сети от 200 до 240 В.......500;
• максимальный ток нагрузки.......2 А;
• температурная нестабильность.......10 мВ/°С;
• амплитуда пульсации при I макс.......2 мВ;
• выходное сопротивление.......0,05 Ом.

Рис.1 (нажмите для увеличения)

На диодах VD5-VD8 собран основной выпрямитель, напряжение с которого поступает на конденсатор фильтра С2 и регулирующий составной транзистор VT2, VT4-VT6, включенный по схеме с общим коллектором.

На транзисторах VT3, VT7 выполнен усилитель сигнала обратной связи. Транзистор VT7 питается от выходного напряжения блока питания. Резистор R9 является его нагрузкой. Напряжение эмиттера транзистора VT7 стабилизировано стабилитроном VD17. В результате ток этого транзистора зависит только от напряжения на базе, которое можно изменять, изменяя падение напряжения на резисторе R10 делителя напряжения R10, R12-R21. Всякое увеличение или уменьшение тока базы транзистора VT7 приводит к увеличению или уменьшению тока коллектора транзистора VT3. При этом в большей степени запирается или отпирается регулирующий элемент, соответственно уменьшая или увеличивая выходное напряжение блока питания. Коммутируя резисторы R13-R21 секцией SA2.2 переключателя SA2, изменяют выходное напряжение блока ступенями через 3 В. Плавно в пределах каждой ступени выходное напряжение регулируют с помощью резистора R12.

Вспомогательный параметрический стабилизатор на стабилитроне VD9 и резисторе R1 служит для питания транзистора VT3, напряжение питания которого равно сумме выходного напряжения блока и напряжения стабилизации стабилитрона VD9. Резистор R3 является нагрузкой транзистора VT3.

Конденсатор С4 устраняет самовозбуждение на высоких частотах, конденсатор С5 уменьшает пульсацию выходного напряжения. Диоды VD16, VD15 ускоряют разрядку конденсатора С6 и подключенной к блоку емкостной нагрузки при установке меньшего уровня выходного напряжения.

На транзисторе VT1, тринисторе VS1 и реле К1 выполнено устройство защиты блока питания от перегрузки. Как только падение напряжения на резисторе R5, пропорциональное току нагрузки, превысит напряжение на диоде VD12, открывается транзистор VT1. Вслед за ним открывается тринистор VS1, шунтируя через диод VD14 базу регулирующего транзистора, и ток через регулирующий элемент стабилизатора ограничивается. Одновременно срабатывает реле К1, контактами К1.2 соединяя базу регулирующего транзистора с общим проводом. Теперь выходной ток стабилизатора определяется только током утечки транзисторов VT2, VT4-VT6. Контактами К1.1 реле К1 включает лампочку Н2 Перегрузка". Для возврата стабилизатора в исходный режим его нужно выключить на несколько секунд и снова включить. Для устранения броска напряжения на выходе блока при его включении, а также предотвращения срабатывания защиты при значительной емкостной нагрузке служат конденсатор С3, резистор R2 и диод VD11. При включении блока питания конденсатор заряжается по двум цепям: через резистор R2 и через резистор R3 и диод VD11. При этом напряжение на базе регулирующего транзистора медленно растет вслед за напряжением на конденсаторе С3 до установления напряжения стабилизации. Затем диод VD11 закрывается и конденсатор С3 продолжает заряжаться через резистор R2. Диод VD11, закрываясь, исключает влияние конденсатора на работу стабилизатора. Диод VD10 служит для ускорения разрядки конденсатора С3 при выключении блока питания.

Все элементы блоков питания, кроме силового трансформатора, мощных регулирующих транзисторов, переключателей SA1-SA3, держателей предохранителей FU1, FU2, лампочек H1, H2, стрелочного измерителя, выходных разъемов и плавного регулятора выходного напряжения, размещены на печатных платах (рис.2,3).

Рис.2

Рис.3

Расположение узлов блока питания внутри корпуса видно из рис.4. Транзисторы П210А закреплены на игольчатом радиаторе, установленном сзади корпуса и имеющем эффективную площадь рассеяния около 600 см2. Снизу в корпусе в месте крепления радиатора просверлены вентиляционные отверстия диаметром 8 мм. Крышка корпуса закрепляется таким образом, чтобы между ней и радиатором сохранялся воздушный зазор шириной около 0,5 см. Для лучшего охлаждения регулирующих транзисторов в крышке рекомендуется просверлить вентиляционные отверстия.

Рис.4

В центре корпуса закреплен силовой трансформатор, а рядом с ним с правой стороны на дюралевой пластине размером 5х2,5 см закреплен транзистор П214А. Пластина изолирована от корпуса с помощью изоляционных втулок. Диоды КД202В основного выпрямителя установлены на дюралевых пластинах, прикрученных к печатной плате. Плата установлена над силовым трансформатором деталями вниз.

