Этот вариант блока питания, из прошлой публикации, упрощён и переработан для начинающих радиолюбителей.
Принципиальная электрическая схема
- Черным цветом выделена силовая часть.
- Красным цветом выделен узел управляющего тока.
- Коричневым цветом выделен узел ограничения выходного напряжения.
- Зеленым цветом выделен узел установки выходного напряжения.
- Синим цветом выделен узел защиты от перегрева.
- Малиновым цветом выделен узел регулятора тока.
- Фиолетовым цветом выделен узел защиты от короткого замыкания.
Управляющий ток поступает на базу вспомогательного транзистора Т1, который усиливает этот ток для корректного управления силовыми транзисторами Т2 и Т3. Так как Т2 и Т3 имеют разные коэффициенты усиления, то, чтобы выровнять их токи, в эмитеры этих транзисторов вставлены резисторы по 0,2 Ома. Эти резисторы одновременно являются измерительными для регулятора тока.
Управляющий ток формируется с помощью вспомогательной микросхемы МТ7606. Это стабилизатор тока, вынутый из сгоревшей светодиодной лампы. Он формирует стабильный ток, независимо от величины нагрузки и входного напряжения. Эта микросхема выдерживает до 500 вольт входного напряжения и выдает до 0,1 ампера выходного тока. Чтобы задать определенный ток, между выводами S и GND микросхемы включается резистор. Ток, протекающий по этому резистору, создает на нем падение напряжения 0,6 вольта. Это напряжение управляет полевым транзистором микросхемы. Для работы в стабильных условиях микросхема нуждается в радиаторе. Задающее сопротивление рассчитывается следующим образом: R(Ом) = 0,6 / I(A).
📈 Например, если нужен выходной ток 50 мА, сопротивление будет равно 0,6 / 0,05 = 12 Ом. Ток на выходе этого стабилизатора нужно подобрать такой, чтобы обеспечить необходимый ток на выходе источника питания. А он будет также зависеть от коэффициентов усиления транзисторов Т1, Т2 и Т3. Примерный ток для этой схемы не должен превышать 40 мА, так как используемые для управления стабилитроны TL431 допускают максимальный ток 100 мА.
Чтобы стабилизатор устойчиво работал во всем выходном диапазоне напряжений, он питается удвоенным напряжением с мостика (диоды D1, D2, конденсаторы С1, С3).
Управляющий ток с выхода МТ7606 протекает через термостат KSD 80, расположенный на радиаторе с транзисторами Т2 и Т3. Как только температура радиатора достигнет 80 градусов, термостат выключится, и ток, подаваемый на Т1 исчезнет. Соответственно, закроются Т2 и Т3 и напряжение на выходе исчезнет. Одновременно, так как напряжение на выходе МТ7606 возрастет, через диоды D4, D5, D6 потечет ток, и загорится светодиод D5 «ПЕРЕГРЕВ». Резистор параллельно светодиоду нужен только если светодиод рассчитан на ток меньше заданного через МТ7606. После остывания радиатора градусов на 15 термостат включится и источник питания снова заработает.
Узел ограничения выходного напряжения нужен только в том случае, если имеется возможность повредить какую-то схему, случайно подав на нее повышенное напряжение. Он ограничивает выходное напряжение, независимо от регулятора выходного напряжения. Можно предварительно установить 9 вольт, и оно не превысится, сколько бы мы не крутили регулятор выходного напряжения. Узел состоит из стандартного регулятора на стабилитроне TL431.
Если напряжение, подаваемое на управляющий вход стабилитрона с делителя R3-R5 превысит 2,5 вольта, стабилитрон приоткроется, и заберет часть управляющего тока. Поэтому напряжение на выходе силовых транзисторов уменьшится. Изначально сопротивление делителя подбирается таким, чтобы напряжение на выходе источника питания было (для нашего случая) равно 30 вольт.
👉 Регулятор напряжения собран также на стабилитроне TL431 (D7). Следует иметь ввиду, что, так как опорное напряжение на входе TL431 равно 2,5 вольта, получить напряжение на выходе источника питания ниже этого значения не получится без применения специальных схемных решений.
Регулятор тока собран на транзисторе Т6. Делителем R7-R9 задается напряжение, при котором должен открываться Т6. Это напряжение состоит из падения напряжения на эмиттерах Т1-Т3 и зависит от падения напряжения на резисторах в эмиттерах Т2 и Т3. Это падение пропорционально протекающему через них току. При достижении заданного напряжения Т6 открывается и прикрывает Т1. Напряжение на выходе источника питания и, соответственно, ток, уменьшаются (стабилизируются). Одновременно загорается светодиод «Стабилизация тока».
Узел защиты от короткого замыкания состоит из транзисторов Т4, Т5 и диодов D10-D13. При отсутствии короткого замыкания через цепочку R1, D11, D12, D13 течет ток. Этим напряжением открывается транзистор Т4, который, в свою очередь закрывает транзистор Т5. Падение напряжения на D11-D13 равно 2,1 вольта, что меньше минимально возможного для данного источника питания. Поэтому D10 закрыт и узел защиты от КЗ не влияет на работу источника питания. При коротком замыкании выход источника питания окажется соединен с землей, D10 откроется, и ток от R1 потечет через него. Цепочка D11-D13 окажется обесточенной, так как падение напряжения на ней больше, чем на D10. Поэтому Т4 выключится, а Т5 включится и полностью отключит транзисторы Т1-Т3.
Ждём ваших замечаний и комментариев по этому проекту.
Попов Владимир
