Блок питания с защитой

Данный блок питания обеспечивает стабилизированное напряжение на выходе с возможностью регулировки в пределах 1,25…14 В при токе нагрузки до 2 А. Если выходной ток превысит это значение — сработает защита, отключающая нагрузку.


принципиальная схема блока питания с защитой

Устройство состоит из двух функциональных частей: собственно стабилизатора напряжения и узла защиты. Стабилизированный источник питания состоит из понижающего трансформатора Т1, мощного выпрямительного моста VD1, сглаживающего конденсатора С1 и стабилизатора постоянного напряжения на микросхеме DA1. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R6, а его значение определяют по показаниям микроамперметра РА1, шкала которого проградуирована в вольтах.

Узел защиты выполнен на транзисторе VT1 и тринисторе VS1. Резистор R1, включенный в цепь нагрузки, является датчиком, по падению напряжения на котором транзистор «следит» за выходным током. Если по какой-либо причине значение тока нагрузки превысит 2 А, падение напряжения на резисторе R1 оказывается достаточным для открывания транзистора. Возникающий импульс тока через диод VD2 открывает тринистор. В результате сработает реле К1 и своими контактами разомкнет цепь питания нагрузки; одновременно включится светодиод HL1, сигнализируя об аварийном режиме.

Для того чтобы снова подключить нагрузку, необходимо кратковременно нажать на кнопку SB2. Напряжение на тринисторе уменьшится до нуля, и он закроется. Если в процессе налаживания питаемого устройства возникнет необходимость отключить его, следует нажать на кнопку SB1: тринистор откроется, и нагрузка отключится.

В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, С1-4-0,125. Оксидный конденсатор С1 — К50-46 или импортный. Конденсаторы С2, СЗ желательно применить танталовые — например, К52-1Б или подобные. Они заменимы оксидными алюминиевыми конденсаторами (К50-6, К50-16 и т.д.), при этом их емкость следует увеличить в несколько раз. Диодный мост — импортный, однако ни что не мешает заменить его на отечественный, или мост собранный из отдельных диодов. Важно лишь, чтобы их допустимый прямой ток был не менее 3 А. Переменный резистор R6 — ППЗ-40. Микросхема DA1 установлена на задней стенке корпуса, которая выполняет функцию теплоотвода. Она изготовлена из алюминиевого листа толщиной 2,5…3 мм и площадью примерно 180 см².

Микроамперметр РА1 применен малогабаритный; его шкала проградуирована с точностью 1 В. Можно использовать микроамперметр М4248 с пределом измерения 100 мкА. В этом случае сопротивление резистора R7 следует увеличить до 200 кОм. Интегральный стабилизатор SD1084 заменим микросхемой SD1083, у которой максимальный выходной ток равен 7,5 А. Реле К1 применено импортное, но допустимо применение подходящего реле с рабочим напряжением 9…15 В. При необходимости последовательно с обмоткой включают резистор (R8). Его подбирают, исходя из тока срабатывания, значение которого должно быть около 40 мА. Можно применить реле РЭС-10 с паспортами РС4.529.031-04, РС4.529.031-19 и им подобные.

Номинальная мощность трансформатора Т1 — 30 Вт; напряжение на его вторичной обмотке — 15 В. Для уменьшения размеров можно применить трансформатор с тороидальным магнитопроводом. Кнопки SB1, SB2 — любые малогабаритные. Выключатель SA1 — ПТ17-1, ТВ2-1 и другие, еще лучше применить появившиеся на рынке импортные сетевые выключатели со встроенной лампой, которая индицирует режим включения. Резистор R1 – представляет собой отрезок нихромовой проволоки диаметром 0,5 мм и длиной примерно 5 см.

Налаживание источника питания начинают с проверки правильности монтажа. Далее движок переменного резистора устанавливают в нижнее по схеме положение, включают устройство в сеть и измеряют напряжение на конденсаторе С1. Оно должно составлять около 20 В. По образцовому вольтметру градуируют шкалу микроамперметра РА1 подборкой резистора R7. Нажимая кнопки SB1 и SB2, убеждаются, что реле срабатывает и отключает нагрузку.

Затем проверяют срабатывание узла защиты при увеличении тока нагрузки. Для этого необходимо к выходной цепи подключить последовательно включенные амперметр на ток 10 А и резистор сопротивлением 5,1 Ом, мощностью не менее 20 Вт. Постепенно увеличивая выходное напряжение, проверяют срабатывание защиты при токе около 2 А. Подборкой сопротивления резистора R1 устанавливают необходимое значение тока. Для проверки замыкают выход блока питания — защита должна сработать. Достоинство, а одновременно и недостаток узла защиты — его высокое быстродействие. При подключении к источнику питания устройства с фильтрующими конденсаторами большой емкости протекает импульсный ток их зарядки, приводящий к срабатыванию защиты. Запускают источник с такой нагрузкой, нажимая несколько раз кнопку SB2.

Не рекомендуется долговременно использовать режим работы блока питания, когда рассеиваемая стабилизатором мощность превышает 25 Вт (т. е. при наименьшем входном напряжении 1,25…5 В и близком к максимальному токе нагрузки 1.5…2А).

Подобный источник можно собрать на отечественной микросхеме КР142ЕН22 (полный аналог) или на КР142ЕН12А, но в последнем случае максимальный ток нагрузки не превышает 1,5 А, а минимальное напряжение вход-выход этой микросхемы – 2…2,5 В.

скачать архив

Если вам понравилась статья, вы можете подписаться на RSS или E-mail рассылку. Для получения обновлений по электронной почте, введите ваш e-mail адрес в эту форму (Доставка от FeedBurner):

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *