Главная » Питание
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Стабилизированный регулируемый блок питания с защитой от перегрузок

Множество радиолюбительских блоков питания (БП) выполнено на микросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 и т.п. Нижний предел регулировки этих микросхем составляет 1,2...1,3 В, но иногда необходимо напряжение 0,5...1 В. Автор предлагает несколько технических решений БП на базе данных микросхем.

Интегральная микросхема (ИМС) КР142ЕН12А (рис.1) представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа в корпусе КТ-28-2, который позволяет питать устройства током до 1,5 А в диапазоне напряжений 1,2...37 В. Этот интегральный стабилизатор имеет термостабильную защиту по току и защиту выхода от короткого замыкания.

КР142ЕН12А
Рис.1. ИМС КР142ЕН12А

На основе ИМС КР142ЕН12А можно построить регулируемый блок питания, схема которого (без трансформатора и диодного моста) показана на рис.2. Выпрямленное входное напряжение подается с диодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 и микросхема DA1 должны располагаться на радиаторе. Теплоотводящий фланец DA1 электрически соединен с выводом 2, поэтому если DA1 и транзистор VD2 расположены на одном радиаторе, то их нужно изолировать друг от друга. В авторском варианте DA1 установлена на отдельном небольшом радиаторе, который гальванически не связан с радиатором и транзистором VT2.

Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А
Рис.2. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А

Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Резисторы R3 и R5 образуют делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора, и подбираются согласно формуле:
Uвых = Uвых.min ( 1 + R3/R5 ).

На конденсатор С2 и резистор R2 (служит для подбора термостабильной точки VD1) подается стабилизированное отрицательное напряжение -5 В. В авторском варианте напряжение подается от диодного моста КЦ407А и стабилизатора 79L05, питающихся от отдельной обмотки силового трансформатора.

Для защиты от замыкания выходной цепи стабилизатора достаточно подключить параллельно резистору R3 электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ, а резистор R5 зашунтировать диодом КД521А. Расположение деталей некритично, но для хорошей температурной стабильности необходимо применить соответствующие типы резисторов. Их надо располагать как можно дальше от источников тепла. Общая стабильность выходного напряжения складывается из многих факторов и обычно не превышает 0,25% после прогрева.

После включения и прогрева устройства минимальное выходное напряжение 0 В устанавливают резистором Rдоб. Резисторы R2 (рис.2) и резистор Rдоб (рис.3) должны быть многооборотными подстроечными из серии СП5.

Схема включения Rдоб
Рис.3. Схема включения Rдоб

Возможности по току у микросхемы КР142ЕН12А ограничены 1,5 А. В настоящее время в продаже имеются микросхемы с аналогичными параметрами, но рассчитанные на больший ток в нагрузке, например LM350 - на ток 3 A, LM338 - на ток 5 А. Данные по этим микросхемам можно найти на сайте National Semiconductor [1].

В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1...1,3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 7,5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса.

Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В.

На рис.4 показана схема БП для домашней лаборатории, позволяющая обойтись без транзисторов VT1 и VT2, показанных на рис.2. Вместо микросхемы DA1 КР142ЕН12А применена микросхема КР142ЕН22А. Это регулируемый стабилизатор с малым падением напряжения, позволяющий получить в нагрузке ток до 7,5 А.

Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А
Рис.4. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А

Максимально рассеиваемую мощность на выходе стабилизатора Рmax можно рассчитать по формуле:
Рmax = (Uвх - Uвых) Iвых ,
где Uвх - входное напряжение, подаваемое на микросхему DA3, Uвых - выходное напряжение на нагрузке, Iвых - выходной ток микросхемы.

Например, входное напряжение, подаваемое на микросхему, Uвх=39 В, выходное напряжение на нагрузке Uвых=30 В, ток на нагрузке Iвых=5 А, тогда максимальная рассеиваемая микросхемой мощность на нагрузке составляет 45 Вт.

Электролитический конденсатор С7 применяется для снижения выходного импеданса на высоких частотах, а также понижает уровень напряжения шумов и улучшает сглаживание пульсаций. Если этот конденсатор танталовый, то его номинальная емкость должна быть не менее 22 мкФ, если алюминиевый - не менее 150 мкФ. При необходимости емкость конденсатора С7 можно увеличить.

Если электролитический конденсатор С7 расположен на расстоянии более 155 мм и соединен с БП проводом сечением менее 1 мм, тогда на плате параллельно конденсатору С7, ближе к самой микросхеме, устанавливают дополнительный электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ.

Емкость конденсатора фильтра С1 можно определить приближенно, из расчета 2000 мкФ на 1 А выходного тока (при напряжении не менее 50 В). Для снижения температурного дрейфа выходного напряжения резистор R8 должен быть либо проволочный, либо металло-фольгированный с погрешностью не хуже 1 %. Резистор R7 того же типа, что и R8. Если стабилитрона КС113А в наличии нет, можно применить узел, показанный на рис.3. Схемное решение защиты, приведенное в [2], автора вполне устраивает, так как работает безотказно и проверено на практике. Можно использовать любые схемные решения защиты БП, например предложенные в [3]. В авторском варианте при срабатывании реле К1 замыкаются контакты К1.1, закорачивая резистор R7, и напряжение на выходе БП становится равным 0 В.

