У випадках, коли потрібно стабілізований джерело живлення з вихідною напругою 12.5 В і корисним струмом до 7 А, наприклад в лабораторії радіоаматора, оптимальним варіантом може бути пристрій, електрична схема якого показана на Рис. 1.1.

Рис. 1.1. Електрична схема потужного джерела живлення для лабораторії радіоаматора

Пристрій, що працює від мережі змінного струму, дозволяє живити потужне навантаження, а також заряджати акумуляторну батарею автомобіля (АКБ). Це ж пристрій підійде для живлення механізмів та електрообладнання автомобіля і встановленої в ньому радіоелектронної апаратури під час ремонтних і профілактичних робіт. Від нього можна також цілодобово живити радіостанцію або підсилювач радіостанції з вихідною потужністю до 80 Вт Напруга пульсації пропонованого джерела, заміряне на виході, навіть при максимальному навантаженні по струму не перевищує 0.8 В.

Елементи схеми і їх призначення

Транзистори VT1 ​​… VT4. В якості транзистора VT1 крім КТ805Б, зазначеного на електричній схемі, можуть бути використані транзистори КТ601, КТ605 з будь-яким буквеним індексом, як VT2 … VT4 – транзистори КТ819 з будь-яким буквеним індексом. На цих транзисторах зібрані: стабілізатор напруги, який живиться від мережі 220 В через понижуючий трансформатор Т1, і еміт- терний повторювач. Мережеве напруга подається на первинну обмотку трансформатора через плавкий запобіжник FU1, вмикач SB1 і фільтр-локалізатор радіоперешкод на конденсаторі С \. Напруга з вторинної обмотки трансформатора ΤΙ (II) подається на випрямний діодний міст, або основний випрямляч VD1 … VD4.

Діоди VD1 … VD4. Діодами випрямляча можуть служити германієві діоди типу Д214, Д231, Д242, Д243, Д245, Д112-16 з індексами Б … Г, Д132-50, Д302, Д305. У порівнянні з кремнієвими діодами падіння напруги на них істотно менше, що сприяє зменшенню виділяється тепла при тривалій роботі джерела під навантаженням. Якщо потрібно джерело живлення для навантаження меншої потужності, можна використовувати діоди КД258Б, КД2996В, КД2997. Спільно з вторинною обмоткою (II) трансформатора Т1 мостова схема утворює двохполуперіодний випрямляч.

Діод VD10. Через діод VD10 струм з обмотки (III) надходить на вузол формування опорного напруги. З виходу стабілізатора, зібраного на транзисторі VT1, постійна напруга становить близько 12 В, надходить на базу емітерного повторювача у вигляді трьох паралельно з’єднаних потужних транзисторів VT2 … VT4.

Стабілітрони VD8, VD9. Стабілітрони КС213Ж, показані на електричній схемі, можуть бути замінені стабілітронами КС213Б, КС210В, Д814У, Д814Д. VD8 і VD9 забезпечують опорну напругу, від якого залежить вихідна напруга стабілізатора, т. е., вихідна напруга джерела живлення визначається параметрами стабилитронов. Підбираючи стабілітрони VD8, VD9 з меншою напругою стабілізації, можна встановити на виході джерела живлення напруга від 8 до 15 В.

Діоди VD5 … VD7. Крім діодів Д220Б, можуть бути використані діоди типу Д220, КД519, КД513 з будь-яким буквеним індексом. VD5 … VD7 служать для термокомпенсации і регулювання величини опорного напруги.

Резистор Яд. Задає струм через стабілітрони VD8, VD9. Тип резистора – МЛТ-0.5.

Резистори Яб … Я $. Призначені для вирівнювання струму через транзистори VT2 … VT4.

Конденсатор С3. Усуває самозбудження стабілізатора. Тип конденсатора- К10-17, МБМ, К76-3, КТ4-23 або аналогічні

Оксидний конденсатор С ¢. Виконує функції вихідного фільтра-стабілізатора. На конденсаторі Q і діод VD10 зібраний однопо- луперіодний випрямляч змінної напруги обмотки (III). Він живить світлодіод HL – індикатор підключення пристрою до мережі, і служить джерелом опорного напруги для стабілізатора. Тип конденсатора – К10-17, МБМ, К76-3, КТ4-23 або аналогічні.

Для оксидних конденсаторів характерний значний розкид ємності в межах номінального значення, яка, до того ж, може з часом мимовільно зменшуватися. Тому в даному джерелі живлення бажано використовувати конденсатор випуску останніх років максимальної місткості.

Резистор Я10. Обмежує струм через світлодіод HL1. Тип резистора – МЛТ-0,5.

Світлодіодний індикатор HL1 можна підключити і до виходу основного випрямляча (VD1 … VD4), але тоді через тривалу розрядки фільтруючого конденсатора С2 він буде ще деякий час світитися після розмикання контактів мережевого включателя SB1.

Оксидний конденсатор С2. Це фільтруючий конденсатор для згладжування пульсацій випрямленої напруги. Тип конденсатора – К50-18, К50-32, К50-35 або аналогічні на робочу напругу не менше 25 В.

Конденсатор С4. Служить для зменшення пульсації на виході стабілізатора. Тип конденсатора – К50-18, К50-32, К50-35 або аналогічні на робочу напругу не менше 25 В.

Конденсатор С5. Служить для зменшення амплітуди змінної напруги на виході стабілізатора. Тип конденсатора – К10-17, МБМ, К76-3, КТ4-23 або аналогічні.

