Лабораторного блоку ХАРЧУВАННЯ

РадіоХоббі

М. СУХОВА

При проведенні експериментів, макетування різних вузлів радіопристроїв у радіоаматора нерідко виникає потреба в джерелах живлення на самі різні напруги і струми. Ось чому лабораторний блок живлення, призначений для використання в домашній майстерні, повинен бути до певної міри універсальним: мати широкі межі регулювання вихідної напруги, забезпечувати досить великий струм навантаження. Зрозуміло, в ньому повинна бути передбачена і захист від коротких замикань ланцюга навантаження. Крім того, в даний час радіо пристрої часто живлять від двох джерел із загальним "заземлення" висновком (Двуполярность харчування), причому деколи потрібно синхронно змінювати напругу обох джерел. Всім цим вимогам задовольняє прилад, опис якого помешено нижче.

У блоці живлення є пристрій обмеження вихідного струму з п'ятьма межами – 5, 20, 100, 500 н 1000 мА. Описуваний блок може бути використаний при макетування та налагодженні практично будь-яких пристроїв середньої потужності.

Технічні характеристики блоку
Вихідна напруга кожного плеча, В 0…40
Максимальний струм навантаження, А 1
Вихідний опір на постійному струмі, мОм, не більше 1,5
Максимальне значення повного вихідного опору в інтервалі частот 20 … 40000 Гц, мОм 5
Амплітуда пульсацій вихідної напруги. мВ 0,15
Коефіцієнт стабілізації 2500
Час спрацювання захисного пристрою, мкс. не більше 40

Схема блоку зображена на рис, 1.

Керуючі вузли стабілізаторів виконані на операційних підсилювачах A1, A2 за схемою алгебраїчних суматорів. Використане схемне побудова забезпечує прямо пропорційну залежність вихідного напруги від опору резисторів R36 і R37, починаючи з нульового вихідного напруги (на відміну від стабілізатора за поширеною схемою з подачею порівнюваних напружень на різнойменні входи ОУ). Крім того, в такому стабілізаторі на входах ОП не створюється синфазних напруг. Неінвертуючий входи ОП суматорів з'єднані із загальним проводом через резистори R18 і R19.

Суматори охоплені частотнозавісімой негативним зворотним зв'язком (через елементи C5R12C6R13, C7R14C8R15), що необхідно для забезпечення стійкості стабілізатора та незалежного від частоти його вихідного опору. Напруга з виходів суматорів надходить на підсилювачі струму, виконані відповідно на транзисторах V11 і V12, що забезпечують також необхідне зміщення рівня. Регулюючі елементи зібрані на транзисторах складових V9 V10 і V13 V14. На бази вихідних транзисторів регулюючих елементів через резистори R2 і R6 подано позитивне щодо емітера напругу, необхідну для надійного закривання транзисторів при підвищеній температурі, Це, у свою чергу, дозволяє отримувати без зриву стабілізації близьке до нуля напруга на виходах стабілізаторів навіть при відключеній навантаженні.

Коли необхідно одночасно регулювати вихідну напругу обох стабілізаторів, перемикач S2 переводять у положення "залежність". У цьому випадку на інвертується вхід ОП А2 через дільник з резисторів R38 і R39 (їх опору повинні бути рівними) надходить сигнал з обох плечей стабілізатора і напруга регулюють одним змінним резистором R36 ("Напруга +").

Обидва пристрої швидкодіючою захисту від перевантажень по струму виконані на кремнієвих транзисторах (V15 н V18), Розглянемо роботу одного з них (верхнього за схемою). При зростанні струму навантаження до значення, визначуваного становищем перемикача S3, падіння напруги на одному з резисторів R22-R26 досягає 0,6 В, транзистор відкривається V15 і шунтується резистор регулятора вихідної напруги R36. Це призводить в кінцевому підсумку до закривання транзистора V11 і закривання регулюючого елемента V9V10. При усуненні причини перевантаження стабілізатор автоматично переходить з режиму обмеження струму в режим стабілізації напруги. У разі потреби значення струму спрацьовування захисного пристрою можуть бути змінені. Для цього опір резисторів R22-R26 і R31-R35 необхідно змінити, визначивши їх (в Омах) з вираження

R = 0,6 / Iср, де

Iср – струм спрацювання пристрою (в амперах).

Конденсатори С11, С12 шунтуючих по перерва складової резистори регуляторів вихідної напруги, тим самим збільшуючи швидкодію стабілізаторів без погіршення його стійкості і зменшуючи пульсації вихідної напруги,

Операційні підсилювачі A1 і А2 живляться від параметричних стабілізаторів R3V7 н R4V8. Від цих стабілізаторів харчуються і джерела зразкового напруги R17V16 і R20V17, в яких застосовані стабілітрони з малим температурним коефіцієнтом напруги стабілізації. Конденсатори С13 і С14 призначені для зменшення флуктуації зразкового напруги (без цих конденсаторів зразкове напруга має шумову що становить близько 0,5 мВ), а також для забезпечення відносно повільного, приблизно протягом 0,5 с, наростання напруги на виході стабілізатора при його включенні.

У пристрої передбачений висновок нестабілізнрованного напруги (затискачі встановлені на передній панелі) безпосередньо з конденсаторів фільтра випрямляча СЗ, С4. Це дає можливість відчувати вихідні ступені потужних підсилювачів НЧ в умовах, наближених до реальних.

