Для радиолюбительской практики стандартного тока в 1,5А, который выдает популярная микросхема LM317, часто оказывается недостаточно. Чтобы превратить базовый регулятор в мощный силовой блок, способный питать двигатели, мощные светодиодные матрицы или заряжать автомобильные аккумуляторы, применяется схема с «умощняющим» внешним транзистором.
Электронные компоненты
Данное решение базируется на использовании высоковольтной версии стабилизатора LM317 и мощного биполярного транзистора структуры PNP — 2N3792.
Основные технические характеристики
- Диапазон выходного напряжения: 1,8 – 32 В.
- Максимальный выходной ток: 5 А (при достаточном охлаждении).
- Тип стабилизации: Линейная (обеспечивает минимальный уровень пульсаций и шумов).
- Защита: Термозащита микросхемы и ограничение тока через транзистор.
Схема и принцип работы
Основой устройства служит классическая схема включения LM317, дополненная силовым каскадом.
- Регулировка (LM317): Микросхема работает в своем штатном режиме, поддерживая стабильное опорное напряжение 1,25В между выводами OUT и ADJ. Выходное напряжение задается делителем на резисторах R3 и переменном резисторе R4. Использование версии LM317HV (High Voltage) позволяет работать с входными напряжениями до 60В, что повышает общую надежность схемы.
- Усиление тока (VT1 2N3792): Когда ток нагрузки через микросхему превышает порог, создаваемый резистором R1, на нем возникает падение напряжения. Как только это напряжение достигает ~0,6–0,7В, транзистор VT1 открывается и начинает пропускать основной ток через себя в обход микросхемы.
- Стабилизация: Система с обратной связью: микросхема продолжает «следить» за напряжением на выходе и управляет базой транзистора таким образом, чтобы на выходе поддерживалось точно заданное значение.
Рекомендации по сборке и настройке
1. Охлаждение (Критический момент)
Поскольку это линейный стабилизатор, лишняя энергия выделяется в виде тепла. При входном напряжении 40В и выходном 5В при токе 5А, на транзисторе будет рассеиваться огромная мощность (около 175 Вт).
Электронные компоненты
- Радиатор: Транзистор VT1 необходимо установить на массивный радиатор площадью не менее 600–1000 см2.
- Изоляция: Используйте слюдяные прокладки и термопасту, если радиатор соединен с корпусом устройства.
2. Входной выпрямитель
Для получения тока в 5А на выходе, ваш сетевой трансформатор должен иметь вторичную обмотку, рассчитанную минимум на 6–7А, а диодный мост (например, KBU1010 или GBU808) должен быть установлен на небольшом теплоотводе.
3. Защита от короткого замыкания
Линейные стабилизаторы с внешним транзистором уязвимы к КЗ. Хотя у LM317 есть внутренняя защита, транзистор VT1 может выйти из строя быстрее, чем сработает микросхема. Для защиты рекомендуется установить плавкий предохранитель на 5А на выходе или использовать специализированную схему защиты по току.
Преимущества данной схемы
В отличие от импульсных (DC-DC) преобразователей, данная схема практически не создает высокочастотных помех. Это делает её идеальной для питания:
- Высококачественных аудиоусилителей;
- Измерительных приборов;
- Чувствительной приемно-передающей аппаратуры.
Заключение: Несмотря на свою простоту, данная конструкция является проверенной временем «рабочей лошадкой». Она прощает ошибки монтажа и при правильном охлаждении будет служить годами в составе вашего лабораторного блока питания.