было опубликовано описание несложного

ЛИНЕЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

ЛИНЕЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

В настоящее время традиционные линейные источники питания все больше вытесняются импульсными. Однако, несмотря на это, они продолжают оставаться весьма удобным и практичным решением в большинстве случаев радиолюбительского конструирования (иногда и в промышленных устройствах). Причин тому несколько: во-первых, линейные источники питания конструктивно достаточно просты и легко настраиваются, во-вторых, они не требуют применения дорогостоящих высоковольтных компонентов и, наконец, они значительно надежнее импульсных ИП.

Типичный линейный ИП содержит в своем составе: сетевой понижающий трансформатор, диодный мост с фильтром и стабилизатор, который преобразует нестабилизированное напряжение, получаемое со вторичной обмотки трансформатора через диодный мост и фильтр, в выходное стабилизированное напряжение, причем, это выходное напряжение всегда ниже нестабилизированного входного напряжения стабилизатора. Основным недостатком такой схемы является низкий КПД и необходимость резервирования мощности практически во всех элементах устройства (т.е. требуется установка компонентов допускающих большие нагрузки, чем предполагаемые для ИП в целом, например, для ИП мощностью 10 Вт требуется трансформатор мощностью не менее 15 Вт и т.п.). Причиной этого является принцип по которому функционируют стабилизаторы линейных ИП. Он заключается в рассеивании на регулирующем элементе некоторой мощности Ppac = Iнагр * (Uвх - Uвых) .Из формулы следует, что чем больше разница между входным и выходным напряжением стабилизатора, тем большую мощность необходимо рассеивать на регулирующем элементе. С другой стороны, чем более нестабильно входное напряжение стабилизатора, и чем больше оно зависит от изменения тока нагрузки, тем более высоким оно должно быть по отношению к выходному напряжению. Таким образом видно, что стабилизаторы линейных ИП функционируют в достаточно узких рамках допустимых входных напряжений, причем эти рамки еще сужаются при предъявлении жестких требований к КПД устройства. Зато достигаемые в линейных ИП степень стабилизации и подавление импульсных помех намного превосходят другие схемы. Рассмотрим несколько подробнее применяемые в линейных ИП стабилизаторы.

Простейшие (т.н. параметрические) стабилизаторы основаны на использовании особенностей вольт-амперных характеристик некоторых полупроводниковых приборов — в основном, стабилитронов. Их отличает высокое выходное сопротивление. невысокий уровень стабилизации и низкий КПД. Такие стабилизаторы применяются только при малых нагрузках, обычно — как элементы схем (например, в качестве источников опорного напряжения). Примеры параметрических стабилизаторов и формулы для расчета приведены на рис. 3.3-1.

Микромощные сетевые источники питания

Микромощные сетевые источники питания.

Микромощный стабилизатор с малым потреблением

Микромощный стабилизатор с малым потреблением

В некоторых радиолюбительских конструкциях требуются микромощные стабилизаторы, потребляющие в режиме стабилизации микроамперы. На рис. 3.2-4 приведена принципиальная схема такого стабилизатора с внутренним током потребления 10 мкА и током стабилизации 100 мА.

Для указанных на схеме элементов напряжение стабилизации составляет Uвых=3.4 В, для его изменения вместо светодиода HL1 можно включить последовательно диоды КД522 (на каждом падение напряжения составляет 0.7 В: на транзисторах

VT1, VT2 — 0,3 В). Входное напряжение данного стабилизатора (Uвх) не более 30 В. Должны применяться транзисторы с максимальным коэффициентом усиления.

"МЯГКАЯ" НАГРУЗКА В ЭЛЕКТРОСЕТИ

При подключении и отключении нагрузки в электросети нередко возникают помехи, которые нарушают нормальную работу чувствительных электронных приборов и электрических систем.

Устройство, схема которого показана на рис. 1, реализует "мягкое" подключение и отключение нагрузки.

При замыкании контактов выключателя SA1 в процессе зарядки конденсатора С1 (через резистор R1), транзистор VT1 постепенно открывается и ток коллектора плавно нарастает до значения, определяемого соотношением сопротивлений резисторов R1 и R2. Соответственно плавно возрастает и ток в нагрузке. При выключении конденсатор разряжается через резистор R2 и переход база-эмиттер транзистора. Ток нагрузки плавно снижается до нуля. При указанных на схеме значениях элементов и мощности нагрузки 200 Вт длительность процесса включения составляет 0,1 с, выключения - 0,5с.

Потери напряжения в этом устройстве относительно небольшие, они определяются суммой прямого падения на двух диодах и участке коллектор - эмиттер работающего транзистора, которое приблизительно составляет:

Uce(B)=0,7+R1*Iн/h21э

В зависимости от тока нагрузки и коэффициента передачи тока базы транзистора следует подобрать резистор R) таким образом, чтобы падение напряжения на транзисторе и мощность рассеяния на нем поддерживались бы в включенном состоянии на допустимом уровне.

В варианте устройства, изображенном на рис. 2, предусмотрена защита от перегрузок и коротких замыканий. При превышении тока установленной величины падение напряжения на резисторе R5 открывает транзистор VT2 и его коллекторный переход блокирует транзистор VT1. Ток, при котором срабатывает защита, можно определить из соотношения

Iмакс=0,7/R5.

Следует учитывать, что мощность рассеивания транзистором VT1 в случае короткого замыкания существенно возрастает, и поэтому необходимы дополнительные схемные решения, исключающие его выход из строя.

Franke M. Netzlasfen "weich" geschaltet. Funkamateur, 1987, N 12, S.613

Примечание. В предлагаемых вариантах схемотехнического решения транзистор VT1 должен иметь допустимое напряжение коллектор-эмиттер не менее 300 В и рассеиваемую мощность коллектора не менее 10 Вт.

Мощный блок питания передатчиковиз БП персонального компьютера

Из блока питания персонального компьютера можно изготовить достаточно мощный импульсный блок питания для радиолюбительских устройств, например для СВ-радиостанции с усилителем мощности. В некоторых случаях дешевле купить "бэушный" блок питания от РС, чем готовый блок питания на такую же мощность (до 200 Вт)!

Переделка заключается в следующем:

1) В силовом трансформаторе (на схеме - Т3) "поднимается от земли" вывод "0 ".

2) Выбрасываются из схемы все элементы, касающиеся напряжений +12В, -12В и -5В.

3) Выбрасывается матрица (2 мощных импульсных диода), подключенная к выводам 9-10 и 7-8.

4) На радиаторе вместо диодных матриц монтируется мост (VD16,VD17,VD19,VD20) из отечественных диодов КД2997А.

5) Необходимое выходное напряжение устанавливается подбором резисторов R31,R32,R33.

Схема блока питания (81 Кб)

Данная схема - это все, что осталось от блока питания РС в результате переделки.

По данной методике переделывались многие источники питания, применяемые для питания передатчиков. Проблем на приемной стороне не наблюдалось.

Материал прислан посетителем сервера "Радиофанат".

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И КРИТЕРИИ ВЫБОРА ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И КРИТЕРИИ ВЫБОРА ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Первая проблема, с которой при конструировании любых устройств сталкиваются и начинающие и опытные радиолюбители — это проблема электропитания. В настоящей главе будут рассмотрены разнообразные сетевые источники питания (микромощные, средней мощности, мощные).

При выборе и разработке источника питания (далее ИП) необходимо учитывать ряд факторов, определяемых условиями эксплуатации, свойствами нагрузки, требованиями к безопасности и т.д.

В первую очередь, конечно, следует обратить внимание на соответствие электрических параметров ИП требованиям питаемого устройства, а именно:

• напряжение питания;

• потребляемый ток;

• требуемый уровень стабилизации напряжения питания;

• допустимый уровень пульсации напряжения питания. Немаловажны и характеристики ИП. влияющие на его эксплуатационные качества:

• наличие систем защиты;

• массогабаритные размеры.

Являясь неотъемлемой частью радиоэлектронной аппаратуры, средства вторичного электропитания должны жестко соответствовать определенным требованиям, которые определяются как требованиями к самой аппаратуре в целом, так и условиями предъявляемыми к источникам питания и их работе в составе данной аппаратуры. Любой из параметров ИП, выходящий за границы допустимых требований, вносит диссонанс в работу устройства. Поэтому, прежде чем начинать сборку ИП к предполагаемой конструкции, внимательно проанализируйте все имеющиеся варианты и выберите такой ИП, который будет максимально соответствовать всем требованиям и вашим возможностям.

Существует четыре основных типа сетевых источников питания:

• бестрансформаторные, с гасящим резистором или конденсатором.

• линейные, выполненные по классической схеме:

понижающий трансформатор - выпрямитель - фильтр

- стабилизатор.

• вторичные импульсные: понижающий трансформатор -фильтр - высокочастотный преобразователь 20-400 кГц.

• импульсный высоковольтный высокочастотный: фильтр

- выпрямитель ~220 В - импульсный высокочастотный

преобразователь 20-400кГц. Линейные источники питания отличаются предельной простотой и надежностью, отсутствием высокочастотных помех. Высокая степень доступности комплектующих и простота изготовления делает их наиболее привлекательными для повторения начинающими радиоконструкторами. Кроме того, в некоторых случаях немаловажен и чисто экономический расчет — применение линейных ИП однозначно оправдано в устройствах, потребляющих до 500 мА, которые требуют достаточно малогабаритных ИП. К таким устройствам можно отнести:

• зарядные устройства для аккумуляторов;

• блоки питания радиоприемников, АОНов, систем сигнализации и т.д.

Необходимо отметить, что некоторые конструкции, не требующие гальванической развязки с промышленной сетью, можно питать через гасящий конденсатор или резистор, при этом потребляемый ток может достигать сотен мА.

Эффективность и рациональность применения линейных ИП значительно снижается при токах потребления более 1 А. Причинами этого являются следующие явления:

• колебания сетевого напряжения сказываются на коэффициенте стабилизации;

• на входе стабилизатора приходится устанавливать напряжение, которое будет заведомо выше минимально допустимого при любых колебаниях напряжения в сети, а это значит, что когда эти колебания высоки. необходимо устанавливать завышенное напряжение, что в свою очередь влияет на проходной транзистор (неоправданно большое падение напряжения на переходе, и как следствие — высокое тепловыделение);

• большой потребляемый ток требует применения габаритных радиаторов на выпрямляющих диодах и регулирующем транзисторе, ухудшает тепловой режим и габаритные размеры устройства в целом.

Достаточно просты в изготовлении и эксплуатации вторичные импульсные преобразователи напряжения, их отличает простота изготовления и дешевизна комплектующих. Экономически и технологически оправдано конструировать ИП по схеме вторичного импульсного преобразователя для устройств с током потребления 1-5 А, для бесперебойных ИП к системам видеонаблюдения и охраны, для усилителей низкой частоты, радиостанций, зарядных устройств.

Лучшая отличительная черта вторичных преобразователей перед линейными — массогабаритные характеристики выпрямителя, фильтра, преобразователя, стабилизатора. Однако их отличает большой уровень помех, поэтому при конструировании необходимо уделить внимание экранированию и подавлению высокочастотных составляющих в шине питания.

В последнее время получили достаточно широкое распространение импульсные ИП, построенные на основе высокочастотного преобразователя с бестрансформаторным входом. Эти устройства, питаясь от промышленной сети ~110В/220В, не содержат в своем составе громоздких низкочастотных силовых трансформаторов, а преобразование напряжения осуществляется высокочастотным преобразователем на частотах 20-400 кГц. Такие источники питания обладают на порядок лучшими массогаба-ритными показателями по сравнению с линейными, а их КПД может достигать 90% и более. ИП с импульсным высокочастотным преобразователем существенно улучшают многие характеристики устройств, питаемых от этих источников, и могут применяться практически в любых радиолюбительских конструкциях. Однако их отличает достаточно высокий уровень сложности, высокий уровень помех в шине питания, низкая надежность, высокая себестоимость, недоступность некоторых компонентов. Таким образом, необходимо иметь очень веские основания для применения импульсных ИП на основе высокочастотного преобразователя в любительской аппаратуре (в промышленных устройствах это в большинстве случаев оправдано). Такими основаниями могут служить: вероятность колебаний входного напряжения в пределах ~100-300 В. возможность создавать ИП с мощностью от десятков ватт до сотен киловатт на любые выходные напряжения, появление доступных высокотехнологичных решений на основе ИМС и других современных компонентов.

ПОЛУАВТОМАТ ЗАЩИТЫ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ "ПЕРЕПАДОВ" НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

Защита бытовой радиоаппаратуры от "скачков" и резких отклонений сетевого напряжения от нормы для многих районов нашей страны остается проблемой с непредсказуемыми последствиями. Автор статьи анализирует ситуацию и делится личным опытом практического решения этой проблемы.

Предлагаемое устройство защищает радиоаппаратуру быстрым отключением от питающей сети при изменении ее напряжения более допустимых пределов. Оно актуально, прежде всего, вблизи воздушных линий электропередачи, где вероятность замыканий проводов, например, при сильных порывах ветра, велика. Особенно опасно замыкание одного из фазных проводов на "нулевой". При этом напряжение в сети повышается до 380 В. Обычно в таких случаях происходит разрыв оксидных конденсаторов блока питания и вытекание электролита, что пагубно сказывается на работе того или иного радиоаппарата.

Снижение же напряжения сети до 160 В также опасно, в частности для импульсных блоков питания. В таких случаях они работают при длительных токовых нагрузках через силовой транзистор, что может стать причиной выхода его из строя из-за перегрева.

Решать описанные проблемы мне помогает полуавтомат, схема которого приведена на рис. 1. От подобного устройства, описанного в статье И. Нечаева "Автомат защиты сетевой аппаратуры от "скачков" напряжения" ("Радио", 1996, № 10, с. 48,49), он отличается в основном лишь тем, что при "скачках" напряжения отключает нагрузку от сети, и повторное его включение возможно только после нажатия на пусковую кнопку SB1. В ранее же описанном автомате при "гуляний" напряжения сети нагрузка питается прерывисто - а это очень не благоприятный режим работы для любой радиоаппаратуры, в особенности ПЭВМ и телевизоров.

Основой предлагаемого полуавтомата служит мощное электромагнитное реле К1. Для питания его обмотки постоянным током применен выпрямительный MOCTVD1-VD4, подключенный к сети через гасящие конденсаторы С1 и С2. Включают устройство кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом реле К1 срабатывает и его замыкающиеся контакты К 1.1 блокируют контакты пусковой кнопки. Конденсатор С1 обеспечивает необходимый пусковой ток реле при включении. В рабочем режиме реле удерживается током, текущим через конденсатор С2, до напряжения сети не ниже 160 В. При налаживании устройства емкость конденсатора С2 (а иногда и конденсатора С1) приходится подбирать для каждого типа реле индивидуально.

При повышении напряжения сети до 240 В открываются стабилитроны VD7 и VD8. Одновременно срабатывает оп-трон U1 и открывается тринистор VS1 .блокирует цепь питания обмотки реле К1. В результате реле отпускает и его размыкающиеся контакты К1.1 отключают нагрузку устройства от питающей сети переменного тока.

Конденсатор СЗ, шунтирующий резистор R3 в цепи управления тринистором VS1, предотвращает срабатывание защиты от импульсных помех. Резисторы R1, R2 ограничивают броски тока через контакты пусковой кнопки SB1, одновременно являясь "предохранителями" в случае пробоя конденсатора С1 или С2.

Диод VD5 улучшает быстродействие устройства, которое определяется в основном типом примененного реле и составляет доли секунды. Время отпускания реле РЭНЗЗ, использованного в описываемом устройстве, не превышает 4 мс, чего вполне достаточно для надежного срабатывания защиты. Резистор R5 ограничивает ток, текущий через светодиод оптрона U1. Подбором его (в пределах 8...25 кОм) можно регулировать в небольших значениях (5... 10 В) порог срабатывания защиты по превышению входного напряжения.

