500 схем для радиолюбителей. (Часть.4. Источники питания)

Купить книгу "500 схем для радиолюбителей. Источники питания." в интернет-магазине Озон с доставкой

или

Скачать книгу - "500 схем для радиолюбителей." Николаев А.П., Малкина М.В. - (2.5 Мб.)

Файл представлен в формате Adobe Acrobat (pdf)
 Скачать удобную программу для чтения PDF файлов - Foxit Reader
 Или скачать Adobe Acrobat Reader

---

Содержание книги:

Сверхэкономичный стабилизатор напряжения 9В 0,05А......5
Экономичный стабилизатор напряжения 5...12В, 0.1А.........6
Экономичный стабилизатор напряжения с полевыми транзисторами 10...20В, 0,15А.....7
Стабилизатор напряжения с полевым транзистором 9В, 0,1А ........................10
Блок питания с гасящим конденсатором ЗВ, 0,ЗА................11
Конденсаторно - стабилитронный выпрямитель 10В, 0,1 А .. 14
Сетевая «крона» 6В, 0,15А .....................................................15
Блок питания 0...12В, 0,ЗА......................................................18
Стабилизатор напряжения с защитой 12В, 0,5А...................19
Стабилизатор напряжения на ОУ 25В, 0,2А..........................22
Простой стабилизатор напряжения на
ИМС142ЕН1Г9В,0,5А............................................................23
Стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания 9В, 0,5А............24
Стабилизатор напряжения для автомобильного аккумулятора 9В, 0,ЗА ............25
Двуполярный источник питания с выходным напряжением ± 12,6 В, 0,6А... 27
Стабилизатор напряжения 9В, 0,5А.......................................29
Стабилизатор напряжения, защищенный от коротких замыканий выхода 2...12В, 0,ЗА.....31
Защита блока питания от короткого замыкания.....................32
Блок питания 60В, 0,1А ...........................................................35
Комбинированный блок питания 0...215В...............................36
Транзисторный фильтр для телевизора 250В, 0,15А............39
Блок питания для телевизора 250В, 0,2А.............................. 40
Простой блок питания 5В, 0,5А ..............................................43
Простой стабилизатор напряжения с высоким коэффициентом стабилизации 5В, 0,5А......44
Источник питания для детских электрофицированных игрушек+12В,-12В, 0,ЗА............45
Источник питания с плавной инверсией выходного напряжения +5В, -5В, 0,5А...........47
Стабилизатор напряжения для УНЧ 15В, 0,6А......................49
Стабилизатор напряжения с логическими элементами 5В, 1А .......49
Стабилизатор напряжения 12В, 1А........................................50
Стабилизатор напряжения 10В.1А с полевым транзистором .................52
Регулируемый двуполярный источник питания +6В, -6В, 0,8А...............54
Блок питания на ТВК-110 ЛМ 5...25В, 1А............................55
Стабилизированный источник питания + 40В, 1.2А..............57
Комбинированный лабораторный блок питания 4...12В, 1,5А.....58
Блок питания 1...29В, 2А.........................................................62
Регулятор напряжения с ограничителем тока.......................65
Параллельное включение стабилизаторов 142ЕН5.............67
Простой стабилизатор напряжения с защитой от КЗ 15...38В, ЗА.....68
Транзисторный стабилизатор с защитой от КЗ 15...27В, ЗА 69
Мощный блок питания для усилителя НЧ 27В, ЗА...............71
Регулируемый стабилизатор тока 16 В, 7А..........................71
Источник питания повышенной мощности 14В, 20А.............74
Стабилизатор напряжения для питания УМЗЧ 19В, 20А.....77
Источник питания для компьютера........................................78
Блок питания для персонального компьютера « РАДИО 86 РК»...79
Применение интегральных стабилизаторов напряжения КР142 (подборка схем).......83
Сетевая «КРОНА» 9В, 0,03А.................................................. 97
Стабилизированный сетевой преобразователь напряжения ..... 99
Миниатюрный импульсный сетевой блок питания 5В, 0.2А ......103
Импульсный стабилизатор напряжения на КТ825 15В, 1А........105
Экономичный импульсный блок питания 2x27В, 0,6А.........107
Импульсный блок питания УНЧ 4x30В, 1А .........................111
Импульсный стабилизатор напряжения с высоким КПД 5В, 2А........115
Стабилизатор напряжения на компараторе 5В, 2А........... 117
Импульсный стабилизатор напряжения 5В, 2А...................119
Ключевой стабилизатор напряжения 5В, 2 А.......................123
Пятивольтовый блок питания с ШИ стабилизатором .........123
Импульсный сетевой блок питания УМЗЧ...........................128
Экономичный импульсный блок питания 2x25В, 3,5А.........131
Простой ключевой стабилизатор напряжения 5В, 4А..........133
Блок питания 12В 6А..............................................................135
Релейный стабилизатор напряжения 5В, 10А......................136
Преобразователь напряжения для авометра Ц20...............140
Преобразователь напряжения с ШИ модуляцией ..............141
Универсальный преобразователь напряжения ....................144
Бестрансформаторный пятивольтовый преобразователь напряжения ..............146
Бестрансформаторный преобразователь 6В > 12В..........147
Экономичный преобразователь напряжения для питания варикапов ............. 149
Бестрансформаторный девятивольтовый преобразователь напряжения.............150
Тринисторный преобразователь 12В > 220В.......................152
Преобразователь полярности напряжения..........................154
Инвертор полярности напряжения....................................... 156
Преобразователь напряжения 28В >250В............................157
Высоковольтный преобразователь 50В > 18 кВ.................158
Преобразователь напряжения для электробритвы 12В > 220В .....161
Преобразователь напряжения 12В > 220 В .......................163
Преобразователь напряжения для автомобиля..................165
Мощный тиристорный преобразователь 12В > 500В, 1А ..168
Источник резервного питания для АОН...............................169
Источник питания для часов на БИС....................................172
Автомат отключения батареи в кассетном магнитофоне......175
Стабилизатор напряжения велофары..................................176
Автоматическое зарядное устройство..................................178
Универсальное зарядное устройство...................................179
Индикатор тока аккумуляторной батареи.............................181
Сигнализатор разрядки батареи аккумуляторов..................182
Индикатор разряда аккумуляторных батарей ....................183
Индикатор отклонений сетевого напряжения......................184
Светодиод как индикатор сетевого напряжения..................186
Индикатор потребляемой мощности ...................................187
Регулируемый электронный предохранитель......................189
Индикатор перегорания предохранителя.............................191
Автоматический ограничитель переменного тока ...............192
Стабилизатор напряжения переменного тока.....................194
Два напряжения от одной обмотки трансформатора..........198
Двуполярное напряжение от одной обмотки трансформатора............199
Упрощенный расчет трансформаторов питания.................200
Простой импульсный блок питания на 15В.1А................... 205
Импульсный источник питания на 6В, ЗА ...........................206
Импульсный преобразователь с 12В на 220 В 50 Гц..........209
Защита радиоаппаратуры от повышения напряжения в сети ....212
Звуковой сигнализатор перегрузки блока питания............214
Список использованной литературы ..................................220


