Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем тему стабилизаторов питания.
Микросхемы-стабилизаторы прекрасные радиоэлементы, но нельзя забывать о прекрасных классических схемах стабилизаторов на транзисторах!!! Создание блока питания значительно упрощается если за основу стабилизатора взята специализированная микросхема, но для понятия основ надо сделать несколько стабилизаторов хотя бы на макетной плате и меняя в схеме элементы, узнать как они влияют на параметры.
Схему на Рис 1. не зря я назвал КЛАССИКА, без преувеличения могу сказать, что её повторили ( и сейчас повторяют ) тысячи и даже десятки тысяч радиолюбителей!!! Минимальное количество радиодеталей, но приемлемые параметры!!! Установив, в выпрямителе вместо диодов Д7 или Д226 современные диоды, например, 1N4001 на 1Ампер или 1N5400 на 3Ампера, можно получить «солидный» стабилизатор напряжения. Только потребуется увеличить ёмкость электролитических конденсаторов после диодного мостика ( обычно рекомендуют применять 2200-5000 мкФ на каждый Ампер потребляемого тока ), ёмкость конденсатора после стабилизирующего транзистора выбирают в 3-10 раз меньше. Транзистор должен быть выбран на соответствующий ток, а так же на максимальную мощность. Применение радиатора обязательно!!! Площадь радиатора определяют по максимальной рассеиваемой транзистором мощности по формуле Pmax = (Uвх – Uвых.min) x Imax и по заданной разнице температур между температурой радиатора и температурой в блоке питания. Вывод: чем больше объем блока питания и чем лучше вентиляция, тем меньше нужен радиатор!
Как рассчитывать площадь по форме многопластинчатого радиатора в интернете очень много материалов, формул и таблиц. Но всегда надо помнить, что возле охлаждаемого элемента ( транзистор или микросхема ), радиатор всегда горячее и если увеличивать длину радиатора не увеличивая толщину основного тела радиатора, эффективность «прибавки» падает и очень существенно! Медный радиатор всегда лучше алюминиевого, серебрянный ещё лучше ( но существенно дороже! ), а из алмаза был бы ещё лучше, но таких алмазов нет в природе и цены на него не сложишь, алмазные пластины применяют только в очень важных конструкциях, там где нет другого выхода ( в основном в космической аппаратуре!).
При креплении элемента на радиатор поверхность прилегания должна быть гладкая ( желательно шлифованная или качественно фрезерованная ) и желательно применение теплопроводящей пасты, но пасту надо наносить тонким слоем, её задача заполнить неровности в поверхностях. Если слой будет «толстым» теплопередача наоборот ухудшится!
Как выбрать стабилитрон на Рис 1 написано. Обычно выбирают Uб-э = 0,6-07 Вольта. И надо помнить о максимально допустимом токе вторичной обмотки трансформатора и его мощности!
Такая простая схема, а сколько факторов надо учесть, но это является основой при расчете любого блока питания транзисторного или на микросхемах.
А 50 с небольшим лет тому назад радиолюбители получили «подарок» - появилась возможность «достать» микросхемы серии К155. И сразу возникла проблема: простой блок питания +5 Вольт!
Стабилитрон КС156А очень хорошо подходил для этой цели. Собирали эту схему практически все! Рабочая «лошадка»!!!
Со временем, простые блоки питания потребовали серьёзного усовершенствования – всё чаще возникала проблема защиты от перегрузок и короткого замыкания. Изготовление печатных плат с повышенной плотностью монтажа и самого рисунка требовало аккуратности в рисунке, но не исключало ошибок… Требовалось простое ( сам стабилизатор не сложный ), но надежное устройство защиты. Огромное поле деятельности для пытливых умов!
Очень простая защита, но при увеличении нагрузки ток возрастает, падение напряжения на резисторе R4 увеличивается и часть этого напряжения, снятое с движка потенциометра R3 открывает транзистор VT3, который в свою очередь снижает напряжение на базе VT1. Величина тока защиты зависит от величины резистора R4 и регулировки на потенциометре R3. Грубоватая регулировка при наладке, требует подбора резистора R4, обычно такие низкоОмные резисторы приходится делать самому из нихромового провода.
Перепечатка из английского журнала и предложена радиолюбителям для повторения. Многие повторяли эту схему и с незначительными изменениями ( в основном подбор и замена транзисторов на отечественные) её можно и сейчас найти в интернете.
Очень хорошая схема, в моём варианте в качестве резистора R4, становил четыре резистора 2 Ом мощностью 1 Вт.
Но иногда от защиты требуется фиксированный порог срабатывания ( заданный максимальный ток ), высокое быстродействие и отсутствие возврата в рабочее состояние при снижении нагрузки – эквивалент плавкому предохранителю, только многоразовый.
Данный стабилизатор рассчитан для питания радиостанции, для возврата в рабочее состояние, необходимо выключить и снова включить питание. Функцию блокировки питания выполняет транзистор VT2, подающий сигнал на тиристорный оптрон, который в свою очередь блокирует регулируемый стабилитрон TL431, обеспечивая выключение напряжения на выходе.
Этот вариант защиты можно применять и в других стабилизаторах, чтобы исключить возврат в рабочее состояние при уменьшении тока, тем самым уменьшить развитие аварийной ситуации.
Вариантов защит ещё очень много, но описать все в одном материале трудно и для читателей утомительно…
В следующем материале будут описания схем, выполняющих только функцию стабилизаторов тока.
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!