
Лабораторный
Блок Питания «ПРИБОЙ –1"
(БП –3-30).
За
основу взята схема,
предложенная в ж. Радио №4,
1990г. Стр.66-70 (Лабораторный
блок питания с тригерной
защитой). Данная
конструкция была
дополнена мной
регулируемым каналом от 0
до 5В, индикацией
напряжения и силы тока на
выходе данного канала
(коммутируемое
переключение), а также
системой для определения
напряжения стабилизации
стабилитронов, а также
проверки исправности
диодов и определения
рабочего напряжения
светодиодов. На передней
панеле имеется пять клемм:
-5В, Общ., +5В, +5В,
регулируемый +5В, а также 4
контактные группы для
тестирования
стабилитронов,
светодиодов, и
измерительного прибора.
Четыре стрелочных прибора,
имеющих пределы измерения:
Амперметры - 3А,
микроамперметры: 50В, при
индикации двух каналов: +/-
от 0 до 36В. Левый
микроамперметр (при
индикации напряжения
третьего канала -
регулируемого), от 0 до 5В;
при идникации силы тока
третьего канала 2,5А; и при
индикации напряжения
стабилизации
стабилитронов до 25В. Для
облегчения температурного
режима работы выходных
транзисторов, при низком
напряжении и большом токе,
осуществлена возможность
переключения выходных
обмоток, с помощью реле К1.
На задней панеле блока
имеются еще три разьема, с
напряжениями переменного
тока, взятого
непосредственно со
вторичной обмотки
транчформатора: 4,6В и 6,5В.
Канал +5В запитывается
непосредственно с выхода
третьего канала, и
выполнен на основе
известной копменсационной
схемы стабилизации на
тр-рах VT2 и VT1, рис. 1.1.
Регулировка резистором R2.
Испытание стабилитронов
осуществляется по
следующе методике: В
колодку с контактами
вставляем стабилитрон, как
изображено на колодке, и
при вращении регулятора
первого канала от 0 в
сторону увеличения
доходим до момента когда
загорается светодиод
"Стаб". Для более
точного определения
напряжения стабилизации
нажимаем кнопку SB2, которая
переключает
микроамперметр на
измерение напряжения на
контактах стабилитрона с
пределом шкалы 25В. Это
нехитрое, по конструкции
устройство позволяет
легко подобрать из большой
массы стабилитронов
именно тот экземпляр,
который нам нужен, ведь как
правило эти устройства
имеют широкий разброс
рабочей зоны.
Рисунки печатных плат
приведены в масштабе 1:1, и
при печати должны
соответствовать реальным
размерам.
Основные
технические
характеристики:
Выходное
напряжение
двуполярного стабилизатора,
В:........
|
2х4....2хЗ0
|
Выходное
напряжение
однополярного, В ...
|
5,0
|
Максимальный
ток регулируемого 0 - 5В
выхода, А
|
1
|
Пределы
регулирования тока
срабатывания системы
защиты двуполярного
стабилизатора, А ........
|
0,5...3,0
|
Нестабильность
выходного напряжения
двуполярного
стабилизатора, мВ, при
UBblx=20B,
1н=ЗА
......
|
200
|
Ток
через нагрузку после
рабатывания системы
защиты двуполярного
стабилизатора, мкА .....
|
100
|
Напряжение
срабатывания системы
защиты пятивольтового
стабилизатора, В .....
|
6,0...6,5
|
Ток
срабатывания системы
защиты пятивольтового
стабилизатора, А .......
|
4,0
|
Нестабильность
выходного напряжения
пятивольтового
стабилизатора, мВ, при
IH=3
A
|
100
|
Время срабатывания
системы защиты, мкс . .
|
50
|
Пределы
измерения напряжения
стабилизации
стабилитронов малой и
средней мощности, В
|
4,0...30,0
|
|
|

|
....<=....
Рис.1.1
Общая
схема лабораторного
блока питания
"Прибой - 1"
На данном
рисунке представлена
общая схема прибора.
Квадратом
представлена схема
взятая из журнала
"Радио".

|
Рис.1.2
Печатная
плата коммутации
микроамперметров |
|
|
Далее приведена статья из
журнала Радио №4, 1990г.
Стр.66-70
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК
ПИТАНИЯ С ТРИГГЕРНОЙ
ЗАЩИТОЙ
При
создании домашней
лаборатории радиолюбители
сталкиваются с проблемой
изготовления
лабораторного блока
питания. Многие уже имеют
подобное устройство, но
оно часто не устраивает
владельцев из-за
ограниченных
эксплуатационных
возможностей, в частности
отсутствия или малой
эффективности системы
защиты от перегрузки и
замыкания цепи выхода.
Основные требования,
которые радиолюбители
предъявляют к
лабораторным блокам
питания,— это возможность
щирокого регулирования
выходного стабильного
напряжения, практически от
нуля до 30... 35 В, способность
обеспечить большой (до 3 А)
ток в нагрузке при
минимальной пульсации
выходного напряжения,
возможность питания
нагрузки двуполярным
выходным напряжением, а
также наличие эффективной
системы защиты,
предотвращающей выход из
строя как самого
устройства, так и
налаживаемой конструкции.
Система должна быть
быстродействующей, с
«триггерным эффектом» и
одновременным
отключением обоих плеч
двуполярного
стабилизатора. Часто
бывает желательна
возможность плавного или
ступенчатого
регулирования тока
срабатывания системы
защиты. Учитывая все
большее распространение
микросхем, питаемых от
нескольких источников, в
лабораторном блоке должен
быть предусмотрен
отдельный пяти-вольтовый
стабилизатор, -защищенный
и от повышения выходного
напряжения, и от замыкания
на выходе. Лабораторный
блок питания, описанный
ниже, был разработан с
учетом этих и других
требований. Упрощенная
схема узла защиты
двуполярного
стабилизатора показана на
рис. 1. Основной элемент
узла — триггер DD1,
включенный по схеме со
смещенным питанием.
Напряжение питания
снимают с обоих плеч
двуполярного выпрямителя
через параметрические
стабилизаторы R4VD2 и R5VD3. При
кратковременном нажатии
на кнопку SB1 «Возврат»
триггер переключается в
нулевое состояние и на
его прямом выходе
появляется сигнал
низкого уровня.
Транзисторы VT2 и VT3
закрываются и не
участвуют в работе
стабилизаторов. Вход S
триггера подключен к
делителю напряжения R2R3. В
отсутствие тока нагрузки
транзистор VT1 закрыт и на
входе Sтриггера будет
сигнал низкого уровня. При
перегрузке стабилизатора 1
падение напряжения на
резисторе R1 приоткрывает
транзистор VT1, на входе S
триггера появляется
отрицательное
(относительно нижнего по
схеме вывода резистора R3)
напряжение, определяемое
соотношением
сопротивления резисторов
R2, R3. При глубокой
перегрузке напряжение на
входе S достигнет порога
срабатывания триггера, он
переключится, уровень
напряжения на его прямом и
инверсном выходах
изменится на
противоположный.
Транзисторы VT2 и VT3
откроются, формируя
управляющие сигналы иупР1
и иупР2'
которые закроют
регулирующий элемент
стабилизаторов 1 и 2.
Выходное напряжение и ток
нагрузки стабилизаторов
уменьшатся почти до нуля,
после чего транзистор VT1
закроется и восстановится
прежнее напряжение на
входе Sтриггера. Такое
состояние может
сохраняться сколь угодно
долго. Для запуска
стабилизатора необходимо
устранить причину
перегрузки и затем нажать
на кнопку «Возврат». Такая
система защиты
стабилизаторов напряжения
весьма универсальна.
Используя триггеры
различных серий, ее можно
легко встроить
практически в любой
двуполярный
компенсационный
стабилизатор.
Принципиальная схема
лабораторного блока
питания с триггерной
защитой изображена н, рис.
2.
ОСНОВНЫЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Выходное
напряжение. В:
двуполярного
стабилизатора .....