Выдержки из книги (страницы с 5 по 15)


Сверхэкономичный стабилизатор напряжения

Этот компенсационный стабилизатор, предназначенный для питания малогабаритной радиоаппаратуры, очень прост. Его отличает малое собственное потребление тока - всего 20...30мкА. Выходное сопротивление стабилизатора - 0,5...1 Ом, коэффициент стабилизации - более 50, максимальный ток нагрузки - 50 мА. Хорошую экономичность удалось получить благодаря применению в регулирующем элементе полевого транзистора VT2 и работе транзистора VT3 в режиме микротока, с этой же целью в источнике образцового напряжения традиционный стабилитрон заменен эмиттерным переходом транзистора VT4. Если стабилизатор предполагается использовать с током нагрузки более 20 мА, транзистор VT1 необходимо снабдить радиатором, или заменить более мощным (например КТ602Б). Если же, наоборот, ток нагрузки не будет более 5 мА, тогда транзистор VT1 следует подобрать с обратным током коллектора менее 1мкА.

В стабилизаторе вместо КП103И можно использовать транзисторы КП103К - КП103М. вместо КП304А - КП302 или любой из серии КП301; вместо КТ315Б - любой из серий КТ315 и КТ316. Налаживание заключается в подборке транзистора VT4 до получения на выходе требуемого выходного напряжения. Подробное описание стабилизатора приводится в[ 1].

Экономичный стабилизатор напряжения

Особенностями стабилизатора, схема которого изображена на следующем рисунке, являются способность работать при пониженном входном напряжении (15 В) и относительно малое собственное потребление тока. Это позволяет рекомендовать его для аппаратуры с автономным питанием. Выходное напряжение стабилизатора можно регулировать переменным резистором R4 в пределах от 5 до 12 В. Благодаря применению в регулирующем элементе полевого транзистора V1 и высокоомной нагрузки удалось получить достаточно хорошие характеристики:
коэффициент стабилизации более 200,
выходное сопротивление 0,3...1,5 Ом при максимальном токе нагрузки до 100 мА. На транзисторе V4 собран стабилизатор тока, играющий роль экономичного источника образцового напряжения. Минимально допустимое падение напряжения на регулирующем транзисторе V2 равно 1.5 В (при токе нагрузки до 30 мА). Максимальный нагрузочный ток можно увеличить, если заменить транзистор V2 на более мощный. Допускается замена транзистора V4 на резистор сопротивлением 2...5 кОм, а резистора R4 на стабилитрон КС133А, т. е. замена стабилизатора тока на обычный параметрический стабилизатор. Однако при этом значительно возрастает ток, потребляемый стабилизатором. По указанной схеме можно собирать стабилизаторы на выходное напряжение до 30 В, соответственно подбирая (в сторону увеличения) номиналы резисторов R2, R3, R4. Подробно эта схема описывается в [ 2 ].

Экономичный стабилизатор напряжения с полевыми транзисторами

Рекомендуемый стабилизатор напряжения предназначен для питания высококачественной аппаратуры. Применение в нем полевого транзистора в качестве регулирующего (VT1) позволило питать источник образцового напряжения (резистор R1, стабилитрон VD1) и усилитель постоянного тока (операционный усилитель DA1) выходным стабилизированным напряжением, а также ослабить до минимума связь между входом и стабилизатором (через канал сток - исток транзистора), что уменьшило проникновение пульсаций входного напряжения в нагрузку.
Основные технические характеристики:
Коэффициент стабилизации напряжения.......... 70 000
Входное напряжение, В...................................... 10...20
Выходное напряжение, В..................................... 9
Максимальный ток нагрузки, мА............................ 150
Выходное сопротивление, 0м............................ 0,003
Коэффициент стабилизации напряжения измерен при токе нагрузки 30 мА цифровым вольтметром В7-34. При изменении входного напряжении от 10 до 20 В выходное изменялось не более чем на 0,0001 В, что соответствует коэффициенту стабилизации 70 000. Стабилизатор не боится короткого замыкания на выходе и перегрузок по току. С увеличением тока нагрузки напряжение затвор - исток и сопротивление канала сток - исток полевого транзистора уменьшаются. При этом напряжение на выходе ОУ увеличивается до максимального значения, которое всегда меньше питающего напряжения. При дальнейшем увеличении тока нагрузки напряжение затвор - исток транзистора становится постоянным и равным разности выходного напряжения стабилизатора и напряжения насыщения на выходе ОУ - стабилизатор переходит в режим стабилизации выходного тока. При коротком замыкании на выходе ток через стабилизатор не может превысить своего максимального значения, равного току стока транзистора при нулевом напряжении между затвором и истоком. Мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором при длительном коротком замыкании на выходе стабилизатора не должна превышать допустимую (для транзистора КП903Б - 6Вт при температуре воздуха не выше 25°С). Если, например, максимальный ток стока транзистора равен 400мА, то мощности 6Вт соответствует напряжение 15В. Это наибольшее входное напряжение стабилизатора при длительном коротком замыкании на выходе. При токе нагрузки более ЗОмА регулирующий транзистор необходимо устанавливать на теплоотвод. Конденсаторы С1 и С2 корректируют частотную характеристику ОУ, а СЗ и С4 - блокируют цепи питания ОУ и нагрузки. Конденсатор СЗ надо монтировать возможно ближе к ОУ. Ослабление влияния колебаний температуры окружающей среды на выходное напряжение достигается использованием в стабилизаторе              проволочных              резисторов              и термостабилизированных стабилитрона и ОУ. В результате за первую минуту после включения питания выходное напряжение стабилизатора изменяется в пределах до 800 мкВ, за следующие 20 мин не более чем на 100 мкВ. Стабилитрон КС166А можно заменить на КС162А, КС168А, а ОУ К551УД1Б - на К153УД5, К140УД12, К140УД6, К140УД7, К140УД10, К140УД11, К153УД2, К153УД4, К153УД6 или К140УД1А с соответствующими цепями коррекции. Но при такой замене стабильность выходного напряжения несколько ухудшится, потому что коэффициент стабилизации напряжения прямо пропорционален коэффициенту усиления ОУ. Налаживание стабилизатора сводится к установке необходимого выходного напряжения путем изменения соотношения номиналов резисторов R2 и R3. Подробное описание схемы приводится в [ 4 ].

