1. Принципова схема
2. налагодження
3. деталі

Регульований імпульсний стабілізатор напруги з обмеженням по струму, дозволяє не тільки живити різну апаратуру стабільним напругою від 2 до 25 вольт, а й заряджати різні акумулятори стабільним струмом до 5А.

Описуваний блок живлення дозволяє регулювати стабілізовану вихідна напруга і максимальний струм в навантаженні.

Пристрій працює в двох режимах: в разі харчування апаратури - як стабілізатор напруги з захистом від перевантажень, а при зарядці акумуляторів - як стабілізатор струму з обмеженням по напрузі.

Джерело живлення простий у використанні, не боїться перевантажень і замикання виходу, має світлову індикацію режиму роботи і високий ККД.

Основні технічні характеристики:

• Вихідна напруга, В 2 - 25;
• Струм навантаження, А 0-5.

Такі параметри, як нестабільність, пульсації і ККД, багато в чому визначаються режимом роботи і тому не наведено.

За бажанням характеристики можна змінити без значних змін пристрою. Наприклад, якщо необхідно отримати більший вихідний струм, слід поставити датчик струму - резистор R14 більшої потужності, а також збільшити опір змінного резистора R4. Для зменшення пульсацій доцільно на виході встановити LC-фільтр, однак це призведе до зниження ККД.

Принципова схема

Блок живлення містить наступні вузли:

• внутрішній стабілізатор "негативного" напруги VT1, VD1, R1 з фільтром С2;
• внутрішній стабілізатор "позитивного" напруги VT2, VD2, R2 з фільтром С3;
• вузол обмеження струму DA1.1, R3 4 R7, R12, R14;
• вузол обмеження напруги DA1.2, VD3, R15 4 R18;
• формувач імпульсів DD1.2, DD1.4;
• індикатори стану DD1.1, HL2, R10 і DD1.3, HL1, R11;
• коммутирующий транзистор VTЗ;
• конденсатори вхідного С1, проміжного С4, С5 і вихідного С6 фільтрів.

Робота пристрою в режимі стабілізації напруги. При включенні на стабілітроні VD3 з'являється напруга, частина якого з движка змінного резистора R17 (яким регулюють вихідна напруга) надходить на інвертується вхід DA1.2.

Оскільки коммутирующий транзистор VT3 закритий, конденсатори С4 4 С6 розряджені і напруга на неінвертуючий вході DA1.2, що знімається з движка підлаштований резистора R18, близько до + Ubx. На виході операційного підсилювача з'являється високий рівень, що призводить до включення випромінює діода оптрона U1.3. В результаті відкриється фототранзистор оптрона U1.1 і на нижньому за схемою вході елемента DD1.2 з'явиться високий рівень. Отже, на виході елемента DD1.4 - також високий рівень, який відкриє коммутирующий транзистор VT3.

Рис. 1. Принципова схема регульованого стабілізатора напруги з обмеженням по струму.

Через дросель L1 починає протікати струм навантаження і зарядки конденсаторів С4 -С6. Напруга на конденсаторах і на подстроечном резисторі R18 починає збільшуватися. У якийсь момент напруга на неінвертуючий вході DA1.2 стане менше, ніж на інвертується. На виході операційного підсилювача DA1.2 з'явиться низький рівень.

Випромінюючий діод U1.4 і фототранзистор U1.1 оптрона закриються. На нижньому за схемою вході елемента DD1.2 і на входах елемента DD1.3 високий рівень зміниться низьким. Комутуючий транзистор закриється, а включився світлодіод HL1 буде сигналізувати про те, що пристрій працює в режимі стабілізації напруги.

У міру розрядки на навантаження напруга на конденсаторах С4 - С6 і, відповідно, на подстроечном резисторі R18 буде зменшуватися. І як тільки напруга на неінвертуючий вході стане більше, ніж на інвертується, процес повториться.

Напруга з датчика струму - резистора R14 надходить на входи DA 1.1. Як тільки струм навантаження перевищить встановлене значення, напруга на неінвертуючий вході DA1.1 стане менше, ніж на інвертується. На його виході з'явиться низький рівень, і включений випромінюючий діод оптрона U 1.3 вимкнеться.

Фототранзистор оптрона U1.2 закриється. На верхньому по схемі вході елемента DD1.2 і на входах елемента DD1.1 високий рівень зміниться низьким. В результаті коммутирующий транзистор закриється, а включився світлодіод HL2 просигналізує про роботу блоку живлення в режимі стабілізації струму.

У міру розрядки конденсаторів С4, С5 струм через резистор R14 буде зменшуватися, що призведе до збільшення напруги на неінвертуючий вході DA1.1 і потім до відкриванню транзистора VT3. При повторному збільшенні струму навантаження процес повториться. Струм стабілізації встановлюють змінним резистором R4.

