В этой статье мы рассмотрим стабилизированный источник питания с плавной регулировкой выходного напряжения 0...24 вольта и током 3 ампера. Защита блока питания реализована на принципе ограничения максимального тока на выходе источника. Подстройка порога ограничения по току производится резистором R8. Выходное напряжение регулируется переменным резистором R3.
Принципиальная схема блока питания изображена на рисунке 1.
Перечень элементов:
R1........................180R 0,5W
R2, R4................. 6К8 0,5W
R3.......................10k (4k7 – 22k) reostat
R5........................7k5 0,5W
R6........................0.22R не менее 5W (0,15- 0.47R)
R7.......................20k 0,5W
R8.......................100R (47R – 330R)
C1, С2.................1000 x35v (2200 x50v)
C3.......................1 x35v
C4.......................470 x 35v
C5......................100n ceramick (0,01-0,47)
F1......................5A
T1......................KT816 (BD140)
T2......................BC548 (BC547)
T3......................KT815 (BD139)
T4......................KT819 (КТ805,2N3055)
T5......................KT815 (BD139)
VD1-4................КД202 (50v 3-5A)
VD5.................. BZX27 (КС527)
VD6...................АЛ307Б, К (RED LED)
Начнем по порядку:
Понижающий трансформатор выбирается такой мощности, чтобы он был способен долговременно отдавать ток в нагрузку требуемой величины, а напряжение на вторичной обмотке было на 2...4 вольта больше максимального напряжения на выходе блока питания. Соответственно и выпрямительный мост выбирается с запасом по току, чтобы не пришлось потом диоды моста или диодную сборку лепить на радиатор.
Как прикинуть мощность трансформатора? Например: на вторичке должно быть 25 вольт при токе 3 ампера, значит имеем 25 * 3 = 75 Ватт. Чтобы трансформатор мог долговременно отдавать в нагрузку 3 ампера увеличьте это значение процентов на 20... 30, т.е. 75 + 30% = 97,5 Вт. Отсюда следует, что необходимо выбрать 100 ваттный трансформатор.
Если у вас не нашлось готового подходящего трансформатора, и вам необходимо рассчитать и намотать его самому, прочитайте статью"Простой расчет понижающего трансформатора".
Максимальное напряжение на выходе блока питания зависит от стабилитрона VD5, стоящего в коллекторной цепи транзистора Т1. Например: при использовании стабилитрона КС168, на выходе получим максимальное напряжение порядка 5 вольт, а если поставить КС527, на выходе поимеем максимальное напряжение вольт 25. Информацию по стабилитронам можете найти в статье : "Как работает стабилитрон. Параметры стабилитронов."
Какого номинала должна быть фильтрующая емкость, стоящая после диодного моста? В нашем случае по схеме стоят две емкости в параллель С1 и С2 по 1000 микрофарад. А вообще емкость этого конденсатора выбирается из расчета порядка 1000 микрофарад на 1 ампер выходного тока.
Электролит С4, стоящий на выходе блока питания выбирается в районе 200 микрофарад на 1 ампер выходного тока.
На какое напряжение поставить электролиты С1, С2 и С4? Если не вдаваться в заумные расчеты, то можно воспользоваться формулой:~Uвх:3×4 , т.е. величину напряжения, которую выдает вторичная обмотка понижающего трансформатора, нужно разделить на 3 и умножить на 4. Например: на вторичке имеем 25 вольт переменки, отсюда 25:3*4 = 33,33 , поэтому конденсаторы С1, С2 и С4 выбраны на Uраб = 35 вольт. Можно поставить емкости с более высоким рабочим напряжением, но никак не меньшим расчетной величины. Конечно такой расчет грубоват, но тем не менее...
На Т5 собран ограничитель тока. Порог ограничения зависит от номинала резистора R6 и положения переменного резистора R8. В принципе переменник R8 можно и не устанавливать, а порог ограничения сделать фиксированным. Для этого базу транзистора Т5 соединим с эмиттером Т4 напрямую, а подбором резистора R6 установим необходимый порог. Например: при R6=0,39 Ом ограничение будет порядка 3 ампер.
Регулировка тока ограничения. Без нагрузки установите потенциометром R3 Uвых порядка 5 вольт. Подсоедините к выходу БП последовательно соединенные амперметр и резистор 1 Ом (мощность резистора ватт 10). Подстроить R8 на необходимый ток ограничения. Проверяем: понемногу выкручиваем R3 на максимум, при этом показания контрольного амперметра не должны изменяться.
