Блок питания с регулируемым выходным напряжением

Схема одного из таких блоков питания, который можно рекомендовать для изготовления в кружке радиотехнического конструирования, приведена на рис. 88.

Он состоит из сетевого трансформатора 77, двухполупериодного выпрямителя VI с конденсатором С1, сглаживающим пульсации выпрямленного напряжения, индикатора перегрузки (лампа H1 и резистор R1) и стабилизатора на стабилитроне V2 и транзисторах V3, V4. Выходное напряжение плавно регулируется переменным резистором R3 почти от 0 до 12 В. При повышении тока нагрузки до 250...300 мА выходное напряжение остается практически постоянным.

Трансформатор 77 понижает напряжение сети до 12... 14 В, а блок VI (диоды выпрямительного блока КЦ402Е включены по мостовой схеме) выпрямляет его. В результате двухполупериодного выпрямления на фильтрующем конденсаторе С1 действует постоянное напряжение, равное 16... 18 В. Через параллельно соединенные проволочный резистор R1 и лампу накаливания HI оно подается на вход стабилизатора напряжения.


Рис. 88. Схема блока питания с регулируемым выходным напряжением

Резистор R2 и стабилитрон V2 стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3. Транзистор V3, включенный эмиттерным повторителем, является управляющим элементом. Напряжение с его нагрузочного резистора R4 подается непосредственно на базу регулирующего транзистора V4. Нагрузка Rн (усилитель, приемник или другое радиотехническое устройство) включена в эмиттерную цепь транзистора V4, и потребляемый ею ток течет через участок эмиттер — коллектор этого транзистора.

Когда движок резистора R3 находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, напряжение на базе управляющего транзистора равно нулю, оба транзистора закрыты и напряжение на выходе стабилизатора также равно (или близко) нулю. При перемещении движка резистора вверх на базе управляющего транзистора появляется постепенно увеличивающееся отрицательное напряжение, открывающее его. Открываясь, транзистор V3 открывает регулирующий транзистор V4, в результате нагрузка потребляет все больший ток.

Напряжение на выходных зажимах XI и Х2 стабилизатора на 0,3... ...0,4 В меньше, чем на базе управляющего транзистора V2. По мере увеличения тока нагрузки все больше увеличивается падение напряжения на лампе H1 и резисторе R1. Сопротивление этого резистора выбрано таким, чтобы при токе нагрузки 200...250 мА нить лампы начинала заметно накаляться, а при токе более 500 мА ярко светиться. Яркое свечение лампы служит сигналом о перегрузке стабилизатора или коротком замыкании в цепях питания нагрузки.

Конденсатор С2 дополнительно сглаживает пульсации выпрямленного напряжения и тем самым улучшает коэффициент пульсаций блока питания.

Трансформатор 77, выпрямительный блок VI и конденсатор С1 монтируют на панели, которую крепят в глубине фанерного или пластмассового корпуса с резиновыми ножками снизу. Детали стабилизатора напряжения монтируют на плате размерами 120x80 мм (рис. 89, а), выполненной под печатный монтаж из фольгированного стеклотекстолита (токонесущие проводники и площадки создают прорезями в фольге шириной около 1 мм). Монтажную плату с помощью четырех винтов с гайками и стоек высотой 25...30 мм, надетых на винты, крепят на пластмассовой панели, являющейся лицевой стенкой корпуса (рис. 89, б). На этой панели монтируют выключатель питания S1, выходные зажимы XI и Х2, плавкий предохранитель, сигнальную лампу Я/. На нее же наклеивают и шкалу переменного резистора R3, по которой устанавливают напряжение питания нагрузки.

Функцию сетевого трансформатора в выпрямителе выполняет трансформатор ТВК-110-Л-2. Выпрямительный блок КЦ402Е можно заменить четырьмя диодами серий Д226, Д229, Д7, включив их по мостовой схеме.

Конденсаторы С1 и С2 — типа К50-6, постоянные резисторы — МЛТ, переменный резистор R3 — СП или СПО с функциональной характеристикой вида А (чтобы шкала была равномерной). Выключатель питания — тумблер МТ-1. Резистор R1 — проволочный, мощность рассеяния не менее 10 Вт. Для него можно использовать провод высокого удельного сопротивления (манганиновый, нихромовый, константановый) толщиной 0,18...0,2 мм в любой изоляции, намотав его на корпус резистора МЛТ или ВС.

Рис. 89. Монтажная плата (а) и вид на лицевую панель (б) блока питания

Сигнальная лампа H1 — коммутаторная КМ6-60 (6 В х 60 мА), торцевая часть баллона которой имеет форму собирательной линзы. Можно также использовать лампу МН6,3-0,26 или МН6,3-0,3.

Стабилитрон Д814Д можно заменить на Д813 или другим маломощным с напряжением стабилизации, близким к 12 В, например Д814Г, Д811.

Регулирующий транзистор V4 следует установить на теплоотводящем радиаторе, роль которого может выполнять отрезок дюралюминиевого уголка шириной стенок 300 мм, длиной 50 мм. Двумя винтами МЗ его крепят непосредственно на монтажной плате, чтобы он имел контакт с площадкой фольги, с которой соединены коллекторы транзисторов и резистор R2.

При безошибочном монтаже и соединении стабилизатора с выпрямителем налаживание блока питания сводится только к подбору резистора R2. Его сопротивление должно быть таким, чтобы при отключенной нагрузке ток, текущий через стабилитрон, составлял 15..18 мА. При вращении ручки переменного резистора R3 в направлении движения часовой стрелки напряжение на выходных зажимах блока должно плавно изменяться почти от 0 до напряжения стабилизации использованного стабилитрона. Если после такой проверки блока резистором R3 установить наибольшее напряжение и кратковременно замкнуть выходные зажимы, сигнальная лампочка должна ярко загореться.

В режиме длительной перегрузки, а тем более при коротком замыкании выходной цепи, регулирующий транзистор и диоды выпрямителя могут перегреться и выйти из строя. Поэтому, увидев яркое свечение индикатора перегрузки, надо незамедлительно отключить нагрузку и не подключать вновь к блоку, пока не будет устранена неисправность.