Всем здравствуйте. До сих пор есть энтузиасты, которые занимаются конструированием устройств на радиолампах, для их питания нам понадобится источник анодного напряжения. Для батарейных ламп этот источник должен иметь напряжение от 60 до 120 В, для других ламп достаточно напряжения от 200 до 250В.
На практике мы можем использовать сетевой трансформатор, от старого радиоприемника для анодного источника, и выпрямляем переменное напряжение от его вторичной анодной обмотки с помощью диодов, полученное постоянное анодное напряжение обычно составляет от 250 до 350 В без нагрузки, т. е. излишне большое. Это связано с тем, что напряжение анодной обмотки было рассчитано для выпрямительных ламп с последовательным защитным резистором, на котором в нагруженном состоянии создавалось падение напряжения не менее 50 В, а также ожидалось снижение напряжения при номинальном токе из-за значительного сопротивления анодной обмотки.
Если мы хотим, чтобы анодный источник выдавал напряжение до 250В, и это напряжение почти не зависело от тока нагрузки, мы можем выполнить стабилизатор, описанный в этой статье, в качестве выпрямителя анодного напряжения. Принципиальная схема стабилизатора представлена на рисунке.
Выпрямленное и сглаженное напряжение с анодной обмотки сетевого трансформатора поступает на входной разъем К1. Стабилизированное анодное напряжение снимается с выходной клеммной колодки K2. Диод D1 защищает стабилизатор при изменении входного напряжения. Блокировочные конденсаторы C1 и C3 подавляют возможные помехи на входе и выходе.
Входное напряжение стабилизируется последовательно N-MOSFET транзисторами (T1 и T2) типа IRFIBC20G. Транзисторы IRFIBC20G имеет характеристики 600 В, 1,7 А, 4,4 Ом и находится в изолированном корпусе TO220 с тепловым сопротивлением 4,1°C / Вт между переходом и корпусом, поэтому он может рассеивать мощность до 30Вт, включенных параллельно транзисторов, и они охлаждаются лучше. Резисторы R3 и R4 балансные гарантируют равномерный ток через оба транзистора.
Выходное напряжение стабилизатора определяется опорным напряжением на затворах T1 и T2, но примерно на 4 В ниже опорного напряжения (для приоткрытия полевого МОП-транзистора требуется напряжение около 4 В). Стабильное опорное напряжение снимается с стабилитронов D2 и D3. Сопротивление резистора R1 выбрано таким образом, чтобы через стабилитроны протекал ток около 5 мА при минимальном входном напряжении.
Блокировочный конденсатор C2 подавляет шум стабилитронов. Опорное напряжение подается на затворы T1 и T2 через резистор R2, что предотвращает возможное самовозбуждение транзисторов. При значениях компонентов, представленных в соответствии с схемой, опорное напряжение составляет 224 В, а выходное напряжение будет около 220В, при этом входное напряжение может составлять от 260 до 350 В.
Значения компонентов могут быть выбраны для других выходных и входных напряжений какое нам необходимо. Мощность резистора R1, а также стабилитронов D2 и D3 должны быть такими, чтобы они не перегружались. С точки зрения рассеивания мощности, вместо стабилитронов D2 и D3 целесообразно подключить последовательно большее количество стабилитронов с напряжением стабилизации около 30 В.
Выходной ток стабилизатора ограничивается на шунте, а именно резистор R6. Прохождение выходного тока создает падение напряжения на шунте R6, которое появляется между базой и коллектором транзистора T3 через защитный резистор R5. Когда падение напряжения на резисторе R6 достигает примерно 0,6 В, транзистор T3 открывается и увеличивает ток, протекающий через резистор R1. Это снижает напряжение на затворах T1 и T2, и, следовательно, также на выходе стабилизатора, так что даже при дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки выходной ток существенно не увеличивается.
Описанным способом выходной ток ограничивается даже в случае короткого замыкания между выходным разъемом. Согласно закону Ома, мы можем вычислить l как: I= 0,7 / R6 [A, V, Ω]. Для описываемого стабилизатора, где R6 = 10 Ом, I = 0,07 А = 70 мА. В случае короткого замыкания резистор R1 может перегрузится, поэтому короткое замыкание должно быть кратковременным (порядка секунд).
