Для живлення деяких радіотехнічних пристроїв потрібно джерело живлення з підвищеними вимогами до рівня мінімальних вихідних пульсацій і стабільності напруги. Щоб їх забезпечити, блок живлення доводиться виконувати на дискретних елементах.

Наведена на рис. 3.23 схема є універсальною і на її основі можна зробити високоякісний джерело живлення на будь-яку напругу і струм в навантаженні. Блок живлення зібраний на широко поширеному здвоєному операційному підсилювачі (КР140УД20А) і одному силовому транзисторі VT1. При цьому схема має захист по струму, яку можна регулювати в широких межах. На операційному підсилювачі DA1.1 виконаний стабілізатор напруги, a DA1.2 використовується для забезпечення захисту по струму. Мікросхеми DA2, DA3 стабілізують харчування схеми управління, зібраної на DA1, що дозволяє поліпшити параметри джерела живлення.

Працює схема стабілізації напруги наступним чином. З виходу джерела (Х2) знімається сигнал зворотного зв'язку по напрузі. Цей сигнал порівнюється з опорною напругою, що надходять зі стабілітрона VD1. На вхід ОП подається сигнал неузгодженості (різниця цих напруг), який посилюється і надходить через резистори R10 … R11 на управління транзистором VT1.

 

 

Таким чином, вихідна напруга підтримується на заданому рівні з точністю, обумовленою коефіцієнтом підсилення ОУ DA1.1. Потрібне вихідна напруга встановлюється резистором R5. Для того, щоб у джерела живлення була можливість встановлювати вихідна напруга більше 15 В, загальний провід схеми управління підключений до клеми "+" (XI). При цьому для повного відкриття силового транзистора (VT1) на виході ОУ буде потрібно невелика напруга (на базі VT1 ібе = +1,2 В). Така побудова схеми дозволяє виконувати джерела живлення на будь-яку напругу, обмежене тільки припустимою величиною напруги колектор-емітер (UK3) для конкретного типу силового транзистора (для КТ827А максимальне UK3 = 80 В).

У даній схемі силовий транзистор є складовим і тому може мати коефіцієнт посилення в діапазоні 750 … 1700, що дозволяє управляти їм невеликим струмом – безпосередньо з виходу ОУ DA1.1, що знижує число необхідних елементів і спрощує схему.

Схема захисту по струму зібрана на ОУ DA1.2. При протіканні струму в навантаженні на резисторі R12 виділяється напругу, яка через резистор R6 прикладається до точки з'єднання R4, R8, де порівнюється з опорним рівнем. Поки ця різниця негативна (що залежить від струму в навантаженні і величини опору резистора R12) – ця частина схеми не впливає на роботу стабілізатора напруги. Як тільки напруга у зазначеній точці стане позитивним, на виході ОУ DAL2 з'явиться негативне напругу, яка через діод VD12 зменшить напругу на базі силового транзистора VT1, обмежуючи вихідний струм.

Рівень обмеження вихідного струму регулюється за допомогою резистора R6. Паралельно включені діоди на входах операційних підсилювачів (VD3. .. VD6) забезпечують захист мікросхеми від пошкодження у разі включення її без зворотного зв'язку через транзистор VT1 або при пошкодженні силового транзистора. У робочому режимі напруга на входах ОУ близько до нуля і діоди не впливають на роботу пристрою. Встановлений у ланцюга негативного зворотного зв'язку конденсатор СЗ обмежує смугу підсилюються частот, що підвищує стійкість роботи схеми, запобігаючи самозбудження.

При використанні зазначених на схемах елементів ці джерела живлення дозволяють на виході отримувати стабілізовану напругу до 50 В при струмі 1 … 5 А.

Силовий транзистор встановлюється на радіатор, площа якої залежить від струму в навантаженні і напруги UK3. Для нормальної роботи стабілізатора це напруга повинна бути не менше 3 В

При складанні схеми використані деталі: подстросчние резистори R5 і R6 типу СПЗ-19а; постійні резистори R12 типу С5-16МВ на потужність не менше 5 Вт (потужність залежить від струму в навантаженні), інші з серії MJ1T і С2-23 відповідної потужності Конденсатори CI, С2, СЗ типу К10-17, оксидні полярні конденсатори С4 … С9 типу К50-35 (К50-32). Мікросхема здвоєного операційного підсилювача DA1 може бути замінена імпортним аналогом цА747 або двома мікросхемами 140УД7, стабілізатори напруги: DA2 на 78L15, DA3 на 79L15. Параметри мережного трансформатора Т1 залежать від необхідної потужності, надходить в навантаження. У вторинній обмотці трансформатора після випрямлення на конденсаторі С6 має забезпечуватися напруга на 3 … 5 В більше, ніж потрібно отримати на виході стабілізатора.

На закінчення можна відзначити, що якщо джерело живлення передбачається використовувати в широкому температурному діапазоні (~ 60 … +100 ° С), то для отримання хороших технічних характеристик необхідно застосовувати додаткові заходи до їх числа належить підвищення стабільності опорних напруг. Це можна здійснити за рахунок вибору стабілітронів VD1, VD2 з мінімальним ТКН, а також стабілізації струму через них Зазвичай стабілізацію струму через стабілітрон виконують за допомогою польового транзистора або ж застосуванням додаткової мікросхеми, що працює в режимі стабілізації струму через стабілітрон. Крім того, стабілітрони забезпечують найкращу термостабільність напруги в певній точці своєї характеристики. У паспорті на прецизійні стабілітрони зазвичай це значення струму вказується й саме його треба встановлювати підлаштування резисторами при налаштуванні вузла джерела опорного напруги, для чого в ланцюг стабілітрона тимчасово включається міліамперметр.