Назначение
Двухполярным блоком питания (БП) – называют такой источник, который имеет два канала выходного напряжения, которые обычно (но вовсе не обязательно) равны по абсолютному значению, но противоположны по полярности относительно общей точки.
Т.е. такой источник имеет на выходе три клеммы – плюс, минус и общий.
Данный вид блоков питания широко применяются в измерительной технике, где надо обрабатывать сигналы, у которых есть как плюс, так и минус, а также для различных схем на операционных усилителей и УМЗЧ.
В предлагаемой публикации рассмотрена схема и конструкция двухполярного блока питания с регулируемым выходным напряжением, который можно использовать для наладки электронных схем с мощностью до 100 Вт.
Схема основана на микросхеме DC/DC преобразователя L4960 от STMicroelectronics, которая на момент написания статьи стоит в рознице около 500 ₽.
ИМС L4960
В обоих плечах блока питания в качестве регулирующего элемента применена микросхема L4960. Это импульсный преобразователь-регулятор напряжения, способный обеспечить напряжение на выходе от 5,1 В до 40 В, при максимальном токе до 2,5 А.
Преимущества использования импульсного регулятора напряжения очевидны:
1. Увеличение КПД схемы, по сравнению с линейным блоком питания;
2. Снижение рассеиваемой мощности.
L4960 работает c частотой преобразования 150 кГц, имет защиту от превышения тока, тепловую защиту и soft-start (плавный пуск). Выпускается данная ИМС в корпусе TO-220-7.
Схема электрическая
Входное напряжение для схемы обеспечивается типовым тороидальным трансформатором ТТП100 с двумя вторичными обмотками по 25В, рассчитанными на ток до 2А. Два плеча БП идентичны и соеденены последовательно для получения общей точки (GND).
Выпрямленное и сглаженное напряжение элементами VD1С1С3 поступает на вход (1) DA1. На второй вывод микросхемы приходит напряжение обратной связи контура регулирования с переменного резистивного делителя R5R6.
Конденсатор С5, подключенный к шестому выводу микросхемы используется для «мягкого» включения. Его ёмкость выбирают в пределах от 0,47 до 2,2 мкФ.
RC-цепи на конденсаторах C8C10C12 и резисторах R1R2 задают рабочую частоту и частотную компенсацию встроенного генератора микросхемы.
С вывода 7 DA1 через выпрямительный диод VD3 и накопительную индуктивность L1 напряжение поступает на выход схемы.
Выходное напряжение можно регулировать, изменяя соотношения делителя R5R6 переменным резистором.
Конструкция и детали
Чертёж печатной платы для схемы показан на рисунке выше.
Плата изготовлена на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите. На верхнем слое проложена только цепь общего провода (GND). Нижний слой изготовить можно методом ЛУТ, скачав рисунок по ссылке, «зеркалить» который не надо, а верхний дорисовать маркером.
Индуктивности намотаны на ферритовых кольцах размерами 20×10×10 и содержат по 40 витков лакированного обмоточного провода диаметром по меди 1 мм.
На выходе схемы устанавливается китайский вольтамперный индикатор и плавкие ставки (на схеме не показаны).
Выходное напряжение регулируется отдельно в каждом плече соответствующим переменным резистором с линейной характеристикой от 5,1 до 30 В. Можно применить и сдвоенную модель.