В процессе работы транзистор Т1 слегка греется, поставьте его на небольшой радиатор, а вот Т4 калится основательно, на нем рассеивается приличная мощность, тут без радиатора внушительного размера не обойтись, а еще лучше к этому радиатору кулер от компьютера приспособить.
Как прикинуть мощность рассеяния Т1? Например: напряжение после диодного моста 28 вольт, а на выходе вольт 12. Разница составляет 16 вольт. Прикинем мощность рассеяния при максимальном токе 3 ампера, т.е. 12*3 = 36 Ватт. Если выходное напряжение выставим 5 вольт при токе 3 ампера, значит на транзисторе рассеится мощность (28 - 5) * 3 = 69 Ватт. Поэтому при выборе транзистора Т4 не поленитесь заглянуть в справочник по транзисторам, посмотрите на какую мощность рассеяния он рассчитан (в таблице колонка Рк max). Справочный материал по транзистору смотри на рисунке ниже (для увеличения картинки кликните на изображении):
Печатная плата блока питания изображена на следующем рисунке:
Какого номинала поставить предохранитель? В этой схеме стоит два предохранителя: по первичной обмотке трансформатора (выбирается на 0,5...1 ампер больше максимального тока первичной обмотки), и второй перед выпрямительным мостом (выбирается на 1 ампер больше максимального тока ограничения БП).
С этой схемы можно выжать гораздо больше 3 ампер, для этого необходимо иметь транс-р, способный выдать необходимый ток, поставить диодный мост с запасом по току, пересчитать фильтрующие емкости, дорожки на плате, по которым будет протекать большой ток армировать толстым проводом, и применить параллельное соединение транзисторов в качестве Т4 как показано на следующем рисунке. Транзисторы так же ставятся на радиатор с принудительным обдувом вентилятором.
Если вы собираетесь использовать этот БП в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, установите без нагрузки (аккумулятор не подключен) регулятором напряжения порядка 14,6 вольт на выходе и подключите аккумулятор. По мере заряда батареи плотность электролита увеличивается, сопротивление возрастает, соответственно ток будет падать. Когда аккумулятор зарядится и на его клеммах будет 14,6 вольт, зарядный ток прекратится.
Внешний вид печатной платы и собранного блока питания смотрите ниже:
Принципиальная схема блока питания изображена на рисунке 1.
Перечень элементов:
R1........................180R 0,5W
R2, R4................. 6К8 0,5W
R3.......................10k (4k7 – 22k) reostat
R5........................7k5 0,5W
R6........................0.22R не менее 5W (0,15- 0.47R)
R7.......................20k 0,5W
R8.......................100R (47R – 330R)
C1, С2.................1000 x35v (2200 x50v)
C3.......................1 x35v
C4.......................470 x 35v
C5......................100n ceramick (0,01-0,47)
F1......................5A
T1......................KT816 (BD140)
T2......................BC548 (BC547)
T3......................KT815 (BD139)
T4......................KT819 (КТ805,2N3055)
T5......................KT815 (BD139)
VD1-4................КД202 (50v 3-5A)
VD5.................. BZX27 (КС527)
VD6...................АЛ307Б, К (RED LED)
Начнем по порядку:
Понижающий трансформатор выбирается такой мощности, чтобы он был способен долговременно отдавать ток в нагрузку требуемой величины, а напряжение на вторичной обмотке было на 2...4 вольта больше максимального напряжения на выходе блока питания. Соответственно и выпрямительный мост выбирается с запасом по току, чтобы не пришлось потом диоды моста или диодную сборку лепить на радиатор.
Как прикинуть мощность трансформатора? Например: на вторичке должно быть 25 вольт при токе 3 ампера, значит имеем 25 * 3 = 75 Ватт. Чтобы трансформатор мог долговременно отдавать в нагрузку 3 ампера увеличьте это значение процентов на 20... 30, т.е. 75 + 30% = 97,5 Вт. Отсюда следует, что необходимо выбрать 100 ваттный трансформатор.
Если у вас не нашлось готового подходящего трансформатора, и вам необходимо рассчитать и намотать его самому, прочитайте статью"Простой расчет понижающего трансформатора".
Максимальное напряжение на выходе блока питания зависит от стабилитрона VD5, стоящего в коллекторной цепи транзистора Т1. Например: при использовании стабилитрона КС168, на выходе получим максимальное напряжение порядка 5 вольт, а если поставить КС527, на выходе поимеем максимальное напряжение вольт 25. Информацию по стабилитронам можете найти в статье : "Как работает стабилитрон. Параметры стабилитронов."
Какого номинала должна быть фильтрующая емкость, стоящая после диодного моста? В нашем случае по схеме стоят две емкости в параллель С1 и С2 по 1000 микрофарад. А вообще емкость этого конденсатора выбирается из расчета порядка 1000 микрофарад на 1 ампер выходного тока.
Электролит С4, стоящий на выходе блока питания выбирается в районе 200 микрофарад на 1 ампер выходного тока.
На какое напряжение поставить электролиты С1, С2 и С4? Если не вдаваться в заумные расчеты, то можно воспользоваться формулой:~Uвх:3×4 , т.е. величину напряжения, которую выдает вторичная обмотка понижающего трансформатора, нужно разделить на 3 и умножить на 4. Например: на вторичке имеем 25 вольт переменки, отсюда 25:3*4 = 33,33 , поэтому конденсаторы С1, С2 и С4 выбраны на Uраб = 35 вольт. Можно поставить емкости с более высоким рабочим напряжением, но никак не меньшим расчетной величины. Конечно такой расчет грубоват, но тем не менее...
На Т5 собран ограничитель тока. Порог ограничения зависит от номинала резистора R6 и положения переменного резистора R8. В принципе переменник R8 можно и не устанавливать, а порог ограничения сделать фиксированным. Для этого базу транзистора Т5 соединим с эмиттером Т4 напрямую, а подбором резистора R6 установим необходимый порог. Например: при R6=0,39 Ом ограничение будет порядка 3 ампер.
Регулировка тока ограничения. Без нагрузки установите потенциометром R3 Uвых порядка 5 вольт. Подсоедините к выходу БП последовательно соединенные амперметр и резистор 1 Ом (мощность резистора ватт 10). Подстроить R8 на необходимый ток ограничения. Проверяем: понемногу выкручиваем R3 на максимум, при этом показания контрольного амперметра не должны изменяться.
В процессе работы транзистор Т1 слегка греется, поставьте его на небольшой радиатор, а вот Т4 калится основательно, на нем рассеивается приличная мощность, тут без радиатора внушительного размера не обойтись, а еще лучше к этому радиатору кулер от компьютера приспособить.
Как прикинуть мощность рассеяния Т1? Например: напряжение после диодного моста 28 вольт, а на выходе вольт 12. Разница составляет 16 вольт. Прикинем мощность рассеяния при максимальном токе 3 ампера, т.е. 12*3 = 36 Ватт. Если выходное напряжение выставим 5 вольт при токе 3 ампера, значит на транзисторе рассеится мощность (28 - 5) * 3 = 69 Ватт. Поэтому при выборе транзистора Т4 не поленитесь заглянуть в справочник по транзисторам, посмотрите на какую мощность рассеяния он рассчитан (в таблице колонка Рк max). Справочный материал по транзистору смотри на рисунке ниже (для увеличения картинки кликните на изображении):
Печатная плата блока питания изображена на следующем рисунке:
Какого номинала поставить предохранитель? В этой схеме стоит два предохранителя: по первичной обмотке трансформатора (выбирается на 0,5...1 ампер больше максимального тока первичной обмотки), и второй перед выпрямительным мостом (выбирается на 1 ампер больше максимального тока ограничения БП).
С этой схемы можно выжать гораздо больше 3 ампер, для этого необходимо иметь транс-р, способный выдать необходимый ток, поставить диодный мост с запасом по току, пересчитать фильтрующие емкости, дорожки на плате, по которым будет протекать большой ток армировать толстым проводом, и применить параллельное соединение транзисторов в качестве Т4 как показано на следующем рисунке. Транзисторы так же ставятся на радиатор с принудительным обдувом вентилятором.
Если вы собираетесь использовать этот БП в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, установите без нагрузки (аккумулятор не подключен) регулятором напряжения порядка 14,6 вольт на выходе и подключите аккумулятор. По мере заряда батареи плотность электролита увеличивается, сопротивление возрастает, соответственно ток будет падать. Когда аккумулятор зарядится и на его клеммах будет 14,6 вольт, зарядный ток прекратится.
Внешний вид печатной платы и собранного блока питания смотрите ниже:
Eklentiler
Son düzenleme:
