Пропонований блок живлення (рис.1) призначений для роботи з потужною низьковольтної навантаженням, наприклад, з радіостанціями УКХ ЧМ, мають вихідну потужність 50 Вт ("Alinco DR-130"). Його переваги - низька падіння напруги на випрямних діодах і регулюючому транзисторі [1] і наявність захисту від короткого замикання [2, 3].
Напруга мережі через замкнуті контакти вимикача SA1. запобіжник FU1 і мережевий фільтр C5-L1-L2-C6 надходить на обмотку I силового трансформатора Т1. З вторинної обмотки II Т1, має відвід від середини, позитивні напівхвилі напруги через випрямні діоди VD2 і VD3 надходять на конденсатор згладжуючого фільтра С9.
До фільтру підключений лінійний стабілізатор з регулюючим елементом на польовому транзистор (ПТ) VT2. Для управління цим транзистором потрібна напруга 2,5.. .3, тому відпадає необхідність в окремому випрямлячі для харчування керуючих ланцюгів ПТ, як наприклад, в [4]. Для збільшення коефіцієнта стабілізації в стабілізаторі застосований "регульований стабілітрон" - мікросхема DA1 TL431 (вітчизняний аналог - КР142ЕН19). Транзистор VT1 - узгоджувальний, стабілітрон VD1 стабілізує напругу в його базової ланцюга. Вихідна напруга стабілізатора можна розрахувати за наближеною формулою
Стабілізатор працює наступним чином. Припустимо, при підключенні навантаження вихідна напруга знизилося. Тоді зменшується напруга в середній точці дільника R5-R6, мікросхема DA1 (як паралельний стабілізатор) споживає менший струм, і на її навантаженні (резисторі R2) зменшується падіння напруги. Цей резистор стоїть у емітерної ланцюга транзистора VT2 і, оскільки напруга на його базі стабілізоване стабілітронів VD1. транзистор відкривається сильніше, забезпечуючи збільшення напруги на затворі регулюючого транзистора VT2. Останній більше відкривається і компенсує падіння напруги на виході стабілізатора. Таким чином забезпечується стабілізація вихідної напруги. Вихідна напруга встановлюється резистором R6. Стабілітрон VD6. включений між витоком та затвором VT2. служить для захисту ПТ від перевищення допустимого напруги затвор-витік і є обов'язковим елементом в стабілізаторах з вхідною напругою від 15 і вище.
Даний блок живлення є варіантом пристрою, описаного в [3]. Тут застосований такий же стабілізатор з захистом, але виключені двоступінчастий пуск БП і схема захисту від перенапруги. В БП доданий індикатор вихідної напруги і струму навантаження на стрілочному прилад РА1 (голівці мікроамперметра М2001 з струмом повного відхилення 100 мкА), додатковому резисторі R7, шунті RS1, помехоподавляющем конденсатор С12 і перемикач SA2 ("Напруга/струм"). Оскільки температурний режим роботи ПН в даному БЖ полегшений, застосований ПТ типу IRF2505 в корпусі ТО-220, володіє більш високим тепловим опором, чим IRF2505S [3].
Трансформатор ТП-60 зустрічається в двох модифікаціях: з живленням тільки від мережі 220 В і з комбінацією первинних обмоток, що дозволяють підключати до трансформатор мережі з напругою 110.127. 220 і 237 Ст. З'єднання обмоток Т1 на рис.1 показано для напруги 237 Ст. Це зроблено з метою зниження струму холостого ходу Т1, зменшення поля розсіювання і нагрівання трансформатора, підвищення ККД. У мережах з зниженою напругою (220 В) між собою з'єднуються висновки 2 і 4 первинних обмоток. Замість трансформатора ТН-60 можна застосувати ТН-61.
Для зменшення "осідання" напруги під навантаженням застосована схема випрямляча з середньою крапкою з використанням діодів Шот-ки. включення обмоток Т1 оптимізовано з метою рівномірного розподілу на них навантаження. Монтаж силових ланцюгів БЖ виконаний з проводом перетином жили не менше 1 мм2. Діоди Шоткі встановлені без прокладок на невеликому загальному радіаторі від старого комп'ютерного монітора (алюмінієвій пластині), який з допомогою наявних штирьков впаяний в ппату, на якій розміщений набір конденсаторів С9 (4 шт. по 10000 мкФх25 В). Шунтом RS1 для вимірювання струму навантаження служить "плюсовій" провід, що з'єднує шину на друкованій платі від висновків С9 до клеми підключення навантаження.
Конструктивно БЖ виконаний дуже просто (рис.2).