2X5.....2ХЗ0 однополярного
... 5
Пределы регулирования
тока срабатывания системы
защиты двуполярного
стабилизатора, А ........ 0,5...3
Нестабильность
выходного напряжения
двупоярного
стабилизатора, мВ, при UBblx=20B,
1„=ЗА......200
Ток через
нагрузку после
срабатывания системы
защиты двуполярного
стабилизатора, мкА
. 100
Напряжение
срабатывания системы
защиты пятивольтового
стабилизатора, В ..... 6...6,5
Ток срабатывания
системы защиты
пятивольтового
стабилизатора, А ....... 4
Нестабильность
выходного напряжения
пятивольтового
стабилизатора, мВ, при IH=3
A 100
Время
срабатывания системы
защиты, мкс . . 50
Стабилизаторы
напряжени: блока питания
принципиальна одинаковы и
выполнены п< известной
компенсационной схеме.
Минимальное выходно
напряжение стабилизаторов
запозволило значительно
увеличить коэффициент
стабилизации и уменьшить
выходное сопротивление
Система защиты блока
питания построена на базе
триггера DD1. Датчиками тока
служат резисторы R3, R19 и R37.
Сигналы, отключающие
двуполярный стабилизатор
при его перегрузке,
снимаются с выводов 7 и 9
триггера. Ключевые
транзисторы VT3 к VT10 системы
защиты при этом
открываются. Сигнал на
отключение пятивольтового
стабилизатора снят с
вывода 6 триггера,
 Рис.1
|
 Рис.3
|
зависит
от напряжения образцовых
источников питания на
диодах VD8—VD10, VD15— D17 и
VD19, VD20. Эти цепи можно
заменить стабисторами на
соответствующее
напряжение. Использование
в качестве нагрузки
управляющего элемента
стабилизаторов тока (на
транзисторах VT2, VT9 и VT16)
здесь ключевым
служит транзистор VT15.
Иногда в различных
устройствах автоматики,
питающихся одновременно
от двуполярного и
однополярного источников,
при пропадании
пятивольтового напряжения
питания необходимо
выключение второго
источника. Для этого в
систему защиты введена
цепь VD5SA1. При замкнутых
контактах переключателя SA1
срабатывание узла защиты
пятивольтового
стабилизатора приводит к
отключению и двуполярного
стабилизатора —
комбинированная защита.
Импульс возврата на входах
R микросхемы DD1 формируется
при пролете подвижного
контакта кнопки SB1 из
одного положения в другое.
Узел защиты по выходному
напряжению пятивольтового
стабилизатора собран на
тринисторе VS1, диоде VD21,
стабилитроне VD22 и
резисторах R41, R46. Принцип
работы узла подробно
описан в [ 1 ]. Следует
отметить, что в некоторых
случаях для установки
порога срабатывания
защиты в пределах между 6 и
6,5 В необходимо подобрать
стабилитрон VD22. Резисторы
R3 и R19 одновременно служат
шунтами для амперметров
РА1 и РА2. Подстроечные
резисторы R4 и R18 служат для
установки необходимого
тока отклонения стрелки
амперметров, а диоды VD3 и VD11
защищают их от перегрузки
большим током. Светодиод HL1
и резистор R47 образуют
индикатор перегорания
предохранителя в
пятивольтовом
стабилизаторе. На время
длительной работы блока
питания при выходном
двуполярном напряжении
менее 2 X 15В ток нагрузки не
следует устанавлигать
более 1... 1,5 А, так как это
может привести к тепловому
пробою транзисторов VT5, V12.
Для избежания такой
опасности необходимо
предусмотреть
сооответствующее ступенчатое
уменьшение напряжения на
входе выпрямителя.
Переменные резисторы R1 и
R17, служащие для плавного
регулирования тока
срабатывания системы
защиты; устанавливаемые
обычно на передней панели
блока, можно заменить на
постоянные (для этого отведено
место на печатной плате).
График зависимости тока
срабатывания 1ср от
сопротивления этих
резисторов показан на рис.
3. Следует также отметить,
что при значительной
емкостной составляющей
нагрузки и малых значениях
тока I
возможносрабатывание
защиты от заряд ного тока
выходных конденсаторов.

Рис. 2
Печатная
плата блока питания,
чертеж которой изображен
на рис. 4, выполнена из
фольгированного
стеклотекстолита. Для
увеличения толщины
дорожек печатного монтажа
их необходимо облудить, а
на те, через которые
протекает значительный
ток, следует припаять
дублирующие медные
проводники. На плате
расположены все элементы
блока, за исключением
выпрямителей,
регулирующих
транзисторов,
микроамперметров PA], PA2,
переменных резисторов Rl,
R13, R17, R33, переключателя SA1,
кнопки SB1, предохранителя
FU1 и резистора R47 со
светодиодом НL1.
