Мережевий джерело живлення для різних саморобних конструкцій та перевірки їх на макетах можна зробити самому. Це нескладно, і в той же час надзвичайно корисно для підвищення своєї майстерності, розширення знань і набуття досвіду, на що, власне, і спрямована вся аматорська діяльність.
Радіоаматорам найчастіше потрібні два джерела живлення: один - малопотужний, на напруга від 3 до 12 В з струмом навантаження в десятки, від сили сотні міліампер; інший - потужний, на напругу 13,8 В з максимальним струмом 5…10 А. Перший потрібен для відпрацювання різних пристроїв на макетах та в інших випадках, коли споживаний струм невеликий і "ганяти" тривалий час потужний джерело просто не має сенсу. Другий необхідний для живлення потужних підсилювачів, СВ апаратури, аматорських радіостанцій, автомагнітол і т. п. Він же з успіхом може служити для зарядки автомобільних акумуляторних батарей, якщо в ньому є вузол обмеження максимального струму. Напруга 13,8 В, що вже стало стандартним, як і відповідає напруги в бортовій мережі автомобіля при працюючому генераторі і заряжающейся батареї.
У будь-якому отслужившем свій термін ламповому або лампово-напівпровідниковому телевізорі ви знайдете трансформатори, та й інші деталі для малопотужного, і для потужного блоку живлення. Малопотужний блок на 12 можна, наприклад, зібрати з використанням готового вихідного трансформатора кадрової розгортки (ТВК) від лампового телевізора. У ряді випадків придатний і вихідний трансформатор лампового підсилювача звуковий частоти (ТВЗ), але ефективне (діюче) напруга на його вторинній обмотці складе близько 6 В, при цьому випрямлена не перевершить 9 Ст.
Про те, як зібрати блок живлення, неодноразово розповідалося в радіоаматорський літературі, і повторюватися не варто. Зупинимося лише на деяких мало відомих, але важливих моментах. Вони відносяться до будь-якого саморобного пристрою.
Насамперед слід визначити придатність трансформатора для блоку живлення, а для цього треба виміряти струм холостого ходу первинної обмотки і напруга на вторинною. Знадобляться авометр, настільна лампа на 220 В потужністю 25…40 Вт і автомобільні лампи на 12 В потужністю 1…5 Вт, щоб перевірити вихідну напруга під навантаженням.
На чистому робочому столі з хорошим діелектричним покриттям (суха фанера, гетинакс, пластик) збирають ланцюг послідовно з'єднаних настільної лампи, авометра, встановленого на межу вимірювання змінного струму не менше 0,5 А і первинної обмотки випробовуваного трансформатора. Висновки вторинної обмотки (або обмоток) трансформатора залишаються вільними. Лампа тут виконує захисну функцію: якщо ви допустили грубу помилку, приєднавши низьковольтну вторинну обмотку замість первинної, якщо в обмотці (або обмотках) трансформатора є замикання і т. д., нічого страшного не відбудеться - при включенні лампа буде світитися, а авометр покаже лише споживаний нею струм. Замість лампи можна використовувати потужний (наприклад, дротовий) резистор опором 1…1,5 кОм. Якщо струм холостого ходу опиниться в нормі, при наступних включеннях лампу або резистор використовувати вже не треба.
При роботі треба неухильно дотримувати правил техніки безпеки: всі з'єднання робити, не підключаючи ланцюг до мережі, ізолювати їх ПВХ трубками, оснастити ланцюг мережевим шнуром з вилкою і тільки потім, заклавши ліву руку за спину або в кишеню і тримаючи виделку в правій руці, підключити її до розетки, подивитися показання авометра і відключити ланцюг.
Струм холостого ходу повинен становити не більше 20…30 мА для малопотужного трансформатора (можливо, доведеться перевести авометр на менший межа, відключивши попередньо випробовувану ланцюг від мережі) і не більше 100…150 мА для потужного. Більший струм вказує на те, що число витків первинної обмотки мало і, отже, магнітна індукція в магнітопроводі занадто велика. Такі трансформатори "гудуть", нагріваються і мають сильне поле розсіювання, що створює електромагнітні наведення на іншу апаратуру (див, наприклад, статтю Ст. Полякова "Зменшення поля розсіювання трансформатора" в "Радіо", 1983, № 7, с. 28, 29). В ряді випадків, якщо є вільна вторинна обмотка на півтора-два десятка вольт, можна включити її послідовно з первинної і з негодящого трансформатора отримати цілком пристойний - виявляється, що число витків треба збільшити зовсім трохи, щоб істотно зменшити струм холостого ходу.
