Предлагаемый блок питания собран на основе микросхемы LM2575T-Adj фирмы Motorola. Эта микросхема представляет собой импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока с регулируемым выходным напряжением. Частота преобразования (52 кГц) определяется встроенным генератором.
Микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В. интервал регулировки выходного напряжения - 1,2...35 В при токе нагрузки до 1 А. Минимальная разность между входным и выходным напряжениями - около 2 В, имеется встроенная защита от превышения температуры, короткого замыкания в цепи нагрузки и перегрузки по току.
Схема блока питания показана на рис. 1.
Рис. 1
Блок питания обеспечивает ток до 1 А при выходном напряжении 1,2...15 В. При напряжении 15....18 В максимальный ток снижается до 0,5 А, что обусловлено типом примененного понижающего трансформатора. Если необходимо, чтобы выходной ток достигал 1 А во всем интервале выходного напряжения, следует применить понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 22 В При выходном напряжении 5 В и токе нагрузки 1 А стабилизатор потребляет от выпрямителя ток 0,23 А и его КПД составляет около 90 %.
Напряжение сети 220 В через плавкую вставку FU1 и замкнутые контакты выключателя SA1 поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1. Напряжение вторичной обмотки через самовосстанавливающийся предохранитель FU2 поступает на мостовой выпрямитель, собранный на диодах Шоттки VD3-VD6. Применение таких диодов уменьшает потери мощности на мостовом выпрямителе в сравнении с обычными диодами, уменьшается тем самым нагрев элементов, что актуально для блока питания в малогабаритном корпусе. Светодиод HL3 красного цвета свечения сигнализирует о срабатывании самовосстанавливающегося предохранителя FU2, который необходим для защиты трансформатора от перегрузки при неисправностях выпрямителя или микросхемы стабилизатора. Варистор RU1 совместно с плавкой вставкой FU1 защищает трансформатор, диоды выпрямителя и стабилизатор от импульсных и кратковременных перенапряжений.
Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает оксидный конденсатор большой емкости С1. Керамические конденсаторы С3, С8 С9 и танталовый С2 снижают уровень высокочастотных пульсаций. Это снижает помехи, поступающие в сеть от импульсного стабилизатора. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R3 перемещение его движка вниз (по схеме) приводит к увеличению выходного напряжения. Дроссель L1 - накопительный. C6C7L2C10C13 - фильтр нижних частот, который уменьшает пульсации выходного стабилизированного напряжения. Резистор R6 выполняет функции нагрузки, если к выходу блока питания реальная нагрузка не подключена. Свечение светодиода HL4 сигнализирует о наличии выходного напряжения более 2 В. На микроамперметре РА1 и резисторе R5 собран вольтметр, измеряющий выходное напряжение. Дроссель L3 уменьшает уровень синфазных высокочастотных помех. Светодиоды HL1, HL2 повышенной яркости белого цвета свечения подсвечивают шкалу вольтметра и одновременно служат индикаторами включения.
Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа, например, Р1-12, РН1-12. Переменный резистор - СПЗ-4 или аналогичный малогабаритный с линейной характеристикой, его металлический корпус необходимо соединить с общим проводом, а на ось надеть ручку из изоляционного материала - микросхема стабилизатора чувствительна к наводкам на входе FB. Варистор MIG10-471 можно заменить на варисторы FNR-14K431, FNR-10K471, FNR-14K471 и аналогичные на напряжение 430 или 470 В.
Оксидные конденсаторы (кроме С2 и С14) - импортные, отечественные конденсаторы К50-35 применять не рекомендуется. Конденсаторы С2, С14 - танталовые для поверхностного монтажа. Конденсатор С14 устанавливают на конце выходного соединительного кабеля для подключения нагрузки. При отсутствии конденсатора на рабочее напряжение 25 В его можно составить из двух последовательно соединенных на напряжение 20 В. Все остальные конденсаторы - керамические для поверхностного монтажа типоразмеров 0805, 1206. Конденсатор С3 припаивают непосредственно к выводам 1 и 3 стабилизатора DA1. При применении постоянных резисторов МЛТ, С2-23 и керамических конденсаторов с проволочными выводами габаритные размеры блока питания возрастут.
Диоды Шоттки SR360 можно заменить на диоды MBRD350, SK35. MBRS360T3, MBR350, MBR360. КД268Б. При отсутствии таких диодов можно применить диоды серии КД213. но КПД блока питания при этом уменьшится, а температура внутри корпуса возрастет. Взамен диода 1N4148 можно установить любой диод из серии КД521, КД522 Светодиоды HL3 и HL4 - также любые из серий КИПД66, КИПД21, L-934. Светодиоды RL30-WH744D (белого цвета свечения) можно заменить на 504UWC.
Микроамперметр РА1 - М68501. М4761 или аналогичный от индикатора уровня записи-воспроизведения отечественного магнитофона. Выключатель питания - клавишный IRS-101-1 A3 или IRS101-12C с неоновой индикаторной лампой, но можно применить любой малогабаритный выключатель, рассчитанный на коммутацию напряжения 220 В переменного тока. Соединительный кабель питания для подключения нагрузки - двухпроводный, длиной до 1 м с сечением каждого провода 0,75 мм2.
Понижающий трансформатор применен готовый от электрофона "Икар". Взамен него можно применить любой аналогичный с габаритной мощностью 15...25 Вт, например, унифицированный ТП115-8. Самодельный трансформатор можно намотать на Ш-образном магни-топроводе с площадью центрального керна 6,25 см2. Первичная обмотка содержит 1800 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0 2 мм, вторичная - 155 витков такого же провода диаметром 0,68 мм. При отсутствии отвода от середины вторичной обмотки резистор R2 подключают к нижнему по схеме выводу вторичной обмотки. При этом сопротивление и мощность этого резистора R2 необходимо увеличить в два раза.
Дроссель L1 намотан на трех склеенных вместе магнитопроводах К20х12-6 из феррита 2000НН. Он содержит 12...15 витков самодельного литцендрата, состоящего из 20 отрезков провода ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Отрезки складывают вместе и свивают с помощью ручного намоточного станка, ручной дрели, электрической отвертки или электродрели, работающей на малых оборотах. Применение литцендрата уменьшает потери мощности в дросселе L1 и облегчает его намотку Для изготовления дросселей L2 и L3 применены магнитопроводы К16х6х4.5 из феррита 2000НН, дроссель L2 содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0.68, L3 - 2 витка выходного двухпроводного кабеля. Перед намоткой всех дросселей необходимо надфилем сточить края магнитопроводе и затем обмотать их слоем лакоткани.
Все элементы устройства размещены в самодельном пластмассовом корпусе с габаритными размерами 85x56x106 мм, склеенном из коробок для пленочных 35 мм слайдов (рис. 2).
Рис. 2
Размещение элементов в корпусе очень плотное (рис. 3), поскольку половину объема занимают понижающий трансформатор и микроамперметр.
Рис. 3.
В нижней части стенок корпуса просверлено около сотни вентиляционных отверстий диаметром 2,5 мм. Большая часть деталей размещена на монтажной плате размерами 46x72 мм. Монтаж элементов проводят навесным способом. Выводные элементы размещены на одной стороне платы (рис. 4), а элементы для поверхностного монтажа - на второй.
Рис. 4
Варистор RU1 припаян к выводам трансформатора. На верхней части корпуса установлен микроамперметр, для него сделано прямоугольное окно соответствующего размера. Светодиоды HL1, HL2 приклеены к микроамперметру с двух сторон так, чтобы они освещали его шкалу. Интегральный стабилизатор LM2575T-Adj желательно установить на теплоотвод общей площадью 4...8 см2, изготовленный из сплава алюминия или меди.
Настройка собранного блока питания заключается в установке верхней границы выходного напряжения подборкой резистора R4, а подборкой резистора R5 устанавливают максимальное значение измеряемого напряжения. Затем с помощью образцового вольтметра проводят градуировку шкалы встроенного вольтметра. Если необходимо, чтобы блок питания имел защиту от перегрузки по току при различных его значениях, что актуально, в первую очередь, для лабораторного применения, последовательно с дросселем L2 необходимо установить несколько переключаемых самовосстанавливающихся предохранителей.
Автор: Бутов А.