Как-то недавно мне в интернете попалась одна схема очень простого блока питания с возможностью регулировки напряжения. Регулировать напряжение можно было от 1 Вольта и до 36 Вольт, в зависимости от выходного напряжения на вторичной обмотке трансформатора.
Внимательно посмотрите на LM317T в самой схеме! Третья нога (3) микросхемы цепляется с конденсатором С1, то есть третяя нога является ВХОДОМ, а вторая нога (2) цепляется с конденсатором С2 и резистором на 200 Ом и является ВЫХОДОМ.
С помощью трансформатора из сетевого напряжения 220 Вольт мы получаем 25 Вольт, не более. Меньше можно, больше нет. Потом все это дело выпрямляем диодным мостом и сглаживаем пульсации с помощью конденсатора С1. Все это подробно описано в статье как получить из переменного напряжения постоянное . И вот наш самый главный козырь в блоке питания – это высокостабильный регулятор напряжения микросхема LM317T. На момент написания статьи цена этой микросхемы была в районе 14 руб. Даже дешевле, чем буханка белого хлеба.
Описание микросхемы
LM317T является регулятором напряжения. Если трансформатор будет выдавать до 27-28 Вольт на вторичной обмотке, то мы спокойно можем регулировать напряжение от 1,2 и до 37 Вольт, но я бы не стал подымать планку более 25 вольт на выходе трансформатора.
Микросхема может быть исполнена в корпусе ТО-220:
или в корпусе D2 Pack
Она может пропускать через себя максимальную силу тока в 1,5 Ампер, что вполне достаточно для питания ваших электронных безделушек без просадки напряжения. То есть мы можем выдать напряжение в 36 Вольт при силе тока в нагрузку до 1,5 Ампера, и при этом наша микросхема все равно будет выдавать также 36 Вольт – это, конечно же, в идеале. В действительности просядут доли вольта, что не очень то и критично. При большом токе в нагрузке целесообразней поставить эту микросхему на радиатор.
Для того, чтобы собрать схему, нам также понадобится переменный резистор на 6,8 Килоом, можно даже и на 10 Килоом, а также постоянный резистор на 200 Ом, желательно от 1 Ватта. Ну и на выходе ставим конденсатор в 100 мкФ. Абсолютно простая схемка!
Сборка в железе
Раньше у меня был очень плохой блок питания еще на транзисторах. Я подумал, почему бы его не переделать? Вот и результат;-)
Здесь мы видим импортный диодный мост GBU606. Он рассчитан на ток до 6 Ампер, что с лихвой хватает нашему блоку питания, так как он будет выдавать максимум 1,5 Ампера в нагрузку. LM-ку я поставил на радиатор с помощью пасты КПТ-8 для улучшения теплообмена. Ну а все остальное, думаю, вам знакомо.
А вот и допотопный трансформатор, который выдает мне напряжение 12 Вольт на вторичной обмотке.
Все это аккуратно упаковываем в корпус и выводим провода.
Ну как вам? ;-)
Минимальное напряжение у меня получилось 1,25 Вольт, а максимальное – 15 Вольт.
Ставлю любое напряжение, в данном случае самые распространенные 12 Вольт и 5 Вольт
Все работает на ура!
Очень удобен этот блок питания для регулировки оборотов мини-дрели , которая используется для сверления плат.
Аналоги на Алиэкспресс
Кстати, на Али можно найти сразу готовый набор этого блока без трансформатора.
Лень собирать? Можно взять готовый 5 Амперный меньше чем за 2$:
Посмотреть можно по этой ссылке.