Струм холостого ходу залежить і від складання магнітопровода - чим щільніше його частини або пластини прилягають один до одного, тим краще. В одному з експериментів струм холостого ходу трансформатора ТВЗ-1-9 дорівнював 40 мА. Його Ш-подібний магнітопровід зібраний встик з невеликим зазором (в підсилювачі звукової частоти телевізора через первинну обмотку проходить постійний подмагничивающий анодний струм лампи, тому зазор необхідний, щоб магнітопровід не намагничивался до насичення). В трансформаторах, що працюють без підмагнічування, зазор не потрібен, тому магнітопровід довелося розібрати і зібрати знову "вперекрышку" коли замикачі Ш-образних пластин розташовуються то з одного, то з іншого боку. В результаті струм холостого ходу зменшився до 25 мА, а "гудіння" трансформатора стало практично не чутно. Після переробки цей трансформатор чудово підійшов для малопотужного блоку живлення на напругу 6 Ст.
Розглянемо тепер питання виготовлення потужних блоків живлення. Для них підійдуть мережеві трансформатори лампових і лампово-напівпровідникових телевізорів, наприклад, ТС-270 або ТС-180. Розшифровка типу проста: мережевий трансформатор, число позначає потужність. Його конструкція дуже зручна і легка для повторення: дві котушки надіті на бічні сторони Про-образного магнітопровода, складеного з двох частин і скріпленого стяжками. Первинна (мережева) обмотка має дві однакові частини на двох котушках з трьома висновками від кожної. Секція між висновками 1-2 розрахована на 110 В, а між висновками 2-3 - на 17 Ст. Перемикач мережі напевно не потрібен, бо мереж з напругою 127 В практично залишилося мало, а ось наявність 127-вольтних обмоток дуже корисно. З'єднавши їх послідовно (рис. 1), отримаємо трансформатор, що працює в легкому режимі, без насичення магнітопроводу і з струмом холостого ходу всього близько 50 мА. Такий трансформатор може працювати цілодобово. Якщо ж треба на якийсь час його форсувати, відключають висновки 3 і 3' і з'єднують висновки 2 і 3' (3 і 2') або навіть 2 і 2' адже в телевізорі цей режим вважається нормальним! Вихідна напруга випрямляча або струм зарядки при цьому зросте.
Серед вторинних обмоток цих трансформаторів є кілька, розрахованих на напруга 40…60 В і порівняно невеликий струм. Для зарядного пристрою вони марні, а ось накальные обмотки на напруга 6,3 В і струм 4,7 А підійдуть. Якщо у трансформатора три таких обмотки, їх треба з'єднати послідовно і підключити до мостового випрямляча на потужних (десятиамперных) напівпровідникових діодах (рис. 1). Обмежувачем зарядного струму з успіхом може служити автомобільна лампа на напругу 12 В потужністю від 50 до 150 Вт.
Для отримання потрібної потужності кілька ламп з'єднують паралельно. При нормальному зарядному струмі лампи ледве світяться, за їх напруженням можна судити про зарядному струмі, а падіння напруги на них невелика. Цей обмежувач оберігає пристрій від замикання на виході або від підключення батареї зворотній полярності - при цьому лампи яскраво світяться (а при зворотній полярності батареї найчастіше перегорають). Якщо ж поставити лампи на 26 і ще більшою потужності, "захист від дурня" буде повною - лампи не вийдуть з ладу і при зворотному підключенні батареї до включеному в мережу пристрою.