Конструктивно полуавтомат выполнен в виде переносного удлинителя. На его лицевой стенке-крышке установлены сетевая розетка Х2, кнопочный выключатель SB1 (КМ2-1 или П2Кбез фиксации) и индикатор VL1. Электромагнитное реле (РЭНЗЗ), тринистор VS1 и все другие детали смонтированы на печатной плате из одностороннего фольги-рованного материала, которая размещена в пластмассовом корпусе.

Реле К1 может быть любого типа, на рабочее напряжение 12...60 В, а его контакты рассчитаны на ток не менее 2...3 А при напряжении сети 220 В. При этом соответственно должно быть и номинальное напряжение конденсатора С4.

Конденсаторы С1 и С2 - К73, МБМ, МБГО на номинальное напряжение не менее 350 В (С2 лучше на 400 В). Стабилитроны VD7 и VD8 заменимы на аналогичные, суммарное напряжение стабилизации которых может быть от 310 до 340 В при токе 10... 12 мА. При меньшем суммарном напряжении стабилизации этих приборов (250...300 В) резистор R5 должен быть сопротивлением 30...47 кОм и большей рассеиваемой мощности. В этом случае появится возможность увеличения нестабильности порога срабатывания защиты.

Диодный оптрон АОД101А (U1) допустимо заменить транзисторным серии АОТ110 или АОТ127, соединив резистор R4 с эмиттером фототранзистора, анод тринистора VS1 - с выводом его коллектора, а между базой и эмиттером установить резистор сопротивлением 1 МОм. При этом и тринистор может быть с большим током управления, например, серии КУ201 или КУ202.

Налаживание устройства сводится в основном к подбору конденсаторов С2 и С1. Подбирая первый из них, добиваются отключения устройства при снижении напряжения сети до 160...170 В, а второй - надежного включения пусковой кнопкой SB1. Не исключен и подбор резистора R5 - для обеспечения надежного срабатывания системы защиты при напряжении сети, превышающим 240...250 В. При этом не следует забывать о мерах электробезопасности - ведь все элементы устройства гальванически связаны с электросетью повышенной опасности.

В заключение несколько практических советов, связанных с возможными изменениями в самом устройстве защиты. Если возникнут трудности с подбором высоковольтных стабилитронов VD7 и VD8, то возможно применение одного стабилитрона КС533А с дополнительным транзистором КТ940А, как показано на рис. 2,а. Переменным резистором R8 устанавливают напряжение порога срабатывания системы защиты.

Повышающие преобразователи и умножители напряжения

Повышающие преобразователи и умножители напряжения.

ПОВЫШАЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Обычно, если в конструкции имеется сетевое питание, для получения всех питающих напряжении используют трансформаторы. Повышающие преобразователи и умножители напряжения применяются, когда необходимо получить напряжения большие, чем напряжения питания в носимых устройствах, питаемых от батарей или аккумуляторов. Преобразователи малой мощности (до 100-200 мВт) можно собрать на дискретных элементах без применения трансформаторов, в преобразователях большой мощности трансформатор необходим. Для получения удвоенного или утроенного напряжения можно пользоваться т.н. умножителями напряжения (см. главу 2).

Бестрансформаторный удвоитель напряжения для малогабаритных устройств

На рис. 3.6-1 приведена схема преобразователя напряжения 9 В -> 18В для устройств, потребляющих не более 100 мА при напряжении питания 18В. Преобразователь приведен в составе практической схемы сирены для систем охраны и сигнализации.

Генератор управления выполнен по типовой схеме. На выходе D 1.2 формируются прямоугольные импульсы с частотой 1 Гц. Импульсы поступают на управляемый генератор Dl.3, D1.4 и цепочку из R3, R2, С2, которая влияет на глубину модуляции. R4, R5, СЗ, С4 подбираются в соответствии с резонансной частотой пьезо керамического излучателя В 1 в пределах 1,5-3 кГц. Для повышения амплитуды на пьезокристалле в схему введен умножитель. Сигнал с выхода DD1.4 поступает на комплементарную пару VT5, VT6 и далее на умножитель VD3, VD4, С5, Сб. Напряжение на С6 при токе нагрузки 50 мА и основном питании 9 В составляет порядка 16 В. Мощность умножителя можно несколько увеличить, применив емкости большего номинала. Схему можно питать напряжением 6-15 В (15 В — максимум для ИС серии 561), в случае 15 В питания, напряжение на выходе умножителя будет составлять нс менее 25 В при нагрузке 80 мА.

В данной конструкции амплитуда на кристалле пьезоэлемен та будет учетверенной, учитывая то, что он включен в противофа-зе, относительно плеч транзисторов VT1, VT3. В качестве излучателя используется специально для этих целей разработанная керамическая пластина с двухсторонним покрытием, так называемый триморф с диаметром кристалла 32 мм.

Мощным преобразователь для питания бытовых электроприборов

На рис. 3.6-2 приведена принципиальная схема мощного преобразователя для питания бытовых электроприборов (телевизор, дрель, электронасос и т.д.) от автомобильного аккумулятора. Преобразователь обеспечивает выходное напряжение 220 В, 50 Гц на нагрузке мощностью до 100 Вт. При максимальной нагрузке потребляемый от аккумулятора ток не превышает 10 А.

Количество деталей в устройстве сведено к минимуму. На микросхеме DD1.1 собран задающий генератор с частотой 100 Гц. Точную настройку частоты (что важно для нормальной работы аппаратуры) осуществляют резисторами R1 и R2. Деление частоты на 2 и управление транзисторами обеспечиваются второй половиной микросхемы — D1.2. Транзисторы VT1, VT2 включены для обеспечения нормального режима работы выходов DD1.2 при максимальном токе нагрузки. Выходные транзисторы VT3, VT4 устанавливаются на радиаторы, площадь которых не менее 350 см^2.

Для сглаживания прямоугольных фронтов предназначен конденсатор СЗ, который вместе с выходной обмоткой и нагрузкой образует резонансную систему. Его емкость сильно зависит от характера нагрузки. Трансформатор ТР1 выполнен на магнитопро воде марки ШЛМ или ПЛМ габаритной мощности 100 Вт. Обмотки I и II содержат по 17 витков провода ПЭВ-2 2,0мм, обмотка III содержит 750 витков провода ПЭВ-2 0,7мм.

Данную схему очень легко переработать под высокочастотный преобразователь напряжения (частота преобразования ~25 кГц). Для этого достаточно поднять частоту задающего генератора на D1.1 до -50 кГц, изменив емкости С1 и С2 на 180 пФ, и заменить ТР1 на высокочастотный трансформатор. Мощность преобразователя зависит от нагрузки выходных транзисторов, максимальный ток, который они могут дать нс должен превышать 8А в плече. Для увеличения тока уменьшается количество витков трансформатора в 1 и II обмотках до 8-10. На выходе преобразователя устанавливается диодный мост и ВЧ-фильтр, применяемые в них компоненты должны обеспечивать нормальную работу на частоте 25 кГц.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Предлагаю простую и надежную схему преобразователя напряжения для управления варикапами в различных конструкциях, который вырабатывает 20 В при питании от 9 В. Выбран вариант преобразователя с умножителем напряжения, поскольку он считается самым экономичным. Кроме того, он не создает помех радиоприему. На транзисторах VT1 и VT2 собран генератор импульсов, близких к прямоугольным. На диодах- VD1...VD4 и конденсаторах С2...С5 собран умножитель напряжения. Резистор R5 и стабилитроны VD5, VD6 образуют параметрический стабилизатор напряжения. Конденсатор С6 на выходе является ВЧ-фильтром. Ток потребления преобразователя зависит от напряжения питания и количества варикапов, а также от их типа. Устройство желательно заключить в экран для снижения помех от генератора. Правильно собранное устройство работает сразу и некритично к номиналам деталей.

принципиальная схема

Преобразователь напряжения 5 -> 12 В

Cхема была неоднократно использована и, если собрана правильно, устойчиво работает, выдавая примерно 10-15 мА.

