Регулируемый блок питания (БП) есть в лаборатории практически каждого радиолюбителя. В этой статье описывается относительно простой блок питания, позволяющий плавно регулировать как выходное напряжение, так и величину оганичения выходного тока. Повторить его сможет даже начинающий радиолюбитель.
Схема
Предлагаемый БП содержит всего две микросхемы и 4 транзистора, но, несмотря на простоту, имеет неплохие характеристики. При этом выходное напряжение можно регулировать в пределах 0-23 В, ограничение тока выставить в диапазоне от 60 мА до 2 А. регулировка обеих величин плавная. Взглянем на схему блока питания.
Узел стабилизации и регулировки тока/напряжения собран на микросхеме DA1 (LM324), представляющей собой четыре операционных усилителя. В схеме используется два из них. DA1.1 отвечает за стабилизацию и регулировку напряжения, DA1.2 – за ограничение и регулировку тока. Питается микросхема стабилизированным напряжением 12 В, которое обеспечивает стабилизатор, собранный на транзисторе VT1 и интегральном стабилизаторе VR1. Это же напряжение используется в качестве опорного для узла регулировки/стабилизации тока/напряжения.
По сути, этот стабилизатор представляет собой два независимых. Первый собран на транзисторе VT1 и стабилитроне VD1, он понижает входное напряжение до 18 В. Второй – интегральный. Он «делает» из 18 В 12. Такое решение принято потому, что микросхема 7812 выдерживает входное напряжение не более 24 В, а у нас оно 30-35 В.
В качестве регулирующего элемента используется мощный биполярный транзистор VT4, которым управляет VT3. Сам же VT3 управляется операционным усилителем DA1.1 при помощи VT2. Резистор R15 служит нагрузкой при отключении полезной.
Регулировка ограничения тока осуществляется переменным резистором R12. Резисторы R5 и R6 позволяют плавно регулировать выходное напряжение точно и грубо соответственно. Резистор R14 является токоизмерительным.
Как это работает
Начнем с узла регулировки ограничения тока. Он, собран на операционном усилителе DA1.2. На неинвертирующий вход этого усилителя (вывод 12) через регулируемый делитель R11, R12, R13 поступает опорное напряжение. К инвертирующему входу относительно неинвертирующего прикладывается падение напряжения на резисторе R14, которое зависит от величины тока нагрузки.
Важно! Передвигая движок резистора R12, мы меняем величину опорного напряжения, задавая тем самым величину выходного напряжения на выходе ОУ, которое дополнительно зависит от тока нагрузки.
Узел управления напряжением собран на DA1.1. Напряжение, которое выдает DA1.2 , поступает на неинвертирующий вход ОУ и является опорным. Оно регулируется резисторами R5, R6. На инвертирующий вход через делитель R7, R8, R9 поступает напряжение с выхода БП. Резистор R9 позволяет выставить необходимое максимальное напряжение, которое можно получить с БП.
Таким образом, при увеличении выходного напряжения и тока нагрузки выше заданного напряжение на выходе DA1.1 уменьшается. Это напряжение при помощи транзистора VT2 управляет ключом VT4, VT3.
Детали и наладка
В качестве входного источника 30 В подойдет любой нестабилизарованный блок питания (трансформатор, мост, конденсатор), способный обеспечить На выходе 5 А и 30-35 В.
На месте VT4 может работать любой биполярный транзистор, выдерживающий напряжение не менее 50 В, ток не менее 10 А и имеющий рассеиваемую мощность 100 Вт. Он установлен на радиатор с эффективной площадью рассеивания не менее 400 см2.
Полезно! На этот же радиатор можно установить транзисторы VT1, VT3 и микросхему VR1. Сделать это нужно через изолирующие слюдяные прокладки. При этом площадь радиатора желательно увеличить до 500 - 600 см2.
Микросхему DA1 можно заменить на LM358, которая содержит два операционных усилителя. При этом необходимо учитывать, что цоколевка, как и количество выводов, у этих микросхем разные. Резистор R14 проволочный самодельный, с рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт. Резистор R9 лучше использовать многооборотный. Стабилитрон VD1 – любой маломощный на 17-20 В.
Налаживание устройства сводится к установке верхнего порога регулировки выходного напряжения подстроечным резистором R9. Верхний и нижний порог регулировки ограничения тока производится подбором номиналов резисторов R11, R13 для верхнего и нижнего порога соответственно.
Вот, вроде и все об этом несложном лабораторном регулируемом блоке питания. Будем надеяться, что схема будет полезна тем, кто еще не обзавелся этим необходимым при наладке самоделок устройством.