КОМБІНІРОВАННИІ лабораторного блоку

Кожному радіоаматорові хотілося б мати такий лабораторний блок живлення, який дозволяє уникнути неприємних наслідків при включенні щойно виготовленого електронного пристрою. Часто перша включення виявляє і непоміченими раніше помилку в монтажі, і невірно обрану радіодеталей … Ціна таких помилок буває чималою – або «згоріла» дефіцитна мікросхема, наприклад, в випробувальному підсилювачі потужності ЗЧ, або, ще гірше, вийшла з ладу навантаження – динамічна головка. Подібні втрати нерідкі також у процесі налагодження електронних пристроїв і при їх ремонті. Описуваний тут блок дозволяє встановлювати в кожному конкретному випадку те чи інше значення струму навантаження – і воно не буде перевищено навіть при випадковому замиканні вихідних затискачів. Блок дуже зручний для зарядки акумуляторних батарей, для перевірки працездатності компонентів електронної апаратури. Він істотно розширює можливості лабораторії радіоаматора.

Цей лабораторний блок живлення здатний забезпечити стабілізацію як струму, так і напруги. Основою його служить електронний стабілізатор – саме він визначає всі вихідні параметри пристрою. При порівняльної схемної простоті стабілізатор має хороші параметри, простий в експлуатації.


ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛОКУ:

в режимі стабілізації напруги

Вихідна напруга, В, при струмі навантаження 1,5 А. ….. 4 … 12

Коефіцієнт стабілізації …… 500 … 1000

Напруга пульсацій, мВ, при струмі навантаження 1,5 А, не більше … 5

Вихідний опір, Ом ….. 0,05

в режимі стабілізації струму
Вихідний струм, А. . .0,05 … 1,5
Вихідний опір, кОм, не менш … 1


Схема блоку показана на рис. 1.

Спрощення схеми і отримання при цьому значного вихідного струму – до 1,5 … 2 А – вдалося добитися використанням в регулюючому елементі блоку потужного польового транзистора VT4, що має велику крутизну характеристики (100 … 150 мА / В). Це дозволило отримати досить великий коефіцієнт стабілізації напруги при використанні в керуючому елементі тільки одного транзистора VT2.

Але для того, щоб регулюючий польовий транзистор забезпечував великий вихідний струм, необхідно подавати на затвор відкриває напругу 10 … 20 В. З цієї причини в блоці передбачені два джерела на напругу 1920 В. Один з них – потужний на діодах VD3, VD4 – служить джерелом навантажувального струму, а другий – малопотужний на діодах VD1, VD2 – живить керуючий елемент. Джерела харчуються кожен від половини вторинної обмотки мережевого трансформатора Т1.

У стабілізатор напруги входять, крім регулюючого (VT4) та керуючого (VT2) транзисторів, вимірювальний елемент на резистора R9 – R11 і конденсаторі СЗ і джерело зразкового напруги – параметричний стабілізатор на транзисторі VT5 і стабілітрон VD8. Вихідна напруга регулюють змінним резистором R10.

Стабілізатор струму складається з джерела зразкового напруги (транзистора VT3 і стабілітрон VD7), датчика струму навантаження (резистора R6), керуючого елемента (ОУ DA1). Регулюючим еле-те стабілізатора струму служить той же транзистор VT4. На транзисторі VT1, діодах DV5, VD6 і світлодіоді HL1 зібраний вузол індикації блоку. Стабілізіруемий струм встановлюють змінним резистором R8.

У режимі стабілізації напруги транзистор VT2 працює в лінійному режимі, а ОП DA1 насичений і в роботі не бере участь. У режимі стабілізації струму, навпаки, ОУ працює в лінійному режимі і управляє транзистором VT4, а транзистор VT2 закритий.

Перехід з режиму стабілізації напруги в режим стабілізації струму відбувається автоматично, при збільшенні струму навантаження до встановленого значення. Вихідна напруга при цьому зменшується. Якщо опір навантаження збільшується, то збільшується вихідну напругу до встановленого значення, після чого блок переходить знову в режим стабілізації напруги.

Працює стабілізатор наступним чином. Припустимо, що струм навантаження менше встановленого значення – блок знаходиться в режимі стабілізації напруги. На входи ОП DA1 надходить напругу, яка складається з напруги на резисторі R6 і на нижній за схемою частини резистора R8. При цьому відносно інвертується входу ОП напруга на резисторі R6 негативне, а на R8 – позитивне.

Поки струм навантаження менший від установленого, падіння напруги на резисторі R6 менше (по модулю), ніж на R8, тому з-за великого коефіцієнта підсилення ОУ на його виході буде позитивне напруга, близьке до напруги на плюсовому виведення харчування, тобто приблизно 40 У відносно мінусового виведення блоків. Регулюючим транзистором VT4 управляє транзистор VT2, підтримуючи на заданому рівні вихідну напруга. Напруга на емітерний перехід транзистора VT1 буде недостатнім для його відкриття, тому світлодіод HL1 вимкнений.

При збільшенні струму навантаження сумарне напруга на входах ОП DA1 зменшується і, коли воно стане близьким до нуля, ОУ вийде зі стану насичення і при подальшому зменшенні опір навантаження почне керувати транзистором VT4, підтримуючи постійним встановлене значення вихідного струму, вихідна напруга при цьому зменшується, транзистор VT2 закривається. Транзистор VT1 відкривається і включається све-тодіод, сигналізуючи про перехід в режим стабілізації струму. При замиканні вихідний ланцюга пристрій залишається в режимі стабілізації встановленого струму, а вихідна напруга зменшується до нуля. Тому перевантаження по струму пристрою не загрожує. Після усунення причини замикання або зменшення струму навантаження нижче встановленого пристрій автоматично переходить в режим стабілізації напруги, світлодіод гасне. Така якість лабораторного блоку живлення дозволяє встановлювати для кожного конкретного випадку своє значення максимально досяжного струму навантаження і тим самим забезпечити захист від перевантаження як випробуваного пристрою, так і самого блоку.

Блок дозволяє отримувати і менше, ніж 0,05 А, значення стабілізіруемого струму, але в цьому випадку необхідно забезпечити більш плавне регулювання напруги на неінвер-тірующем вході ОП DA1. Це можна, наприклад, зробити включенням змінного резистора опором 470 Ом між нижнім за схемою висновком резистора R8 і точкою з'єднання резистора R6, стабілітрон VD7 і стоку транзистора VT4.

Майже всі деталі пристрою розміщують на друкованій платі з фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм. Креслення плати зображений на рис. 2.

Транзистор VT4 змонтований поза плати на теплоот-воді з ефективною площею теплового розсіювання 150 … 200 см2. Резистори R8 – R11, конденсатор С4 і світлодіод HL1 розміщені на внутрішній стороні лицьової панелі блоку. Загальна компоновка блоку живлення представлена на рис. 3.