При сборке самодельной QRP аппаратуры, предназначенной для стационарной эксплуатации и радиолюбительских экспериментов, возникла потребность в компактном источнике питания с выходным напряжением 12–13,8 В и током нагрузки пару Ампер. Современные импульсные блоки питания — легкие, малогабаритные, доступные в готовом виде или с доработками — не подошли для задач, связанных с питанием приемопередающей техники, по ряду технических причин (помехи цифровые и всё такое). В результате за несколько дней был разработан и собран линейный стабилизированный выпрямитель, схему которого предоставляем на суд радиолюбительской общественности.
Первый вариант схемы БП
Для отвода тепла от выходного транзистора был выбран односторонний ребристый радиатор от процессора, который оказался подходящим как по тепловым характеристикам, так и для внешнего монтажа на корпусе. Использование силовых элементов в корпусе TO220/SOT93 не являлось предпочтительным вариантом, но возможности применить транзистор в корпусе TO3 или микросхему-стабилизатор, например 78H05 с дополнительным стабилитроном для повышения напряжения, отсутствовали.
Испытания собранной схемы на макетной плате показали её работоспособность. При кратковременной нагрузке током 5 А (с использованием автомобильной лампы 12 В мощностью 50 Вт) падение выходного напряжения составило всего 30 мВ. Нагрев элементов происходил в следующем порядке: вторичная обмотка трансформатора, его магнитопровод, радиатор с регулирующим транзистором и выпрямительным мостом, а затем проволочные резисторы 0,3 Ом токовой защиты. В общем все параметры соответствовали заданным требованиям с достаточным запасом.
Печатная плата была изготовлена упрощенным методом: с использованием мини-дрели с абразивной насадкой и линейки. Через 30 минут работы и последующей пайки детали заняли свои места.
Хотя была возможность установить транзистор без изолятора, предпочтение было отдано керамической подложке, — поскольку силиконовые прокладки не внушали доверия. Корпус, позаимствованный от старого компьютерного блока питания, был доработан напильником без особых сложностей.
Расположение светодиода, выключателя и выходных клемм основывалось на опыте предыдущих сборок в аналогичных корпусах.
В качестве несущей основы использовалась ненужная плата из текстолита.
После сборки под нагрузкой наблюдались колебания на частоте около 2,5 МГц, которые были устранены добавлением конденсатора C11. При использовании длинных проводов и нагрузке током 4 А падение напряжения составило около 45 мВ.
Второй вариант схемы БП
Представленная схема является упрощённой версией стабилизатора 12 В/30 А, опубликованного в одном из старых зарубежных журналов. Для работы с малыми токами из конструкции были исключены три параллельных транзистора KD503 с выравнивающими резисторами 0,1 Ом. Остальные использованные элементы общедоступны и допускают замену современными аналогами. Схема в таком виде функционирует уже лет 10 без сбоев, несмотря на несовершенство монтажа платы на радиаторе. В последние годы она обеспечивала питание трансивера 144 МГц с потреблением 0,3 А в режиме приёма и 2,5 А в режиме передачи. Максимальный ток, ограниченный возможностями трансформатора, достигал 9 А.
Третий вариант схемы БП
Позднее была разработана ещё одна схема — для портативной радиостанции с током передачи 3 А. Требования включали защиту от короткого замыкания и перегрузки на уровне 5 А. В наличии имелись корпуса от неисправных компьютерных блоков питания, трансформаторы различной конфигурации, переключатели и механические детали. Учитывая, что перегрев транзисторов часто приводит к выходу стабилизаторов из строя, была применена отрицательная стабилизация. Регулирующий транзистор типа NPN крепился непосредственно к радиатору, а трёхвыводной стабилизатор был рассчитан на отрицательное напряжение. Такой подход обеспечил надёжность и простоту конструкции. В общем выбирайте любую из 3-х схем БП и паяйте — они все 100% рабочие!
