УЕП, виконане на транзисторах широкого застосування, призначається для випробування і налагодження різних електронних виробів, використовується при експериментах радіоаматорів з РЕА, виготовленої на ППП, а також для підбору транзисторів і мікросхем. Досить широкий набір вихідних стабілізованих і нестабілізований напруг робить цей пристрій першим помічником домашнього майстра в його роботі зі створення різних приладів побутового призначення. СИП має багатофункціональне призначення, яке реалізується в процесі технічної творчої діяльності. Цей пристрій може бути також застосовано для зарядки акумуляторів і акумуляторних батарей, які мають номінальну напругу 12 В, для підключення електропаяльника, розрахованого на безпечну напругу змінного струму, а також для відновлення гальванічних елементів різних типів.

Принципова електрична схема першого лабораторного УЕП, яким оснащується робоче місце домашнього майстра, наведена на рис. 2.1.

Як випливає зі схеми, УЕП включає до свого складу такі вузли та блоки: вхідний пристрій, мережевий понижуючий трансформатор харчування 77, випрямляч нерегульованого типу, стабілізатор напруги компенсаційного типу, пристрій захисту від перевантажень і коротких замикань.

УЕП містить відносно невелику кількість комплектуючих ЕРЕ, практично не вимагає регулювання і налагодження, а схемно-технічне рішення дозволяє зібрати його навіть початківцям радіоаматорам.

Вхідний пристрій джерела живлення забезпечує підключення його до мережі змінного струму напругою 127 або 220 В частотою 50 Гц; включення і виключення здійснюється за допомогою перемикача S /; оберігає пристрій від коротких замикань у вхідних ланцюгах плавкий запобіжник F1.

Мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 саморобної конструкції виготовляється на кільцевому магнітопроводі типу К. Конструкція трансформатора економічна, займає мінімальний обсяг і має високі електричні характеристики. Первинна мережева обмотка трансформатора розрахована на підключення до мережі напругою 220 В і має відвід для підключення до мережі напругою 127 В. Вторинна обмотка намотана з коефіцієнтом трансформації 13, а низьковольтна обмотка – з коефіцієнтом 32. Одна з вторинних обмоток {IV)носить допоміжну функцію. До неї можна підключити сигнальну лампочку типу МН-6 ,3-0, 22 А, яка буде загорятися у момент включення пристрою в мережу. Мережевий трансформатор крім основної функції виконує гальванічну розв'язку вторинних ланцюгів пристрої живлення від високої напруги первинної мережі змінного струму, а також забезпечує додаткову електробезпека при роботі з низьким напругою.

Як магнітопровода використовується стрічковий кручений сердечник з активною площею поперечного перерізу-

Рис. 2.1. Схема лабораторного блоку живлення багатофункціонального призначення.

ня стали не менше 5 см2. Кільце муздрамтеатру має розміри 60X40X25 мм. Середній розрахунковий діаметр кільця – 50 мм.

Якщо у домашній майстерні немає можливості виготовити кільцевої магнітопровід ні крученим способом, ні шихтовці, то можна використати інший трансформатор з аналогічними параметрами.

Кращими уніфікованими трансформаторами харчування є мережеві малогабаритні трансформатори броньовий і стрижневий конструкції типів ТИП, ТА, ТН або ТАН.

Застосований у УЕП випрямляч відноситься до нерегульованих типам, який в технічній літературі носить ім'я його творця Греца. Випрямляч зібраний на чотирьох випрямних діодах малої потужності VD1— VD4 по бруківці схемою, яка характеризується повним використанням габаритної потужності мережевого трансформатора, підвищеним коефіцієнтом пульсації випрямленої напруги, зниженим зворотною напругою на діодах і високою вартістю виготовлення. При розрахунках елементів випрямної схеми використовуються такі вихідні дані: напруга живильної мережі Uc, число фаз мережі живлення п \ номінальна частота живильної мережі fc\ випрямлена напруга U0\ випрямлений струм /0; Коефіцієнт пульсації на вхідний ємності фільтра: (Co)Knol=Uoll00%/U0, де U0l – Амплітуда першої гармоніки пульсації на вхідний ємності фільтра. Прямий середній струм розраховується за формулою: / пр.ср = / о / 2. Зворотне напруга на діодах U06p-=E2 v2^1,5\J0. Прямий імпульсний струм: / пр.і = 3,5 / о. Коефіцієнт приведення опору до вторинної обмотки трансформатора: Кг =3,5. У схемі кремнієві діоди VD1—VD4 можуть бути замінені однією діодним збіркою.