Если 5 Ампер мало, то можете посмотреть 8 Амперный. Его вполне хватит даже самому прожженному электронщику:
Блок питания 13,8В 25-30А для современного КВ трансивера
В последние годы все больше радиолюбителей СНГ используют для работы в эфире аппаратуру зарубежного производства. Для питания большинства наиболее распространенных моделей трансиверов ICOM, KENWOOD, YAESU необходим внешний источник питания, отвечающий целому ряду важных технических требований. Согласно инструкциям по эксплуатации на трансиверы он должен иметь выходное напряжение 13,8 В при токе нагрузки до 25-30 А. Размах пульсаций выходного напряжения не более 100 мВ. Блок питания ни в коем случае не должен быть источником высокочастотных помех. Стабилизатор должен иметь надежную систему защиты от короткого замыкания и от появления на выходе повышенного напряжения, работающую даже в аварийной ситуации, например при пробое основного регулирующего элемента. Описываемая конструкция полностью отвечает указанным требованиям, кроме того, отличается простотой и построена на доступной элементной базе. Основные технические характеристики таковы:
- Выходное напряжение, В 13,8
- Максимальный ток нагрузки, А 25 (30)
- Размах пульсаций выходного напряжения, не более мВ 20
- КПД при токе 25 (30) А не менее, % 60
Блок питания построен по традиционной схеме с силовым трансформатором, работающим на частоте сети 50 Гц. В цепь первичной обмотки трансформатора включен узел ограничения величины пускового тока. Это сделано потому, что на выходе выпрямительного моста установлена фильтрующая емкость очень большой величины, 110000 μF, представляющая собой в момент подачи сетевого напряжения практически короткозамкнутую цепь. Ток заряда ограничивается R1 .Через примерно 0,7 сек срабатывает реле К1 и своими контактами замыкает ограничительный резистор, который в дальнейшем на работу схемы не влияет. Задержка определяется постоянной времени R4C3. На транзисторах VT10, VT9, VT3-VT8 собран стабилизатор выходного напряжения. При его разработке за основу была взята схема ,, обладающая целым рядом полезных свойств. Во-первых, выводы коллекторов силовых транзисторов соединены с земляным проводом. Поэтому транзисторы могут монтироваться на радиатор без изоляционных прокладок. Во-вторых, в нем реализована система защиты от КЗ с обратноспадающей характеристикой, рис 2. Следовательно, ток короткого замыкания будет в несколько раз меньше максимального. Коэффициент стабилизации более 1000. Минимальный перепад напряжения между входом и выходом при токе 25 (30) А- 1,5В. Выходное напряжение определяется стабилитроном VD6 , и будет примерно на 0,6 В больше напряжения его стабилизации. Порог срабатывания защиты по току определяется резистором R16 . При увеличении его номинала ток срабатывания уменьшается. Величина тока короткого замыкания зависит от соотношения резисторов R5 и R17. Чем больше R5 тем ток КЗ меньше. Однако, стремится значительно увеличить номинал R5 не стоит, так как через этот же резистор осуществляется начальный запуск стабилизатора, который может стать неустойчивым при пониженном напряжении сети. Конденсатор C5 предотвращает самовозбуждение стабилизатора на высоких частотах. В цепь эмиттеров силовых транзисторов включены выравнивающие резисторы 0,2 Ом для 25-амперного варианта блока питания, или 0,15 Ом для 30-амперного. Падение напряжения на одном из них используется для измерения выходного тока. На транзисторе VT11 и тиристоре VS1 собран узел аварийной защиты. Он предназначен для предотвращения попадания на выход повышенного напряжения в случае пробоя регулирующих транзисторов. Его схема позаимствована из . Принцип работы очень простой. Напряжение на эмиттере VT11 стабилизировано стабилитроном VD7 , а на базе- пропорционально выходному. Если на выходе появится напряжение больше 16,5 В, транзистор VT11 откроется, и ток его коллектора откроет тиристор VS1, который зашунтирует выход и вызовет перегорание предохранителя F3. Порог срабатывания определяется соотношением резисторов R22 и R23. Для питания вентилятора M1 применен отдельный стабилизатор, выполненный на транзисторе VT1 . Это сделано для того, чтобы при коротком замыкании на выходе или после срабатывания системы аварийной защиты вентилятор не останавливался. На транзисторе VT2 собрана схема аварийной сигнализации. При КЗ на выходе или после перегорания предохранителя F3 падение напряжения между входом и выходом стабилизатора становится больше 13 В, ток через стабилитрон VD5 открывает транзистор VT2 и зуммер BF1 издает звуковой сигнал.
Несколько слов об элементной базе. Трансформатор T1 должен иметь габаритную мощность не менее 450 (540) Вт и выдавать на вторичной обмотке переменное напряжение 18В при токе 25 (30) А. Выводы от первичной обмотки сделаны в точках 210, 220, 230, 240 В и служат для оптимизации КПД блока в зависимости от напряжения сети на конкретном месте эксплуатации. Ограничительный резистор R1- проволочный, мощностью 10 Вт. Выпрямительный мост VD1 должен быть рассчитан на протекание тока не менее 50 А, в противном случае пери срабатывании системы аварийной защиты он перегорит раньше предохранителя F3. Емкость C1 состоит из пяти конденсаторов 22000 μF 35 В, соединенных параллельно. На сопротивлении R16 при максимальном токе нагрузки рассеивается мощность около 20 Вт, оно состоит из 8-12 резисторов С2-23-2Вт 150 Ом соединенных параллельно. Точное число подбирается при настройке защиты от КЗ. Для индикации величины выходного напряжения PV1 и тока нагрузки PA1 применены измерительные головки с током отклонения стрелки на последнее деление шкалы 1 мА. Вентилятор M1 должен иметь рабочее напряжение 12В. Такие широко применяются для охлаждения процессоров в персональных компьютерах. Реле К1 Relpol RM85-2011-35-1012 имеет рабочее напряжение обмотки 12В и ток контактов 16А при напряжении 250В. Оно может быть заменено другим с аналогичными параметрами. К подбору мощных транзисторов следует подходить очень внимательно, так как схема с параллельным включением имеет одну неприятную особенность. Если в процессе работы вследствие каких-либо причин пробьется один из параллельно включенных транзисторов, то это приведет к немедленному выходу из строя всех остальных. Перед монтажом каждый из транзисторов необходимо проверить тестером. Оба перехода должны звониться в прямом направлении, а в обратном- отклонение стрелки омметра, установленного на предел х10 Ω не должно быть заметно на глаз. Если это условие не выполняется, транзистор некачественный и может подвести в любой момент. Исключение- транзистор VT9. Он составной и внутри корпуса эмиттерные переходы зашунтированы резисторами, первый- 5К, второй- 150 Ом. См. рис. 2.