Стабилизатор напряжения с полевым транзистором


Особенностью этого транзисторного компенсационного стабилизатора          напряжения является применение в цепи обратной связи полевого транзистора ТЗ который выполняет роль динамической нагрузки для транзистора Т2. При увеличении тока канала транзистора ТЗ сопротивление канала возрастает, а при уменьшении тока снижается. Вследствие этого коэффициент стабилизации напряжения повышается: при изменении входного напряжения от 11 до 19 В выходное напряжение изменяется в пределах ± 60 мВ. Номинальное значение выходного напряжения при использовании стабилитрона типа Д814Б равно 9 В. Номинальный ток нагрузки стабилизатора - 0,1 А. Регулирующий транзистор Т1 смонтирован на радиаторе в виде алюминиевой пластины размером 35x40 мм; его статический коэффициент передачи тока около 50. Вместо транзистора МП37А можно использовать транзистор МП113А, а вместо стабилитрона Д814Б - Д809. Если же нужно получить выходное напряжение иной величины, следует применить стабилитрон другого типа с соответствующим напряжением стабилизации. В последнем случае может потребоваться подбор сопротивления резистора R1. При замене последнего полевым транзистором типа КП102 (затвор и исток соединяются со стабилитроном, а сток с коллектором транзистора Т1) коэффициент стабилизации устройства увеличивается. Описание этого устройства приводится в [ 3 ].

Блок питания с гасящим конденсатором

Использование конденсаторов для понижения напряжения, подаваемого на нагрузку от осветительной сети, имеет давнюю историю. В 50-е годы радиолюбители широко применяли в бестрансформаторных источниках питания радиоприемников конденсаторы, которые включали последовательно в цепь нитей накала радиоламп. Это позволяло устранить гасящий резистор, являющийся источником тепла и нагрева всей конструкции. В последнее время заметен возврат интереса к источникам питания с гасящим конденсатором. Присущий всем без исключения подобным устройствам недостаток -повышенная опасность из-за гальванической связи выхода с электрической сетью - ясно осознается, но допускается в расчете на грамотность и аккуратность пользователя. Однако эти сдерживающие факторы недостаточны, чтобы уберечь от беды, отчего бестрансформаторные устройства могут иметь лишь весьма огоаниченное применение.

