Електронне комбіноване УЕП з регульованими вихідними напругами, виконане на п'яти транзисторах, відноситься до числа найбільш простих пристроїв з високими технічними характеристиками. Воно має два самостійних виходу, розрахованих на вихідні напруги, -12 В і 0 … 15 В – з плавним регулюванням. Наявність на виході регульованих напруг робить цей пристрій практично універсальним приладом, який може бути використаний для оснащення робочих місць в радіоаматорського майстерні, у виробництвах малих підприємств та кооперативів. Дане УЕП може бути застосоване в широкому діапазоні практичних робіт: при настройці і регулюванню радіоаматорських конструкцій, для калібрування шкали ІП, контролю параметрів комплектуючих ЕРЕ (діодів, транзисторів, стабілітронів, конденсаторів, резисторів підвищеної точності, ІС, котушок індуктивності, що погоджують трансформаторів тощо), для електроживлення різної побутової РЕА і електротехнічних виробів (переносних радіоприймачів, магнітофонів, касетних магнітол, електрофонів, автомобільної сервісної електронної апаратури, що працює в стаціонарному режимі), а також для електроживлення ІП та інших електронних пристроїв, зібраних на ППП і ІВ. Крім цього, даний пристрій можна застосувати в радіоаматорських конструкціях як вбудованого блоку живлення, як у вигляді самостійної складальної одиниці, так і у вигляді функціонального вузла. Простота схемно-технічного рішення дозволяє початківцям радіоаматорам повторити цей пристрій в домашніх умовах і одночасно його можна рекомендувати для повторення в гуртках юних техніків. У пристрої застосовані комплектуючі ЕРЕ загального призначення, які не є гостродефіцитними і наявні в торговельній мережі. Якщо використовувати розглядається УЕП як зарядного пристрою для акумуляторів малої потужності, то в схему необхідно включити два ІП: вольтметр і амперметр типу М4102.

Електроживлення пристрою здійснюється від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц.

Принципова електрична схема УЕП лабораторного наведена на рис. 2.4. Воно складається з вхідних ланцюгів, мережевого понижуючого трансформатора живлення 77 саморобної конструкції, двох випрямлячів, що працюють на ємнісні фільтри, і двох стабілізаторів напруги.

Вхідний пристрій забезпечує підключення до мережі змінного струму за допомогою електричного з'єднувача XI типу «вилка» з електричним шнуром, виготовленим з кабелю з подвійною ізоляцією; включення живлення за допомогою перекидного перемикача типу «тумблер» S /; захист вхідних ланцюгів від коротких замикань за допомогою малогабаритного запобіжника FI і вихідних ланцюгів від кидка струму в момент включення з допомогою опору резистора R2, який шунтується після спрацьовування електромагнітного реле KI його контактами /(/./..

Мережевий понижуючий трансформатор харчування TI виготовляється на магнітопроводі броньової конструкції з електротехнічної сталі з однією котушкою. Моточні дані мережевого трансформатора см. в табл. 2.9. Трансформатор забезпечує розрахунковий рівень вихідних випрямлених напруг, повну гальванічну розв'язку вторинних ланцюгів пристрою і навантаження від високої напруги мережі змінного струму і додаткову електробезпека при роботі з низькою напругою.

У цьому пристрої можна застосувати покупної уніфікований трансформатор серії ТПП або виготовити трансформатор на кільцевому магнітопроводі типу К-Кільцевій трансформатор більш кращий в даній конструкції, так як має кращі техніко-економіч-

Рис. 2.4. Схема пристрою електроживлення з вихідним напругою 12 В і регульованим вихідним напругою від 0 до 15 В.

Таблиця 2.9. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора в лабораторному пристрої електроживлення

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, бро

ШЛ16X32

I

1—2

ПЕВ-1; 0,21

1995

83,6

Невою, з од

або

 

 

 

 

 

ної катуш

ШЛ25Х25;

Ек

0

ПЕВ-1; 0,12

500

 

кою

3312; 0,3;

 

стрічковий

ран

 

 

 

 

 

 

II

3—4

ПЕВ-1; 0,41

130

19,2

 

 

III

5—6

ПЕВ-1; 0,51

140

1,61

ські і масогабаритні характеристики, ніж у трансформатора броньовий конструкції. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора на кільцевому маг-нітопроводе наведені в табл. 2.10. Первинні обмотки трансформаторів розраховані на підключення до мережі з напругою тільки 220 В.

Однофазні випрямлячі, застосовані в УЕП і зібрані по бруківці схемою, з усіх варіантів двухполье-периодной випрямлячів мають найкращі електричними параметрами. Ємнісний фільтр, який працює на виході випрямляча, розрахований на струм навантаження до 150 мА. Конденсатор, що зменшує пульсації випрямленої напруги, включений паралельно навантаженні. Реакція навантаження на випрямляч залежить від обраної ємності конденсатора, опір якого для змінної складової багато менше опору навантаження. Розрахунок випрямляча, що працює на ємнісний фільтр, викладений в [17].

Перший випрямляч, зібраний на випрямних діодах VD1—VD4, Забезпечує на виході напругу 15 В при струмі навантаження, що не перевищує 100 мА. Другий випрямляч, зібраний на діодах VD5—VD8 малої потужності, забезпечує на виході напругу 12 В при струмі навантаження, що не перевищує 120 мА. Обидва випрямляча нерегульованого типу, зібрані по двухполупері-

Таблиця 2.10. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора в лабораторному пристрої електроживлення

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, то

К50Х40Х20;

I

1—2

ПЕВ-2; 0,18

3200

146

роідаль

3314; 0,5;

Ек

 

 

 

 

ний

кручений

ран

0

ПЕВ-2; 0,21

1 шар

___

 

стрічковий

 

 

 

 

 

II

3—4

ПЕВ-2; 0,41

180

4,2

 

 

III

5—6

ПЕВ-2; 0,51

220

3,9

однієї мостовою схемою, характеризуються зменшеними втратами потужності мережевого трансформатора 77, підвищеною частотою пульсацій випрямленої напруги і низькими значеннями зворотної напруги на випрямних діодах.

З першого випрямляча напруга постійного струму, згладжене ємнісним фільтром великої ємності, надходить на стабілізатор напруги компенсаційного типу, зібраний на транзисторах VT2, VT4 і стабілітрон VD11. Цей стабілізатор забезпечує високу стабільність напруги на навантаженні за допомогою ланцюга ООС, що впливає на складовою регулюючий транзистор. Джерело опорної напруги зібраний на стабілітрон VD1J. Зміна значення вихідного напруги в межах від 0 до 15 В регулюється і встановлюється змінним резистором R7. Для усунення різкого наростання напруги на вихідних транзисторах, коли режими вихідних каскадів ще не встановилися, використовується резистор R2, Який вимикається за допомогою контактів К1.1 реле Л7 після того, як напруга на фільтрі досягне заданого значення та реле спрацює. Щоб виключити появу великої напруги на транзисторах при підвищенні напруги мережі, яке в сільських місцевостях може перевищувати максимально допустиме значення, стабілізатор працює одночасно як транзисторний фільтр.

З другого випрямляча постійна напруга поступає на другий стабілізатор компенсаційне типу, зібраний на транзисторах VT1, VT3, VT5 і стабілітронах VD9, VD10 і VDI2. У цьому стабілізаторі транзистор VT1 є емітерний повторювачем, який управляє транзистором VT3. Транзистор VT3 є РЕ стабілізатора, режим роботи якого визначається опором резистора R8. Крім того, напруга на регулюючий транзистор VT3 надходить через ланцюг ОС, яку утворюють дільник вихідної напруги, зібраний на резисторах R12—R14, і ППС, зібраний на транзисторі VT5 і працює з джерелом опорного напруги. Джерело опорної напруги зібраний на стабілітрон VD12 і резистори R10. Конденсатор С4, Шунтувальний перехід колектор-база транзистора VT5, оберігає УПТ від самозбудження. Стабілізація постійної напруги колекторної ланцюга транзистора VT5 здійснюється електричним ланцюгом, що складається з двох стабілітронів VD9 і VDI0 і резистора R4.

При роботі частина вихідної напруги постійного струму в ланцюзі ООС знімається з дільника напруги і порівнюється з опорною напругою. Різниця порівнюваних напруг надходить на УПТ, посилюється і подається на РЕ стабілізатора. При збільшенні вихідної напруги ланцюг ООС впливає на РЕ VT3 таким чином, що падіння напруги на ньому зростає на величину, приблизно рівну збільшення вхідної напруги. У результаті цього вихідна напруга залишається практично незмінним. Для установки необхідної величини даної напруги служить перемінний резистор /?/<?, яким можна змінювати величину напруги на виході в невеликих межах.