Транзисторы VT4, VTI1
установлены на небольших
теплоотводах размерами
25X18Х Х5 мм, выполненных из
дюралюминия. Транзисторы
VT5, VT12, VT18 должны быть
установлены на
теплоотводы с полезной
площадью не менее 1000 см
каждый. В устройстве
использованы широко
распространенные
радиодетали, за
исключением микросхемы
К17ТР1. Ее можно заменить на
К178ТР1, но при этом
необходимо изготовить
небольшую переходную
плату, так как у них разная
цоколевка.
Подстроечные
резисторы — СПЗ-1Б.
Резисторы R3, R19, R37, R41 —
самодельные, проволочные,
намотаны манганиновым
проводом диаметром 0,3...0,4
мм. Конденсаторы С1, СЗ, С4,
С6, С8 — К50-6, С2, С5, С7— КМ,
МБМ. Диоды Д223 могут быть
заменены на Д223А, Д223Б.
Вместо стабилитрона КС518А
можно последовательно
включить два стабилитрона
Д 814Б с общим
напряжение стабилизации 18
В. Переменные резисторы R
R17 могут быть ППЗ, СП
желательно группы Б.
Транзисторы VTI, VT7 должны
бы* германиевыми.
Применение кремниевых
транзисторов повысит
минимальный ток
срабатывания защиты до
1...1.5 A.ранзисторы МП37Б
можно| заменить на
МП37А, КТ503д
КТ503Е, а
МП26Б — МП26А,
МП25А, МП25, КТ502Г.
Транзисторы VT VT5, VT11,
VT12, VT17, VT, желательно
подобрать с большим
статическим козффициентом
передачи тока базы.
Сетевой трансформатор
можно применить
любой, mощностью не
менее 200 Вт, например
ТС-200К. Вторичный обмотки
нужно перемотать медным
проводом ПЭВ-2 диаметром
не менее ,5 мм
на переменное
напряжение 2 X30 B 11В. В
выпрямителях можно
использовать юбые
диоды максимально
допустимым прямым
током не менее 5 А
максимально
допустимым обратным
напряжением 50 В и
больше. Вольтметры двуполярного
стабилизатора на
напряженем30...50 В (на схеме
не показаны) подключают непосредственно
к выходам
стабилизатор, Микроамперметры
РА1 и РА2 могут
быть любыми с
током полного отклонения
стрелки более 200 мкА. Микровыключатель S
А1 кнопка SB1 — МТ3 и МК
Для налаживания блока
питания необходимы
амперметр, вольтметр
(класса точности 0,5—1)
и нагрузочный резистор
мощностью не менее
200 Вт, например, реостат
РСП-2. Убедившись в
правильном монтажа,
временно отключают
систему
защиты всего блока
итания. Для этого
необходимо разорвать цепь
коллектора гранзисторов
VT3, VT0, VT15, цепь
анода диода VD21. Налаживание
начинают с
двуполярного
стабилизатора. Движок
подстроенных резисторов R4
R18 устанавливают в
крайнее правое правое
по схеме положение.
Затем включают блок
питания
в сеть и вращением
движка переменных
резисторов 13 R33
проверяют регулирование
выходного напряжения.
Beрхний предел 130 В)
устанавливают подборкой
резисторов R R32, нижний (5 В)
— R12, R..

Рис.4
сначала
плюсового, а потом
ми-нусового плеча
стабилизатора 2...2,5 А,
следят за показаниями
вольтметра. Если они не
изменились, значит
самовозбуждения нет. Затем
также проверяют
пятивольтовый
стабилизатор,
устанавливая с помощью
авометра выходное
напряжение подстроечным
резистором R44. Если в
каком-либо стабилизаторе
будет обнаружено
самовозбуждение, то
необходима подборка
соответствующего
конденсатора (С2, С5, С7),
причем следует стремиться
к минимальной емкости.
Далее
устанавливают ток
полного отклонения
стрелки амперметров. Для
этого между выводами
минусового и плюсового
плеч стабилизатора через
образцовый амперметр
включают нагрузочный
резистор и, постепенно
уменьшая его
сопротивление,
устанавливают нагрузочный
ток 3 А. После этого
вращением движков
подстроечных резисторов R4,
R18 устанавливают показание
стрелок амперметров РА1И
РА2, равное 3 А.