Ситуація виявиться дещо гірше, коли накальных обмоток на напруга 6,3 В і струм 4,7 А буде тільки дві, як, наприклад, у трансформатора ТС-180-2. При їх послідовному з'єднанні отримаємо всього 13 Ст. Тут вже не до обмежувача зарядного струму - його ледве вистачає навіть при безпосередньому з'єднанні акумуляторної батареї з виходом випрямного моста. Доцільно міст зібрати не на кремнієвих, а на германієвих діодах, наприклад, Д305. У них менше пряме падіння напруги (0,3 В замість 0,7 В), тому і зарядний струм буде більше. Його можна довести до 5 А, форсуючи режим первинної обмотки по мірі зарядки батареї. Але тим не менш потужність трансформатора в цьому випадку використовується лише на третину. Щоб виготовити на цьому трансформаторі зарядний пристрій зі струмом 10…15 А (а такий струм цілком припустимо на початку зарядки батарей ємністю 40…50 А. ч), треба намотати нову вторинну обмотку. Це не так вже й складно.
Багатьох зупиняє відсутність дроту великого діаметру для вторинної обмотки. Дійсно, для великого струму потрібен товстий дріт (див. таблицю).
Але можна з успіхом обійтися тим, що є, використовуючи намотування в кілька проводів. Якщо намотати двотактну обмотку для випрямляча за схемою рис. 2 в три дроти і з'єднати дві таких обмотки, розміщених на двох котушках трансформатора паралельно, потрібний діаметр дроту для 15-амперному пристрою складе всього 0,8 мм. Для прискорення роботи обидві половини обмотки на кожній котушці необхідно намотувати в шість проводів. Число витків вторинної обмотки - 2x46.
Технологія тут така: звільнивши котушки від всіх обмоток, крім первинної з її зовнішньою ізоляцією, намотують пробні 46 витків, щоб дізнатися довжину проводу, і відміряють шість відрізків потрібної довжини. Припаявши висновки по три дроти до пелюсткам каркаса, намотують обмотку, слідкуючи, щоб дроти не перехлестывались. При перехід на другий шар укладають ізоляцію з кабельного паперу. Кінці проводів, знову по три, припаюють до двох інших пелюсткам каркаса, потім омметром перевіряють, чи не переплуталися проводи. Якщо все зроблено правильно, то мале опір буде тільки між висновками 6 і 8, а також 5 і 7.
Зібравши трансформатор і з'єднавши з загальним проводом середні висновки обмоток на двох котушках, треба визначити, які крайні висновки з'єднувати разом. Для цього включають трансформатор в мережу і вольтметром змінного струму (авометром) вимірюють напругу між крайніми висновками обмоток на різних котушках. З'єднують разом ті, між якими напруга одно нулю, після чого підключають до анодам діодів. При неправильному з'єднанні відбудеться замикання. Керуватися нумерацією виводів на рис. 2 треба з обережністю, тому що невідомо, в яку сторону ви намотали витки, а від цього залежить фаза напруги.
На закінчення кілька слів про боротьбу з перешкодами, проникаючими з мережі. Коли трансформатор виготовляють тільки для зарядного пристрою, що використовується в гаражі, проблема перешкод вас не хвилює, і екрани з тонкої фольги, розташовані між первинною і вторинними обмотками, можна видалити. Якщо ж до працюючого пристрою будуть підключати радіоприймальну апаратуру, екрани краще залишити, а їх висновки (4 і 4') з'єднати з загальним проводом. Конденсатор С1 фільтрує високочастотні перешкоди, що наводяться з мережі. Для додаткового захисту служать конденсатори С2 і C3, шунтуючі по високій частоті вторинну обмотку. Їх ємність може бути в межах від 0,01 до 0,5 мкФ. Паперові конденсатори тут не підходять за помітною індуктивності висновків, краще застосувати керамічні.
Описане зарядний пристрій годиться навіть для живлення короткохвильової радіостанції потужністю 100 Вт, споживає до 20 А при напрузі 13,6 Ст. В цьому випадку автомобільний акумулятор не відключають, він виконує функцію буферної батареї. Схема з'єднань показана на рис. 3.
Підключати радіостанцію і акумуляторну батарею (GB1) до випрямлячу зарядного пристрою окремими проводами ні в якому разі не можна, так як зростуть пульсації напруги напруги з-за кінцевого опору проводів. При рекомендованому ж включення навіть не потрібно згладжує оксидний конденсатор. Якщо ви все-таки захочете його поставити, треба включати як можна ближче до гнізда живлення радіостанції.
Автор: Ст. Поляків, р. Москва