«Питание» под контролем
Процесс налаживания электронных схем самый увлекательный и увлекательный, но и самый длительный, подчас приносящий большое количество огорчений радиолюбителям из-за отсутствия надежного источника питания. Так как батарейка илиаккумулятор не помогают беспредельно — они разряжаются. Изменяется довольно часто и напряжение в сети. А любая схема запланирована на определенное напряжение.
Изменение его ухудшает работу всего радиоэлектронного устройства.
Самый полно требованиям радиолюбителей отвечают регулируемые источники питания. Приведенная на рисунке 1 схема отличается простотой и владеет тем преимуществом, что ее комфортно применять в ходе налаживания и конструирования несложных радиоэлектронных устройств.
Дело в том, что подобный источник питания позволяет регулировать напряжение, подаваемое на схему, в широких пределах: от 0,5 до 15 В. Так, отпадает необходимость любой раз брать необходимое для конструкции число батарей или аккумуляторная батарей. Имеется у данной схемы и еще одно преимущество — возможность ограничения тока.
Так, при маленьком замыкании в настраиваемой схеме значительно уменьшается возможность пробоя транзисторов потому, что при перегрузке по току хотя бы на 30% выходное напряжение источника питания падает с рабочего до нулевого, выручая тем самым и схему, и источник питания. Большой ток регулируется от 3 до 100 мА, чего фактически достаточно для работы большинства радиоустройств.
Рис.
1. Принципиальная схема регулируемого источника питания:
резисторы R, R2 — МЛТ 0,5, R4 — МЛТ-2; переменные резисторы RЗ — СП, СПО 0,5 (А) R5—СП, СПО-2 (А); конденсатор С1 КТК 3; электролитические конденсаторы С2—С4 — К50-6; транзистор П217В заменяется на П214—П217, П4Д, П201—П203 (на теплоотводе).
Регулировка выходного напряжения осуществляется посредством транзистора Т1, включенного по схеме с неспециализированным коллектором. В цепи его базы потенциометр R3 образует делитель напряжения.
Потому, что выходное напряжение зависит от уровня напряжения на базе, последнее должно владеть минимальным уровнем пульсаций. Для данной цели и помогает фильтр, складывающийся из конденсатора C3 и резистора R2.
Переменный резистор R5 регулирует величину предельного тока, а резистор R4 ограничивает пределы регулировки резистора R5.
Так как напряжение источника питания имеет тенденцию падать при повышении тока, напряжение на базе транзистора кроме этого пропорционально значительно уменьшается Это явление существенно ослабляется в случае если конденсатор С2 имеет громадную емкость.
Силовой трансформатор Тр 1 выполнен на сердечнике Ш16X24, обмотки 1—2 и 2—3 содержат по 1200 витков провода ПЭЛ-1 0,12, обмотка 4—5 — 275 витков ПЭЛ-1 0,33.
Конструктивно источник питания возможно сделан в форме отдельного блока в корпусе с размерами 150Х110Х75 мм (рис. 2).
На лицевой панели размещены потенциометры R3 «Напряжение» и R5 «Ток»; гнезда «+» и «—»; сетевой выключатель.
По окончании сборки блок питания калибруют посредством тестера. Регулятор тока устанавливают в среднее положение, а к выходным гнездам подсоединяют нагрузочный резистор и вольтметр сопротивлением 300 Ом.
После этого, вращая ручку потенциометра RЗ, на лицевой панели наносят риски в соответствии с показаниями прибора
Дабы прокалибровать регулятор тока, напряжение устанавливают на отметке «10 В»; последовательно с резистором R5 включают миллиамперметр. После этого, изменяя величину R5, отмечают на передней панели значения тока. В ходе работы с источником питания тока и регуляторы напряжения устанавливают на соответствующие деления.
Громаднейший интерес для радиолюбителей воображают стабилизированные источники питання. Схема транзисторного стабилизированного источника питания представлена на рисунке 3. От для того чтобы источника может трудиться, к примеру, радиоприемник как промышленный, так и самодельный, рассчитанный на напряжение от 6 до 12 В. В чем принципиальное отличие данной схемы от приведенной выше? В схеме на рисунке 3 два транзистора и стабилитрон Д5.
Транзистор Т1 включен не параллельно выходу, а последовательно с ним. Последовательная схема включения регулирующего транзистора имеет лучший коэффициент нужного действия, что разрешает применить менее замечательные транзисторы. Посредством стабилитрона Д5 величина опорного напряжения поддерживается постоянной, а от этого, как мы уже говорили, зависит в первую очередь стабильность выходного напряжения.
Рис.
3. Принципиальная схема стабилизированного источника питания:
резисторы R1, R2 — МЛТ-0,125, R4— МЛТ-0,25, аккумуляторная5 — МЛТ-0,5; переменный резистор R3 — СПО-0,5; электролитические конденсаторы СІ, С2—К50-6; транзистор П214 заменяется на П215 — Г12І7, 114Д, П201 — П203 (на теплоотводе); транзистор МГ140А возможно заменить на МП40, МП41, МП42.
На выходе стабилизатора напряжение приложено к одной из диагоналей моста, плечи которого образованы опорным диодом Д5 и тремя резисторами: R3, R4, R5.
Так как напряжение на стабилитроне поддерживается постоянным, то при трансформации величины нагрузки изменяется ток смещения базы транзистора Т2. К примеру, в случае если напряжение на нагрузке увеличится, то ток базы транзистора Т2, а вместе с ним и ток его коллектора кроме этого увеличатся Это приведет к повышению падения напряжения на резисторах R1, R2 и к уменьшению тока базы транзистора Т1.
Последнее событие приводит к увеличению сопротивления перехода эмиттер — коллектор транзистора Т1, другими словами повышение падения напряжения между его эмиттером н коллектором. В следствии повышение напряжения на нагрузке в значительной степени компенсируется.
Источник питания смонтирован на печатной плате размером 100X60 мм (рис. 4).
Сердечник силового трансформатора Тр 1 собран из пластин Ш18Х36; обмотка 1 содержит 2550 витков провода ПЭЛ-1 0,16; обмотка II — 190 витков ПЭЛ-1 0,52.
Рис. 4. Печатная плата стабилизированного источника питання.
Частенько радиолюбители, в особенности начинающие, при налаживании схемы нет-нет да и «коротнут»: другими словами случайно замкнут плюс и минус источника питания. Наряду с этим в большинстве случаев выходят из строя выпрямительные диоды. Дабы этого не произошло, в блоках питания, не считая неспециализированного сетевого предохранителя, устанавливают особые устройства защиты от маленьких замыканий.
Представленная на рисунке 5 схема стабилизированного источника питания с электронной защитой от маленьких замыканий разрешает приобретать напряжения в промежутке от 1 до 12 В и стабильно выдерживать его при токе в нагрузке до 1 А.
Источником регулируемого стабилизированного напряжения есть цепь R8, R9, R10 и стабилитрон Д12.
Стабилизированное напряжение с движка потенциометра R10 поступает на вход усилителя постоянного тока на транзисторах Т3 и Т4, собранного по схеме составного эмиттерного повторителя. При трансформации положения движка потенциометра изменяется напряжение на базе транзистора Т3, в следствии чего напряжение на выходе схемы или возрастает, или значительно уменьшается.
Устройство автоматической защиты от маленьких замыканий собрано на транзисторах T1, Т2 различной проводимости.
Включены они по схеме с неспециализированным эмиттером. При открывании транзистора Т1 ток, протекающий через его коллекторную нагрузку R2, R3, приводит к открыванию транзистора Т2. Со своей стороны, коллекторный ток транзистора Т2, протекая через резисторы R5 и R6, удерживает транзистор Т1 в открытом Состоянии.
Запирание транзистора Т1 прерывает поступление тока в базу транзистора Т2, в следствии чего последний запирается и ток в цепи его коллектора исчезает.
В закрытом состоянии транзистор Т1 удерживает напряжение (—0,9—1,5 В), выделяющееся на диодах Д9—Д11, при протекании тока через цепочку Д9, Д10, Д10, R1. Это напряжение приложено к эмиттеру транзистора Т1. Так, схема имеет два устойчивых состояния: закрытое и открытое.
Резистор R4 включен последовательно с цепью нагрузки. В то время, когда ток достигает предельной величины, падение напряжения на нем превышает закрывающий потенциал на диодах Д9—Д11, что ведет к отпиранию транзисторов Т1 и Т2.
Потому, что напряжение на коллекторе открытого транзистора Т2 близко к нулю, усилитель постоянного тока (Т3, Т4) запирается и цепь питания нагрузки обесточивается.
Рис. 5. Принципиальная схема блока питания с электронной защитой от маленьких замыканий.
По окончании устранения обстоятельства, привёдшей к короткому замыканию, нужно привести схему в исходное состояние нажатием на кнопку Кн1, включенную в цепи базы транзистора Т1 последовательно с резистором R7.
