Источник стабилизированного питания 12/14 в
Источники питания 18:16 / 16.06.2008 4 081
Источник стабилизированного питания 12/14 вольт на ток до 14 ампер для питания связной аппаратуры от сети переменного тока. Блок питания собран по классической компенсационной схеме, содержит два контура защиты от перегрузки по току, высокоэффективную защиту от короткого замыкания на выходе и тиристорную защиту от превышения выходного напряжения.
Собственно стабилизатор собран на операционном усилителе DA2 и транзисторах VT2 - VT5, собранных по схеме составного транзистора. Выходное напряжение определяется напряжением стабилизации стабилитрона VD13 и соотношением номиналов резисторов RV1 (RV2) и R16. На транзисторе VT2 собрана дублирующая схема защиты от перегрузок по току, ограничивающая выходной ток на уровне примерно 16 ампер. Основная схема ограничения по току собрана на операционном усилителе DA1, которая ограничивает ток на переключаемых уровнях 1.5 ампера, 5, 11 и 14 ампер. Значения R3, R4, R5 и падение напряжения на открытом диоде VD14 (около 0.6 вольт) определяют величину ограничения тока в режиме защиты от К.З. (при указанных на схеме номиналах ток ограничивается примерно на уровне 1.5 ампера). Величины R14 и R15 определяют величину предельного тока на пределах 4 и 10A (соответственно ограничение порядка 5 и 11 ампер).
Система защиты от К.З. и от перегрузки собрана на компараторе DA3, срабатывающем при понижении выходного напряжения ниже уровня примерно 11.5 вольт (определяется номиналом резистора R20), вызванного токоограничительной схемой. При срабатывании компаратора зажигается индикатор перегрузки (светодиод HL2) и, после небольшой задержки (определяемой номиналами компонентов интегрирующей цепочки R25C9) открывается транзистор VT7 и диод VD14, что приводит к ограничению тока перегрузки до уровня в полтора ампера.
Схема защиты от превышения выходного напряжения (в случае выхода из строя регулирующих транзисторов) собрана на тиристоре VD10 и стабилитроне VD9, срабатывающая при напряжении около 17 вольт и закорачивающая выход блока питания на время, требующееся для перегорания предохранителя F1. Диод VD17 защищает конденсатор C10 от переполюсовки при выключении, транзистор VT6 блокирует схему защиты при выключении. Резистор R25 ускоряет разрядку конденсатора C10.
Конструкция и детали.
В качестве силового трансформатора применен стандартный накальный трансформатор ТН-61, обеспечивающий на трех обмотках ток до 8 ампер при напряжении 6.3 вольта на каждой обмотке, и 6 ампер на обмотке 7-8. Таким образом, с трансформатора можно брать ток до 10А, не превышая при этом номинальную мощность, и до 14 ампер с перерывами. В качестве выпрями- тельных диодов используются КД213А, включенные попарно, и установленные на теплоотводе через слюдяные прокладки. При желании можно использовать более современные силовые диоды с переходом Шоттки, значительно сократив потери (и тепловыделение). Конденсаторы фильтра - 22.000 мкф на напряжение 28 вольт (болгарского производства), можно заменить на любые другие, с учетом рабочего напряжения и общей емкости. Регулирующие транзисторы (КТ803А, отобранные по равенству коэффициента усиления), можно заменить на любые аналогичные, в том числе и составные КТ827, в последнем случае имеет смысл отказаться от выравнивающих резисторов R11-R13 (в моем случае представляющих из себя отрезки толстой нихромовой проволоки), заменив их резисторами в базовых цепях (и подобрав их по равенству токов в цепи эмиттеров). Транзисторы установлены без прокладок на теплоотвод, площадь которого определяет в конечном итоге, предельно допустимую долговременную мощность рассеивания (мной применен ребристый радиатор общей площадью около 900 кв.см, но температура транзисторов при длительной работе достигает 100 градусов, это слишком много). Резисторы R9 и R10, типа С5-15, на мощность 5 ватт, проволочные, смонтированы в непосредственной близости от силовых транзисторов. Резистор R28 - МЛТ-0.25, смонтирован на плате управления, и предназначен для защиты измерительных цепей от ВЧ-наводок по питанию (например, при плохом согласовании передающей антенны). Для измерения потребляемого аппаратурой тока применена измерительная головка с током полного отклонения 30 mA и сопротивлением рамки 2.5 ом. Можно применить любую подходящую головку, подобрав другие номиналы добавочных сопротивлений. Для упрощения конструкции подстроечные резисторы RV1 и RV2 можно исключить, установив между выводами 7 и 3 операционного усилителя DA2 резистор номиналом 3 килоома (задающим выходное напряжение 12 вольт), и подключать параллельно ему резистор 5.1 килоом - для установки выходного напряжения 13.8 вольт. Все диоды, тип которых на схеме не указан - любые кремниевые, например, КД521-КД522. Операционные усилители К140УД6А можно заменить любыми аналогичными, допускающими использования питающего напряжения до +/- 18 вольт.
Крайне желательно в первичной цепи трансформатора установить сетевой фильтр, в первую очередь для устранения мощных импульсных помех при включении (да и при работе) источника питания. При соответствующем изменении типономиналов силовых компонентов можно изготовить источник и с большим рабочим током (до 20-30 ампер), но в этом случае крайне желательно использовать "мягкий" пуск - относительно медленный заряд конденсаторов фильтра через резистор небольшого номинала (при блокированном выходе), а затем закорачивать этот резистор контактами мощного реле.
(C) by Vladislav Baliasov, Moscow, 1994.
В. Балясов (RX3APF)
Источник: cqham.ru
Собственно стабилизатор собран на операционном усилителе DA2 и транзисторах VT2 - VT5, собранных по схеме составного транзистора. Выходное напряжение определяется напряжением стабилизации стабилитрона VD13 и соотношением номиналов резисторов RV1 (RV2) и R16. На транзисторе VT2 собрана дублирующая схема защиты от перегрузок по току, ограничивающая выходной ток на уровне примерно 16 ампер. Основная схема ограничения по току собрана на операционном усилителе DA1, которая ограничивает ток на переключаемых уровнях 1.5 ампера, 5, 11 и 14 ампер. Значения R3, R4, R5 и падение напряжения на открытом диоде VD14 (около 0.6 вольт) определяют величину ограничения тока в режиме защиты от К.З. (при указанных на схеме номиналах ток ограничивается примерно на уровне 1.5 ампера). Величины R14 и R15 определяют величину предельного тока на пределах 4 и 10A (соответственно ограничение порядка 5 и 11 ампер).
Система защиты от К.З. и от перегрузки собрана на компараторе DA3, срабатывающем при понижении выходного напряжения ниже уровня примерно 11.5 вольт (определяется номиналом резистора R20), вызванного токоограничительной схемой. При срабатывании компаратора зажигается индикатор перегрузки (светодиод HL2) и, после небольшой задержки (определяемой номиналами компонентов интегрирующей цепочки R25C9) открывается транзистор VT7 и диод VD14, что приводит к ограничению тока перегрузки до уровня в полтора ампера.
Схема защиты от превышения выходного напряжения (в случае выхода из строя регулирующих транзисторов) собрана на тиристоре VD10 и стабилитроне VD9, срабатывающая при напряжении около 17 вольт и закорачивающая выход блока питания на время, требующееся для перегорания предохранителя F1. Диод VD17 защищает конденсатор C10 от переполюсовки при выключении, транзистор VT6 блокирует схему защиты при выключении. Резистор R25 ускоряет разрядку конденсатора C10.
Конструкция и детали.
В качестве силового трансформатора применен стандартный накальный трансформатор ТН-61, обеспечивающий на трех обмотках ток до 8 ампер при напряжении 6.3 вольта на каждой обмотке, и 6 ампер на обмотке 7-8. Таким образом, с трансформатора можно брать ток до 10А, не превышая при этом номинальную мощность, и до 14 ампер с перерывами. В качестве выпрями- тельных диодов используются КД213А, включенные попарно, и установленные на теплоотводе через слюдяные прокладки. При желании можно использовать более современные силовые диоды с переходом Шоттки, значительно сократив потери (и тепловыделение). Конденсаторы фильтра - 22.000 мкф на напряжение 28 вольт (болгарского производства), можно заменить на любые другие, с учетом рабочего напряжения и общей емкости. Регулирующие транзисторы (КТ803А, отобранные по равенству коэффициента усиления), можно заменить на любые аналогичные, в том числе и составные КТ827, в последнем случае имеет смысл отказаться от выравнивающих резисторов R11-R13 (в моем случае представляющих из себя отрезки толстой нихромовой проволоки), заменив их резисторами в базовых цепях (и подобрав их по равенству токов в цепи эмиттеров). Транзисторы установлены без прокладок на теплоотвод, площадь которого определяет в конечном итоге, предельно допустимую долговременную мощность рассеивания (мной применен ребристый радиатор общей площадью около 900 кв.см, но температура транзисторов при длительной работе достигает 100 градусов, это слишком много). Резисторы R9 и R10, типа С5-15, на мощность 5 ватт, проволочные, смонтированы в непосредственной близости от силовых транзисторов. Резистор R28 - МЛТ-0.25, смонтирован на плате управления, и предназначен для защиты измерительных цепей от ВЧ-наводок по питанию (например, при плохом согласовании передающей антенны). Для измерения потребляемого аппаратурой тока применена измерительная головка с током полного отклонения 30 mA и сопротивлением рамки 2.5 ом. Можно применить любую подходящую головку, подобрав другие номиналы добавочных сопротивлений. Для упрощения конструкции подстроечные резисторы RV1 и RV2 можно исключить, установив между выводами 7 и 3 операционного усилителя DA2 резистор номиналом 3 килоома (задающим выходное напряжение 12 вольт), и подключать параллельно ему резистор 5.1 килоом - для установки выходного напряжения 13.8 вольт. Все диоды, тип которых на схеме не указан - любые кремниевые, например, КД521-КД522. Операционные усилители К140УД6А можно заменить любыми аналогичными, допускающими использования питающего напряжения до +/- 18 вольт.
Крайне желательно в первичной цепи трансформатора установить сетевой фильтр, в первую очередь для устранения мощных импульсных помех при включении (да и при работе) источника питания. При соответствующем изменении типономиналов силовых компонентов можно изготовить источник и с большим рабочим током (до 20-30 ампер), но в этом случае крайне желательно использовать "мягкий" пуск - относительно медленный заряд конденсаторов фильтра через резистор небольшого номинала (при блокированном выходе), а затем закорачивать этот резистор контактами мощного реле.
(C) by Vladislav Baliasov, Moscow, 1994.
В. Балясов (RX3APF)
Источник: cqham.ru