У УЕП лабораторному застосовуються такі покупні і саморобні комплектуючі ЕРЕ: мережний понижуючий трансформатор живлення 77 саморобної конструкції типу ШЛ; транзистори VTI типу ГТ403Ж, VT2 — МП42, VT3 — П210, VT4 — 11201, VT5 — МП 16Б; випрямні діоди VD! — VD4 типу Д226Б, VD5— VD8 — КД201 К; стабілітрони VD9 типу Д814А, VD/0 – Д814А, VD11 — Д814Д, VD12 — Д814А; конденсатори С / тина К50-6-25В-2000 мкФ, С2 – К50-6-25В-1000 мкФ, СЗ – К50-6-25В-1000 мкФ, С4 – КЮ-7В-0, 05 мкФ, С5 – К50-6-25В-1000 мкФ; резистори RI Iіпа ВСА-2-300 кОм, R2 — 11ЕВ-7, 5Вт-200 Ом, R3 – Саморобний дротяний з констаптановой дроту, загальним опором 1 Ом, R4 – ВСА-0 ,5-300 Ом, R5 — ВСА-0 ,5-1, 2 кОм, R6 — ВСА-0, 25 – 120 Ом, R7 – СПЗ-16-10 кОм, R8 – ВСА-0 ,5-2 кОм, R9 — ВСА-0, 25 – 1 кОм, R10 — ВСА-0, 25 1,2 кОм, /? / / – ВСА-2-4, 7 кОм, R12 — ВСА-0,5-300 Ом, R13 – CI1-1I-470 Ом, R14 — ВСА-0 ,5-750 Ом; запобіжник F1 типу ПМ-1-0, 25А; перемикач «тумблер» типу П2Т-1-1; електричні з'єднувачі xi типу «вилка» з електричним кабелем, х2-х4 типу КМЗ-1.

При монтажі, регулюванню і ремонту УЕП можуть бути застосовані і інші комплектуючі ЕРЕ, не погіршують його основні електричні параметри та експлуатаційні характеристики. Наприклад, саморобний мережевий понижуючий трансформатор живлення 77 можна замінити на трансформатор типу ТПП287-127/220-50, конденсатори типу К50-6 – на К50-3, К50-12, К50-20, К50-16, резистори типу ВСА – на ВС, МЛТ, МТ , ОМЛТ, Улі, С1-4, С2-1, стабілітрони типу Д814А – на Д814Г, випрямні діоди типу Д226Б – на Д237Б, КДЮ5Б, КД205Б, транзистор типу ГТ403Ж – на ГТ403І, МП16 – на МП25Б.

Технічна характеристика пристрою електроживлення лабораторного

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В …………………………….. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц …………………………… 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, В …………………………….. 190-240

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц …………………………… 49-51

Вихідна напруга, В:

стабілізовану нерегульоване ………………. 12

стабілізовану регульоване …………………. 0-15

Потужність УЕП, Вт ………………………………… 50

Потужність, споживана УЕП в режимі

холостого ходу, мВт, не більше ………………… 18

Струм навантаження, мА:

номінальний …………………………………………. …. 200

максимальний в імпульсі ……………………………. 400

Коефіцієнт нелінійних спотворень

живильної мережі змінного струму,%, не більше. . 15 Коефіцієнт нестабільності

по напрузі,% / В ……………………………. 2

Коефіцієнт стабілізації вихідної напруги:

12 В ………………………………………… ……………. 150

0-15 В ………………………………………. ………….. 200

Амплітуда пульсацій вихідної напруги, мВ, не більше:

12 В ………………………………………… ……………… 18

0-15 В ………………………………………. …………… 12

Змінна складова напруги на виході, Вефф, не більше 0,15

Зміна напруги на виході УЕП при зміні напруги мережі змінного струму

від 190 до 240 В, В, не більше:

12 В ………………………………………… …………….. 0,6

0-15 В ………………………………………. …………… 0,5

Електрична міцність ізоляції між струмоведучими частинами і корпусом при нормальних умовах експлуатації, В …. 500 Опір ізоляції між струмоведучими провідниками і між корпусом в нормальних

кліматичних умовах, МОм, не менш …………… 20

Ймовірність безвідмовної роботи УЕП протягом

1000 год, не менше ……………………………………… . 0,98

Перешкодозахищеність УЕП при напруженості зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. 120

Ккд,%, не менше …………………………………….. ….. 78

Умови експлуатації:

температура навколишнього середовища, ° С. ……………….. 5 … 40

відносна вологість повітря

при температурі 20 ° С,%, не більше …………………. 85

атмосферний тиск повітря, кПа …………………. 53-107

Література:

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