Сетевой блок питания для домашней лаборатории

Собрать и наладить хороший лабораторный блок питания радиолюбителям, особенно начинающим, бывает довольно трудно. Объясняется это и недостаточным опытом, и отсутствием необходимых, нередко дефицитных деталей. Особенно часто с такими осложнениями сталкиваются сельские радиолюбители.

Сетевой блок питания, схема которого приведена на рис. 1, может, полагаю, удовлетворить интерес многих радиолюбителей, так как, во-первых, выполнен он на доступных деталях и, во-вторых, его качественные показатели достаточно высоки.

Устройство обеспечивает стабилизированное выходное напряжение, регулируемое от 4 до 22 В при токе нагрузки до 2 А. Амплитуда пульсаций при максимальном токе нагрузки не превышает 4...6 мВ, коэффициент стабилизации — 40, выходное сопротивление — около 0,5 Ом. Практически описываемый блок пригоден для питания многих приборов и устройств, собранных как на транзисторных, так и на микросхемах. Предусмотрены индикация включения, перегрузки и узел защиты блока от замыканий в цепях питания подключаемых к нему устройств.

Коротко о назначении деталей и работе блока в целом. Переменное напряжение электроосветительной сети, пониженное трансформатором Т1 до 25...28 В, выпрямляется диодами VD1—VD4, включенными по схеме моста. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Действующее на нем постоянное напряжение подается на вход компенсационного стабилизатора, образованного транзисторами VT1—VT4. Транзисторы VT1 — VT3 выполняют функцию регулирующего элемента стабилизатора напряжения.

Уровень напряжения на выходе блока устанавливают переменным резистором R7, размещенным, как и выходные гнезда, на одной из стенок корпуса. Конденсатор С3 дополнительно сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.

Резистор R1 и цепочка стабилитронов VD5—VD7 образуют параметрический стабилизатор напряжения, предназначенный для питания усилительной ступени на транзисторе VT4. Нагрузкой транзистора служит резистор R2. Эта ступень управляет работой регулирующего транзистора VT1—VT3 компенсационного стабилизатора напряжения блока. Изменения выходного напряжения, вызываемые, например, колебаниями тока нагрузки или напряжения сети, через делитель R7R8 воздействуют на базу транзистора и усиливаются им. А так как напряжение на эмиттере этого транзистора стабилизировано стабилитроном VD8, уменьшение или увеличение напряжения на его базе приводит к дополнительному открыванию или закрыванию регулирующего транзистора и, следовательно, поддерживанию выходного напряжения, установленного резистором R7.

Узел защиты блока от перегрузки выполнен на транзисторах VT5—VT7. При включении блока (без нагрузки) начальный ток германиевого транзистора VT7 через резистор R12 приоткрывает транзистор VT6. При этом и в базовой цепи транзистора VT7 появляется приоткрывающий его ток. Процесс открывания транзисторов VT6 и VT7 лавинообразный, поэтому они почти сразу после подключения блока к сети входят в насыщение, а на выходе блока появляется напряжение, питающее нагрузку.

Если при минимальном выходном напряжении ток нагрузки превышает 0,8...1 А или 2... 2,2 А — при максимальном, то на транзисторе VT7 падает напряжение, равное примерно 1,5 В, которое через резистор R11 открывает транзистор VT5, а он, в свою очередь, включает индикатор HL2 Перегрузка. Если в цепи питания нагрузки происходит замыкание, транзисторы VT6 и VT7 закрываются полностью, ток, текущий через транзистор VT7, мгновенно уменьшается до 20 мА и, конечно, горит индикатор HL2. Для восстановления исходного состояния блока питания достаточно отключить от него нагрузку.

Большая часть деталей блока смонтирована на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 2). Резистор R10 составлен из четырех резисторов МЛТ-2 сопротивлением по 120 Ом каждый, соединенных параллельно-последовательно. Мощный транзистор VT3 регулирующего элемента стабилизатора напряжения установлен на теплоотводе с площадью поверхности рассеяния около 600 см2, который изолирован от корпуса

блока пластмассовыми втулками. Если в процессе работы произойдет случайное замыкание теплоотвода на корпус, то сработает устройство защиты и включится индикатор перегрузки.

Транзистор VT7 узла защиты крепят непосредственно на задней стенке корпуса из листового дюралюминия толщиной 2 мм, которая служит его теплоотводом.

Сетевой трансформатор Т1 блока питания — унифицированный ТА163, четыре вторичные обмотки которого соединены параллельно. Пригоден любой другой трансформатор мощностью 70...100 Вт, вторичная обмотка которого обеспечивает переменное напряжение 25...28 В при токе нагрузки до 2 А. Для индикации включения (HL1) и перегрузки (HL2) блока использованы коммутаторные лампы КМ24-35.

Транзисторы МП26Б можно заменить на любые из серий МП16, МП25, МП42. Вместо П214 можно использовать транзисторы серий П213—П217, а транзистор КТ603Б заменим любым из серии КТ814. Цепочку стабилитронов Д818Д (VD5— VD7) можно заменить тремя стабилитронами Д814Б, Д809 или двумя типов Д814Д, Д813, КС213Б, но в этом случае температурный коэффициент стабилизации блока несколько ухудшится.

Налаживание блока питания сводится в основном к проверке напряжения на конденсаторе С2 и подборке резисторов R8, R6. Напряжение на конденсаторе С2 должно быть в пределах 24...27 В, т. е. соответствовать суммарному напряжению стабилизации цепочки подобранных стабилитронов VD5—VD7. Подборкой резистора R8 добиваются, чтобы при нижнем по схеме положении движка резистора R7 напряжение на выходе блока было 22 В. Резистор R6 подбирают при среднем положении движка резистора R7, стремясь установить на выходе блока напряжение, равное половине максимального.