Щоб забезпечити більш високий коефіцієнт стабілізації джерела живлення при зміні в широких межах напруги мережі 220 В і струму навантаження, була використана схема подачі напруги на вхід стабілізатора з вольтодобавки. При цьому межі можливих коливань напруги, які гасяться електронним вузлом стабілізації, складають ± 20% від 220 В.

Пристрій передбачає роботу в режимі автономного живлення – АКБ з напругою 12 В (автор застосовував автомобільну акумуляторну батарею типу 55СТ з максимальним струмом 55 А). Крім зазначеного типу акумуляторів, пристрій може застосовуватися для підзарядки будь-яких інших АКБ з номінальною напругою 12 В, наприклад батарей, що складаються з дискових портативних акумуляторів малої енергоємності Д-0,115, Д-0,26.

Харчування для підзарядки АКБ здійснюється включенням SB2.

Транзистори VT5, VT6. Разом з постійними резисторами R2-R5 утворюють електронний ключ для підключення резервного акумулятора. В якості VT5 і VT6 можуть бути використані транзистори КТ827А … В, КТ947А … Г.

Резистор Щ Так само як і резистор 7?10, Задає струм через світлодіодний індикатор HL2.

Світлодіод HL1. Служить для індикації наявності напруги.

Світлодіод HL2. Служить для індикації включення аварійного живлення.

Бажана яскравість світіння світлодіодів встановлюється за допомогою резисторів 7?10 і Rx. Тип індикаторів – АЛ310А, АЛ311А, АЛ336А, АЛ307, L63SRC.

Вмикачі SB1, SB2. Тип вмикача – П2К з фіксацією. Можуть бути замінені будь-якими аналогічними кнопками з фіксацією положення, розрахованими на струм до 6 А, наприклад: ПКН-125, ПКН-41, ПГ2-22-2П8НВК.

Плавкий запобіжник FU1. Тип запобіжника – ВП-1-4 або аналогічний.

Конденсатор Су. Розрахований на робочу напругу не менше 300 В. Тип конденсатора – К73-9.

Компенсаційні (вирівнюють) резистори Тип ре зістором ВЗР, С5-5 (на 5 Вт), С5-16В (на 5 Вт).

Трансформатор Т1. Може бути замінений аналогічним по електричним характеристикам, при цьому вихідна змінна напруга на об’єднаній обмотці (II) під навантаженням (пристрій навантаження, яке споживає струм 7 А) має становити 15 … 17 В, (наприклад, уніфіковані трансформатори типу ТН61, ТПП266, ТПП267, ТПП278). Об’єднана обмотка (III) має вихідну змінну напругу 15 В. Якщо вихідна потужність стабілізатора розраховується на навантаження з струмом споживання менше 2 А, вказаний на електричній схемі трансформатор можна замінити трансформатором ТС-26-1 з відповідним з’єднанням обмоток.

Якщо джерело живлення передбачається використовувати в широкому інтервалі температур (-60 … + 90 ° С), для отримання хороших технічних характеристик слід підвищити стабільність опорного напруги. Для цього необхідні стабілітрони VD8, VD9 і діоди VD5 … VD7 з мінімальним температурним коефіцієнтом напруги (ТКН). Найкраща термостабільність напруги, що забезпечується стабілітронами, відповідає певній точці їх вольт-ам- Перно характеристики (ВАХ), тобто значенням струму, яке зазвичай вказується в паспорті (довідкові дані) на прецизійні стабілітрони. При цьому стабільність досягається за рахунок послідовно включених діодів VD5 … VD7. Така стабілізація може бути досягнута і за допомогою польового транзистора, або додаткової мікросхеми, що працює в режимі стабілізації струму через стабілітрон. Однак для радіоаматорського практики наведене рішення виявляється цілком прийнятним.

Не виключено, що при тривалій роботі джерела живлення під навантаженням один з однотипних діодів VD1 … VD4 буде нагріватися більше, ніж інші. Це означає, що його опір у відкритому стані більше, ніж опір інших діодів випрямного моста. Такий діод підлягає заміні.

Елементи збірки

Транзистори VT2 … VT4 встановлюються на ізольовані від загального проводу тепловідводи, причому площа охолодження кожного тепловідведення повинна бути не менше 120 см2. У режимі відключеною АКБ і навантаження струм спокою вихідних транзисторів незначний. При максимальному навантаженні 7 А робоча температура теплоотводов вихідних транзисторів може досягати +60 … + 70 ° С.

Діоди VD1 … VD4 також встановлюються на ізольовані тепловідводи, площа охолодження яких повинна бути не менше 60 см2.

Всі елементи схеми закріплюються усередині будь-якого відповідного корпусу, наприклад, корпуси зарядного пристрою для автомобільних АКБ.

Резистори Rq-Rs, тепловідводи діодів і вихідних транзисторів закріплюються на задній стінці корпусу з обов’язковою ізоляцією.

Загальний провід може бути підключений до загального заземлюючого контуру на робочому столі радіоаматора.

Даний джерело живлення великої потужності не має вузла захисту від перевантажень. Тому, користуючись ним, необхідно уникати випадкових замикань в колах живлення підключаються до нього пристроїв.

Джерело: Кяшкаров А. П., Збери сам: Електронні конструкції за один вечір. – М .: Видавничий дім «Додека-ХХ1», 2007. – 224 с .: іл. (Серія «Збери сам»).