Незаменимым прибором в лаборатории радиолюбителя является блок питания. Сегодня широко распространены импульсные источники питания, обладающие большим КПД по сравнению с классическими линейными источниками с силовым трансформатором. Но и последние не теряют своей популярности и продолжают использоваться радиолюбителями для настройки своих разработок и прежде всего устройств, требующих качественного электропитания. Ниже представлена схема и конструкция регулируемого вторичного источника электропитания, основанного на тороидальном трансформаторе.
Тороидальный трансформатор (рисунок 1) по сравнению с трансформаторами других типов имеет ряд преимуществ, хорошо описанных в справочной литературе.
Прежде всего это меньший вес, чем у аналогов, больший КПД, слабое электромагнитное поле, и низкий уровень шумов. Конструкция современных тороидальных трансформаторов, например мирового лидера трансформатора строения Talema, предназначенных для монтажа на печатную герметичная и очень удобна для печатного монтажа (рисунок 2).
Основу предлагаемого источника электропитания составляет именно трансформатор для печатного монтажа. Схема устройства приведена на рисунке 3.
Схема классическая и построена на легко доступных на Российском рынке компонентах.
Схема работает следующим образом. Сетевое напряжение подается через разъем XP1 и плавкий предохранитель FU1 на первичную обмотку трансформатора T1. Таких обмоток у трансформатора две (рисунок 4).
Каждая из первичных обмоток рассчитана на 115В. Поэтому они включены последовательно. Это позволяет подключать трансформатор в отечественную однофазную сеть переменного тока с номинальным напряжением 230В.
Со вторичной обмотки III трансформатора T1 пониженное переменное напряжение подается на мостовой выпрямитель VD1…VD4. Выпрямленное напряжение подается на ёмкостной фильтр, образованный конденсаторами C1…C4. Далее, выпрямленное и отфильтрованное напряжение подается на регулируемый стабилизатор DA1 типа КР142ЕН12. Зарубежный аналог этой микросхемы – LM317. К схеме стабилизатора напряжения также относятся конденсаторы C5 и C6, резистор R3, диоды VD5, VD6, а также подключаемый через внешний соединитель XP3 переменный резистор. С выхода DA1 сформированное стабилизатором напряжение нужного уровня подается на блокировочный конденсатор C7, а далее через плавкий предохранитель FU2 и еще один блокировочный конденсатор C8 на выходной соединитель XP2. Светодиод HL1 индицирует наличие напряжения на выходе выпрямителя. Резистор R1 ограничивает ток через светодиод HL1.
Светодиод HL2 индицирует обрыв предохранителя FU2. Ток через этот светодиод ограничивается резистором R2. Фактически, эта цепочка представляет собой простейший индикатор обрыва предохранителя. О его работе более подробно можно прочитать здесь: https://zen.yandex.ru/media/id/5f67644ceb9c633f81187e3e/prostoi-indikator-obryva-predohranitelia-5fa14673f278637dd443fbad
Перемычка JP1 позволяет, при необходимости и с соблюдением фазировки подключить параллельно вторичные обмотки трансформатора Т1.
Все элементы, показанные на электрической принципиальной схеме (рисунок 3) собраны на двухсторонней печатной плате. Топологическая схема размещения проводников и слоя маркировки (шелкографии) приведен на рисунке 5.
Схема соединения печатного узла с внешним регулятором напряжения, который устанавливается на передней панели источника питания приведена на рисунке 6.
Микросхема стабилизатора крепится на теплоотвод типа V7466X (рисунок 7)
Теплоотводы V7466X (рисунок 8) прекрасно подходят для отведения тепла от полупроводниковых изделий в корпусе ТО-220.
Применений в конструкции источника питания теплоотвод имеет тепловое сопротивление 7К/Вт. Этого вполне достаточно для интегрального стабилизатора напряжения при выходном токе не более 1,5 А. Также удобно, что теплоотвод предназначен для монтажа на печатную плату. Это позволяет создавать функционально законченные функциональные узлы и не выносить теплонагруженные элементы, например на корпус или внешний теплоотвод.
Параметры элементов:
C1,C2 – 470 мкФ х 35В.
C3 – 0,1 мкФ.
С4 – 10 мкФ х 25В.
C5 – 0,1 мкФ.
С6 – 10 мкФ х 25 В.
C7,C8 – 0,1 мкФ.
DA1 – LM317 (КР142ЕН12).
FU1 – 0,25А устанавливается в колодку № 696106003002.
FU2 – 2 А устанавливается в колодку № 696106003002.
HL1 - KPHCM-2012CGCK.
HL2 - KPHCM-2012SURCK.
R1 – 1 кОм.
R2 – 750 Ом.
R3 – 240 Ом.
VD1…VD4 - 1N5822.
VD5,VD6 - ES1J.
XP1 - MF2x01MRA.
XP2 - WF-4 или аналогичный отечественный из серии СНП389.
XP3 - WF-3 или аналогичный отечественный из серии СНП389.
При указанных на схеме номиналах напряжение источника регулируется в диапазоне от 1,5 до 15,5 Вольт. Если требуется другой диапазон выходного напряжения, то необходимо пересчитать сопротивление пары резисторов R4 + R5 (рисунок 5). Это легко сделать с помощью специального калькулятора: https://zen.yandex.ru/media/id/5f67644ceb9c633f81187e3e/raschet-stabilizatora-na-lm317-5f68cafa4523ae2f8f15682e
Общий вид платы источника питания приведен на рисунке 9.
Проект доступен для не коммерческого использования и файлы печатной платы можно скачать с Яндекс.Диска по ссылке:
https://yadi.sk/d/wlanRgOM3keUXQ
#LM317 #стабилизатор #ток #напряжение #блок #питание #КР142ЕН12