При разработке и налаживании аналоговых устройств обычно необходим источник питания с выходным напряжением 8...25 В, током нагрузки 0,3...0,4 А и, кроме того, обладающий малым уровнем пульсаций и защищенный от замыкания выходной цепи.
Ниже описан блок питания, отвечающий этим требованиям. Его выходное сопротивление - примерно 5 мОм, напряжение пульсации - не более 1,2 мВ. Устройство (рис. 1) состоит из сетевого трансформатора Т1 с мостовым выпрямителем на диодах VD1 - VD4 и компенсационного стабилизатора напряжения на транзисторах VT1, VT2 и ОУ DA1. Выпрямитель вырабатывает два напряжения - 16 и 32 В.
При выходном напряжении, не превышающем 12...13 В (устанавливают переменным резистором R2), на регулирующем транзисторе VT2 падает 2...4 В. Для транзистора VT1 это напряжение закрывающее, поэтому ток через него невелик и основной ток нагрузки течет через диод VD5, т. е. стабилизатор питается напряжением 16 В.
Если же выходное напряжение увеличивать, падение напряжения на транзисторе VT2 будет уменьшаться, что приведет к открыванию транзистора VT1. Теперь в регулирующий элемент стабилизатора входят оба транзистора - VT1 и VT2 В этом случае стабилизатор будет питаться напряжением 32 В через транзистор VT1, диод VD5 будет закрыт. Иными словами, транзистор VT1 открывается или закрывается в зависимости от напряжения, устанавливаемого на выходе устройства.
Таким образом, входное напряжение стабилизатора автоматически изменяется при изменении выходного напряжения. В результате уменьшается рассеиваемая мощность на регулирующем элементе и повышается экономичность стабилизатора. Кроме того, использование полевых транзисторов позволило просто решить задачу защиты от аварийной перегрузки, так как выходной ток стабилизатора при замыкании выходной цепи не может превысить начального тока стока транзистора VT2 (0,3...0,4 А). Например, если при напряжении 20 В выходная цепь окажется замкнутой, то это приведет, в первую очередь, к закрыванию транзистора VT1 и снижению входного напряжения стабилизатора до 16 В, а ток будет ограничен указанным выше значением. При этом на транзисторе будет рассеиваться мощность 5...6 Вт, а в таком режиме он может работать продолжительное время.
Конденсаторы С3, С4 предотвращают возможное самовозбуждение стабилизатора.
В устройстве можно использовать ОУ К140УД7, К140УД8 (с любым буквенным индексом), К140УД9, К140УД11, К140УД12, К553УД1; транзисторы. КП903А, КП903В (VT1, VT2),КП103М,КП103Д (VT3), выпрямительные блоки диодов. КЦ402Б - КЦ402Е [VD1-VD4), диоды КД209В, КД212Б (VD5), стабилитроны КС156А, КС162А, КС162Б, KC168A VT6; Конденсаторы С1, С2- К50-12, К50-6; С3, С4 - КТ, КЛС, КМ, БМ; С5 - МБМ, БМ. Резистор R2 - СП- 1,СПО-0,4, остальные - ВС, МЛТ.
Сетевой трансформатор Т1 должен обеспечивать на обмотке II переменное напряжение 10...12 В при токе 0,5 А.
Можно использовать унифицированные трансформаторы. ТПП245-127/220-50, ТПП251-127/220-50, ТПП253-127/220-50, ТНЗО-127/220-50, ТН32-127/220-50 и т. п.
Все детали, кроме предохранителя FU1, выключателя Q1 и переменного резистора R2 монтируют на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм.
Передняя панель прикреплена к плате винтами с помощью дюралюминиевого уголка. Задней стенкой блока служит ребристый теплоотвод; можно применить и пластинчатый толщиной 2,5...3 мм с полезной площадью рассеяния не менее 100 см2. Кожух блока изготовлен из листового дюралюминия толщиной около 0,7 мм. Кожух состоит из поддона, в котором укрепляют плату с передней панелью и теплоотводом и П-образной крышки. В поддоне и крышке следует предусмотреть вентиляционные отверстия.
Налаживание блока заключается в установке пределов регулирования выходного напряжения, для чего подбирают резисторы R1 и RЗ. Желательно проконтролировать выходные характеристики устройства для разных значений напряжения. Графики должны иметь вид, показанный на рис. 3.
Для индикации включения блока последовательно с транзистором VT3 (в цепь стока) можно включить светодиод, например, АЛ307Б.
Автор: И. Нечаев