Блок питания с регулируемым выходным напряжением 0-12В

Блок питания с регулируемым выходным напряжением, схема которого показана на рис. 5, более универсален, так как позволяет не только регулировать постоянное напря­жение на выходе в пределах от 0,5 до 12 В при токе потребления до 400 мА, но и защищен от короткого за­мыкания в нагрузке. Кроме того, в него введен звуковой индикатор замыкания. Для контроля выходного напряже­ния блок снабжен стрелочным индикатором. Амплитуда пульсаций выпрямленного напряжения на выходе стабили­затора не превышает 20 мВ даже при максимальном токе потребления.

Основные узлы блока питания:

• трансформатор  с индикатором включения HI,
• выпрямитель на диодах V1…V4,
• включенных по мостовой схеме,
• стабилизатор напряжения на стаби­литроне V10 и транзисторах Vll, V12,
• автомат защиты от короткого замыкания на транзисторе V6,
• звуковой сигна­лизатор на транзисторах V7, V8 с динамической голов­кой В1.

Работа блока питания

Работает блок питания так. Выпрямленное напряжение (его пульсации сглаживаются конденсатором С1) посту­пает на параметрический стабилизатор, образованный стабилитроном V10 и балластным резистором R7. Парал­лельно стабилитрону включен переменный резистор R8, с движка которого стабилизированное напряжение пода­ется на составной регулирующий транзистор VIIV12, включенный змиттерным повторителем. На выходных за­жимах Х2 и ХЗ будет постоянное напряжение, установлен­ное переменным резистором R8. Для контроля выходного напряжения подключен вольтметр, состоящий из стрелоч­ного индикатора РА1 и резистора R10. Резистор R11 нужен для того, чтобы регулирующий транзистор работал в ре­жиме усиления даже при отключенной нагрузке.

Автомат защиты от короткого замыкания собран на транзисторе V6. Работает он следующим образом. Пока нет короткого замыкания, напряжение на эмиттере транзи­стора V6 более отрицательно по отношению к напряжению на базе (оно определяется падением напряжения на диоде V5, включенном в прямом направлении), т. е. на базе транзистора положительное напряжение смещения, — и транзистор закрыт. В таком состоянии транзистор будет находиться даже при минимальном выходном напряжении (0,5 В). Когда же возникает короткое замыкание (напри­мер, соединены между собой выходные зажимы), эмиттер транзистора V6 окажется подключенным к аноду диода V5 и на базе транзистора V6 будет отрицательное напряже­ние смещения. Транзистор при этом откроется и зашунтирует стабилитрон. В результате регулирующий транзистор окажется почти закрытым, и ток через нагрузку будет резко ограничен. В таком состоянии блок питания может находиться длительное время. Выходное напряжение по­явится снова сразу же по устранении короткого замы­кания.

О коротком замыкании можно судить и по показаниям индикатора, но, как показывает практика, радиолюбитель не всегда догадывается взглянуть на него. Вот почему в блок питания введен звуковой сигнализатор, собранный на транзисторах V7 и V8 разной структуры. Это звуковой генератор, в котором возбуждение возникает из-за поло­жительной обратной связи между коллекторной цепью транзистора V8 и базовой V7 (через конденсатор С2). Частота генерации (тембр звучания динамической голов­ки В1) зависит от сопротивления резистора R3. Питается генератор от того же выпрямителя через параметрический стабилизатор напряжения, образуемый стабилитроном V9 и резистором R4. Но генератор начнет работать лишь тогда, когда на базе транзистора V7 будет положительное (по отношению к эмиттеру) напряжение смещения. Про­изойти же это может только при коротком замыкании. Тогда стабилитрон V10 будет зашунтирован, и резистор R3 окажется подключенным к плюсовому проводнику выпря­мителя. Пока же нет короткого замыкания, напряжения на анодах стабилитронов V10 и V9 одинаковы, напряжение смещения на базе транзистора V7 равно нулю и он закрыт. Цепочка C4R6 предотвращает ложное срабатывание сигна­лизатора при выключении блока питания — напряжение на эмиттере транзистора V7 в этом случае убывает быстрее, чем на базе, и он все время остается закрытым.