При прозвонке в обратном направлении омметр покажет их наличие. Большинство транзисторов можно заменить отечественными аналогами, правда с некоторым ухудшением характеристик. Аналог BD236- KT816, 2N3055- KT819БМ (обязательно в металлическом корпусе) или лучше КТ8101, ВС547- КТ503, ВС557- КТ502, TIP127- KT825. На первый взгляд может показаться, что применение шести транзисторов в качестве основного регулирующего элемента излишне, и можно обойтись двумя-тремя. Ведь максимально допустимый ток коллектора 2N3055- 15 ампер. А 6х15=90 А! Зачем такой запас? Это сделано потому, что статический коэффициент передачи тока транзистора сильно зависит от величины тока коллектора. Если при токе 0,3-0,5 А его величина составляет 30-70, то при 5-6 А уже 15-35. А при 12-15 А- не более 3-5. Что может привести к значительному увеличению пульсаций на выходе блока питания при токе нагрузки, близком к максимальному, а также резкому повышению тепловой мощности, рассеиваемой на транзисторе VT9 и сопротивлении R16. Поэтому в данной схеме снимать с одного транзистора 2N3055 ток более 5А не рекомендуется. Это же относится и к КТ819ГМ, КТ8101. Количество транзисторов можно уменьшить до 4-х, применив более мощные приборы, например 2N5885, 2N5886. Но они намного дороже и более дефицитны. ТиристорVS1, как и выпрямительный мост, должен быть рассчитан на протекание тока не менее 50А.
В конструкции блока питания необходимо обязательно учесть несколько важных моментов. Диодный мост VD1, транзисторы VT3-VT8, VT9 должны быть установлены на радиатор с общей площадью, достаточной для рассеивания тепловой мощности 250Вт. В авторской конструкции он состоит из двух частей, служащих боковыми стенками корпуса, и имеющих эффективную площадь по 1800см каждая. Транзистор VT9 устанавливается через изоляционную теплопроводящую прокладку. Монтаж сильноточных цепей необходимо выполнить проводом сечением не менее 5мм . Точки земли и плюса стабилизатора должны быть именно точками, а не линиями. Несоблюдение этого правила может привести к увеличению пульсаций выходного напряжения и даже к самовозбуждению стабилизатора. Один из вариантов, удовлетворяющих данному требованию, показан на рис.4.
Пять конденсаторов, образующих емкость С1, и конденсатор С6 располагаются на печатной плате по кругу. Площадка, образовавшаяся в центральной части служит положительной шиной, а сектор, соединенный с минусом конденсатора С6- отрицательной. Нижний вывод резистора R16, эмиттер VT10, нижний вывод резистора R19 соединяются с центральной площадкой отдельными проводами. (R16- проводом сечением не менее 0,75 мм ) Правый по схеме вывод R17, анод VD6 коллекторы VT3-VT8 соединяются с минусом С6 также каждый отдельным проводом. Конденсатор С5 припаивается непосредственно к выводам транзистора VT9 или располагается в непосредственной близости от него. Соблюдение правила точечного заземления для элементов стабилизатора напряжения питания вентилятора, ограничителя пускового тока, устройства аварийной сигнализации не обязательно и их конструкция может быть произвольной. Устройство аварийной защиты собирается на отдельной плате и крепится непосредственно к выходным клеммам блока питания с внутренней стороны корпуса.