Випрямний пристрій працює на ємнісний фільтр, зібраний на конденсаторах С /, С2. Фільтр згладжує пульсації випрямленої напруги і характеризується простотою схеми і малою вартістю. Вибір схеми ємнісного фільтра обумовлений порівняно невеликою потужністю УЕП, при якій втрати потужності практично не позначаються на вихідних параметрах і технічній характеристиці.

Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора 77, що забезпечує задані значення випрямленої напруги, наведені в табл. 2.6.

Таблиця 2.6. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора

у пристрої електроживлення багатофункціонального призначення

Позначення трансформатора на схемі і тип конструкції

Магнітопро-вод, марка сталі і товщина, мм

Обмотка

Висновки

Марка і діаметр проводу, мм

Число витків

Опір постійному струму, Ом (граничне відхилення ± 15%)

77,

К60Х40Х25;

I

1—3

ПЕВ-2; 0,23

1600

80

торо

3312; 0,3;

 

1—2

ПЕВ-2; 0,23

924

46

даль

кручений льон

 

 

 

 

ний ти

точний

 

2—3

ПЕВ-2; 0,23

676

34

па До

 

II

4—5

ПЕВ-2; 0,51

124

1,6

 

 

III

6—7

ПЕВ-2; 0,51

124

1,7

 

 

IV

8—9

ПЕВ-2; 0,75

50

0,3

 

 

Ек

 

 

 

 

 

 

ран

0

ПЕВ-2; 0,12

1 шар

УЕП на виході дає стабілізовані регульовані напруги двох полярностей значенням від 2 до 1-2,6 В і змінну напругу 6,3 В частотою 50 Гц, які забезпечені відповідною індикацією і захистом. Крім регульованого напруги на виході пристрою на клемах Х4 і Х5 діють неврегульовані напруги + 22 і – 22 В, виміряні щодо спільного висновку. Змінна напруга 32 В для живлення паяльника знімається з клем Х6 і Х7, встановлених на виході пристрою. Значення вихідного регульованого напруги встановлюються по вольтметру, підключається до вихідних клем Х8-ХЮ, при регулюванні пристрою після складання. Включений на виході стабілізаторів ІП РА1 забезпечує вимірювання струму навантаження в двох межах 0-0,1 і 0-1 А, вимірюваних перемиканням тумблерів S2—S5. Якщо, наприклад, при зарядці акумулятора струм навантаження буде менше 0,1 А, то при натиснутій кнопці S6 можна більш точно визначити його значення по приладу РА1.

Робота УЕП в заданих режимах контролюється двома індикаторними світлодіодами, горіння яких свідчить про відсутність коротких замикань.

У складі пристрою два стабілізатора напруги зібрані по компенсаційним схемам, які відрізняються один від одного тим, що транзистори мають різну провідність, а стабілітрони і випрямні діоди в ланцюгах захисту включені зі зворотним полярністю. Перший стабілізатор напруги зібраний на транзисторах VT1—VT3, Стабілітрон VD5 і діодах VD6, VD12. Другий стабілізатор – на транзисторах VT4—VT6, стабилитроне VD9 і діодах VD10, VD11.

Кожен компенсаційний стабілізатор забезпечує необхідну стабільність напруги на навантаженні за допомогою ООС. До складу компенсаційного стабілізатора входять РЕ, УС, УПТ і джерело опорної напруги. Стабілізатори напруги зібрані за компенсаційною схемою з послідовним включенням регулюючого транзистора. Регульовані напруги з стабілізаторів подаються на вихідні клеми або гнізда через амперметр. Перший стабілізатор виробляє негативна напруга – 0 …- 12,3 В, а другий – позитивне 0 … -J-12 В. Регулювання напруги в зазначених межах здійснюється змінними резисторами R5 і R18.

РЕ схеми в стабілізаторі виконаний на двох транзисторах і є складовим. Якщо виникає необхідність змінити значення струму навантаження, то можна застосувати інші типи транзисторів, а перерахунок зробити за відповідними простих формулах. Статичний коефіцієнт передачі струму визначається за формулою: / г21 е = Л21 е. 1 січня Е2 ", а напруга насичення UКе нас-^ Ке нас2 + ^е.Б1.

Пристрій захисту від перевантажень і коротких замикань зібрано на транзисторах VT3, VT6 і діодах VD6y VD11. Струм спрацьовування захисту регулюється резисторами R9 і R21. Відсутність короткого замикання в навантаженні визначається за світінням світлодіодів VD7 і VD8. На виході стабілізаторів встановлені електролітичні конденсатори СЗ і С4.

Конструктивно УЕГ1 може бути виконано у вигляді прямокутника, корпус якого краще виготовити з ударопрочной пластмаси з кришкою і підставою, з вентиляційними отворами для відведення тепла від потужних транзисторів. У свою чергу транзистори VT2 і

VT5 встановлюються на радіатори охолодження з активною площею не менше 30 см2. Стабілізатори напруги збираються на двох роздільних платах, які встановлюються на металевому шасі, виготовленому з дюралюмінію П-подібної форми товщиною 2 мм.

В пристрої використані наступні комплектуючі ЕРЕ широкого застосування: мережний понижуючий трансформатор живлення 77 типу К60Х40Х25 тороідального конструкції; транзистори vt1 типу КТ315, vt2 — П217, vt3 – КТ361, vt4 – КТ361, vt5 – КТ807Б, vt6 – КТ315; випрямні діоди vdi—vd4 типу КДЮ5Б, vd6 – Д106, vd10 – Д106, vdi 1 – Д106, vd12 — Д106; стабілітрони vd5t vd9 — Д814Д; конденсатори С / типу К50-6-25В-2000 мкФ, с2 – К50-6-25В-2000 мкФ, сз – К50-6-25В-200 мкФ, с4 – К50-6-25В-200 мкФ; резистори r1 типу ПС-2 з намотаним на ньому проводом з ніхрому або константана, опором 1,5 Ом, r2 — НД-0 ,25-1 кОм, r3 – ВС-0 ,25-390 Ом, r4 — НД-0 ,25-1 кОм, r5 — СП4-1-0, 5Вт-4, 7 кОм, r6 – ВС-0 ,25-2, 2 кОм, r7 – ВС-0 ,125-1 кОм, r8 – ВС-0 ,25-1, 5 кОм, r9 — СГ13-44-0, 25Вт-3, 3 кОм, r10 — ВС-0,125-1 кОм, r11 – ВС-2 саморобний, з намотаним на ньому проводом з ніхрому або константана, опором 0,075 Ом, r12 — ВС-2 саморобний, опором 0,074 Ом, r13 – ВС-0 ,125-1 кОм, ri4 – ВС-2 саморобний, з намотаним на ньому проводом з ніхрому або константана, опором 1,5 Ом, r15 – ВС-0 ,25-390 Ом, r16 – ВС-0 ,25-1 кОм, r17 – ВС-0 ,25-1 кОм, r18 – СП4-1-0, 25Вт-4,7 кОм, r19 – ВС-0 ,25-2, 2 кОм, r20 – ВС-0 ,125-1 кОм, r21 — СПЗ-44-0, 25Вт-3, 3 кОм; запобіжники f1 типу ПМ-1-0, 5А, f2, f3 – Саморобні дротові, на струм спрацьовування не більше 2 А; ІП РА1 – Амперметр типу М4200; перемикачі si типу П1Т-1-1, s2—s5 типу П2К; s6 — MT1; світлодіоди vd7, vd8 типу АЛ102Г; електричні з'єднувачі xi типу «вилка», х2х10 типу КМЗ-1. Як вимикача мережі може бути використаний MT-1-1.

При монтажі пристрої можуть бути проведені зміни в частині застосування комплектуючих ЕРЕ. Замість резисторів типу ПС можна використовувати резистори типів МЛТ, OMJIT, ВСА, Cl-4, С2-8 та інші з такими ж номіналами. Замість конденсаторів типу К50-6 можна застосувати конденсатори типів К50-3, К50-12, К50-16, К50-20 і ін Випрямні діоди типу КДЮ5Б можуть бути замінені діодами КД202 або діодними збірками типу КЦ402. Транзистори типу П217 можна замінити на транзистори типів П213, П215, П216. Транзистор типу КТ807Б можна замінити на транзистор типу КТ815 або КТ817. Транзистори типів КТ315, КТ361 можуть бути теж замінені іншими з цих серій. Важливо, щоб статичний коефіцієнт посилення бази / г21 е. транзисторів був у межах 50-100.

Правильно зібраний пристрій починає працювати відразу ж, без додаткового регулювання. При цьому всі деталі повинні бути перевірені перед установкою на друковані плати. У деяких випадках потрібно змінити номінали опорів резисторів R3, RIO, R13 і R15. Після включення пристрою в мережу і замикання контактів перемикача S1 спалахують індикатори напруги + 12 В та -12 В. Напруження виставляються відповідними потенціометрами по додатковому ВП. Навантаження до БЖ підключається до роз'ємів «вихід» струмознімачами, забезпеченими штирькамі.

Якщо в момент включення приладу спрацьовує захисний пристрій, то необхідно на короткий час відключити його і потім знову включити.

Нестабілізована напруга знімається з гнізд Х9 і Х4 (+22 В) або з Х9 і Х5 (- 22 В).

Технічна характеристика

УЕП багатофункціонального призначення

Номінальна напруга живильної мережі змінного струму, В 220 або 127

Допускається відхилення напруги

живильної мережі змінного струму, В. ………… 187-242

110—140

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц …………………………… 50

Допускається відхилення частоти мережі живлення

змінного струму, Гц …………………………… 49,5-50,5

Вихідна напруга, В, на клемах:

х2 і хз змінне частотою 50 Гц ………. 6,3

х9 і х4 постійне нестабілізована …. -F-22

х9 і х5 постійне нестабілізована …. -22

х9 і х8 постійну стабілізовану …. +12

х9 і х10 постійну стабілізовану … -12

х6 і х7 змінне частотою 50 Гц ……… 32

Коефіцієнт стабілізації напруги

постійного струму-f-12 і -12 В. …………….. 300

Струм навантаження при номінальному постійному стабілізованому напрузі 12 В, мА:

номінальний …………………………………….. 300

максимальний ………………………………….. 500

Максимальна вихідна потужність УЕП, Вт …. 70 Потужність, споживана пристроєм

при відсутності навантаження, мВт, не більше …… 30

Коефіцієнт нестабільності

за напругою 12 В,% / В, не більше …………. 0,025

Амплітуда пульсацій вихідної

стабілізованої напруги 12 В

при струмі навантаження 300 мА, мВ, не більше ……. 15

Допустимий коефіцієнт нелінійних спотворень

живильної мережі,%, не більше ……………………. 10

Напрацювання на відмову, год, не менше ………………… 5000

Ймовірність безвідмовної роботи '………………. 0,99

Ккд,%, не менше ………………………………….. 75

Умови експлуатації: температура навколишнього середовища, ° С:

мінімальна …………………………………………. …… -25

максимальна …………………………………………. … 40

відносна вологість повітря при температурі 22 ° С,%, не більше 85

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.