Детали Блока Питания

Транзисторы V6, V8, VII могут быть серий МП39…МП42 с любым буквенным индексом и статическим коэффициен­том передачи тока не менее 30. Вместо транзистора МП38А (V7) подойдет другой аналогичный низкочастотный n-р-n транзистор, например МП35…МП37. Транзистор П213Б (можно П213, П214…П214Б, П215) должен быть с коэф­фициентом передачи тока не менее 40. Его обязательно устанавливают на радиатор — пластину из алюминия, дюр­алюминия, латуни или меди толщиной 2 мм и размерами 80X70 мм.

Вместо диодов Д242Б подойдет Д302…Д305 или, в край­нем случае, Д229 с буквенными индексами Ж-Л. Стаби­литроны Д814Д можно заменить на Д813. Их напряжение стабилизации имеет некоторый разброс, поэтому тот из них, напряжение стабилизации которого меньше, желатель­но поставить вместо V10, а с большим напряжением ста­билизации — вместо V9, Если этот параметр заранее определить не удастся, нужно измерить напряжения на стаби­литронах сразу же после включения блока и, при необхо­димости, поменять их местами.

Конденсатор С2 — МБМ, все электролитические конден­саторы типа К50-12 или К50-6 (конденсатор С1 составляют из четырех конденсаторов емкостью по 500 мкФ). Постоян­ные резисторы — МЛТ-1 (Rl, R7), МЛТ-0,5 (R4, R6, R10), МЛТ-0,25 (остальные), переменный резистор R8 — СП-1. Индикатор РА1 — любого типа с током полного отклоне­ния стрелки 100 мкА (например, микроамперметр М2003). Динамическая головка — любая, мощностью 0,1 — 1 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 6…10 Ом (например, 0,5ГД-37).

Трансформатор питания выполнен на магнитопроводе Ш20Х20. Обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 0,18, обмотка II — 155 витков ПЭВ-1 0,45. Можно применить трансформатор кадровой развертки телевизора, например ТВК-110Л2 или ТВК-110ЛМ (см. табл. 3).

Детали блока можно смонтировать на плате из листо­вого изоляционного материала толщиной 2 мм и размера­ми 200×90 мм и установить ее в корпусе подходящих габаритов. Сетевой выключатель, переменный резистор, ин­дикатор, динамическую головку и выходные зажимы устанавливают на передней стенке корпуса, а держатель предохранителя с предохранителем — на задней. Через отверстие в задней стенке выводят шнур питания с вилкой на конце. Индикатор подключения к сети (тиратрон МТХ-90) прикрепляют к передней стенке внутри корпуса и сверлят против торца ее баллона в корпусе отверстие.

Настройка БП

Если все детали блока исправны и монтаж не имеет ошибок, никакого налаживания не потребуется. Подав на блок сетевое напряжение и подключив к выходным за­жимам образцовый вольтметр постоянного тока, перемен­ным резистором R8 устанавливают на выходе возможно большее напряжение, например 10 В. Сравнивают показа­ния образцового вольтметра и индикатора блока питания. Считая, что шкала индикатора должна быть рассчитана на напряжение 15 В, подбирают (если это необходимо) резистор R10 такого номинала, чтобы стрелка индикатора находилась точно на отметке 10 В.

Проверка автомата защиты от КЗ

Далее проверяют работу автомата защиты от короткого замыкания. Для этого при выходном напряжении блока 5…10 В подключают к зажимам амперметр на ток 1…2 А. В этот момент стрелка амперметра должна резко откло­ниться и тут же возвратиться на нулевую отметку. Если стрелка не возвращается на нуль, следовательно, неисправен транзистор V6 или его выводы подключены непра­вильно.

Автомат можно проверить и без амперметра, соединив зажимы проволочной перемычкой и наблюдая за стрелкой индикатора. Но такое замыкание должно быть кратковре­менным, чтобы в случае неисправности автомата не вы­вести из строя регулирующий транзистор. Если же ав­томат работает нормально (стрелка индикатора возвраща­ется на нулевую отметку шкалы), то можно измерить ток короткого замыкания — он не превысит десятка милли­ампер.

При проверке автомата одновременно контролируют и работу звукового сигнализатора — он должен включа­ться сразу же при замыкании зажимов. В то же время сигнализатор не должен включаться при самом минималь­ном выходном напряжении (0,5 В). Желаемую тональность звучания сигнализатора устанавливают подбором резисто­ра R3.