При замыкании контактов кнопки Кн1 транзисторы Т1 и Т2 запираются, а Т3, Т4 отпираются, и напряжение снова поступает в нагрузку.
В блоке питания применен готовый силовой трансформатор с двумя обмотками по 6,3 В (подобный трансформатор употребляется в радиоприемниках «Сириус-308», «Урал-110»). Обмотки соединяют последовательно.
Выпрямитель собран по мостовой схеме на диодах Д226Б. Постоянное напряжение на конденсаторе С1 должно быть в пределах от 15 до 17 В.
Транзистор Т4 устанавливается на радиаторе размером 70X70 мм. В качестве радиатора возможно применен любой листовой металл.
Радиатор с транзистором Т4, электролитические конденсаторы C1, С2, и диоды Д1—Д8 и силовой трансформатор Тр 1 размещают на отдельном шасси, изготовленном из изоляционного материала.
Потенциометр RIO, кнопка Кн1, выключатель сети В1, держатель предохранителя Пр1 и сигнальная лампочка Л1 устанавливаются на лицевую панель.
Остальные элементы схемы смонтированы на монтажной плате размером 70X50 мм, выполненной печатным способом из фольгировапного гетинакса (рис. 6).
Рис. 6. Печатная плата блока питания с электронной защитой.
Транзистор МП10А возможно заменен транзисторами МП11, МП37 либо МП38; МП40А — транзисторами МП13 — МП16, МП41, МП42.
МП25, ЛАП26, а П4Б — транзисторами П213 — П217.
В качестве диодов Д9, Д10, Д11, кроме Д9К, смогут быть применены диоды типа Д2, Д7, Д9, Д18, Д20.
Стабилитроны Д814Д, Д813, рассчитанные на напряжение 12—13 В, смогут быть заменены стабилитронами с более низкими значениями напряжения стабилизации.
В зависимости от типа применяемого стабилитрона последовательно с ним включают в прямом направлении один либо два кремниевых диода типа Д220, Д223, Д226. Так, к примеру, к стабилитрону Д814Г либо Д811 нужно добавить один диод, а к стабилитрону Д814В (Д810) — два. В печатной плате предусмотрено место для установки дополнительных диодов.
В том случае, если они не потребуются, ставится закорачивающая перемычка.
Все резисторы в схеме применены типа МЛТ-0,5, по они смогут быть заменены на резисторы МЛТ-0,25 либо ВС-0,25. Конденсаторы — типа К50-3, К50-6, ЭГЦ.
При отсутствии фольгированного материала возможно в соответствии с рисунком 6 в плате высверлить отверстия под выводы подробностей и произвести навесной монтаж.
Налаживание источника питания сводится к подгонке напряжения на стабилитроне Д12, которое должно быть в пределах от 12 до 13 В. После этого приступают к опробованиям регулятора напряжении. К выходным клеммам подключают нагрузочную цепочку, складывающуюся из амперметра на 1А и реостата с сопротивлением около 20 Ом. Выходное напряжение измеряют тестером.
Из печатной платы выпаивают вывод коллектора транзистора Т2. а вместо резистора R4 устанавливают перемычку.
Движок потенциометра R10 передвигают из одного крайнего положения в второе. Напряжение должно медлено изменяться от 0 до 12 В. После этого при напряжении 12 В передвигают движок нагрузочного реостата Rh в сторону уменьшения сопротивления. Ток наряду с этим возрастает.
При токе 1А напряжение должно понижаться не более чем на 10%.
На этом налаживание регулятора заканчивается, снова впаивается вывод коллектора транзистора Т2 и удаляется перемычка.
Настройка устройства защиты от маленьких замыканий пребывает в подборе величины резистора R4.
На плате в одно из отверстий, предназначенных под выводы резистора R4, впаивают отрезок провода с высоким удельным сопротивлением (константан, манганин) диаметром 0,2—0,3 мм, а в второе — оголенный монтажный провод длиной около 10 см. После этого, передвигая финиш монтажного провода по поверхности высокоомного проводника, получают срабатывания схемы защиты. Наряду с этим смотрят за показаниями амперметра.
Повторяя операцию пара раз, определяют совершенно верно величину резистора R4, при которой защита надежно срабатывает. Наряду с этим не нужно забывать любой раз нажимать кнопку «Пуск».
Ю.
ЕРОХИН, В. ПАНОВ