Преобразователь напряжения для батарейной аппаратуры. ПН-31 (С) РИНТЕЛ

Преобразователь предназначен для питания радиоэлектронной аппаратуры с номинальным напряжением питания 5 … 9 вольт от батареи на 2 … 4.5 вольт, в том числе и для источников аварийного питания. Максимальная мощность преобразователя до1.5 - 2 вт, ток холостого хода при выходном напряжении 9 вольт и питании от источника 2.2 в составляет около 30-35 ма. КПД преобразователя при выходном напряжении 9 в и питании от источника 2.2 в около 75 %. Выходное напряжение преобразователя задается применяемым стабилитроном. Дроссель намотан на ферритовом кольце диаметром 10 мм и имеет 40 витков провода ПЭВТЛ - 0.35. Размер печатной платы 40х23 мм.

Вопросы по конструкции можно задать автору soll@kaluga.ru

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПН-32 (С) РИНТЕЛ

Преобразователь предназначен для питания аппаратуры с номинальным напряжением 12 В ( СВ радиостанции, магнитолы, телевизоры и т.п.) от бортовой сети автомобилей с напряжением 24 В. Максимальный ток нагрузки преобразователя до 3А кратковременно и 2-2.5 А длительно (определяется площадью радиатора выходного транзистора). КПД 75-90% в зависимости от тока нагрузки. Схема преобразователя не содержит дефицитных деталей. Дроссель намотан на ферритовом кольце диаметром 32 мм и имеет 50 витков провода ПЭТВ-0.63. Габариты преобразователя 65х90х40 мм.

Вопросы по конструкции можно задать автору soll@kaluga.ru

Преобразователь постоянного тока, формирующий два напряжения

Передача данных по шине RS-232-C - один из многих примеров, когда необходимо иметь небольшую плату, обеспечивающую как положительное, так и отрицательное напряжение питания. Схема, приведенная на рисунке, удовлетворяет указанным требованиям и содержит гораздо меньшее число компонентов, чем аналогичные устройства, благодаря тому, что она одновременно выполняет функции повышающего и инвертирующего индуктивного преобразователя.

Базовая схема такого преобразователя включает в себя источник четырехфазных синхроимпульсов, катушку индуктивности и два переключателя (рис.1).

В течение первой фазы синхроимпульсов катушка индуктивности L запасается энергией через переключатели S1 и S2. В течение второй фазы переключатель S2 размыкается, и энергия передается на шину положительного выходного напряжения. Во время третьей фазы замыкаются оба переключателя, в результате чего катушка индуктивности вновь накапливает энергию. При размыкании переключателя S1 во время заключительной фазы синхроимпульсов эта энергия передается на отрицательную шину питания.

В практической схеме (рис.2) D-триггер U1 формирует четырехфазные синхроимпульсы, а транзисторы Q1 и Q2 выполняют функции переключателей.

При поступлении на вход синхроимпульсов с частотой 8 кГц схема обеспечивает напряжения ±12 В для питания линейного формирователя шины RS-232-C. На временной диаграмме (рис.3) показаны четыре фазы синхроимпульсов.

Преобразователя постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В

Предлагается схема преобразователя постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В, который при подключении к автомобильному аккумулятору емкостью 44 А-ч может питать 100-ваттную нагрузку в течение 2-3 часов. Он состоит из задающего генератора на симметричном мультивибраторе VT1, VT2, нагруженного на мощные парафазные ключи VT3-VT8, коммутирующие ток в первичной обмотке повышающего трансформатора TV. VD3 и VD4 защищают мощные транзисторы VT7 и VT8 от перенапряжений при работе без нагрузки.

Трансформатор выполнен на магнитопроводе Ш36х36, обмотки W1' и W1" имеют по 28 витков ПЭЛ 2,1, a W2 - 600 витков ПЭЛ 0,59, причем сначала мотают W2, а поверх нее двойным проводом (с целью достижения симметрии полуобмоток) W1. При налаживании триммером RP1 добиваются минимальных искажений формы выходного напряжения

"Радио Телевизия Електроника" N6/98, с. 12,13.

Применение интегрального таймера для автоматического контроля напряжения при зарядке аккумуляторов

На основе интегрального таймера типа 555 можно собрать автоматическое зарядное устройство для аккумуляторных батарей. Назначением такого зарядного устройства является поддержание в полностью заряженном состоянии резервной аккумуляторной батареи для питания какого-либо измерительного устройства. Такая батарея всегда остается подключенной к сети переменного тока независимо от того, используется она в данный момент для питания устройства или нет. В автоматическом зарядном устройстве из состава схемы интегрального таймера используются оба компаратора, логический триггер и мощный выходной усилитель.

Опорный стабилитрон D1 при посредстве внутреннего резистивного делителя, имеющегося в ИС таймера, подает опорные напряжения на оба компаратора. Напряжение на выходе таймера (вывод 3) переключается между уровнями 0 и 10 В.

При калибровке схемы вместо батареи никель-кадмиевых аккумуляторов включают регулируемый источник напряжения постоянного тока. Потенциометр "Выключение" устанавливают на требуемое конечное напряжение зарядки батареи (обычно 1,4 В на элемент), в потенциометр "Включение" - на требуемое начальное напряжение зарядки (обычно 1,3 В на элемент).

Резистор R1 ограничивает рабочий ток схемы на уровне менее 200 мА при любых условиях. Диод D2 предотвращает разряд батареи через таймер, когда последний находится в состоянии "выключено". Конденсатор служит для блокировки колебаний во время перехода схемы в состояние "выключено". Если требуется, делитель в цепи обратной связи можно развязать емкостью, чтобы улучшить помехозащищенность схемы во время переходных процессов.

В последние годы широкое распространение

	СН, защищенный от повреждения разрядным током конденсаторов. Диод VD1 защищает микросхему DA1 от разрядного тока конденсатора С2, а диод VD2 — от разрядного тока конденсатора СЗ при замыкании на входе СН.
	СН со ступенчатым включением. Функции «коммутирующего» элемента в этом устройстве выполняет транзистор VT1. В момент включения питания начинает заряжаться конденсатор СЗ, поэтому транзистор открыт и шунтирует нижнее плечо делителя R1R2. При этом напряжение на выводе 8 микросхемы DA1 близко к 0. По мере зарядки конденсатора через резистор R3 транзистор закрывается, напряжение на выводе 8 DA1, а следовательно, и на выходе устройства возрастает, и спустя некоторое время выходное напряжение достигает заданного уровня. Длительность установления выходного напря жения зависит от постоянной времени цепи R3C3. Назначение конденсаторов С1 и С2 — то же, что и в СН по схеме на рис. 1.
	СН с выходным напряжением повышенной стабильности. Как видно из схемы, отличие этого СН от устройства по схеме на рис. 1 (кроме отсутствия защитных диодов и конденсатора СЗ) заключается в замене резистора R2 стабилитроном VD1. Последний поддерживает более стабильное напряжение на выводе 8 микросхемы DA1 и тем самым дополнительно уменьшает колебания напряжения на нагрузке. Недостаток устройства — невозможность плавной регулировки выходного напряжения (его можно изменять только подбором стабилитрона VD1).
	СН с регулируемым выходным напряжением, выходное напряжение которого можно регулировать от 0 до 10 В. Требуемое значение устанавливают переменным резистором R2.
	СН с внешними регулирующими транзисторами. Микросхемы 142ЕН5, 142ЕН8, 142ЕН9 в зависимости от типа могут отдавать в нагрузку ток до 1.5...3 А. Однако эксплуатация их с предельным током нагрузки нежелательна, так как требует применения эффективных теплоотводов (допустимая рабочая температура кристалла ниже, чем у большинства мощных транзисторов). Облегчить режим работы микросхемы в подобных случаях можно, подключив к ней внешний регулирующий транзистор. При токе нагрузки до 180... 190 мА падение напряжения на резисторе R 1 невелико, и устройство работает так же, как и без транзистора. При большем токе это падение напряжения достигает 0,6...0,7 В, и транзистор VT1 начинает открываться, ограничивая тем самым дальнейшее увеличение тока через микросхему DA1. Она поддерживает выходное напряжение на заданном уровне, как и в типовом включении: при повышении входного напряжения снижается входной ток, а следовательно, и напряжение управляющего сигнала на эмиттерном переходе транзистора VT1, и наоборот. Необходимо позаботиться об ограничении тока через этот транзистор, так как при замыкании в нагрузке он может достичь 20 А и даже более. Такого тока в большинстве случаев достаточно для вывода из строя не только регулирующего транзистора, но и нагрузки.
	Схема СН с ограничением тока через регулирующий транзистор . Эта задача решается включением параллельно эмиттерному переходу транзистора VT1 двух соединенных последовательно диодов VD1, VD2, которые открываются, если ток нагрузки превышает 7 А. СН продолжает работать и при некотором дальнейшем увеличении тока, но как только он достигает 8 А, срабатывает система защиты микросхемы от перегрузки. Недостаток рассмотренного варианта — сильная зависимость тока срабатывания системы защиты от параметров транзистора и диодов, (ее можно значительно ослабить, если обеспечить тепловой контакт между корпусами этих элементов).
	Значительно меньше этот недостаток проявляется в СН по схеме на рис. 7. Если исходить из того, что напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT1 и прямое напряжение диода VD1 примерно одинаковы, то распределение тока между микросхемой DA1 и регулирующим транзистором зависит от отношения значений сопротивления резисторов R2 и R1. При малом выходном токе падение напряжения на резисторе R2 и диоде VD1 мало, поэтому транзистор VT1 закрыт и работает только микросхема. По мере увеличения выходного тока это падение напряжения возрастает, и когда оно достигает 0,6...0,7 В, транзистор начинает открываться, и все большая часть тока начинает течь через него. При этом микросхема поддерживает выходное напряжение на уровне, определяемом ее типом: при увеличении напряжения ее регулирующий элемент закрывается, снижая тем самым протекающий через нее ток, и падение напряжения на цепи R2VD2 уменьшается. В результате падение напряжения на регулирующем транзисторе VT1 возрастает и выходное напряжение понижается. Если же напряжение на выходе СН увеличивается, процесс регулирования протекает в противоположном направлении. Введение в эмиттерную цепь транзистора VT1 резистора R1, повышающего устойчивость работы СН (он предотвращает его самовозбуждение) требует увеличения входного напряжения. В то же время, чем больше сопротивление этого резистора, тем меньше ток срабатывания по перегрузке зависит от параметров транзистора VT1 и диода VD1. Однако с увеличением сопротивления резистора возрастает рассеиваемая на нем мощность, в результате чего снижается КПД и ухудшается тепловой режим устройства.
	В СН по схеме на рис. 8 транзистор VT1 также выполняет функции регулирующего элемента. Сопротивление резистора R1 выбирают таким образом, чтобы он открывался при токе нагрузки около 100 мА. Транзистор VT2 реагирует на изменение (под действием тока нагрузки) падения напряжения на резисторе R2 и открывается, когда оно достигает 0,6...0,7 В, защищая тем самым регулирующий транзистор VT1. У рассматриваемого устройства два недостатка. Во-первых, довольно большая рассеиваемая мощность (при максимальном токе входное напряжение должно превосходить выходное на величину, равную сумме минимального падения напряжения на микросхеме и значений напряжения на эмиттерном переходе транзисторов VT1 и VT2). Во-вторых, очень жесткие требования к регулирующему транзистору, который должен выдерживать максимальный ток стабилизатора при большом напряжении.
	Мощный СН можно выполнить по схеме на рис. 9. Представленный вариант обеспечивает выходное напряжение в пределах 5...30 В при токе нагрузки до 5 А. Кроме микросхемы DA1 и регулирующего транзистора VT1, он содержит измерительный мост, образованный резисторами R2 — R5, R7, и компаратор на ОУ DA2. Особенность моста в том, что через входящий в него резистор R7 протекает большая часть тока нагрузки. Требуемое выходное напряжение устанавливают подстроенным резистором R6, значение тока (в данном случае 5 А), при превышении которого СН становится стабилизатором тока. Свечение светодиода HL1 сигнализирует о том, что устройство перешло в режим стабилизации тока.
	Устройство, выполненное по схеме на рис.10, обеспечивает коэффициент нестабильности напряжения менее 0,001 % в широком интервале температуры и тока нагузки. Повышение точности поддержания выходного напряжения достигнуто введением цепи отрицательной обратной связи, состоящей из измерительного моста R1—R3VD1, ОУ DA2 и полевого транзистора VT1.
	СН с параллельно включенными микросхемами. Увеличения выходного тока можно добиться не только введением внешнего регулирующего транзистора, но и параллельным соединением микросхем как показано на рис. 11. Включив две 142ЕН5А, можно получить выходной ток до 6 А. Здесь ОУ ОА1 сравнивает падения напряжения на резисторах R1R2. Его выходное напряжение так воздействует на микросхему DA2, что текущий через нее ток оказывается в точности равным току через DA3. Для предотвращения нежелательного повышения выходного напряжения в отсутствие нагрузки выход устройства нагружен резистором R6.
	Двуполярный СН на основе однополярной микросхемы можно выполнить по схеме, изображенной на рис. 12. Как видно, микросхема DA1 включена по типовой схеме в плюсовое плечо СН. Минусовое плечо содержит делитель напряжения из резисторов одинакового сопротивления RI, R2, инвертирующий усилитель на ОУ ОА2 и регулирующий транзистор VT1. ОУ сравнивает выходное напряжение плеч по абсолютной вели чине, усиливает сигнал ошибки и подает его в цепь базы транзистора VT1. Если напряжение минусового плеча по какой-либо причине становится меньше, чем плюсового (по абсолютной величине), напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 становится больше О, и его выходное напряжение понижается, открывая регулирующий транзистор VT1 в большей мере и, тем самым, компенсируя снижение напряжения минусового плеча. Если же это напряжение, наоборот, возрастает, процесс протекает в противоположном направлении и равенство выходных напряжений также восстанавливается.
	СН с регулируемым выходным напряжением можно собрать по схеме на рис. 13. Здесь ОУ DA2 выполняет функции повторителя напряжения, снимаемого с движка переменного резистора R2. ОУ питается нестабилизированным напряжением, но на его выходной сигнал это практически не влияет, так как напряжение смещения нуля не превышает нескольких милливольт. Благодаря большому входному сопротивлению ОУ становится возможным увеличить сопротивление делителя R1R2 в десятки раз (по сравнению с СН с типовым включением микросхемы DA1) и, тем самым, значительно уменьшить потребляемый им ток.
	Введение в цепь обратной связи СН усилителя на ОУ DA2 (рис. 14) позволяет снизить коэффициенты нестабильности. Коэффициент усиления усилителя определяется сопротивлением резисторов делителя R3R4 и при указанных на схеме номиналах равен 10. Требуемое выходное напряжение устанавливают переменным резистором R2.
	Импульсный «понижающий» СН с устройством управления на микросхемном стабилизаторе серии 142ЕН8 можно выполнить по схеме, изображенной на рис. 18. Требуемое выходное напряжение устанавливают подстроечным резистором R2.

	«Понижающий» импульсный СН с узлом защиты от перегрузки, срабатывающей при выходном токе более 4 А.
	Стабилизатор тока можно получить, включив микросхему, как показано на рис. 20. Выходной ток регулируют изменением сопротивления резистора R1, которое рассчитывают по формуле: R1=Uвых.ст/Iвых. Если этот резистор проволочный, его необходимо шунтировать керамическим конденсатором С2 емкостью 0,1.-0,15 мкФ.
	Зарядное устройство может быть выполнено по схеме, изображенной на рис. 21. В данном случае оно предназначено для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 12 В. Делитель RIR2 ограничивает максимальное выходное напряжение устройства на уровне 14 В, резистор R3 ограничивает ток зарядки полностью разряженной батареи м задает выходное сопротивление Rвых=R3(1+R2/R1).
	В устройстве, собранном по схеме на рис. 22 (оно предназначено для зарядки 6-вольтовой батареи), транзистор VT1 выполняет функции нижнего плеча делителя (совместно с резистором R3), управляющего работой микросхемы DA1 таким образом, что зарядный ток остается все время неизменным. Пиковое значение тока через батарею GB1 зависит от сопротивления резистора R3 (при указанном на схеме сопротивлении 1 Ом — 0,6А).

