Описуваний порівняно простий ШИ стабілізатор з захистом від КЗ призначений для живлення комп'ютера з двома дисководами. Він простіше аналогічних, не містить дефіцитних деталей і дозволяє монтувати регулюючий транзистор безпосередньо на корпусі пристрою. У цьому випадку спеціальний теплоотвод для нього стає зайвим. Його недоліки (властиві всім стабілізаторам з «заземленим» транзистором) – обов'язкове харчування від окремої обмотки мережевого трансформатора і підвищена напруга холостого ходу. Вихідна напруга стабілізатора 5В, максимальний струм навантаження 3А.

 

Схема стабілізатора приведена на малюнку. Потужнострумові частину пристрою, утворена комутуючим діодом VD2, накопичувальним дроселем L1, вихідними конденсаторами С6, С7 і транзистором VT2, побудована за схемою понижуючого імпульсного стабілізатора напруги (ІСН). Її відмінна особливість – включення комутуючого транзистора VT2 в мінусовій провід, що дозволило «заземлити» колектор. Крім того, таке включення транзистора дає можливість ввести його в глибоке насичення, завдяки чому падіння напруги на ньому у відкритому стані виходить досить невеликим. Розглянемо детальніше роботу потужнострумової частини стабілізатора. При відкриванні транзистора VT2 мінусовій провід джерела вхідної напруги підключається напруга. Закриваючись (якщо був відкритий), діод створює ланцюг зарядки конденсаторів С6, С7 від джерела вхідного напруги. Значення зарядного струму залежить від індуктивності дроселя L1 і часу. На цьому етапі роботи пристрою дросель виконує роль реактивного опору, на якому гаситься різниця між вхідним і вихідним напругою. На відміну від активного опору, енергія на якому розсіюється у вигляді тепла, дроселем вона перетворюється в енергію магнітного поля, тобто акумулюється. Після закривання транзистора VT2 магнітна енергія, запасена в дроселі, перетворюючись в електричну, продовжує підтримувати струм зарядки конденсаторів С6, С7. Так як навантаження підключають паралельно цим конденсаторам, то під час обох фаз-накопичення енергії дроселем і передачі її в конденсатори, вони безперервно розряджаються струмом навантаження, і для підтримання на них (а отже, і на навантаженні) стабільного напруги ключовий транзистор VT2 постійно комутується, передаючи таким чином потужність джерела вхідної напруги в навантаження.

Кількість енергії, що передається за один такт роботи пристрою, визначається тривалістю (шириною) імпульсів коммутирующей частоти, за що такий метод і отримав назву широтно – імпульсного. Інша частина пристрою – формувач імпульсів управління транзистором VT2. Частота цих імпульсів, що дорівнює приблизно 28 кГц, визначається тактовим генератором, зібраним на елементах DD1.1, DD1.2. Особливість такого вузла – нестандартний спосіб формування ширини керуючих імпульсів. У цьому пристрої вони формуються подачею на пороговий елемент суми пилоподібного напруги і інвертованого напруги зворотного зв'язку. Це дозволило обійтися без окремого компаратора і тим самим спростити пристрій в цілому. Змінна напруга квазіпілообразной форми з времязадающей RC – ланцюга генератора через резистор R1 поступає на обидва входи елемента DD1.3, що працює в лінійному режимі.

