Схема лабораторного блока питания на 0-30 вольт и 6 ампер
- - выходное напряжение, В - 0…30;
- - выходной ток, А - 4.
Падение напряжения при токе от 1 А до 6 А ничтожно мало и на выходных показателях не отражается.
Блок питания содержит три основных узла: внутренний сетевой узел питания yD1, VD2, С1…С7, DA1, DA2, узел защиты от перегрузки и КЗ VS1, R1 …R3, VD3 и основной узел - регулируемый стабилизатор напряжения VT1…VT7, VD4, VD5, R4…R14.C8.
Внутренний сетевой узел питания построен по традиционной схеме с сетевым трансформатором Т1.
Узел защиты особенностей не имеет. Датчик тока рассчитывался на ток 3 А, но можно его рассчитать и на ток 5 А. Длительное время блок питания эксплуатировался с током 5 А. Никаких сбоев в его работе не наблюдалось. Светодиод HL1 индицирует перегрузку по току или КЗ в нагрузке.
Основной узел - регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа. Он содержит входную дифференциальную ступень на транзисторах VT5, VT7, две ступени усиления на транзисторах VT2 и VT3, и регулирующий транзистор VT1. Элементы VT4, VT6, VD4, VD5, R5…R8, R10 образуют стабилизаторы тока. Конденсатор С8 предотвращает самовозбуждение блока. Т.к. транзисторы VT5 и VT7 не подбирались одинаковыми, то имеется определенное "смещение нуля" этого каскада, которое и является минимальным напряжением блока питания.
В небольших пределах оно регулируется с помощью подстроечного резистора R7, и в авторском варианте достигало на выходе блока питания приблизительно 0,58 мВ. Выходное напряжение регулируется резистором R13. Верхняя граница напряжения - подстроечным резистором R14.
Конструкция и детали блока
Мощность трансформатора Т1 должна быть не менее 100… 160 Вт, ток обмотки II - не менее 4…6 А. Ток обмотки III - не менее 1…2 А. Диодную сборку RS602 можно заменить на сборку RS603 или диодами, рассчитанными на ток 10 А. Диодный мост VD2 можно заменить на любой из серии КЦ402…КЦ405, которые приклеиваются со стороны печатных дорожек, зеркально конденсатору С1 и соединяются гибкими проводниками с контактными площадками VD2 на плате. Транзистор VT1 следует устанавливать на теплоотводе площадью не менее 1500 см2.
Транзистор VT1 - составной. Его можно заменить парой транзисторов, как показано на рисунке или импортным транзистором TIP147.
Резистор R4 подбирают экспериментально, по току срабатывания защиты. Резисторы R7и R14-многооборотные СП5-2. Резистор R13 - любой переменный с линейной функциональной характеристикой (А). В авторском варианте применен переменный резистор типа ППБ-ЗА сопротивлением 2,2 кОм и точностью 5%. Микросхемы DA1 и DA2 можно заменить аналогичными отечественными КР142ЕН5А и КР1162ЕН5А.
Их мощность позволяет получить стабилизированное напряжение ±5 В для питания внешних нагрузок с током потребления до 1 А. Данной нагрузкой является цифровая панель, которая используется для цифровой индикации напряжения и тока в блоках питания. Если не использовать цифровую панель, то микросхемы DA1 и DA2 можно заменить микросхемами 78L05 и 79L05. Диоды VD3…VD5 можно заменить на диоды КД522Б.
Размер печатной платы блока питания 110×75 мм.
Наладка схемы
При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже устройство начинает работать сразу после включения. Его налаживание заключается в установлении необходимых пределов изменения выходного напряжения и тока срабатывания защиты. Движки резисторов R7 и R13 должны находиться в среднем положении.
Резистором R14 по вольтметру добиваются показания 15 В. Затем движок резистора R13 переводят в минимальное положение и по вольтметру резистором R7 устанавливают 0 В. Теперь движок резистора R13 переводят в максимальное положение и резистором R14 по вольтметру устанавливают напряжение 30 В. Резистор R14 можно заменить постоянным, для этого в плате предусмотрено место - резистор R15. В авторском варианте это резистор сопротивлением 360 Ом.