налагодження

Налагодження блоку харчування починають при відключеному транзисторі VT3. Спочатку подають напругу на вхід і перевіряють роботу внутрішніх стабілізаторів. Напруга на конденсаторі С2 має бути в межах 15 16 В, а на конденсаторі С3 - 8-9В. Незначні відхилення не зроблять помітного впливу на роботу пристрою.

Транзистори VT1 ​​і VT2 при будь-якому режимі не повинні сильно нагріватися.

Після цього налагоджують вузол обмеження струму. Движок змінного резистора R4 встановлюють в ліве за схемою становище, відповідне мінімального току. Потім підстроєні резистором R6 вирівнюють напруги на входах DA1.1: слід знайти таке положення, при якому з початком повороту движка резистора R4 світлодіод HL2 вимикався, а в крайньому лівому за схемою положенні включався. При такій настройці змінним резистором R4 можна змінювати максимальний вихідний струм від 0 до 5 А. Якщо все ж отримати максимальний струм 5 А не вдасться, слід збільшити опір резистора R4 і повторити налагодження.

Після цього підключають коммутирующий транзистор VT3 і налагоджують вузол обмеження напруги. Движок змінного резистора R4 встановлюють в положення, при якому світлодіод HL2 вимкнений. Движок підлаштований резистора R18 встановлюють у верхнє, а движок змінного резистора R17 - в середнє по схемі положення, відповідне половині максимальної напруги.

Підлаштування резистором R18 встановлюють половину максимального вихідного напруги, яке має забезпечувати блок живлення. При цьому до виходу необхідно підключити навантаження, наприклад, резистор опором 100 Ом і потужністю 2 Вт.

Слід пам'ятати, що максимальна вихідна напруга не повинна сильно відрізнятися від чинного змінної напруги на вторинній обмотці мережевого трансформатора.

Після закінчення налагодження доцільно провести калібрування резисторів R4 і R17. Для цього при вимкненому блоці живлення движок резистора R17 необхідно встановити в середнє, движок резистора R4 - в крайнє ліве положення, підключити до виходу амперметр і подати напругу живлення. Далі, переміщаючи движок резистора R4, збільшити струм в ланцюзі до будь-якого значення, наприклад 1 А, і встановити відповідну ризику навпаки стрілки ручки резистора і т. Д. Потім, слід відкалібрувати резистор R17.

При деяких навичках, використовуючи отримані шкали і індикатори HL1 і HL2, можна без вимірювальних приладів досить точно встановлювати напругу і струм навантаження, зарядний струм акумуляторів і визначати на них напруга, встановлювати граничні режими роботи, обмежуючи струм і напруга в заданих інтервалах.

деталі

Транзистор IRFZ44N допустимо замінити на IRF540N, хоча він вимагає більш інтенсивного охолодження.

Параметри польового транзистора IRFZ44N (VT3):

• максимальна напруга стік-витік - 55 В;
• максимальний струм стоку - 49 А;
• опір відкритого каналу - 0,022 Ом.

З параметрів транзистора видно, що у описаного блоку живлення є можливості для "розгону". Крім того, якщо доповнити пристрій RS-тригером, вийде автомат, який відключиться при виникненні перевантаження або після досягнення необхідного напруги, коли блок використовується як зарядний пристрій.

Як випрямляча можна використані діодні збірки КД227ГС.

Комутуючий транзистор VT3 і діод VD4 розміщують на теплоотводе розмірами 60x90x7 мм.

Пристрій можна живити від мережевого трансформатора з чинним напругою на вторинній обмотці 20 - 25 В, який забезпечить необхідний струм навантаження.

Якщо напруга живлення пристрою значно відрізняється від зазначеного на схемі, слід врахувати, що опір резисторів R1 і R2 розраховують з умови забезпечення струму стабилитронов VD1 і VD2 в межах 3-10 мА.

При істотному збільшенні напруги живлення можливе значне зростання потужності, що розсіюється на транзисторах VT1 і VT2 - їх слід встановити на тепловідвід.

Дросель L1 виготовляють на основі муздрамтеатру Б36. Обмотка містить 20 витків дроту ПЕВ 1,35. Готову котушку заливають епоксидною смолою.

При складанні муздрамтеатру між чашками встановлюють немагнітну прокладку 0,3-ь 0,5 мм.

Конденсатор С4 - ніобієві або танталові (К52-9, К53-27) на номінальну напругу не менше 32 В.

Якщо конденсатори фільтрів не вдасться розташувати на платі (через великих габаритів), їх доцільно розмістити окремо, збільшивши місткість конденсатора С1 до 15000 мкФ, а конденсатора С6 - до 4700 мкФ.

Світлодіоди HL1 і HL2 - КІПД66 Б - Л або будь-які інші, що забезпечують необхідну індикацію. Бажано, щоб вони були різного кольору.

Креслення монтажної плати представлений в журналі "Радіо" № 1 за 2004 рік.

Джерело: Ходасевич А. Г, Ходасевич Т. І., Зарядні та пуско-зарядні пристрої, Випуск 2.