Найти в Дзене
Электроклуб

Линейный стабилизатор напряжения 5В/9В 1,5А на германиевом транзисторе

Всех приветствую!

Началось все с того что у меня затопило машину. Забилось сливное отверстие. Залило аккум по самые клемы. И он сел. Надо было чем-то зарядить. Я, как и зимой, попытался использовать для этих целей лбп, который мелкий по "схеме" алекса гайвера на xl4015. Лбп потужился полтора часа с током 2А и издох. Не выдержал 30 градусной жары видимо. Решил я разобраться с линейными источниками напряжения простыми и надёжными, дабы сделать себе. Мне тут ещё перепала куча советского радиоэлекторонного стаффа, но об этом отдельный пост будет, ибо сюда это не вместить.

Фото для затравочки. И это даже не 1/10 перепавшего мне по случаю.
Фото для затравочки. И это даже не 1/10 перепавшего мне по случаю.

Решил для начала собрать простой линейный стабилизатор на фиксированные напряжения, просто разобраться что к чему. Побродив по просторам интернета и собственного мозга, родилась следующая схема:

VT1 - П214; VT2 - КТ815; VT3 - 2n5551;
VT1 - П214; VT2 - КТ815; VT3 - 2n5551;

Силовой узел регулировки напряжения vt1-vt2 был позаимствован из схемы "комбайна Коржевского", уж больно мне он понравился (и узел, и комбайн). Источники опорных напряжений на tl431, удобно, т.к можно выставить любое напряжение, если нет подходящего стабилитрона, прямо как в моем случае. Выставил 5,5 и 9,7 на tl. В итоге имеем 5,1В и 9,3В на выходе стабилизатора(0,4В падают на vt2). Токовая защита проста как три копейки. Шунт из нихромового провода 0,4 Ом и транзистор vt3, который просаживает управляющий сигнал на vt2 при образования падения напряжения более 0,5В на шунте. VT1 можно любой германиевый средней мощности подходящего напряжения и тока, можно П214,П217 например, VT3 - любой маломощный npn. VT1, VT2 установить на радиаторы!

А вот так это дело выглядит "в железе"
А вот так это дело выглядит "в железе"

Схема показала себя более чем годной. Ограничение тока работает уверенно. При превышении тока в 1,5А ток плавно снижается до 1А при разогреве шунта. Даже кратковременно выдерживает КЗ на выходе. Только транзисторы греются. Держал в состоянии КЗ около 30 сек, ничего не произошло, после прекратил издевательство, т.к. vt2 у меня без радиатора и ощутимо нагрелся.

Далее рассмотрим плюсы и минусы данного стабилизатора:

Плюсы:

Схема проста как угол дома, собирается за вечер из подножного хлама, уверенно работает и не требует наладки.

Схема буквально "резиновая" во всех смыслах: нужен больший ток? Пересчитываем шунт, ставим трансформатор и радиаторы помощнее - дело в шляпе. Но больше 3А я бы её грузить не стал. Хотя, если задублировать силовой выходной транзистор... Резиновая короче) Нужны другие напряжения? Пересчитываем делитель и ограничивающий резистор на tl431. Нужно больше напряжений? Больше каналов с tl431, галетник для переключения и пожалуйста.

Дубовость. Сломать такое уже сложнее чем новомодный импульсник. Хотя... то что один человек сделал, другой завсегда сломать сможет.

Минусы:

Греется. Хотя не удивительно. Линейный стабилизатор греется - вот так новость.

Отсутствие обратной связи по напряжению. Поэтому коэффициент стабилизации не очень высок. Но для нетребовательных задач годится.

Примитивная защита по току. Что на шунте упало, то рассеялось в виде тепла в окружающем пространстве, и то мы недополучили на выходе. Это плата за простоту. Вообще, если дополнить внешним регулятором тока на ОУ и более низкоомным шунтом, выйдет очень годно. Напряжение не будет проседать так сильно и мы получим больший коэффициент стабилизации.

Отсутствие полноценной защиты от КЗ. Хотя, если дополнить схему мощными радиаторами на vt1-vt2 КЗ, она бояться перестанет. Просто в случае замыкания выхода получим годный обогреватель. Я же выполню защиту от КЗ на компараторе отдельным блоком сразу для двух регуляторов. Этот стабилизатор, совместно с более мощным регулятором напряжения, отправлю трудится в гараж. Конкретно этот блок будет трудится на зарядку старых usb гаджетов, питание приемника vef и транзистор-тестера, так что одного ампера мне хватит с головой. Почему 1,5А? Да потому что среди перепавших мне трансформаторов не оказалось ни одного более-менее мощного с выходом в 12в. Только мелочь, которая больше и не отдаст. Ставил шунт мощнее из более толстого нихромового провода, под ток ограничения 2А. Спокойно работает, только выходники греются сильнее.

Кому и где можно такое применить?

1. В качестве ЛБП на ходовые напряжения и источника питания "помощника" для устройств, нуждающихся в питании без импульсных помех.

2. С небольшой доработкой напильником получается неплохое зарядное устройство для мотоциклетных свинцовых аккумуляторов 6в/12в да и автомобильных, только долго будет.

3. Тому кто обладает запасом старых компонентов и вдруг понадобился линейный стабилизатор напряжения. Вот он - из казалось бы никому не нужного хлама.

Нафига я это делал, если можно было просто взять 7805 и 7809, повесить на радиатор с минимальной обвязкой и получить профит?

1. По приколу. Это же круто напрячь мозги и сделать что-то свое, разобраться в принципах. Последнее время радиолюбительство скатилась к сборке устройств из готовых модулей с али. Хорошо это или плохо - судить не буду, просто отмечаю наличие тенденции.

2. Пощупать линейники. Это первый линейник из рассыпухи собранный мной с нуля. Изучить тенденции, понять принципы, понять что и где можно улучшить.

3.Найти пристанище для старых компонентов, хотел уйти от советских компонентов т.к все труднее их покупать, но раз их мне привалило дофига и нахаляву то буду их использовать. Не для того я их брал чтобы они продолжали валяться в коробочках.

Печатка просто нарисована маркером и вытравлена. Забавно соседство млт-1 и smd резисторов в корпусах 1206 и 0805. На припаяный сбоку млт-1 не обращайте внимания. Нагрузочный. Он либо переедет на выходной разъём, либо будет заменён небольшой лампочкой на 24в - для быстрой разрядки выходного конденсатора при переключении напряжения вниз.
Печатка просто нарисована маркером и вытравлена. Забавно соседство млт-1 и smd резисторов в корпусах 1206 и 0805. На припаяный сбоку млт-1 не обращайте внимания. Нагрузочный. Он либо переедет на выходной разъём, либо будет заменён небольшой лампочкой на 24в - для быстрой разрядки выходного конденсатора при переключении напряжения вниз.

Ждите статью про мощный линейный регулятор напряжения и сборку готового устройства.