Блок живлення, що регулюється, з автоматичним перемиканням напруги на вході стабілізатора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Лінійні стабілізатори напруги постійного струму, на відміну від імпульсних, зазвичай мають низький рівень пульсацій вихідної напруги і не створюють перешкод радіоприйому, але при великій різниці між вхідною і вихідною напругою мають низький ККД. Можна підвищити середній ККД лінійного стабілізатора, що регулюється, якщо перемикати його вхідну напругу в залежності від встановленого вихідного.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

На рис. 1 представлена ​​схема побудованого за таким принципом компактного блоку живлення з лінійним стабілізатором вихідної напруги, що регулюється в широких межах. Пристрій оснащений трирозрядним цифровим вольтметром, видає стабілізовану вихідну напругу 3,3...18 при струмі навантаження до 1,2 А. В [1] була описана конструкція, в якій також можна було переключити напругу на вході стабілізатора, але тільки вручну. У новому блоці обмотки понижувального трансформатора T1 автоматично перемикаються в залежності від встановленої вихідної напруги. Захист пристрою від перевантаження по струму виконано, як і в [1], на запобіжниках, що самовідновлюються.

Напруга мережі змінного струму 220 надходить на первинну обмотку понижуючого трансформатора T1 через замкнуті контакти мережевого вимикача з підсвічуванням SA1 і захисний резистор R2. Резистор R1 обмежує струм через неонову лампу підсвічування вимикача, зменшуючи яскравість її свічення та збільшуючи термін служби. Варистор RU1 захищає від сплесків напруги у мережі.

Трансформатор має дві вторинні обмотки. Змінна напруга з обмотки 5-6-7 трансформатора, що має відвід, надходить на випрямний міст VD3 через контакти реле K1.1, перемикач SA2 і запобіжник, що самовідновлюється FU1 або FU2 (в залежності від положення перемикача). Конденсатори C10 та C11 згладжують пульсації випрямленої напруги. Включений в діагональ випрямного мосту VD5-VD8 світлодіод HL1 сигналізує про спрацювання будь-якого з запобіжників, що самовідновлюються, резистор R13 обмежує струм світлодіода.

Обмотка 3-4 призначена для отримання підвищеної напруги, необхідної для ефективного керування польовим транзистором VT6, що служить регулюючим елементом стабілізатора напруги. Напруга цієї обмотки випрямляє діод Шоттки VD2 та згладжує фільтр C4R8C9. Цей вузол дозволяє уникнути без помножувача напруги, який був використаний в аналогічному стабілізаторі, описаному в [2].

У регульованому стабілізаторі вихідної напруги як вузла порівняння та підсилювача сигналу неузгодженості застосована мікросхема паралельного стабілізатора напруги DA1. Вона живиться струмом 3 мА, стабілізованими транзисторами VT3 і VT5. Точне значення цього струму залежить від опору резистора R14. Живлення паралельного стабілізатора стабільним струмом дозволяє створити для нього комфортні умови роботи при значній зміні напруги на умовному катоді (висновку 3). Конденсатор C14 та резистор R15 запобігають самозбудження стабілізатора.

Вихідну напругу стабілізатора регулюють змінним резистором R20. Чим менший його введений опір, тим нижче напруга на виході блоку - початку польового транзистора VT6. Стабілітрон VD10 захищає польовий транзистор від пошкодження. Мікросхема DA1 завжди підтримує на своєму катоді таку напругу, при якому напруга між її керуючим входом (висновком 1) і умовним анодом (висновком 2) дорівнює 2,5 В. Резистор R16 - захисний.

До виходу стабілізатора підключено цифровий вольтметр PV1. Діод VD11 захищає його від зворотної напруги, наприклад, у разі підключення до виходу стабілізатора зарядженого зворотної полярності конденсатора великої ємності.

На транзисторах VT1, VT2, VT4, реле K1, стабілітронах VD1 і VD4, діоді VD9 зібраний вузол перемикання вхідної напруги стабілізатора. Поки вихідна напруга стабілізатора менше 7,4, напруга між базою і емітером транзистора VT1 менше 0,5, тому він закритий. Разом з ним закриті транзистори VT2 та VT4, а обмотка реле знеструмлена. На діодний міст VD3 через контакти реле надходить напруга близько 11 з висновків 6 і 7 трансформатора, що зменшує потужність, що розсіюється транзистором VT6.

При збільшенні напруги на виході стабілізатора транзистор VT1 відкривається разом з ним відкриваються VT2 і VT4. На обмотку реле K1 надходить напруга, обмежена стабілітроном VD4. Реле спрацьовує, на міст VD3 через його контакти, що переключилися, надходить напруга близько 20 В з висновків 5 і 7 трансформатора. Резистор R7 створює позитивний зворотний зв'язок, необхідний створення зони гістерези стану реле від вихідної напруги стабілізатора. В результаті реле відпускає якір тільки при зниженні вихідної напруги до 7 Ст. Діод VD9 захищає транзистор VT4 від викидів ЕРС самоіндукції на обмотці реле в моменти переривання струму в ній. Конденсатори C5 і C6 запобігають помилковим перемиканням реле.

Рис. 2

Виготовлений блок живлення має компактну конструкцію, всі деталі розміщені у готовому корпусі розмірами 129x114x47 мм із листової латуні товщиною 1 мм (рис. 2). Корпус використовується і як ефективне тепловідведення. До нього прикріплені пластмасові ніжки висотою близько 10 мм, що потрібно для кращого обтікання повітрям, а отже, для кращого охолодження. Корпус не має безпосереднього електричного з'єднання із загальним проводом блока живлення, але для вирівнювання потенціалів з'єднаний з ним ланцюгом R3C1R4. Передня панель блоку виготовлена ​​з листового полістиролу.

Рис. 3

Оскільки майже половина об'єму корпусу зайнята трансформатором T1, розташування інших елементів пристрою всередині нього досить щільне. Вузол випрямляча на діодному мосту VD3 зібраний на окремій монтажній платі, зображеній на рис. 3. На ній також знаходяться конденсатори C2, C3, C7, C8, C10, резистор R13, діоди VD5-VD8 і запобіжники, що самовідновлюються. Інші вузли розміщені на платі, зображеній на рис. 4.

Рис. 4

Монтаж плат двосторонній навісний. Усі ланцюги, якими тече значний струм, виконані монтажним проводом перетином 0,75 мм.². Для малопотужних кіл застосований провід МГТФ перетином 0,03 мм2. Провід, що йде до двигуна змінного резистора, екранований, а проводи, що знаходяться під напругою 220 В, мають подвійну ізоляцію.

Після перевірки працездатності пристрою монтажні плати з боку з'єднань покриті лаком ХВ-784 для запобігання випадковим замиканням та підвищенню механічної міцності монтажу.

Резистор R1 - розривний, що не займається, він може бути замінений плавкою вставкою на 0,5 А. Інші постійні резистори - МЛТ, РПМ, С1-4, С1-14, С2-23 та інші аналогічні. Змінний резистор R20 – СП4-1, але може бути замінений на РП1-73а, СП3-9а, СП-04а. При використанні змінного резистора, опір якого відрізняється від зазначеного на схемі (воно може досягати 2,2 ком), потрібно пропорційно змінити номінали резисторів R17 і R19. Слід пам'ятати, що змінні резистори меншого опору зазвичай надійніші. Застосований у пристрої варистор MYG20-471 (RU1) можна замінити на MYG20-431, FNR-20K431, FNR-20K471, GNR20D431K. На корпус варистора одягнений чохол зі склотканини.

Конденсатори C5 та C6 – керамічні для поверхневого монтажу. Оксидні конденсатори – імпортні аналоги К50-68. Інші конденсатори - малогабаритні плівкові.

Діоди 1N4148 можна замінити будь-якими з 1N914, 1SS244, КД510, КД521, КД522, а діод 1N4004 - із серій 1 N4001 - 1N4007, UF4001 - UF4007, КД209. Замість діода EGP243A підійдуть 247N20 – 1N5401, FR1 – FR5408, діоди серій КД301, КД307, а замість діода Шотки 226 N257 – SB1, SB5819. Діодний міст RBV-140H замінюється будь-яким із FBU150, KBU406, BR4, КВРС6-КВРС605, RS601-RS610, KBU801. Перед кріпленням до латунного корпусу блоку притискну до нього поверхню моста потрібно змастити теплопровідною пастою.

Стабілітрони 1N4738A замінюються на BZV55C8V2, TZMC8V2. Замість стабілітрона 1N4736A підійдуть BZV55C6V8, TZMC6V8. Світлодіод HL1 може бути будь-якого типу та кольору світіння. Мікросхему TL431CLP можна замінити AZ431AZ, LM431ACZ. Транзистор IRLZ44N у цій конструкції можна замінити на IRL2505N, IRL3205, STP65NF06. На час складання конструкції його висновки з'єднують дротяною перемичкою. Через ізолюючу прокладку транзистор встановлюють на алюмінієвій пластині розмірами 125×35×2 мм. Цю пластину потім пригвинчують до латунного корпусу пристрою, застосовуючи теплопровідну пасту.

Слід зауважити, що встановлення транзистора в корпусі TO-220 на тепловідведення через ізолюючу прокладку обмежує його допустиму максимальну постійну потужність, що розсіюється, приблизно до 30 Вт. Це слід враховувати, виготовляючи блок живлення більшої потужності. Збільшити її можна з'єднанням кількох польових транзисторів паралельно та застосуванням потужнішого трансформатора.