Прежде чем приступать к настройке следует обратить внимание на то, что описываемый блок питания является достаточно мощным электроприбором, при работе с которым необходима осторожность и строгое соблюдение правил техники безопасности. В первую очередь не стоит торопиться сразу включить собранный блок в сеть 220В, прежде необходимо проверить работоспособность основных узлов схемы. Для этого следует установить движок переменного резистора R6 в правое крайнее по схеме положение, а резистора R20 в верхнее. Из резисторов, образующих R16 следует установить только один на 150 Ом. Устройство аварийной защиты необходимо временно отключить, отпаяв его от остальной схемы. Далее на емкость C1 подать напряжение 25В от лабораторного блока питания с током защиты от КЗ 0,5-1 А. Через примерно 0,7 сек должны сработать реле К1, включиться вентилятор, а на выходе появиться напряжение 13,8 В. Величину выходного напряжения можно изменить подбором стабилитрона VD6. Проконтролировать напряжение на двигателе вентилятора, оно должно составлять примерно 12,2 В. После этого необходимо откалибровать измеритель напряжения. К выходу блока питания подключить эталонный вольтметр, желательно цифровой, и подстройкой R20 установить стрелку прибора PV1 на деление, соответствующее показаниям эталонного вольтметра. Для настройки устройства аварийной защиты необходимо подать на него напряжение 10-12 В от лабораторного регулируемого источника питания через резистор 10-20 Ом 2 Вт.(При этом оно должно быть отключено от остальной схемы!) Параллельно тиристору VS1 включить вольтметр. Далее плавно повышать напряжение и засечь последнее показание вольтметра, после которого его показания резко упадут до значения 0,7 В (Открылся тиристор). Подбором номинала R23 установить порог срабатывания на уровне 16,5 В (Максимально допустимое напряжение питания трансивера согласно инструкции по эксплуатации). После этого подключить устройство аварийной защиты к остальной схеме. Теперь можно включить блок питания в сеть 220 В. Далее следует настроить схему защиты от КЗ. Для этого к выходу блока питания через амперметр на ток 25-30 А подключить мощный реостат с сопротивлением 10-15 Ом. Плавно уменьшая сопротивление реостата от максимального значения до нуля, снять нагрузочную характеристику. Она должна иметь вид, показанный на рисунке 2, но с изгибом при токе нагрузки 3-5 А. При сопротивлении реостата близком к нулю, должна включиться аварийная звуковая сигнализация. Далее следует по одному впаивать остальные резисторы (по 150 Ом), составляющие сопротивление R16, каждый раз проверяя значение максимального тока, пока его значение составит 26-27 А для 25-амперного варианта или 31-32А для 30-амперного. После настройки защиты от КЗ необходимо откалибровать устройство измерения выходного тока. Для этого установить при помощи реостата ток нагрузки 15-20 А и подстройкой резистора R6 добиться одинаковых показаний стрелочного прибора PA1 и эталонного амперметра. На этом настройку блока питания можно считать законченной и можно приступать к тепловым испытаниям. Для этого необходимо полностью собрать прибор, при помощи реостата установить выходной ток 15-20А и оставить включенным на несколько часов. После чего убедиться, что в блоке ничего не вышло из строя, а температура элементов не превышает 60-70 С. Теперь можно подключить блок к трансиверу и провести окончательную проверку в реальных условиях работы. Следует также не забывать, что в состав блока питания входит система автоматического регулирования. Она может быть подвержена влиянию высокочастотных наводок, возникающих при работе передатчика трансивера с антенно-фидерным трактом, имеющим большое значение КСВ или тока асимметрии. Поэтому было бы полезно сделать хотя бы простейший защитный дроссель, намотав 6-10 витков кабеля, соединяющего блок питания с трансивером, на ферритовое кольцо с проницаемостью 600-3000 соответствующего диаметра.
Блок питания 13.8В 50 А
Ни для кого не секрет, что мощные полевые транзисторы (они же - mosfet) могут работать даже при очень малом падении напряжения на них. Очень заманчивым показалось применить это их свойство в сильноточном стабилизаторе напряжения. Мною была разработана конструкция блока питания для низковольтной аппаратуры с максимальным током до 50А.
Описание.
Особенностью данной конструкции является функция отключения нагрузки при возникновении КЗ или перегрузки по току. Согласитесь - очень ценное качество для блока питания...