Задній його стінкою є радіатор, передньою стінкою (панеллю) служить такий же по довжині і ширині шматок дюралюмінію товщиною 4 tAtA. Стінки з'єднані між собою 4 шпильками 07 мм з стали. У них є торцеві отвори з різьбленням М4. До нижніх штирів привернута (4 гвинтами М4) поличка з дюралю завтовшки 2 мм за розмірами трансформатора. Таким же чином закріплена пластина з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм на якій змонтовані конденсатори С9 і радіатор з діодами VD2, VD3. На передній панелі розташовані дві пари вихідних клем (паралельних), вимірювальна головка РА1. регулятор вихідної напруги R6, перемикач струм/напруга SA2. тримач запобіжника FU1 і вимикач харчування SA1. Корпус для БП (П-подібну скобу) можна зігнути або з м'якої сталі зібрати з окремих панелей. Радіатор під ПТ (123x123x20 мм) застосовано готовий, від блоку живлення старої УКХ радіостанції "Кама-Р". Довжина скріплюють шпильок - 260 мм. але може бути скорочена до 200 мм при більш щільному монтажі. Розміри пластин: дюралевої під Т1 - 117,5x90x2 мм, з склотекстоліти - 117.5x80x1,5 мм.
Котушки мережевого фільтра L1. L2 намотуються плоским двопровідними мережевим шнуром на феритовому стержні (400НН.. .600НН) від магнітної антени радіо (до заповнення). Довжина стрижня - 160...180 мм, діаметр - 8. ..10 мм. До висновків котушок припаяні конденсатори типу К73-17, розраховані на робочий напруга не менше 500 Ст. Зібраний фільтр загортається в негигроскопичный матеріал, наприклад, електрокартон, поверх якого виконується суцільний екран з білої жерсті. Шви екрану зпаюють, висновки проходять через ізолюючі втулки.
Всім хороший стабілізатор, але що станеться, якщо струм навантаження перевищить граничне значення для регулюючого транзистора, наприклад, із-за короткого замикання в навантаженні? Підкоряючись описаного алгоритму роботи. VT2 повністю відкриється, перегріється, і швидко вийде з ладу. Для захисту можна застосувати схему на оптопаре [2]. У дещо зміненому вигляді ця захист представлена на рис.1.
Параметричний стабілізатор на стабілітроні VD4 забезпечує опорне напруга -6,2, кидки напруги і шуми блокує конденсатор СЮ. З опорною напругою порівнюється вихідна напруга стабілізатора через ланцюжок світлодіод оптопари VU1-VD5-R10. Вихідна напруга стабілізатора вище опорного, отже, воно зміщує перехід діоди VD5. замикаючи його. Струм через світлодіод не йде. При закорачіваніі вихідних клем стабілізатора на правому за схемою виведення R10 негативне напруга зникає, опорне відкриває діод VD5. світлодіод оптопари запалюється, і спрацьовує фотосимистор оптопари. який замикає затвор і витік VT2. Регулюючий транзистор закривається, тобто вихідний струм стабілізатора обмежується. Для приведення в робочий режим після спрацьовування захисту БЖ вимикають за допомогою SA1, усувають КЗ і знову включають. При цьому схема захисту повертається в черговий режим.
Застосування таких стабілізаторів з малим падінням напруги на ПТ робить непотрібної захист живиться апаратури від перевищення напруги, що виникає внаслідок пробою регулюючого транзистора. В цьому випадку вихідна напруга збільшується всього на 0.5...1 В, що зазвичай входить до норми допуску для більшості апаратури.
Велика частина елементів БЖ (обведена на рис.1 пунктиром) розміщена на друкованій платі розмірами 52x55 мм. креслення якої наведено на рис.3, а розташування деталей на платі - на рис.4. Плата виконана з двостороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 1... 1.5 мм Фольга на нижній стороні плати з'єднана з мінусовою вихідною шиною стабілізатора ("заземленою" на рис.1) окремим дротом. Вільні висновки оптопари VU1 можна нікуди не припаювати. На платі місцях пайки деталей позначені отвори, але монтаж можна вести зверху, з боку друкованих провідників, без свердління отворів. У цьому випадку креслення плати відповідає рис.4. Креслення плати, на якій розташовані тепловідвід з діодами і конденсатори фільтра, показаний на рис.5.
До складання БП слід обов'язково перевірити номінали всіх деталей і їх справність. З'єднання всередині БП виконуються товстими проводами мінімальної довжини. Паралельно всім оксидним конденсаторів прямо на їх висновки припаюються керамічні ємністю 0.1...0.22 мкФ.
Градуювання вимірювача струму можна виконати, підключивши до вихідних клем БЖ регульовану навантаження послідовно з амперметром на ток2...5 А. Встановивши по амперметру струм, наприклад, 2 А, підбираємо таку довжину проводу (шунта), скручуючи з нього петлю, щоб відхилення стрілки РА1 склало 20 поділок (при шкалою 100).
Переводимо SA2 в інше положення, підключаємо до виходу БЖ контрольний вольтметр, підбором опору R7 (замість нього можна включити підлаштування резистор опором не менше 220 кОм) добиваємося збігу показань РА1 з показаннями вольтметра.
При роботі з радіопередавальної апаратури слід виключити наведення на деталі стабілізатора, що підводять і відводять дроти. Для цього у вихідних затискачів БЖ слід включити фільтр, подібний мережевому (рис.1), з тією лише різницею, що котушки повинні бути намотані на феритовому кільці або феритовою трубці, застосовуються в старих моніторах і телевізорах зарубіжного виробництва, і містити всього 2-3 витка изолированнного дроту великого перетину, а конденсатори можна взяти з меншим робочим напругою.
Література
Автор: Ст. Бесєдін, р. Тюмень