Тут воно підсумовується з інвертованим напругою зворотного зв'язку, вироблюваним цим же елементом з напруги джерела живлення, і далі подається на пороговий елемент, функцію якого виконує тригер Шмідта, зібраний на елементі DD1.4 і транзисторі VT1 з позитивним зворотним зв'язком через резистор R9. Конденсатор С4 шунтується вхід 12 елемента DD1.4 по високій частоті, тим самим запобігаючи самозбудження стабілізатора і його помилкові перемикання. З колектора транзистора VT1 сформовані імпульси через резистор R12 надходять на базу транзистора VT2 і, таким чином, управляють ім. Змінний резистор R3 служить для підстроювання постійної складової на виході елемента DD1.3 і, отже, регулювання вихідної напруги стабілізатора. Через резистор R6 елементи DD1.3 і DD1.4 охоплені позитивним зворотним зв'язком, кілька компенсує недостатнє їх посилення і сприяє формуванню більш крутих фронтів керуючих імпульсів. Стабілізатор має тригерним ефектом – в разі КЗ на виході транзистори VT1 ??і VT2 закриваються і тим самим відключають навантаження. У такому стані транзистори залишаються невизначено довго, оскільки вузол керування стабілізатора харчується від вихідної напруги, а навантаження включена в колекторний ланцюг транзистора VT2, який спочатку закритий (резистор R11 шунтується його емітерний перехід). Тому при пропажі вихідної напруги стабілізатор блокується: вузол управління перестає працювати, транзистор VT2 закривається і підтримує вузол управління у вимкненому стані. Для запуску стабілізатора після включення живлення передбачена ланцюг з діода VD3, резистора R10 і конденсатора С5. У момент включення живлення початковий кидок струму заряджає конденсатор С5 через діод VD3 і базову ланцюг VT1. При цьому транзистор безпосередньо до загального «Заземленого» проводу. При цьому до діода VD2 прикладається закриває його VT1 відкривається сам і відкриває транзистор VT2. На виході стабілізатора з'являється напруга, вузол управління «схоплюється» і починає працювати самостійно. Резистор R10 призначений для швидкої (3 … 5 с) розрядки конденсатора С5 після виключення живлення і підготовки стабілізатора до нового запуску.

Стабілізатор можна вимкнути короткочасної подачею на вхідний контакт «Стоп» сигналу низького рівня. Це може бути корисно, коли описуваний стабілізатор працює в складі багатополярного джерела живлення, і потрібно, щоб у разі аварії в інших ланцюгах живлення джерело +5 В відключався. Наприклад, якщо даний стабілізатор працює спільно зі стабілізатором джерела +12 В, то контакт «Стоп» можна підключити безпосередньо до ланцюга +12 В: при пропажі напруги +12 В на цьому вході з'явиться сигнал лог. 0, який одразу ж вимкне і джерело +5 В. Якщо цей вхід стабілізатора використовувати не планується, то діод VD1 і резистор R7 можна видалити, а вивільнений висновок 13 елемента DD1.4 з'єднати з висновком 12.

Дросель L1, що містить 12 витків дроту ПЕЛ – 1, намотаний на магнітопроводі Б22 з фериту 2000НМ з зазором 0,2 мм. Такий зазор утворений шліфуванням торцевих поверхонь кернів обох чашок на глибину 0,1 мм. Обидві чашки магнітопровода необхідно склеїти «жорстким» клеєм, наприклад БФ-2, або епоксидної смолою. На час склеювання магнітопровід бажано акуратно затиснути в струбцину або лещата через дерев'яні прокладки. Все це забезпечить жорсткий монтаж дроселя і знизить рівень акустичних перешкод, створюваних ним же (при поганій збірці магнітопровода дроселя він слабо «дзижчить» на частоті, рівній подвоєній частоті електромережі). Комутуючих діод 2Д219А (VD2) можна замінити будь-яким іншим потужним діодом Шотткі, наприклад, 2Д219Б, КД2998В, або, з деяким зниженням ККД, діодом КД213 з буквеним індексом А чи Б. Його бажано встановити на тепловідвід площею близько 20см2. Інші діоди замінимі будь-якими кремнієвими малопотужними, наприклад, серій КД522, КД102. Транзистор КТ626В (VPl) можна замінити на КТ626А, КТ626Б або іншим високочастотним структури р – п – р середньої потужності, а КТ908Б (VT2) – на КТ908А або будь-яким із серії КТ945. Мікросхему К155ЛАЗ можна замінити тільки на К133ЛАЗ. Використання аналогічних мікросхем інших серій неприпустимо, тому що їх елементи мають менший вихідний струм і іншу внутрішню структуру. Користуючись стабілізатором, не подавайте на його вхід напруги понад 15В – це може привести до виходу з ладу діода VD2 або до пробою виходу елемента DD1.4. У випадку пробою елемента транзистори VT1 ??і VT2 відкриються і на навантаження буде подано повне вхідна напруга. Стійкість роботи стабілізатора в чому залежить від номіналу резистора R1. Зі зменшенням його опору стійкість і ККД стабілізатора підвищуються, але знижується коефіцієнт стабілізації і росте рівень пульсацій, і навпаки. Не забувайте про цю особливість.