Так как пусковой ток такого устройства может быть очень велик,то никакой, даже весьма мощный механический сетевой выключатель долго не протянет. Пришлось вводить схему плавного запуска блока питания и то,что в комповых БП называют "дежуркой". Небольшой блок питания на трансформаторе Tr2 включён в сеть постоянно, его задача - управление включением/выключением мощной части блока и формирование повышенного напряжения для питания опорного стабилизатора. При включении в сеть на выходе выпрямителя появляется постоянное напряжение около 24х вольт. Наличие напряжения "дежурки" индицируется светодиодом LED2 (Ready) жёлтого цвета. При нажатии на кнопку S1 (Power ON) постоянное напряжение через её контакты поступает на затвор транзистора Т4,он мгновенно открывается,срабатывает реле P2,которое своими контактами подключает к сети первичную обмотку трансформатора Tr1. Для предотвращения обгорания контактов реле P2 и выхода из строя выпрямительных диодов применено устройство "плавного запуска" - первоначально сетевое напряжение подаётся через последовательно соединённый резистор R1, который ограничивает пусковой ток и шунтируется контактами реле P1 лишь после того,как напряжение на конденсаторе C7 достигнет уровня срабатывания реле. (12 вольт примерно) . Далее выпрямленное напряжение поступает на собственно стабилизатор. Схема его позаимствована из datasheet на микросхему TL431, которая и является источником опорного напряжения для применённого стабилизатора. Теперь - одна тонкость,которая отличает данную схему от стандартной, рекомендованной производителем - для увеличения экономичности стабилизатора, то есть для снижения падения напряжения на регулирующем элементе, применено отдельное питание опорного источника от "дежурки". При этом разница входных и выходных напряжений стабилизатора может составлять 2-3 вольта (может и меньше вообще-то, но лучше не рисковать) при этом уровень пульсаций остаётся очень и очень малым. Теперь вернёмся снова к дежурке,где мы нажали кнопку "Power ON", транзистор Т4 открыт,что приводит к открыванию транзистора Т5,через который поступает питание на источник опорного напряжения, регулирующие транзисторы Т1,Т2 также открываются,стабилизатор входит в рабочий режим, то есть на выходе устанавливается стабильное напряжение 13.8 вольт... Светодиод LED1 (красный) загорается, и часть выходного напряжения через подстроечный резистор и диод D7 поступает на затвор Т4... Всё,теперь кнопку S1 можно отпустить - транзистор Т4 будет удерживаться в открытом состоянии за счёт выходного напряжения стабилизатора. Может показаться,что это долгий процесс,но нет - вся процедура запуска занимает примерно одну секунду времени. Кстати,это очень хорошая защита от случайного включения,так работает большинство бытовых электронных устройств. Для отключения блока питания достаточно кратковременно нажать кнопку S2 (Power OFF). При этом транзистор Т4 закроется,реле P2 отключит от сети силовую часть БП,одновременно закроется транзистор Т5,что приведёт к пропаданию питания на источник опорного напряжения и соответственно - к отключению стабилизатора. При отпускании кнопки S2 устройство останется в дежурном режиме,так как напряжение на затворе Т4 будет отсуствовать... Аналогичная процедура происходит при КЗ (даже очень кратковременном) на выходе БП или при срабатывании защиты по току. Результат всегда один - устройство переходит в дежурный режим. Для облегчения теплового режима и снижения площади радиаторов было применено принудительное воздушное охлаждение блока. Скорость вращения двигателя вентилятора и соответственно - эффективность обдува регулируются простой схемой на транзисторе Т6 в зависимости от температуры радиатора.
Детали,конструкция и настройка.
Параметры определяются в первую очередь применёнными трансформаторами и конструктивом всего устройства. Мною были применены три трансформатора ТПП318 в параллель в качестве силового и трансформатор от_чего_не_знаю мощностью 20 ватт для "дежурки". Три ТПП318 обеспечивали выпрямленное и отфильтрованное напряжение (до стабилизатора) 20 вольт на холостом ходу и 16 вольт при токе 50А. Простой расчёт показывает,что даже при максимальном токе мощность, рассеиваемая на регулирующих транзисторах не превышает 100 ватт,что меньше максимальной рассеиваемой мощности даже для одного транзистора... Мощные регулирующие транзисторы можно применить типов IRF150 или IRF250, а также и другие в металлических корпусах ТО-3 и с максимальным током более 30А. Трансформатор "дежурки" должен давать 24 вольта выпрямленного напряжения с током не менее 0.5А.
Для улучшения и ускорения срабатывания защиты отвод провода контроля напряжения на выходе (к LED1) должен быть сделан непосредственно от плюсовых клемм БП.
Реле P1 - РЭН34 и Р-2 - РЭН33. Напряжение срабатывания Р-1 должно быть 12в.,а Р-2 - 24в. Можно применить и другие реле с соответствующими рабочими напряжениями и достаточно мощными контактами. Выпрямительный мост в дежурке - любой на ток не менее 1А, диоды в мощном выпрямителе - КД2999А. Диоды D5 и D7 - любые маломощные, у меня были применены 1N4001. Сетевой фильтр выполнен на кольце из феррита 2000НН диаметром 40мм,на нём намотано 12 витков двойного сетевого провода. Конденсаторы фильтров и С8 - керамические,на напряжение не менее 1КВ. Остальные блокировочные конденсаторы - smd, электролиты - на рабочее напряжение не ниже 25 вольт. R3 и R4 представляют собой отрезки толстого провода из высокоомного сплава длиной 50мм.
Ни в какой особой наладке правильно собранный БП не нуждается. Необходимо только выставить при помощи R14 точное выходное напряжение, а при помощи R16 выставляется такое минимальное напряжение на затворе Т4, которое удерживает его в открытом состоянии. Это ускоряет срабатывание защиты. Для обдува применён компьютерный венилятор с рабочим напряжением 12 вольт. При помощи подстроечного резистора выставляется небольшая скорость вращения его в "холодном" состоянии,при росте температуры сопротивление терморезистора уменьшается,что приводит к росту напряжения на базе Т6 и к росту скорости обдува.Кнопки S1 и S2 - любые,без фиксации, их контакты могут быть очень маломощными.
При изготовлении БП должны быть учтены все известные рекомендации по такого рода устройствам - монтаж должен быть выполнен возможно более толстыми и короткими проводами,выходные клеммы должны "держать" ток в десятки ампер. Измерительный прибор - любой стрелочный с соответствующим шунтом.
Стояла задача: изготовить блок питания для КВ трансивера KEWOOD TS-850 вместо вышедшего из строя импульсного блока питания, который поломался при сильной грозе в летнее время, антенна в это время не была отключена и при включении в квартирном щитке выбило автоматический выключатель. Прочитав на различных форумах обсуждение самодельных блоков питания, пришли к выводу, что надо изготовить трансформаторный самодельный блок питания, правда он получится по весу не совсем легким, но зато его можно в любом случае отремонтировать в домашних условиях, тем более в запасах набралось много разных железок и грех ими не воспользоваться.
- Первый вопрос: на какой максимальный ток его необходимо изготовить? По паспортным данным максимальное значение потребляемого тока TS-850 22 Ампера, в реалии он потребляет меньше тока. Напряжение выходное для трансивера стандартное - 13,8 Вольт.
- Начинаем подбирать соответствующий трансформатор, мощность его должна быть примерно 13,8 В * 22 А = 303,6 Вт. Если проанализировать внимательно характеристики по мощности, то из трансформаторов серии ТН и ТПП имеют максимальную мощность 200 Вт, что означает, что нам необходимо подобрать два трансформатора и в сумме номинальная мощность составит 400 Вт. При первом взгляде подходят трансформатор ТПП-317, ТПП-318, ТПП-320 (смотрим в первую очередь по мощности и по току) и если, обмотки соединить параллельно и последовательно, то наилучшим образом больше всего подходит трансформатор ТПП-320 в количестве 2-х штук.
Для повышения надежности блока питания на максимальном токе решено увечить количество выходных транзисторов, кроме уменьшения тока проходящий через выходные транзисторы (ток делится на количество транзисторов), соответственно и уменьшается тепловыделение на каждом ключе, что очень важно.
Конструкция радиатора с установленными на нем четырех транзисторов, в данном случает применены транзисторы в корпусе ТО-3, в первоначальном варианте планировалось поставить КТ819Г, но в результате опробования разных схем блоков питания, запас отечественных транзисторов закончился и пришлось купить импортные - 2N3055, которые стоят дешево, хотя имеются на сегодняшний день и более мощные полупроводники. Схема блока питания R. RAVETTI (I1RRT), она при испытании показала на мой взгляд лучшие характеристики при простоте схемы.
На фото показаны транзисторы, установленные на радиатор и проволочные выравнивающие резисторы с номиналом примерно 0,1 Ом. Планируется установить две таких планки с радиатором, что в итоге составит 8 транзисторов включенных параллельно. Схема собрана навесным монтажом, корпус подобран подходящих размеров от прибора 30,5х13,0х20,0 см.
КВ трансивер Kenwood TS-850 подключен к самодельному трансформаторному блоку питания, в режиме приема трансивер потребляет около 2-х ампер, что видно по стрелочному амперметру.
На снимке потребление тока КВ трансивером Kenwood TS-850 от блока питания при передаче в режиме CW составляет 15 ампер (под нагрузкой напряжение питания 13,6 вольт - смотрите слева от амперметра видны показание шкалы вольтметра), на фото справа трансформатор ТПП-320.
Этот блок питания можно использовать для FT-840, FT-850, FT-950, IC-718, IC 746pro, IC -756pro, TS-570, TS 590S и других подобных трансиверов.
Предлагаемый блок питания (рис.1) предназначен для работы с мощной низковольтной нагрузкой, например, с УКВ ЧМ радиостанциями, имеющими выходную мощность порядка 50 Вт ("Alinco DR-130"). Его достоинства - низкое падение напряжения на выпрямительных диодах и регулирующем транзисторе и наличие защиты от короткого замыкания .
Напряжение сети через замкнутые контакты выключателя SA1. предохранитель FU1 и сетевой фильтр C5-L1-L2-C6 поступает на обмотку I силового трансформатора Т1. Со вторичной обмотки II Т1, имеющей отвод от середины, положительные полуволны напряжения через выпрямительные диоды VD2 и VD3 поступают на конденсатор сглаживающего фильтра С9.
К фильтру подключен линейный стабилизатор с регулирующим элементом на полевом транзисторе (ПТ) VT2. Для управления этим транзистором требуется напряжение 2,5.. .3 В, поэтому отпадает необходимость в отдельном выпрямителе для питания управляющих цепей ПТ, как например, в . Для увеличения коэффициента стабилизации в стабилизаторе применен "регулируемый стабилитрон" - микросхема DA1 TL431 (отечественный аналог - КР142ЕН19). Транзистор VT1 - согласующий, стабилитрон VD1 стабилизирует напряжение в его базовой цепи. Выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по приближенной формуле
Стабилизатор работает следующим образом. Допустим, при подключении нагрузки выходное напряжение снизилось. Тогда уменьшается напряжение в средней точке делителя R5-R6, микросхема DA1 (как параллельный стабилизатор) потребляет меньший ток, и на ее нагрузке (резисторе R2) уменьшается падение напряжения. Этот резистор стоит в эмиттерной цепи транзистора VT2 и, поскольку напряжение на его базе стабилизировано стабилитроном VD1. транзистор открывается сильнее, обеспечивая увеличение напряжения на затворе регулирующего транзистора VT2. Последний больше открывается и компенсирует падение напряжения на выходе стабилизатора. Таким образом обеспечивается стабилизация выходного напряжения. Выходное напряжение устанавливается резистором R6. Стабилитрон VD6. включенный между истоком и затвором VT2. служит для защиты ПТ от превышения допустимого напряжения затвор-исток и является обязательным элементом в стабилизаторах с входным напряжением от 15 В и выше.
Данный блок питания является вариантом устройства, описанного в . Здесь применен такой же стабилизатор с защитой, но исключены двухступенчатый пуск БП и схема защиты от перенапряжения. В БП добавлен измеритель выходного напряжения и тока нагрузки на стрелочном приборе РА1 (головке микроамперметра М2001 с током полного отклонения 100 мкА), дополнительном резисторе R7, шунте RS1, помехоподавляющем конденсаторе С12 и переключателе SA2 ("Напряжение/ток"). Поскольку температурный режим работы ПТ в данном БП облегченный, применен ПТ типа IRF2505 в корпусе ТО-220, обладающий более высоким тепловым сопротивлением, чем IRF2505S .
Трансформатор ТН-60 встречается в двух модификациях: с питанием только от сети 220 В и с комбинацией первичных обмоток, позволяющих подключать трансформатор к сети с напряжениями 110.127. 220 и 237 В. Соединение обмоток Т1 на рис.1 показано для напряжения 237 В. Это сделано с целью снижения тока холостого хода Т1, уменьшения поля рассеяния и nнагрева трансформатора, повышения КПД. В сетях с пониженным напряжением (относительно 220 В) между собой соединяются выводы 2 и 4 первичных обмоток. Вместо трансформатора ТН-60 можно применить ТН-61.
Для уменьшения "просадки" напряжения под нагрузкой применена схема выпрямителя со средней точкой с использованием диодов Шот-ки. включение обмоток Т1 оптимизировано с целью равномерного распределения на них нагрузки. Монтаж силовых цепей БП выполнен проводом с сечением жилы не менее 1 мм2. Диоды Шотки установлены без прокладок на небольшом общем радиаторе от старого компьютерного монитора (алюминиевой пластине), который с помощью имеющихся штырьков впаян в ппату, на которой размещен набор конденсаторов С9 (4 шт. по 10000 мкФх25 В). Шунтом RS1 для измерения тока нагрузки служит "плюсовой" провод, соединяющий шину на печатной плате от выводов С9 до клеммы подключения нагрузки.
Конструктивно БП выполнен очень просто (рис.2). Задней его стенкой является радиатор, передней стенкой (панелью) служит такой же по длине и ширине кусок дюралюминия толщиной 4 tAtA. Стенки скреплены между собой 4 шпильками 07 мм из стали. В них имеются торцевые отверстия с резьбой М4. К нижним штырям привернута (4 винтами М4) полочка из дюраля толщиной 2 мм по размерам трансформатора. Таким же образом прикреплена пластина из одностороннего о)юльгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. на которой смонтированы конденсаторы С9 и радиатор с диодами VD2, VD3. На передней панели расположены две пары выходных клемм (параллельных), измерительная головка РА1. регулятор выходного напряжения R6, переключатель ток/напряжение SA2. держатель предохранителя FU1 и выключатель питания SA1. Корпус для БП (П-образную скобу) можно согнуть из мягкой стали или собрать из отдельных пане-лей. Радиатор под ПТ (123x123x20 мм) применен готовый, от блока питания старой УКВ радиостанции "Кама-Р". Длина скрепляющих шпилек - 260 мм. но может быть сокращена до 200 мм при более плотном монтаже. Размеры пластин: дюралевой под Т1 - 117,5x90x2 мм, из стеклотекстолита - 117.5x80x1,5 мм.
Катушки сетевого фильтра L1. L2 наматываются плоским двухпроводным сетевым шнуром на ферритовом стержне (400НН.. .600НН) от магнитной антенны радиоприемника (до заполнения). Длина стержня - 160...180 мм, диаметр - 8. ..10 мм. К выводам катушек припаяны конденсаторы типа К73-17, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 500 В. Собранный фильтр заворачивается в негигроскопичный материал, например, электрокартон, поверх которого выполняется сплошной экран из белой жести. Швы экрана пропаиваются, выводы проходят через изолирующие втулки.
Всем хорош стабилизатор, но что произойдет, если ток нагрузки превысит предельное значение для регулирующего транзистора, например, из-за короткого замыкания в нагрузке? Повинуясь описанному алгоритму работы. VT2 полностью откроется, перегреется, и быстро выйдет из строя. Для защиты можно применить схему на оптопаре . В несколько измененном виде эта защита представлена на рис.1.
Параметрический стабилизатор на стабилитроне VD4 обеспечивает опорное напряжение -6,2 В, броски напряжения и шумы блокирует конденсатор СЮ. С опорным напряжением сравнивается выходное напряжение стабилизатора через цепочку светодиод оптопары VU1-VD5-R10. Выходное напряжение стабилизатора выше опорного, следовательно, оно смещает переход диода VD5. запирая его. Ток через светодиод не идет. При закорачивании выходных клемм стабилизатора на правом по схеме выводе R10 отрицательное напряжение исчезает, опорное открывает диод VD5. светодиод оптопары зажигается, и срабатывает фотосимистор оптопары. который замыкает затвор и исток VT2. Регулирующий транзистор закрывается, т.е. выходной ток стабилизатора ограничивается. Для приведения в рабочий nрежим после срабатывания защиты БП выключают с помощью SA1. устраняют КЗ и снова включают. При этом схема защиты возвращается в дежурный режим.
Применение подобных стабилизаторов с малым падением напряжения на ПТ делает ненужной защиту питаемой аппаратуры от превышения напряжения, возникающего вследствие пробоя регулирующего транзистора. В этом случае выходное напряжение увеличивается всего на 0.5...1 В, что обычно входит в нормы допуска для большинства аппаратуры.
Большая часть элементов БП (обведенная на рис.1 пунктиром) размещена на печатной плате размерами 52x55 мм. чертеж которой приведен на рис.3, а расположение деталей на плате - на рис.4. Плата выполнена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1... 1.5 мм. Фольга на нижней стороне платы соединена с минусовой выходной шиной стабилизатора ("заземленной" на рис.1) отдельным проводом. Свободные выводы оптопары VU1 можно никуда не припаивать. На плате в местах пайки деталей обозначены отверстия, но монтаж можно вести сверху, со стороны печатных проводников, без сверления отверстий. В этом случае чертеж платы соответствует рис.4. Чертеж платы, на которой расположены теплоотвод с диодами и конденсаторы фильтра, показан на рис.5.
До сборки БП следует обязательно проверить номиналы всех деталей и их исправность. Соединения
внутри БП выполняются толстыми проводами минимальной длины. Параллельно всем оксидным конденсаторам прямо на их выводы припаиваются керамические емкостью 0.1...0.22 мкФ.
Градуировку измерителя тока можно выполнить, подключив к выходным клеммам БП регулируемую нагрузку последовательно с амперметром на ток2...5 А. Установив по амперметру ток, например, 2 А, подбираем такую длину провода (шунта), скручивая из него петлю, чтобы отклонение стрелки РА1 составило 20 делений (при шкале в 100).
Переводим SA2 в другое положение, подключаем к выходу БП контрольный вольтметр, подбором сопротивления R7 (вместо него можно включить подстроечный резистор сопротивлением не менее 220 кОм) добиваемся совпадения показаний РА1 с показаниями вольтметра.
При работе с радиопередающей аппаратурой следует исключить наводки на детали стабилизатора, подводящие и отводящие провода. Для этого у выходных зажимов БП следует включить фильтр, подобный сетевому (рис.1), с той лишь разницей, что катушки должны быть намотаны на ферритовом кольце или ферритовой трубке, применяемых в старых мониторах и телевизорах зарубежного производства, и содержать всего 2-3 витка изолированнного провода большого сечения, а конденсаторы можно взять с меньшим рабочим напряжением.
Литература
1. В.Нечаев. Модуль мощного стабилизатора напряжения на полевом транзисторе. - Радио. 2005. №2, С.30.
2. Стабилизатор с очень низким падением напряжения.
3. В. Беседин. Защищаемся... - Радиомир, 2008. №3. C.12-
4. Прецизионный стабилизатор накала. -klausmobile.narod.ru/appnoIes/an_11_fetreg_r.htm
В.БЕСЕДИН,г.Тюмень.