Здесь может представлять интерес компромиссный вариант источника, обеспечивающий электробезопасность, с гасящим конденсатором и простым, доступным начинающему радиолюбителю трансформатором. Таким трансформатор получится, если напряжение на его первичной обмотке ограничить значением около 30 В. Для этого достаточно 600...650 витков сравнительно толстого, удобного при намотке провода; ради упрощения, можно для обеих обмоток использовать один и тот же провод. Излишек напряжения здесь примет на себя конденсатор, включенный последовательно с первичной обмоткой (конденсатор должен быть рассчитан на номинальное напряжение не менее 400 В). По такому принципу целесообразно организовывать питание низковольтных нагрузок с током в первичной цепи (с учетом небольшого коэффициента трансформации) до 0,5А. На рисунке представлена схема подобного устройства, подходящего для работы с гирляндой из светод йодов настольной мини - елочки или для аудио - плейера. Включение светодиодов (8-10 штук) производится параллельно; при этом устраняется обычная путаница проводов, их легче сделать незаметными в "хвое" ствола и веточек. Трансформатор можно
собрать на магнитопроводе Ш12х15. Для намотки подойдет провод ПЭВ-1 диаметром 0,16 мм; число витков первичной и вторичной обмоток - 600 и 120...140 соответственно. Изготовить такой трансформатор удастся, как говорится, "на коленке". Электрическую прочность не менее 2 кВ обеспечит изоляционная прокладка между обмотками из лавсановой пленки толщиной 0,1 мм или конденсаторной бумаги. Для того чтобы устройство не вышло из строя при отключении нагрузки, к выходу моста VD1- VD4 следует подключить стабилитрон Д815Г. В нормальном режиме он не работает, поскольку имеет минимальное напряжение стабилизации выше рабочего на выходе моста. Предохранитель FU1 защищает трансформатор и стабилизатор при пробое конденсатора С1. Для ограничения тока при подключении блока питания к сети последовательно с конденсатором С1 необходимо включить резистор сопротивлением несколько сотен 0м, а для разрядки конденсатора после отключения - параллельно ему резистор сопротивлением несколько сотен кОм. В цепи последовательно соединенных емкостного (конденсатор С 1) и индуктивного (трансформатор Т1) сопротивления может возникать резонанс напряжения. Об этом следует помнить при конструировании и налаживании подобных источников питания.

Конденсаторно - стабилитронный выпрямитель

Бестрансформаторные маломощные сетевые блоки питания с гасящим конденсатором получили широкое распространение в радиолюбительских конструкциях благодаря простоте своей кострукции, несмотря на такой серьезный недостаток, как наличие гальванической связи блока питания с сетью.

Входная часть блока питания содержит балластный конденсатор С1 и мостовой выпрямитель из диодов VD1, VD2 и стабилитронов VD3, VD4. Для ограничения броска тока через диоды и стабилитроны моста в момент включения в сеть последовательно с балластным конденсатором следует включить токоограничивающий резистор сопротивлением 50...100 Ом, а для разрядки конденсатора после отключения блока от сети, параллельно ему - резистор сопротивлением 150...300 кОм. К выходу блока подключают оксидный конденсатор фильтра емкостью 2000 мкФ на номинальное напряжение не менее 10В. В результате получаются функционально законченные блоки питания. При использовании мощных стабилитронов (Д815А ... Д817ГП), имеющих на корпусе шпильку крепления, их можно установить на общий радиатор, если в обозначении их типа присутсвует буква П. В противном случае диоды и стабилитроны необходимо поменять местами. Гальваническая связь сети с выходом блока питания, а значит, и с питаемой аппаратурой, создает реальную опастность поражения электрическим током. Об этом следует помнить при конструировании и налаживании блоков с конденсаторно -стабилитронным выпрямителем.

Сетевая «крона»