Печатная плата БП и расположение элементов показаны на рис.5, внешний вид БП - на рис.6. Размеры печатной платы 112x75 мм. Радиатор выбран игольчатый. Микросхема DA3 изолирована от радиатора прокладкой и прикреплена к нему с помощью стальной пружинящей пластины, прижимающей микросхему к радиатору.

Расположение элементовПечатная плата
Рис.5. Печатная плата БП и расположение элементов

Конденсатор С1 типа К50-24 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов емкостью 4700 мкФх50 В. Можно применить импортный аналог конденсатора типа К50-6 емкостью 10000 мкФх50 В. Конденсатор должен располагаться как можно ближе к плате, а проводники, соединяющие его с платой, должны быть как можно короче. Конденсатор С7 производства Weston емкостью 1000 мкФх50 В. Конденсатор С8 на схеме не показан, но отверстия на печатной плате под него есть. Можно применить конденсатор номиналом 0,01...0,1 мкФ на напряжение не менее 10...15 В.

Внешний вид БП
Рис.6. Внешний вид БП

Диоды VD1-VD4 представляют собой импортную диодную микросборку RS602, рассчитанную на максимальный ток 6 А (рис.4). В схеме защиты БП применено реле РЭС10 (паспорт РС4524302). В авторском варианте применен резистор R7 типа СПП-ЗА с разбросом параметров не более 5%. Резистор R8 (рис.4) должен иметь разброс от заданного номинала не более 1 %.

Блок питания обычно настройки не требует и начинает работать сразу после сборки. После прогрева блока резистором R6 (рис.4) или резистором Rдоп (рис.3) выставляют 0 В при номинальной величине R7.

В данной конструкции применен силовой трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ мощностью 100 Вт. Магнитопровод ШЛ25/40-25. Первичная обмотка содержит 734 витка провода ПЭВ 0,6 мм, обмотка II - 90 витков провода ПЭВ 1,6 мм, обмотка III - 46 витков провода ПЭВ 0,4 мм с отводом от середины.

Диодную сборку RS602 можно заменить диодами, рассчитанными на ток не менее 10 А, например, КД203А, В, Д или КД210 А-Г (если не размещать диоды отдельно, придется переделать печатную плату). В качестве транзистора VT1 можно применить транзистор КТ361Г.

Источники:

  1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-StandardNPN_PositiveVoltageAdjutable.html
  2. Морохин Л. Лабораторный источник питания//Радио. - 1999 - №2
  3. Нечаев И. Защита малогабаритных сетевых блоков питания от перегрузок//Радио. - 1996.-№12

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А
DA1 Линейный регулятор
LM78L12
1 КР142ЕН12АПоиск в LCSCВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
КТ814Г
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT2 Биполярный транзистор
КТ819Г
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1 Стабилитрон
КС113А
1 Поиск в LCSCВ блокнот
С1 Электролитический конденсатор4700 мкФ 50 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
С2 Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
С3 Электролитический конденсатор47 мкФ 50 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
2.2 Ом
1 1 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R2 Подстроечный резистор470 Ом1 Поиск в LCSCВ блокнот
R3 Переменный резистор2.2 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R4 Резистор
240 Ом
1 2 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R5 Резистор
91 Ом
1 1 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
Схема включения Rдоб
С2 Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
210 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R доб. Подстроечный резистор470 Ом1 Поиск в LCSCВ блокнот
Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А
DA1 Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в LCSCВ блокнот
DA2 Линейный регулятор
LM79L05
1 Поиск в LCSCВ блокнот
DA3 Линейный регулятор
LT1083
1 КР142ЕН22АПоиск в LCSCВ блокнот
VT1 Биполярный транзистор
КТ203А
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1-VD4 Диодный мост
RS602
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD5-VD8 Диодный мост
КЦ407А
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VD9, VD10 Диод
КД522Б
2 Поиск в LCSCВ блокнот
VD11 Стабилитрон
КС113А
1 Поиск в LCSCВ блокнот
VS1 ТиристорКУ103Е1 Поиск в LCSCВ блокнот
С1 Электролитический конденсатор10000 мкФ 50 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
С2, С3 Электролитический конденсатор470 мкФ 25 В2 Поиск в LCSCВ блокнот
С4, С5 Электролитический конденсатор22 мкФ 16 В2 Поиск в LCSCВ блокнот
С6 Конденсатор0.1 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
С7 Электролитический конденсатор1000 мкФ 50 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
12 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
0.1 Ом
1 3 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R3 Резистор
510 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R4 Резистор
1 кОм
1 подборПоиск в LCSCВ блокнот
R5 Резистор
5.1 кОм
1 0.5 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R6 Подстроечный резистор1 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R7 Переменный резистор2.2 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R8 Резистор
91 Ом
1 2 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
HL1 Светодиод
АЛ307Б
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Л1 РелеРЭС 101 Поиск в LCSCВ блокнот
Т1 ТрансформаторОСМ-0.1УЗ1 Поиск в LCSCВ блокнот
FU1 Предохранитель5 А1 Поиск в LCSCВ блокнот
SB1 Кнопка1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Патрин А.Н. Опубликована: 2005 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (1) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Дмитрий #
БП - нестабильный, защита работает неадекватно. Собрал и пожалел
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
FM-модуль RDA5807M Регулятор мощности 2 кВт
вверх