Простое зарядное устройство для аккумуляторов

В устройстве можно применить любые диоды способные выдержать зарядный ток. Напряжение питания должно быть по крайней мере на 30% больше максимального напряжения заряжаемой батареи.

Собранная мною схема безотказно работает несколько лет для зарядки аккумуляторов типа НКЦ-0,45 зарядный ток для которых составляет 45 мА.

Николай Большаков

Простой и быстрый способ расчета источников питания

Предлагаемый здесь прямой способ расчета позволяет быстро и легко определять параметры простого источника питания постоянного тока и затем проверять готовую схему посредством только одного осциллографа. Поскольку расчетные формулы основаны на использовании величин, измеряемых по осциллограмме выходного напряжения схемы во время ее испытания, нет необходимости выполнять промежуточные вычисления. Проверка еще больше ускоряется, поскольку уровень пульсаций в процентах определяется непосредственно по максимальному уровню выходного напряжения постоянного тока и по величине двойного амплитудного значения пульсаций выходного напряжения источника питания.

На рис. 1 показана схема простого источника питания и приведена временная диаграмма ее выходного напряжения, которое в данном случае равно также напряжению на конденсаторе. Уровень пульсаций в процентах и коэффициент пульсаций fт можно определить по осциллограмме выходного напряжения следующим образом:

Кроме того, поскольку изменение выходного напряжения в интервале времени между моментами tA и tB зависит от постоянной времени, определяемой сопротивлением нагрузочного резистора Rz и емкостью конденсатора С, значение выходного напряжения в момент времени tB можно записать так:

Если разделить это равенство на Eо(пик.), то получим

или

что можно переписать далее в виде

Если обратить это равенство и найти натуральный логарифм от обеих частей последнего, то получим

Емкость конденсатора С может быть теперь вычислена по формуле

Можно также вычислить емкость конденсатора С по известным (или желаемым) значениям таких величин, как выходное напряжение Ео, ток нагрузки Iz и уровень пульсаций fт. По интервалу времени между точками A и С можно определить частоту пульсаций F:

Поскольку передний фронт напряжения пульсаций совпадает с обозначенной пунктирной линией синусоидой, угол O будет равен

Интервал времени между точками D и В равен

Регенерация "часовых" гальванических элементов

    Гальванические элементы, предназначаемые для питания электронных часов и калькуляторов (так называемые "таблеточные"), уже не являются дифицитом. Но все же порой возникает проблема продления срока их службы или восстановления работоспособности. Именно на такие случаи и рассчитано описываемое здесь устройство.

    Схема зарядного устройства приведена на рис.1. Работает оно по известному принципу - зарядка восстанавливаемого гальванического элемента асимментричным током. Зарядный ток элемента G1, подключенного к контактам X2 и X3, протекает через диод VD4. Среднее значение этого тока определяется в основном номиналами резисторов R2, R3 и в нашем случае не превышает 2.5...3 мА. А разрядный ток элемента, текущий через резистор R1 и открывшийся в обратном направлении светодиод HL2, равен примерно 0.15 мА.Индикаторами состояния восстанавливаемого элемента служат светодиоды HL1 и HL2, ограничителями степени его зарядки - диоды VD1-VD3.

    Зарядка элемента происходит во время положительного полупериода сетевого напряжения. Если елемент сильно разряжен, то напряжение на нем не превышает, как правило, 1 В. Поэтому напряжение на последовательно включенных диоде VD7 (0.7 В), светодиоде HL2 (2 В) и элементе G1 будет 3.7...4 В. В то же время суммарное напряжение на последовательно соединенных диодах VD1, VD2, VD3 (по 0.7 В) и светодиоде HL1 (2 В) составит примерно 4.1 В. Это означает, что ток в этом случае станет протекать (в основном) через элемент, и светодиод HL2 будет светиться значительно ярче, чем светодиод HL1. А поскольку они разного цвета свечения, то легко определить, в каком состоянии находится элемент. В данном случае ярче должен светиться светодиод HL2 - зеленый.

    По мере восстановления элемента напряжение на нем станет повышаться, а это значит, что теперь большая часть тока потечет через светодиод HL1, его яркость свечения начнет возрастать, а яркость светодиода HL2, напротив, ослабевать. К концу цикла регенерации элемента яркость красного светодиода возрастает, а зеленый будет светиться еле-еле.

Сетевой блок питания электронно-механических часов с подсветкой циферблата

    Источником питания бытовых настенных или настольных электронно-механических часов-будильников с привычным для нас стрелочным циферблатом обычно служит гальванический элемент 343. Однако в доме таких часов может быть несколько, поэтому, естественно, периодически возникает проблема замены отслуживших свой срок элементов питания. В таких случаях гальванический элемент можно заменить сетевым блоком питания, о чем рассказывалось неоднократно, например в [1,2]. Но здесь возникает другая неприятность - остановка "хода" часов при пропадании сетевого напряжения.

    Более надежными и удобными в эксплуатации являются сетевые блоки питания с накопителями электропитания в виде малогабаритных никель-кадмиевых аккумуляторов Д-0.1, Д-0.125. Они обеспечат нормальную работу часов как при кратковременных, так и длительных пропаданиях напряжения в сети.

    Предлагаемый блок питания электронно-механических часов, схема которого приведена на рис.1, является усовершенствованным вариантом блоков, описанных в [3,4]. Основное его отличие - возможность подсветки циферблата в темное время суток. Конструкция блока соответсвует габаритам гальванического элемента 343 (R14), что позволяет быстро встраивать его в часы без каких-либо доработок.

    Конденсаторы C1 и C2 выполняют функцию балластных реактивных элементов, гасящих избыточное напряжение сети. Их номинальные емкости определяют значение тока, протекающего через них. Благодаря тому, что конденсаторы включены в разные сетевые провода, напряжение на всех других элементах блока по отношению к земле не превышает половины сетевого. Кроме того, в случае аварийной ситуации эти элементы окажутся соединенными с землей, ток замыкания будет ограничен и не приведет к тяжелым последствиям.

    Если контакты выключателя SA1 замкнуты, то при отрицательной полуволне сетевого напряжения на верхнем (по схеме) проводе диод VD2 откроется и через него будут заряжаться конденсаторы C1 и C2. При положительных же полуволнах конденсаторы станут перезаряжаться, ток потечет, в первую очередь, через открытый диод VD3 и начнет подзаряжаться аккумулятор G1 и конденсатор C3. Напряжение полностью заряженного аккумулятора будет не менее 1.35 В, а на светодиоде HL1 - около 2В. Поэтому светодиод начнет открываться и тем самым ограничивать зарядный ток аккумулятора. Следовательно, аккумулятор постоянно будет в заряженном состоянии.

Сетевой блок питания трансивера - своими руками!

Приобретение дорогого импортного трансивера, как правило, сопряжено со значительными материальными затратами. Часто средств на покупку блока питания совсем нс остается. И тут перед счастливым радиолюбителем встает проблема самостоятельного изготовления питающего устройства. Каким же требованиям оно должно удовлетворять?

В первую очередь, наряду с необходимой мощностью самодельный блок питания должен иметь хорошую надежность, чтобы вероятность повреждения подключенного приемопередатчика была минимальной. Надежность, как известно, зависит от совокупной надежности всех элементов конструкции и их функциональной важности. В сетевом блоке питания важнейшую роль играет узел стабилизатора напряжения. В этой статье приведено описание самодельного сетевого устройства питания, главной "изюминкой" которого и есть схема стабилизатора. Блок работает без замечаний уже около полугода совместно с трансивером KENWOOD TS-570D. Недавно во время летней жары он прошел дополнительные испытания, работая около суток на эквивалент нагрузки при номинальном токе.

