Обычно в диодных лампах перегорают LED элементы, причём чипы, как правило, остаются рабочими. Пришло время дать им новую жизнь. Разработанная схема представляет собой проект универсального лабораторного источника питания с регулировкой напряжения и тока, предназначенного для различной радиоэлектронной аппаратуры, испытания ламп, двигателей и так далее. Основные функции:
- плавная регулировка выходного напряжения в пределах 3–30 В;
- ограничение выходного напряжения на уровне ≈ 35 В;
- регулировка выходного тока в режиме стабилизатора;
- защита от короткого замыкания и перегрева;
- возможность работы как источник тока и источник напряжения.
⚙️ Принцип работы БП
Данная схема источника питания – это попытка создать что-то менее стандартное, с применением новых деталей. Схема не отработанная, поэтому прошу указать на явные ошибки.
Схема состоит из отдельных узлов, которые можно применять отдельно.
Главное отличие от других БП – это применение стабилизаторов тока (в данном случае- МТ7606), выпаянных из сгоревших светодиодных ламп. Все стабилизаторы, применяемые в этих лампах однотипные, и различаются только корпусами и наименованиями. МТ7606 имеют более крупный корпус и лучше подходят для крепления на небольших радиаторах. По принципу работы они похожи на LM317, только у них управляющее напряжение 0,6 вольта и максимальный ток 0,1 ампера при максимальном напряжении 500 вольт. При проверке от блока питания они хорошо стабилизируют напряжение от 4 до 50 вольт. Большее напряжение у меня блок просто не выдает.
Итак, Т2 и Т3 силовые транзисторы, включенные в параллель, для увеличения выходного тока. Резисторы в эмитерных цепях выравнивают токи транзисторов и одновременно служат источником сигнала для регулятора тока. Т1 создает необходимый ток для транзисторов Т2 и Т3.
Для надежной работы стабилизаторов тока напряжение с мостика удваивается цепочкой D1, D2, C1, C3.
Ток, необходимый для работы транзистора Т1 задается левым по схеме стабилизатором тока на МТ7606. Резистор в его цепи S-GND создает падение напряжения 0,6 вольт, необходимое для управления стабилизатором. Сопротивление этого резистора выбирается по формуле R(Ом)=0,6/I(A). Исходя из применяемых в схеме деталей, ток желателен не более 40 ма, поэтому сопротивление будет 0,6/0,04=15 Ом. Дальнейшее усиление тока будет определятся коэффициентами усиления Т1, Т2, Т3.
Этот ток течет через согласующие диоды D6, D7, D8 и открывает Т1.
Узел ограничения выходного напряжения
Узел на R1, R2, R3 и стабилитроне D3 (TL431) определяет максимальное выходное напряжение на выходе ИП, так как D3, отбирая лишний ток, будет стабилизировать выходное напряжение. Резистором R3 можно задавать максимальное выходное напряжение, которое никогда не будет превышено. Это иногда бывает нужно.
Узел регулировки выходного напряжения
Этот узел состоит из стандартного регулятора напряжения на D13, который питается стабилизированным током – правый на схеме МТ7606. Это стабилизированное напряжение подается на базу транзистора Т5, эмитер которого подключен к положительному выводу ИП, а коллектор – к защитному диоду D11. Если напряжение на выходе ИП повысится, потенциал базы Т5 будет более отрицателен его эмитера, и транзистор откроется. Своим током он откроет Т4, который тоже откроется и заберет часть управляющего тока. Напряжение на выходе снизится. И наоборот.
Узел регулировки тока
Состоит из резистора Т4 и настроечных резисторов R8-R10. При увеличении потребляемого тока более заданного, отрицательное напряжение на базе Т4 откроет транзистор, который включит оптрон ОП2 (817). Транзистор этого оптрона уменьшит опорное напряжение D13, вследствие чего напряжение (и ток) на выходе уменьшатся. Одновременно загорится светодиод D10, сигнализируя, что ИП в режиме стабилизации тока.
Узел защиты от короткого замыкания
Состоит из оптрона ОП1 817 (1010). При коротком замыкании выход ИП окажется равным 0. При этом опорное напряжение никогда не опустится ниже 3 вольт. Поэтому через диод ОП1 потечет ток, который включит транзистор ОП1. Транзистор полностью отключит Т1.
Узел защиты от перегрева
Состоит из расположенного на радиаторе силового транзистора термистора, резистора R5 и стабилитрона D5 (TL431). R5 подобран таким, чтобы при определенной температуре радиатора D5 начал приоткрываться. При этом он отберет часто тока от транзистора Т1, и напряжение на выходе станет уменьшаться. Но так как опорное напряжение на D13 останется прежним, откроется ОП1 и лавинообразно закроет Т1. Напряжение на выходе исчезнет до охлаждения радиатора.
⚡ Характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Входное напряжение | 33 В постоянного после выпрямления |
| Выходное напряжение | 3 – 30 В регулируемое |
| Максимальное напряжение ограничения | ≈ 35 В |
| Максимальный ток нагрузки | зависит от радиатора и транзисторов (до 3–5 А при хорошем охлаждении) |
| Защита от короткого замыкания | есть |
| Защита от перегрева | есть |
| Индикация режимов | светодиоды «Перегрев» и «Ограничение тока» |
📋 Таблица элементов
| Обозначение | Тип и номинал | Примечание |
|---|---|---|
| T1, T2, T3 | KT819G | Силовые транзисторы на радиаторе |
| T4 | KT315 или BC547 | Контроль короткого замыкания |
| T5 | NPN средней мощности | Регулятор напряжения |
| ОП1 | ОУ LM358 или аналог | Сравнение напряжения и ограничения |
| D1, D2, D3 | 1N4148 или аналог | Быстрые защитные диоды |
| Мост диодный | KBPC3510 или 4× 1N5408 | Выпрямитель входного напряжения |
| Конденсаторы фильтра | 2× 4700 µF / 50 В | Сглаживание пульсаций |
| Переменные резисторы | 5 – 10 кОм | Настройка напряжения и тока |
| Резистор тока (датчик) | 0.6 Ω – 1 Ω / 5 Вт | Измерение тока нагрузки |
| MT7606, RM9003A | LED-драйверы | Сняты из LED-ламп |
| Светодиоды индикации | Любые 3–5 мм | «Перегрев», «Ограничение тока» |
| Диоды удвоителя | 1N5408 | Формируют повышенное питание |
| Радиатор | ≥ 30 см² каждый | Для T1–T3 и MT7606 |
Итого, схема сочетает простоту и функциональность, объединяя классическую аналоговую стабилизацию и современные микросхемы токовых драйверов. Благодаря продуманным защитам и плавной регулировке, устройство подходит для лабораторного применения, тестирования источников тока и питания светодиодов различной мощности. Правда в железе она ещё не собиралась, поэтому буду признателен за любые комментарии и замечания.
Владимир Попов