Силовой трансформатор выполнен на тороидальном ленточном магнитопроводе ОЛ 50-80/50. Первичная обмотка содержит 960 витков провода ПЭВ-2 0,51. Обмотки II и IV имеют выходные напряжения соответственно 32 и 6 В при напряжении на первичной обмотке 220 В. Они содержат 140 и 27 витков провода ПЭВ-2 0,31. Обмотка III намотана проводом ПЭВ-2 1,2 и содержит 10 секций: нижняя (по схеме) - 60, а остальные по 11 витков. Выходные напряжения секций соответственно равны 14 и 2,5 В. Силовой трансформатор можно намотать и на другом магнитопроводе, например на стержневом от телевизоров УНТ 47/59 и других. Первичную обмотку такого трансформатора сохраняют, а вторичные перематывают для получения вышеуказанных напряжений.

В блоках питания вместо транзисторов П210А можно использовать транзисторы серий П216, П217, П4, ГТ806. Вместо транзисторов П214А-любые из серий П213-П215. Транзисторы МП26Б можно заменить любыми из серий МП25, МП26, а транзисторы П307В - любыми из серий П307 - П309, КТ605. Диоды Д223А можно заменить диодами Д223Б, КД103А, КД105; диоды КД202В - любыми мощными диодами с допустимым током не менее 2 А. Вместо стабилитрона Д818А можно применить любой другой стабилитрон из этой серии. Вместо тринистора КУ101Б подойдет любой из серии КУ101, КУ102. В качестве реле К1 применено малогабаритное реле типа РЭС-9, паспорта: РС4.524.200, РС4.524.201, РС4.524.209, РС4.524.213.

Реле указанных паспортов рассчитаны на рабочее напряжение 24...27 В, но начинают срабатывать уже при напряжении 15...16 В. При возникновении перегрузки блока питания (см. рис. 2), как уже отмечалось, отпирается тринистор VS1, который ограничивает ток стабилизатора до небольшой величины. При этом сразу же подзаряжается конденсатор фильтра основного выпрямителя (С2) примерно до амплитудного значения переменного напряжения (при нижнем положении переключателя SA2.1 это напряжение не менее 20 В) и создаются условия для быстрого и надежного срабатывания реле.

Переключатели SA2 - малогабаритные галетные типа 11П3НПМ. Во втором блоке контакты двух секций этого переключателя запараллелены и используются для коммутации секций силового трансформатора. При включенном блоке питания изменять положение переключателя SA2 следует при токах нагрузки, не превышающих 0,2...0,3 А. Если ток нагрузки превышает указанные значения, то для предотвращения искрообра-зования и обгорания контактов переключателя изменять выходное напряжение блока следует только после его выключения. Переменные резисторы для плавной регулировки выходного напряжения следует выбирать с зависимостью сопротивления от угла поворота движка типа "А" и желательно проволочные. В качестве сигнальных лампочек H1, H2 применены миниатюрные лампочки накаливания НСМ-9 В-60 мА.

Стрелочный прибор можно применить любой на ток полного отклонения стрелки до 1 мА и размером лицевой части не более 60Х60 мм. При этом нужно помнить, что включение шунта в выходную цепь блока питания увеличивает его выходное сопротивление. Чем больше ток полного отклонения стрелки прибора, тем больше сопротивление шунта (при условии, что внутренние сопротивления приборов одного порядка). Для предотвращения влияния прибора на выходное сопротивление блока питания переключатель SA3 при работе следует устанавливать на измерение напряжения (верхнее по схеме положение). При этом шунт прибора замыкается и исключается из выходной цепи.

Налаживание сводится к проверке правильности монтажа, подбору резисторов управляющих ступеней для регулировки выходного напряжения в нужных пределах, установке тока срабатывания защиты и подбору сопротивлений резисторов Rш и Rд для стрелочного измерителя. Перед настройкой вместо шунта припаивают короткую проволочную перемычку.

При настройке блока питания переключатель SA2 и движок резистора R12 устанавливают в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению (нижнее по схеме положение). Подбором резистора R21 добиваются на выходе блока напряжения 2,7...3 В. Затем переводят движок резистора R12 в крайнее правое положение (верхнее по схеме) и подбором резистора R10 устанавливают напряжение на выходе блока, равное 6 - 6,5 В. Далее переводят переключатель SA2 на одно положение вправо и подбирают резистор R20 таким, чтобы выходное напряжение блока увеличилось на 3 В. И так по порядку, каждый раз переводя переключатель SA2 на одно положение вправо, подбирают резисторы R19-R13 до установления на выходе блока питания конечного напряжения 30 В. Резистор R12 для плавной регулировки выходного напряжения можно взять другого номинала: от 300 до 680 Ом, однако, примерно пропорционально нужно изменить сопротивление резисторов R10, R13-R20.

