Ще один універсальний БП

З появою регулюючих інтегральних стабілізаторів з'явилося нове покоління блоків живлення (БП). Вони стали простішими схемотехнически при високих характеристиках стабілізованої напруги, з прийнятними масогабаритними даними, недорогі і добре повторювані. При цьому в більшості сучасних інтегральних мікросхем-стабілізаторів є захист від КЗ і перегріву, що значно підвищує надійність такого джерела живлення і добре захищає живиться їм схему.

В основу пропонованого блоку живлення (БП) належить кілька публікацій останніх років в журналах «Радіо» (1 - 7). Автору вдалося на основі симбіозу широко відомих і популярних схем отримати наступні характеристики БП:

• Вихідна напруга по основному каналу - 0-33 В (маються три ступені його установки + регулювання вихідної напруги «Грубо» і «Плавно»);
• Фіксована стабілізовану напругу +5 В;
• Можливість установки двополярного напруги +/- 5 В (за рахунок регулювання напруги по основному каналу);
• Максимальний струм - 5 А (залежить від паспортних даних застосовуваного стабілізатора, як, втім, і інші характеристики БП);
• Захист від КЗ і перегріву інтегрального стабілізатора (в самій мікросхемі) + тиристорно-релейний захист;
• Можливість «зняття» напруги з питомого пристрої без від'єднання проводів харчування до схеми;
• Ручна і автоматична установка частоти обертання вентилятора, що охолоджує;
• Стрілочна індикація вихідної напруги (можлива установка широко рекламованих готових і недорогих цифрових вольтметрів).
• Габарити - 81 х 109 х 200 мм.

Схема (рис.1) вийшла простій, доступній для збірки будь-яким категоріям радіоаматорів. До основної її частини на КР142ЕН22 приєднуються блок для отримання стабілізованої негативного напруги - 5 В і блок вентилятора охолодження основного стабілізатора. Зібраний за такою «складовою» схемою БЖ у автора працює без збоїв вже кілька років. Для «полегшення життя» тим, хто хоче більш детально розібратися в роботі схеми БП, крім наведених джерел в кінці статті, наведу пару посилань, корисних при розрахунках і складанні подібних схем.

1. http://www.cqham.ru/lm317.htm - корисна стаття Woody White, WB4QXE, з рекомендаціями щодо практичного застосування стабілізатора типу LM317 і інших.

2. http://ra4foc.narod.ru/soft.html - тут знаходяться програми розрахунку практично всіх відомих інтегральних стабілізаторів (спасибі автору цього софта Н.Горячеву, RA4FOC)

рис.1

В основі БП лежать схеми джерел живлення, які описані в (3, 4, 6). Встановлено більш потужні: трансформатор від «Вега-117-C» (150 Вт), випрямний міст і інтегральний стабілізатор, введена ступенева установка напруги, як це зроблено, наприклад, в (3), його «плавна» і «груба» регулювання в межах кожного ступеня. Застосований інтегральний регульований стабілізатор КР142ЕН22 можна замінити на імпортні аналоги з таким же або іншим струмом навантаження. Від типу застосованого стабілізатора залежать технічні характеристики БП. Установка напруги «0» на виході отримана за рахунок застосування стабілізатора +5 В на К142ЕН1 в стандартному ого включенні.

При великому струмі навантаження знадобилося застосувати повітряне охолодження основного стабілізатора VR1. У відомою схемою (5) регулятора частоти обертання вентилятора охолодження застосовані інші транзистори, що, по суті, не привело до змін номіналів інших елементів, розроблена друкована плата. Роль радіатора регульованого транзистора Т2 на ній виконує вільну ділянку фольги, залишений на лицьовій стороні плати. Ця схема дозволяє, крім автоматичного збільшення частоти обертання вентилятора при нагріванні радіаторної пластини стабілізатора, встановлювати мінімальну порогову частоту обертання вручну, аж до максимуму (ручка регулятора виведена на задню стінку корпусу). Власне вентилятор обраний самий дешевий і маленький з наявних в магазинах (від відеокарт ПК). Харчування регулятора частоти обертання вентилятора охолодження здійснюється від тієї ж обмотки трансформатора, що і стабілізатор +5 В за схемою, що дозволяє отримати подвійну напругу з одного обмотки (7).

Схема БП зібрана по блоках (блоки виділені на схемі) і навісним монтажем. Основний стабілізатор (VR1) встановлений через слюдяну прокладку на алюмінієвій пластинці, яка в свою чергу кріпиться до металевого корпусу БП. Платівка разом зі стабілізатором і «термодіод» D9 обдувається потоком повітря від вентилятора. Зауважте, «нульовий» вихід (він же «мінусовий» для основного каналу і «плюсовий» для каналу +5 В) з корпусом БП не з'єднані!

Стрілочний прилад взятий від дешевого китайського мультиметра. Діапазон вимірювань напруги підібраний резисторами R31 - R34 за шкалою 0 - 50 В.

Друковані плати регулятора частоти обертання вентилятора і вузла захисту основного каналу зібраного блоку живлення знаходяться тут . Друкована плата стабілізатора + 5 В не розроблялася, тому що в конструкції можна застосувати будь-який малопотужний стабілізатор (від найпростішого параметричного на стабілітроні до інтегрального на мікросхемі 7805 (7905).

Перед налаштуванням зібраного БП рекомендую уважно ознайомитися зі змістом статей, наведених у списку літератури в кінці статті, особливо з (3, 4, 6).

Налаштування слід починати з установки стабілізованої напруги +5 В допоміжного каналу резистором R26. Це роблять під навантаженням (I нагр. Близько 300-350 мА), попередньо підібравши резистор захисту R21. Потім, включивши всю схему БП, перевіряють роботу основного каналу і можливості «грубої» і «плавної» регулювання напруги в межах кожного ступеня. При цьому «нульове» напруга на виході БП встановлюють підлаштування резистором R29 (движки резисторів R24, R25 в нижньому за схемою положенні). Напруга другого ступеня може бути не таким, як це зазначено в схемі - все залежить від підключеного витка обмотки 2-9 трансформатора tr1.

Далі, змінюючи номінал резистора R15 (його розрахунок представлений в (6), підбирають поріг спрацювання захисту по струму навантаження близько 5А.

Для правильної роботи захисту дуже важливо правильно підібрати екземпляр реле і номінал резисторів R17, R19. При максимальній напрузі БП (третій ступінь) напруга на тиристорі (за довідником не вище 50 В) і на реле не повинно перевищувати гранично допустимий (різні екземпляри реле відрізняються напругою спрацьовування +10 В / - 5В від номінального по довіднику). Падіння напруги на R17, R19 з одного боку і на тиристори Т2 - з іншого дозволяє застосувати реле з різними № паспорта.

Більш докладний виклад конструкції БЖ і його налаштування можна знайти на сайті автора .

Література.

1. А.Щербіна, С.Благій. Мікросхемние стабілізатори серій 142, К 142, КР142. - Журнал «Радіо» №8 - 1990, з 89 - 74.
2. А.Щербіна, С.Благій, В.Іванов. Застосування мікросхемних стабілізаторів серій 142, К142 і КР142. - Журнал «Радіо» №3 - 1991, с. 47 -51, № 5 - 1991 року, с.68 - 70.
3. С.БІРЮКОВ. Лабораторний блок живлення 0 - 20 В. - Журнал «Радіо» №5 - 1998, с. 55 - 56.
4. Л.Морохін. Лабораторний джерело живлення. - Журнал «Радіо» №2 - 1999, с. 35 - 36.
5. А.Сорокін. Регулятор частоти обертання вентилятора. - Журнал «Радіо» №10 - 2005, с. 26.
6. А.Патрін. Блок живлення для домашньої лабораторії. - Журнал «Радіо» №12 - 2005, с. 52 -54.
7. Два напруги від одного обмотки трансформатора. Журнал «Радіо» №5-6 - 1981, с. 72.

В.Кононенко, RA0CCN.