Параметры блока питания:

Выходное напряжение - 13,8 В (регулируется)

Номинальный ток нагрузки - 25 А

Ток защиты от короткого замыкания - 27 А

Просадка выходного напряжения при номинальном токе нагрузки - не более 0,5 В

Габариты - 130 х 140 х 350 мм

Не менее важной проблемой, чем выбор схемы стабилизатора, является расчет и изготовление силового трансформатора. Эта задача почти всегда связана с массой трудностей - надо доставать нужное по размеру железо, провода необходимого сечения и, главное, произвести трудоемкую намотку. Все эти моменты вызывают у радиолюбителей глухое отвращение к самостоятельному изготовлению трансформатора и желание достать уже готовый. Что, в свою очередь, отодвигает момент выхода в эфир на новеньком трансивере в "долгий ящик".

На самом деле, самодельный трансформатор - не такая уж трудная вещь. Глаза боятся, руки делают! Из своего опыта в качестве сердечника я предпочитаю использовать Ш-образные пластины. Несмотря на то, что необходимые габариты трансформатора при этом несколько больше, чем с торроидальным сердечником, технологические удобства берут верх.

В первую очередь необходимо оценить пригодность имеющегося сердечника или прикинуть, какой искать. Затем рассчитать диаметры провода и число витков обмоток и, наконец, правильно оценить полученные результаты. Заглянув в старый справочник, можно найти там следующие приблизительные формулы:

Сигнализатор перегрузки по току

Чрезмерное увеличение тока в нагрузке может стать причиной выхода из строя батареи, выпрямителя и, как следствие, неполадок в питаемом оборудовании. Устройство, схема которого показана на рисунке, поможет вам избежать неблагоприятных последствий, сигнализируя светодиодом DI о превышении установленного предела тока.

Токоизмерительная цепь здесь включена последовательно с источником питания к нагрузкой (резистор R1). Когда с увеличением тока напряжение на резисторе достигает 0,6 В, тринистор SCR-1 открывается и загорается светодиод. Сопротивление резистора R1 определяется, исходя из уровня допустимого тока. Для этого 0,6 В (напряжение открывания тринистора) поделите на значение допустимого тока. Мощность, рассеиваемая на резисторе, находится умножением напряжения 0,6 В на протекающий ток. Например, при токе 1 А резистор рассеивает 0,6 Вт, поэтому для схемы берется резистор с мощностью рассеивания 1 Вт. Резистор R1 подбирается при настройке; параметры SCR-1 :Iном >0,6А, Uраб>50В; D1 можно взять любой.

Современные газоразрядные приборы

Современные газоразрядные приборы

Примерно 25% электроэнергии, вырабатываемой в мире, расходуется системами искусственного освещения, чтo делает эту область чрезвычайно привлекательной для приложения сил в области повышения эффективности использования и сокращения потребления электроэнергии.

В настоящее время наиболее распространенными экономичными источниками света являются газоразрядные лампы, которые все чаще применяются вместо обычных ламп накаливания. Принцип действия таких ламп заключается в люминесцентном свечении заключенного внутри лампы газа при протекании через него тока (осуществлении высоковольтного пробоя), что обеспечивается подачей высокого напряжения на электроды лампы. Газоразрядные лампы можно разделить на два вида, первый — это лампы высокой интенсивности свечения, среди которых наиболее распространены: ртутные лампы, натриевые лампы высокого давления и металлогалогенные лампы, второй вид — это люминесцентные лампы низкого давления.

Лампы низкого давления используются для освещения в большинстве случаев повседневной жизни — в административных зданиях, офисах, жилых домах: их отличает насыщенный белый свет. близкий к дневному (отсюда название — "лампы дневного света"). Лампы высокого давления используются для внешнего освещения — в уличных фонарях, прожекторах и т.п.

Если обычная лампа накаливания, когда она включена, представляет собой постоянную резистивную нагрузку, то все газоразрядные лампы имеют отрицательные импедансные характеристики. которые требуют стабилизации тока. Кроме того, необходимо учитывать такие моменты как: резонансный режим работы, защита при выходе лампы из строя; высоковольтное зажигание, специальное управление силовой шиной. Основной режим, соблюдение которого необходимо люминисцентной лампе на протяжении всего срока эксплуатации — это токовый режим (в идеале, необходима стабилизация мощности на протяжении всего периода эксплуата-

ции лампы). Как правило, лампы питаются от переменного напряжения для уравнивания износа электродов (в случае питания постоянным напряжением, срок службы короче на 50%).

Магнитный и электронный балласты

Для управления газоразрядными лампами традиционно использовался т.н. магнитный балласт (см. схему на рис. 3.5-1), однако ввиду его неэффективности и ненадежности, в последнее время

Стабилизация больших напряжений при помощи низковольтных кремниевых стабилитронов

Используя низковольтный кремниевый стабилитрон в качестве источника опорного напряжения, можно разработать стабилизированный высоковольтный источник питания. Выходное напряжение такого источника питания регулируется в пределах 50-250 В, при этом коэффициент стабилизации составляет 0,5%. Применение указанной схемы целесообразно, например, в том случае, когда отсутствуют положительное и отрицательное питающие напряжения, необходимые для операционных усилителей.

Кремниевый стабилитрон D1 формирует опорное напряжение. Ток стабилитрона выбирается в соответствии с заданными температурными коэффициентом и максимальным выходным током. Благодаря использованию полевого транзистора Q1 резисторы R1 и R2 могут быть высокоомными и маломощными, в результате чего уменьшается шунтирование выходного напряжения. В случае подключения этих резисторов непосредственно к базе транзистора Q2 ухудшается коэффициент стабилизации схемы и выходное сопротивление изменяется в широких пределах, что объясняется низким входным сопротивлением транзистора Q2.

Выходное напряжение стабилизатора можно записать в виде

Коэффициент усиления транзистора Q2 при разомкнутой петле обратной связи равен 67 дБ и зависит от крутизны полевого транзистора и от сопротивления нагрузки. Коэффициент обратной связи в схеме регулятора равен:

где R2=9R1.

Коэффициент усиления по напряжению при замкнутой петле обратной связи равен 20 дБ и определяется следующим выражением:

Тогда коэффициент усиления с замкнутой петлей обратной связи запишется в виде

Стабилизатор с током нагрузки до 5А

Стабилизатор с током нагрузки до 5А

На рис. 3.3-3 приведена базовая схема для построения мощных стабилизаторов, обеспечивающих ток нагрузки до 5 А. чего вполне достаточно для запитывания большинства радиолюбительских конструкции. Схема выполнена с применением микросхемы стабилизатора серии КР142 и внешнего проходного транзистора.

При малом токе потребления транзистор VT1 закрыт и работает только микросхема стабилизатора, но при увеличении потребляемого тока, напряжение, выделяемое на R2 и VD5, открывает транзистор VT1, и основная часть тока нагрузки начинает течь через его переход. Резистор R1 служит датчиком тока по перегрузке. Чем больше сопротивление R1, тем по меньшему току срабатывает защита (транзистор VT1 закрывается). Фильтрующий дроссель L 1 служит для подавления пульсации переменного тока при максимальной нагрузке.

По приведенной схеме можно собирать стабилизаторы на напряжение 5-15 В. Силовые диоды VD1-VD4 должны быть рассчитаны на ток не менее 10 А. Резистором R4 осуществляется точная подстройка выходного напряжения (базовое значение задается типом применяемой микросхемы стабилизатора серии КР142). Силовые элементы устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 см^2.

Для примера, приведем расчет стабилизатора напряжения со следующими характеристиками:

Uвых - 12 В;Iнаг - 3 A; Uвх - 20 В.

Выбираем стабилизатор напряжения 12 В в серии КР142 — КР142ЕН8Б. Выбираем проходной транзистор, способный рассеять максимальную мощность нагрузки Ррас = Uвх* Iнагр = 20 • 3 = 60 Вт (мощность транзистора желательно выбирать в 1.5-2 раза большей) — подходит распространенный КТ818А (Ррас = 100 Вт, Iк макс = 15 А). В качестве VD1-VD5 могут использоваться любые подходящие по току силовые диоды, например,КД202Д.

