Лабораторних блок живлення з швидкодіючою захистом

При розробці та налагодженні різної саморобної апаратури зручно користуватися окремо виконаним лабораторним джерелом живлення. Лабораторний джерело має бути досить потужним, мати швидкодіючу захист від перевантаження і коротких замикань, а так само, бути невеликих габаритів і маси.

Цим вимогам задовольняє описуваний тут однополярний блок живлення, який забезпечує наступні характеристики:

1. Межі регулювання вихідної напруги: 1.25 … 15 V і 1,25 … 30V.

2. Максимальний струм навантаження: 10А

3. Напруга пульсацій на навантаженні струмом 10А складає – 120mV.

4. Нестабільність вихідної напруги при нестабільності напруги в мережі 20% не перевищує 0,5%.

5. Струм спрацьовування захисту: 10 … 10,5 А. Принципова схема наведена на рис. 1.

./240820101200001706.gif
Рис. 1

Схема складається з трьох функціональних частин: мережевого випрямляча, потужного регульованого стабілізатора напруги та вузла захисту.

За основу блоку живлення взяти перероблений силовий трансформатор ТСА-370. До його переробки, потрібно зняти верхній захисний шар паперу, уточнити висновки мережевий обмотки і обмотки самого верхнього шару однієї з котушок. Потім включити трансформатор в мережу і еамаріть напруга на верхній обмотці. Після цього вимкнути трансформвтор з мережі і підрахувати число витків цієї обмотки.

Тепер потрібно поділити число витків на виміряне напругу, щоб дізнатися число витків на 1V. У моєму випадку вийшло 2,5 вит / V. Після цього сердечник трансформатора акуратно розколюється, з обох котушок змотують всі обмотки, крім мережевих. Переконавшись у хорошому стані паперової ізоляції, можна приступити до намотуванні вторинної обмотки. Вона ділиться рівно навпіл і намотується на обох каркасах. На кожному по 38 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 2,6 мм. Виходить два неповних шару, між якими прокладається шар товстої прокладочний папери, яка залишилася від розбирання трансформатора. Для напруги 15V використовується одна обмотка, а для напруги 30V підключається друга послідовно і відповідно до.

Блок живлення містить основний компенсаційний стабілізатор з послідовним включенням регулюючого елементу, і допоміжний стабілізатор на 12V необхідний для живлення пристрою швидкодіючою захисту. Обидва стабілізатора живляться від однієї вторинної обмотки, а їх ланцюга раздалени за допомогою оптронного діністора і реле.

Вихідна напруга з вторинної обмотки в залежності від положення перемички S1 (15 або 30V) подається на діодний міст, де випрямляється і фільтрується конденсаторами С5, С6, С7. Звтам, через запобіжник FU2. датчик захисту (резистор R2) подається на потужний регульований стабілізатор напруги. Основним елементом якого є мікросхема КР142ЕН22, включена за типовою схемою. Мікросхема навантажена базовими ланцюгами емітерний повторювача на транзисторах VT3 і VT4, на якому виконаний регулюючий елемент. У емітерний ланцюгах цих транзисторів включені резистори R9 і R10, призначені для вирівнювання емітер-них струмів цих транзисторів. Вихідна напруга стабілізатора можна регулювати східчасто за допомогою перемички S1, в якості якої рекомендую використовувати здвоєний тумблер з параллально з'єднаними контактними групами. А плавну настройку вихідної напруги виробляють резистором R7, керуючись показаннями вольтметра. Вузол захисту виконаний на транзисторі VT1 і оптронного діністоре U1. Резистор R2, включений в ланцюг навантаження, є датчиком вузла захисту. Він включений між емітером і базою транзистора, який «слідкує» за вихідним струмом. Якщо з якої-небудь причини значення струму навантаження перевищить 10А, падіння напруги на резисторі R2 виявляється достатнім для відкривання транзистора. Як тільки транзистор відкриється, через нього починає протікати струм, який викликає світіння світлодіода Оптрон і відкривання Дініс-тора Оптрон. Спрацьовує реле К1 і включає своїми контактами більш потужне реле К2, відключає стабілізатор від навантаження.

При спрацьовуванні захисту включається світлодіод VD5, сигналізуючи про аварійному режимі. Для того, щоб знову включити навантаження, необхідно короткочасно натиснути кнопку SB2. Напруга на діністоре впаде до нуля, і він закриється. Якщо в процесі налагодження виникає необхідність відключити навантаження, це можна зробити натисненням кнопки SB1. Оптрони діністор включиться, а навантаження відключиться. Аналогічно відбувається і вимикання стабілізатора з допомогою термовимикачем SF1. Допоміжний стабілізатор виконаний на діодним Моства КЦ405Б і стабілізаторі DA1. Світлодіод VD3 яаляется індикатором включення блоку живлення в мережу. Більшість елементів блоку живлення змонтовано на двох друкованих платах з фольгованого стеклотексталіта.

./240820101200001707.gif ./240820101200001708.gif
Рис. 2.

Оксидні конденсатори С11 і С12 бажано танталові, наприклад, К52-1Б.

Змінний резистор R7 типу ППБ-150 мікросхема DA2 встановлена на невеликому радіаторі площею 40см2. Вольтметр на 30V, амперметр на 10А, застосовані заводські, виконані на мікроамперметра типу М4203 із застосуванням стандартних шунтів. Рале К1 – РЕЗ-9 (паспорт 059), можливе й інше реле з обмоткою на 10-15V.

Налагодження починають з перевірки правильності монтажу. Потім, движок змінного резистора R7 встановлюють у нижнє за схемою положення, включають блок живлення в мережу і вимірюють напругу на конденсаторах С5, С6, С7. Воно повинно становити 20 або 40V залежно від положення перемички S1. Натискаючи на кнопки SB1 і SB2, переконуються що реле спрацьовує і відключає навантаження. Потім проваряют спрацьовування вузла захисту при збільшенні струму навантаження. Для цього можна в якості навантаження підключити резистор опором 2-3 Від потужністю 100W (або автомобільну лампу потужністю більше 100W). Поступово збільшуючи вихідну напруга, перевіряємо спрацьовування захисту при струму близько 10А, При необхідності підлаштовуємо R3. Блок живлення не рекомендується експлуатувати при низьких напругах і великих струмах, коли Розсіювана транзисторами потужність максимальна і може перевищити 120W.

Кудінов В.В. Література:

1. Бірюков С. Лабораторний блок живлення 0 … 20V. ж.Радіо, 1998, № 5. стор 55-56.

2. Морохін Л. Лабораторний джерело живлення. ж.Радіо, 1999, № 2, стор 35-36.

Радиоконструктор 01-2006, с. 15-16.