Срабатывание защиты настраивают путем подбора резистора R5.

обавочный резистор Rд и шунт Rш подбирают, сличая показания измерителя РА1 с показаниями внешнего измерительного прибора. При этом внешний прибор должен быть как можно точнее. В качестве добавочного резистора можно использовать один или два последовательно включенных резистора ОМЛТ, МТ на мощность рассеяния не менее 0,5 Вт. При подборе резистора Rд переключатель SA3 переводят в положение "Напряжение" и устанавливают на выходе блока питания напряжение 30 В. Внешний прибор, не забыв переключить его на измерение напряжений, подключают к выходу блока.

В качестве шунта используют отрезок манганиновой или константановой проволоки диаметром 1 мм. При настройке шунта переключатель SA3 переводят в положение "ток", а включают блок питания только после того, как будет припаян отрезок манганинового провода вместо ранее установленной перемычки. В противном случае может выйти из строя стрелочный измеритель РА1. При этом внешний прибор включают последовательно с нагрузкой, в качестве которой можно применить резистор сопротивлением 5...10 Ом, рассчитанный на мощность рассеяния 10...50 Вт. Изменяя выходное напряжение блока питания, устанавливают ток нагрузки 2...2,5 А и, уменьшая или увеличивая длину манганинового провода, добиваются таких же показаний измерителя РА1. Перед каждой операцией по изменению длины шунта нужно не забывать выключать блок питания.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Твердотельные диски Samsung 3,2 ТБ NVMe с технологией 3D V-NAND 01.10.2014 Компания Samsung Electronics объявила о начале серийного производства твердотельных дисков 3,2 ТБ NVMe PCIe на базе технологии флэш-памяти 3D V-NAND (Vertical NAND), которые предназначены для корпоративных серверных систем премиум-класса. В новой модели твердотельного диска NVMe PCIe SM1715 используется проприетарная технология Samsung 3D V-NAND в форм-факторе типа карты HHHL (половина стандартной высоты на половину стандартной длины), что позволяет обеспечить емкость 3,2 ТБ - это в два раза больше, чем у предыдущей модели твердотельного диска NVMe, которая имела емкость 1,6 ТБ, сообщили CNews в Samsung. "Начиная серийное производство новых твердотельных дисков NVMe на базе технологии V-NAND, которые обеспечивают высокий уровень производительности и плотности записи данных, мы планируем значительно увеличить объемы продаж на рынке твердотельных дисков высокой плотности, - заявил Джихо Баик, вице-президент, подразделение маркетинга решений памяти, Samsung Electronics. - Компания Samsung планирует активно внедрять твердотельные диски на базе технологии V-NAND, которые будут иметь еще более высокую производительность и плотность записи данных в будущем". В целом модель SM1715 - это обновленная версия модели XS1715 от Samsung в плане производительности диска и надежности. Твердотельный диск 3,2 ТБ NVMe обеспечивает скорость последовательного чтения 3000 МБ/с и скорость последовательной записи до 2200 МБ/с. При этом скорость произвольного чтения достигает 750 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а скорость произвольной записи - 130 тыс. операций ввода-вывода в секунду, указали в компании. Кроме того, модель 3,2 ТБ SM1715 обеспечивает 10 перезаписей диска в день (DWPD) в течение пяти лет. Благодаря этому можно добиться уровня надежности, который требуется производителям корпоративных серверов для своих решений хранения данных премиум-класса, утверждают в Samsung. Модель SM1715 будет доступна на рынке в двух версиях: 1,6 ТБ и 3,2 ТБ. Благодаря появлению этой модели расширяется линейка твердотельных дисков форм-фактора 2,5 дюйма NVMe XS1715, которая уже включает версии с емкостью 800 ГБ и 1,6 ТБ.

Другие интересные новости:

▪ Фотокамера в часах

▪ Карманные Wi-Fi-роутеры от Meizu

▪ Лазер превращает диэлектрик в проводник

▪ Разблокировка Knock смартфонов LG

▪ Высокоточные программируемые усилители

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Стабилизаторы напряжения. Подборка статей

▪ статья С ватой клеится крепче. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какое произведение Стивена Кинга вызывает у читателей сомнения в его авторстве? Подробный ответ

▪ статья Заместитель директора по производству. Должностная инструкция

▪ статья Радио-микрофон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вода разлагается электрическим током на кислород и водород. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025