Для
налаживания системы
защиты сначала
восстанавливат цепь
коллектора транзисторов
VT3, VT10, переключатель SA1
переводят в положение
«Разд.» («Раздельная
защита»), а движки
подстроечных резисторов
R15, R21, R35 — в крайнее
верхнее по схеме
положение. Затем при
отключенной нагрузке
включают блок и нажимают
на кнопку «Возврат».
Стабилизатор должен
работать, в противном
случае нужно замерить
напряжение на выводах 7 и 9
триггера. Оно должно быть
примерно равно +9 В и —18 В
соответственно;
Подключив
нагрузочный резистор к
одному из плеч
стабилизатора, например к
минусовому, устанавливают
ток нагрузки, равный 3 А.
Медленно перемещая движок
подст-роечного резистора
R21 вниз (по схеме),
добиваются срабатывания
системы защиты. При этом
одновременно должны
закрыться регулирующие
элементы обоих плеч
двуполярного
стабилизатора, и выходное
напряжение резко
уменьшается до нуля. Затем,
отключив нагрузку,
нажимают на кнопку
«Возврат». Выходное
напряжение обоих плеч
должно восстановиться.
Аналогичную операцию
проделывают и с плюсовым
плечом.
Вращением
движка подстроечного
резистора R45 добиваются
срабатывания, системы при
токе нагрузки 3 А.
Затем
надо проверить работу
системы защиты _ при
перегрузке одновременно в
обоих плечах
стабилизатора. Для этого
нагрузочный резистор
включают между плюсовым и
минусовым плечами
двуполярного
стабилизатора, постепенно
уменьшают его
сопротивление и по
показаниям амперметра
отмечают значение тока
срабатывания защиты.
Допустимо некоторое
различие в значениях
порога срабатывания
защиты, не превышающее
0,1...0,2 А.
Для
налаживания системы
защиты от перегрузки
пятивольтового
стабилизатора необходимо
восстановить цепь
коллектора транзистора VT15
и убеиться в нормальной
работе стабилизатора.
После этого. устанавливают
ток нагрузки 4 А и
вращением движка
подстроечного резистора R35
добиваются срабатывания
системы защиты. Затем
нажимают на кнопку
«Возврат», выключатель SA1
переводят в положение
«Комб.» и, замкнув выход
стабилизатора, убеждаются
в срабатывании системы
защиты и одновременном
отключении обоих
стабилиаторов.
Для
налаживания узла защиты
от повышения выходного
напряжения пятивольтового
стабилизатора необходимо
восстановить цепь диода
VD21,' отключить нагрузку и
установить движок
подстроечного резистора R44
в нижнее по схеме
положение. Затем, медленно
перемещая движок в
обратном направлении, по
вольтметру отмечают
напряжение срабатывания,
оно должно находиться в
пределах 6...6,5 В. При этом
обязательно должен
перегореть предохранитель
FU1 • и включиться
светодиод HL1, индицируя
срабатывание узла защиты
по напряжению.
Далее
движок подстроечного
езистора R44 устанавливают
в нижнее по схеме
положение, заменяют
предохранитель и снова
устанавливают выходное
напряжение стабилизатора 5
В.
В
процессе налаживания
системы защиты блока
питания необходимо
следить затем, чтобы не
допустить перегрева,
мощных транзисторов
регулирующих элементов.
Подробности
о работе стабилизаторов и
защитных: устройств •
можно узнать в [2, 3].
М. МАНСУРОВ г.
Ташкент
ЛИТЕРАТУРА
Миронов
А. Пятивольтовый с
системой зашиты.—
Радио, 1984, № 11, с. 46—48.
Вересов
Г., Смуряков Ю.
Стабилизированные
источники питания
радиоаппаратуры. МРБ,
вып. 969.— М.: Радио и
связь, 1978.
Кучер
И. Стабилизатор
напряжения
двуполярного блока
питания с защитой от
перегрузок. Сборник «В
помощь
радиолюбителю», вып. 84,
с. 74—79 — М.: ДОСААФ
СССР, 1983.
|