Небольшие размеры этого устройства достигнуты благодаря тому, что в нем применены малогабаритные детали. Транзисторы рассеивают мало тепла: когда через них протекает ток, они полностью открыты. Источник не критичен к замыканию выхода. Схема блока питания изображена на рисунке. Рабочие точки транзисторов VT1 , VT2 резисторами
R1, R3, R5, R7 выведены на границу режима отсечки. Транзисторы еще закрыты, но увеличена проводимость участка коллектор-эмиттер, и даже небольшой рост напряжения на базе приведет к открытию транзисторов: т. е. уменьшены напряжения со вторичных обмоток трансформатора Т1, необходимые для управления. Чтобы создать условия для автогенерации, следовало бы еще больше увеличить проводимость транзисторов, однако сделать это путем дальнейшего повышения напряжения на базе нельзя, потому что проводимость при этом окажется различной для разных транзисторов и будет изменяться по мере изменения температуры. Поэтому применены резисторы R2, R6, включенные параллельно транзисторам. При включении источника питания сглаживающий конденсатор С1 заряжается через резистор R4, защищающий диодный мост от перегрузки. Подача входного напряжения вызывает появление напряжения на выходе запускающего делителя, образованного резисторами R2 и R6. Это напряжение приложено к колебательному контуру из первичной обмотки трансформатора Т1 и конденсатора С2. Во вторичной обмотке II наводится импульс ЭДС. Мощность этого импульса достаточна для введения транзистора VT1 в насыщение, так как в начальный момент ток через него не проходит из-за самоиндукции трансформатора Т1. Затем начинает поступать ток со вторичной обмотки II, удерживающий транзистор VT1 в открытом состоянии. Транзистор VT2 в течение этого полупериода колебательного процесса полностью закрыт. Его удерживает в таком состоянии ЭДС, наводимая во вторичной обмотке III. После зарядки конденсатора С2 ток, проходящий через транзистор VT1, прекращается и он закрывается. Во втором полупериоде колебательного процесса в контуре (Т1, С2) ток в начальный момент, когда еще транзисторы закрыты, проходит через второе плечо запускающего делителя (параллельно включенные резистор R6 и участок коллектор-эмиттер транзистора VT2). Аналогично открывается транзистор VT2 и затем удерживается в полностью открытом состоянии. После разрядки конденсатора С2 ток через транзистор VT2 прекращается и он закрывается. Таким образом, ток через транзисторы проходит только в том случае, когда они полностью открыты и имеют минимальное сопротивление участка коллектор-эмиттер, поэтому мощность тепловых потерь мала. Высокочастотные колебания выпрямляют диоды VD2, VD3, пульсации сглаживает конденсатор СЗ. Выходное напряжение поддерживается постоянным стабилитроном VD4. К выходу источника питания можно подключать нагрузку с потребляемым током до 40мА. При большем токе увеличиваются низкочастотные пульсации и уменьшается выходное напряжение. Незначительный нагрев транзисторов, не зависящий от тока нагрузки, объясняется тем, что в этом устройстве возможно прохождение сквозного тока через транзисторы, когда первый транзистор еще не успел полностью закрыться, а второй уже начал открываться. Источник питания можно использовать вплоть до замыкания выхода, ток которого равен 200 мА. Трансформатор выполнен на кольцевом ферритовом магнитонроводе КЮхбх 5 1000НН. Обмотки I, II, III, IV содержат соответственно 400, 30, 30, 20 + 20 питков привода ПЭЛШО 0,07. Для повышения надежности необходимо изолировагь обмотки одну от другой трансформаюрной бумагой. Магнитопровод можно применять любой с близкой начальной проницаемостью и размерами. Конденсатор С2 - КМ-4 или любой другой указанной емкости на номинальное напряжение не менее 250 В. При отсутствии малогабаритных высоковольтных конденсаторов на месте С1 допустимо использовать пять включенных параллельно конденсаторов КМ5 группы Н90 емкостью 0,15 мкФ. Хотя в справочниках указано, что их номинальное напряжение 50 В, практически большинство из них выдерживает постоянное входное напряжение. Их пробой не вызовет каких-либо серьезных последствий, так как резистор R4 сработает как предохранитель. Конденсатор СЗ - К53-16 или любой малогабаритный с емкостью и номинальным напряжением не ниже указанных на схеме. Все резисторы - С2-23, МЛТ или другие малогабаритные. Теплоотводы для транзисторов не требуются. Рабочая частота преобразования около 100 кГц при токе, потребляемом нагрузкой, 50 мА. Чем больше рабочая частота переключения транзисторов, тем меньшую индуктивность может иметь колебательный контур, а следовательно, и меньшие размеры трансформатора и всего источника питания.

Правильно собранный блок питания должен сразу заработать. Однако, если транзисторы сильно нагреваются (а это значит, они полностью не открываются), подбирают резисторы R3, R7 и пропорционально им R1, R5. Выходное напряжение может быть иным. Для этого следует изменить число витков обмотки IV и заменить VD4 другим стабилигроном. Если потребуется иметь несколько значений выходного напряжения, применяют ряд стабилитронов, включенных последовательно. Источником можно питать устройства, выполненные на цифровых микросхемах, и другую малочувствительную к помехам аппаратуру. Для питания радиоприемников он не пригоден из-за больших шумов. Помехи, излучаемые в эфир и наводимые в сеть, слабые, так как мощность источника мала. Экраном устройства служит корпус от батареи "Крона".