Конструктивною основою служить каркас, виготовлений з дюралюмінієвих куточків і планок. Каркас встановлюють в кожух, зігнутий з тонкої листової сталі. Спереду до кожуха прикріплюють лицьову панель з встановленими на ній регулювальними елементами, вихідними затискачами і приладом Р1. Верхніми двома гвинтами лицьова панель прикріплена до кутиків, пригвинчений до кожуха, а нижніми двома – до кутиків на каркасі. Зовні лицьова панель покрита емаллю.

Зверху до каркаса кріплять друковану плату, на якій змонтовано більшість деталей блоку (ці деталі обведені на схемі штрих-пунктирною лінією). Плата виготовлена з фольгованого склотекстоліти товщиною 2 мм. До плати прикріплені і два штирьовим тепловідведення розмірами 115x55x35 мм з транзисторами V9 і V14. Під кожним з тепловідводів в платі прорізано по два прямокутних отвори для протікання повітря. Креслення лицьовій панелі – на рис. 2.

Креслення друкованої плати зображений на рис. 3.

Пристрій і розміри каркаса показані на рис. 4

і зовнішній вигляд блоку на рис. 5.

Габарити блоку-265x175x145 мм.

У блоці використаний мережевий трансформатор ТС60-2. При самостійному виготовленні трансформатора необхідно мати на увазі, що перетин магнітопровода не повинно бути менше 7 см2, обмотки з висновками 5-6 і 5'-6 'повинні забезпечувати змінну напругу 33 В при струмі 1 А, а обмотка 7-8 – 10 В при струмі 15 мА.

Замість К140УД1Б можуть бути застосовані будь-які ОП з коефіцієнтом посилення по напрузі Не менш 1000 і напругою живлення 2х (12 … 15) У, наприклад, К153УД1, К553УД1, К140УД7 і т. п.

Крім зазначених на схемі, в блоці можна використовувати наступні транзистори: замість ГТ40ЗБ – будь-який із серії ГТ40З, ГТ402 з індексами В, Г, Ж, І, ГТ405В. ГТ405Г, КТ502 з індексами В, Г, Д. Е; замість KT601A-КТ602, КТ801, КТ608 з будь-якими буквеними індексами. ГТ404 з індексами В, Г, Ж, І, КТ50З з індексами В, Г, Д, Е; замість П309 – КТ315 з індексами В, Д, І. П307, ПЗ08, КТ342Г; замість МП25 – транзистори серій МП25 і МП26 з будь-якими індексами, KT361 з індексами В, Д, КТ203А; замість МП114 – КТ361 з індексами В, Д, КТ203А; замість П217А-будь-який з серії П217, П216Г, П216Д.

Діоди КД202В можливо замінити будь-якими випрямними з максимально допустимим прямим струмом не менше 0,5 А до максимально допустимим постійним зворотним напругою не менше 60 В (серія КД202, крім КД202А і КД202Б, Д229 з індексами Ж, І, К. Л, КД205 з будь-якими індексами, крім Е, І, КД208, КД209 з будь-якими індексами). У джерелі зразкового напруги можна застосувати замість Д818Е стабілітрони Д814Б. проте при цьому дещо зросте температурна нестабільність вихідної напруги стабілізатора.

Змінні резистори R36. R37 слід вибирати з групи А. підлаштування резистори – СПЗ-1A. Резистори R23, R24, R32. R33 – МОН-0, 5, R22, R31-С5-16 (або саморобні, дротові), решта – МЛТ або МТ.

Перемикач S3 – галетним 11П2НПМ, S2, S4-S6-П2К. Стрілочний прилад P1 – М2001 зі струмом повного відхилення стрілки 1 мА. Замість нього можна використовувати будь-який інший прилад зі струмом повного відхилення 0,3 … 1 мА.

При монтажі блоку висновки (їх слід робити якомога більш короткими і досить товстими) резисторів R36-R39 і конденсаторів C15, С16 необхідно припаюють безпосередньо до вихідних затискачів, інакше власні опір і індуктивність сполучних проводів можуть значно збільшити вихідний опір стабілізатора.

Налагоджувати блок доцільно в такій послідовності.

1. Провести перемикач S2 "Регулювання" у положення "Залежне" і підлаштування резистором R39 встановити рівність вихідних напруг на виходах обох плечей.

2. Відкалібрувати вольтметр блоку. Для цього, приєднавши до виходу зразковий вольтметр (або, а крайньому випадку, авометр, включений вольтметром), домогтися резисторами R41, R42, R43 рівності показань приладів на всіх піддіапазонах вимірювання.

3. Відкалібрувати амперметр. Для цього, встановивши перемикач S3 "Ток захисту" у положення "5 мА", a S3 "Вимірювання" – в положення "Струм" і замкнувши виходи стабілізатора на загальний (заземлений) провід, резистором R40 вивести стрілку приладу R1 на кінцеву позначку шкали. При інших положеннях цього перемикача відхилення стрілки амперметра на всю шкалу буде відповідати обраному току захисту.

У разі необхідності верхня межа вихідної напруги можна скорегувати, підбирай резистори R28 і R 29.

м. Київ

РАДІО № 11, 1980, с.46-48

Розміщено на нашому сайті з офіційного дозволу Миколи Сухова.