Транзистор 2SD1616 можна замінити на SS8550, 2SC2331 чи серії КТ961 з коефіцієнтом передачі струму бази щонайменше 50. Замість транзисторів 2SA733 підійдуть 2SA709, SS9012, транзистори серій КТ6115, КТ3107. Заміна транзистора 2SC945 – SS9013, SS9014, 2SC1815, серії КТ3102.

У блоці живлення застосовано реле, знайдене у несправній пральній машині. Воно розраховане на роботу при напрузі на обмотці 12, але спрацьовує при значно меншій напрузі. Виміряний опір обмотки – 440 Ом. На заміну йому підійде будь-яке реле з приблизно таким же опором обмотки і з групою контактів, що перемикає, здатної комутувати струм не менше 3 А, і спрацьовує при напрузі не більше 6 В.

Для застосування в блоці живлення перероблений тороїдальний мережевий трансформатор від стрічкового ревербератора "Ехо-1". З нього видалені всі вторинні обмотки та міжобмотувальний екран. Поверх паперової ізоляції первинної обмотки додано чотири шари поліхлорвінілової стрічки. Обмотка 5-6-7 намотана джгутом із шести обмотувальних проводів діаметром 0,39 мм кожен, звитих за допомогою електродриля. Необхідно заготовити близько 25 м джгута. Намотування на тороїдальному магнітопроводі ведуть виток до витка за допомогою саморобного човника. У секції 5-6 має бути намотано 123 витки, а в секції 6-7 - 150. Намотавши кожен шар, його покривають шаром паперової стрічки, яку потім просочують ізоляційним лаком.

Обмотка 3-4 містить 60 витків обмотувального дроту діаметром 0,43 мм. Обидві вторинні обмотки укладають з максимальним зусиллям, щоб вони щільно прилягали до магнітопроводу. Можна застосувати інший трансформатор габаритної потужністю не менше 30 ВА, вторинна обмотка якого, яка використовується як обмотка 5-6-7, розрахована на струм не менше 1,3 А.

Рис. 5

Як вольтметр PV1 застосований цифровий вбудований прилад V20D-T1 (рис. 5). Він був придбаний в одному з інтернет-магазинів за суму (включаючи вартість пересилання), меншу за ціну звичайного трирозрядного світлодіодного індикатора. Вольтметр вимірює постійну напругу від 3,2 до 30 В при споживаному струмі близько 20 мА.

Готовий блок починає працювати одразу. При необхідності підбіркою резисторів R17 та R19 можна встановити бажані верхню та нижню межі регулювання вихідної напруги.

література

1. Бутов А. Лабораторний блок живлення із захистом на запобіжниках, що самовідновлюються. – Радіо, 2005, № 10, с. 54-57.
2. Бутов А. Малогабаритний регульований блок живлення. – Радіо, 2012, № 5, с. 55, 56.

Автор: А. Бутов

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Кліматичний декодер 19.05.2020 Вчені з Корнельського університету створили кліматичний декодер – він допоможе шукати життя на екзопланетах. Екзопланети - це планети, що знаходяться поза Сонячною системою. На сьогоднішній день вченим відомо про існування тисяч таких об'єктів і принаймні на частині їх може існувати життя. Зараз вчені намагаються визначити, наскільки клімат на екзопланетах підходить для життя в земному розумінні фактично вручну. Цей процес займає багато часу - при цьому найближчим часом астрономи планують запустити телескопи нового покоління, які значно збільшать кількість відомих науці екзопланет. Щоб автоматизувати визначення клімату екзопланет, дослідники створили кліматичний декодер. В його основі лежить комбінація деталей кольору поверхні планети та світла від зірки-господаря для розрахунку клімату на ній. Наприклад, кам'яниста чорна базальтова планета добре поглинає світло і буде дуже гарячою, але якщо додати на поверхню її пісок або хмари в атмосферу, вона охолоне. Залежно від типу зірки і основного кольору екзопланети - або альбедо, що відображає, - колір планети може пом'якшити частину енергії, що виділяється зіркою. Це дозволяє нам визначити, чи є в атмосфері хмари і як влаштована її поверхня - і, зрештою, визначити її клімат.

Інші цікаві новини:

▪ У лондонському метро надто спекотно

▪ Титанова щелепа для черепахи

▪ Технологія заряджання батареї Battery health management від Apple

▪ Викопний кролик-гігант

▪ Прилад для аналізу ємності кислотних акумуляторів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Крилаті слова, фразеологізми. Добірка статей

▪ стаття Емануель Ласкер. Знамениті афоризми

▪ стаття Проти якої пам'ятки написали протест 300 діячів французької культури? Детальна відповідь

▪ стаття Стрілолист. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Фрезерна машина. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ Напівпроникна перегородка затримує цукор і пропускає воду. Хімічний досвід

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024