Стабилизированный адаптер из нестабилизированного

    В магазинах, киосках подземных переходов, на радиорынках можно купить так называемые адаптеры, оформленные в виде сетевой вилки. Большие пульсации выходного напряжения и его зависимость от тока нагрузки затрудняют питание от них какой-либо радиоэлектронной аппаратуры. Как стабилизировать выходное напряжение таких адаптеров и рассказывается в данной статье.

    Для фиксирования "круглых" значений выходного напряжения проще всего использовать микросхемы КР142ЕН5 и КР142ЕН8 с соответствующими буквенными индексами [1], устанавливая их на теплоотводе в корпус адаптера и дополняя выходным конденсатором емкостью не менее 10 мкФ. Если же необходимо "нестандартное" напряжение, следует применить микросхему КР142ЕН12А [2].

    На рис.1 приведена схема зарядно-питающего устройства для портативного радиоприемника, в котором установлены четыре аккумулятора ЦНК-0,45. Конденсатор C1 устраняет высокочастотные помехи, возникающие в момент закрывания диодов выпрямительного моста. Выходное напряжение 5.6В устанавливают подстроечным резистором R3, а максимальный ток зарядки (примерно 150 мА) - подборкой резистора R1 при подключенной разряженной аккумуляторной батарее. Блок удобен тем, что зарядка аккумуляторов происходит быстро (4...6 ч), и перезарядить их невозможно [3,4].

    Устройство собрано на основе адаптера RW-900 [5]. Чертеж печатной платы приведен на рис.2, а внешний вид блока - на рис.3. Использованы резисторы МЛТ: они установлены на плате вертикально, R3 - СП3-19а. Диоды VD1-VD4 и конденсатор C2 - от адаптера, остальные - RV-6. Конденсатор C4 можно установить также и любой оксидный, но его емкость должна быть не менее 10 мкA. Диод VD5 - практически любой выпрямительный или импульсный.

    Микросхема DA1 установлена на ребристый теплоотвод размерами 10x18x38 мм от промышленного устройства. Для хорошего охлаждения в нижней и верхней стенках корпуса адаптера (ориентация при включении его в настенную розетку) просверлены по шесть отверстий диаметром 6 мм.

Стабилизированный блок питания

    Описываемый блок питания собран из доступных элементов. Он почти не требует налаживания, работает в широком интервале подводимого переменного напряжения, снабжен защитой от перегрузки по току.

    Предлагаемый блок питания позволяет получать выходное стабилизированное напряжение от 1 В почти до значения выпрямительного напряжения с вторичной обмотки трансформатора (см. схему). На транзисторе VT1 собран узел сравнения: с движка переменного резистора R3 на базу подается часть образцового напряжения (задается источником образцового напряжения VD5VD6HL1R1), а на эмиттер - выходное напряжение с делителя R14R15. Сигнал рассогласования поступает на усилитель тока, выполненный на транзисторе VT2, который управляет регулирующим транзистором VT4.

    При замыкании на выходе блока питания или чрезмерном токе нагрузки увеличивается падение напряжения на резисторе R8. Транзистор VT3 открывается и шунтирует базовую цепь транзистора VT2, ограничивая тем самым ток нагрузки. Светодиод HL2 сигнализирует о включении защиты от перегрузки по току.

    В случае замыкания включение режима ограничения тока происходит не мгновенно. Дроссель L1 препятствует быстрому нарастанию тока через VT4, а диод VD7 уменьшает бросок напряжения при случайном отключении нагрузки от блока питания.

    Для регулирования тока срабатывания защиты в разрыв цепи между резисторами R7 и R9 необходимо включить переменный резистор сопротивлением 250 Ом, а его движок подключить к базе транзистора VT3. Значение тока можно регулировать в пределах от 400 мА до 1.9 А.

    В источнике питания применим любой трансформатор с напряжением на вторичной обмотке от 9 до 40 В. Однако при малом значении напряжения сопротивление резисторов R1, R2, R9, R13-R14 следует уменьшить примерно в два раза и подобрать стабилитроны VD5, VD6 так, чтобы напряжение на резисторе R1 было примерно равно половине напряжения на конденсаторе C2.

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователь напряжения, схема которого приведена на рисунке, предназначен для питания носимой радиоаппаратуры, потребляющей мощность не более 10 Вт. Он отличается высоким КПД, стабильным выходным напряжением, некритичен к степени разрядки батареи питания. Выходное напряжение при изменении входного от 6 до 30 В можно установить любым в пределах от ±10 до ±20 В. При этом нестабильность выходного напряжения не превышает 1%, а напряжение пульсаций (на нагрузке 2 кОм) - 10 мВ. Выходное сопротивление устройства - около 0,05 Ом,

По принципу действия - это ключевой преобразователь со стабилизатором с широтно-импульсной модуляцией. Задающий генератор выполнен на инверторах D1.1, D1.2 по схеме симметричного мультивибратора. Частота генерируемых колебаний - около 50 кГц. Через диод V1 они поступают на ждущий мультивибратор, собранный на инверторах D1.3, D1.4. Как видно из схемы, в его частотозадающую цепь, кроме резистора R5 и конденсатора С3, входит сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора V3, цепь смещения которого (резисторы R3, R4) питается положительным напряжением, снимаемым с выхода устройства. Благодаря этому длительность генерируемых мультивибратором импульсов оказывается обратно пропорциональной выходному напряжению (при его уменьшении длительность импульсов увеличивается и наоборот). Триггер D1.5, D1.6 улучшает форму импульсов.

Импульсное напряжение, снимаемое с выхода триггера, усиливается по мощности транзисторами V6, V7 и повышается трансформатором Т1 до требуемого значения. Выпрямленное диодами V8-V11 напряжение поступает в нагрузку через фильтр, состоящий из электролитических конденсаторов С6, С7 и шунтирующих их керамических конденсаторов С8, С9 (они улучшают фильтрацию высокочастотных составляющих выпрямленного напряжения). Выходное напряжение преобразователя устанавливают подстроечным резистором R4.

Напряжение питания транзистора V6 и микросхемы D1 поддерживается неизменным с помощью стабилизатора, выполненного на транзисторе V5 и стабилитроне V4.

Трансформатор Т1 выполнен в ферритовом броневом магни-топроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II - 2X40 витков провода ПЭЛ 0,23.

При необходимости (если потребляемая от преобразователя мощность близка к предельной) транзистор V7 устанавливают на теплоотводе с охлаждающей поверхностью 50... ...60 кв.см.

"Радио, телевизия, електроника" (НРБ). 1981, N 2

Примечание. В преобразователе напряжения можно использовать транзисторы КТ373А (V3), КТ801А, КТ801Б (V5, V6). диоды КД503А (V1, V2). Д226Д (V8-V11) и микросхему К155ЛН1. Для изготовления импульсного трансформатора подойдет ферритовый броневой магнитопровод типоразмера М700НМ-11 - Б30-АL-630.

ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

С амплитуднофазовым управлением

В регуляторе, схема которого показана на рис. 1, использованы два тринистора, открывающиеся один в положительный, а другой - в отрицательный полуперноды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным резистором R3.

Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем по схеме проводе) тринисторы закрыты. По мере увеличения сетевого напряжения конденсатор. С1 заряжается через резисторы R2 и R3. Увеличение напряжения на конденсаторе отстает (сдвигается по фазе) от сетевого на величину, зависящую от суммарного сопротивления резисторов R2 и R3 и емкости конденсатора С1. Заряд конденсатора продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет порога открывания тринистора Д1. Когда тринистор откроется, через нагрузку Rн потечет ток, определяемый суммарным сопротивлением открытого тринистора и Rн. Тринистор Д1 остается открытым до конца полупериода. Подбором резистора R1 устанавливают желаемые пределы регулирования. При указанных на схеме номиналах резисторов и конденсаторов напряжение на нагрузке можно изменять в пределах 40- 220 В.

В течение отрицательного полупериода аналогично работает тринистор Д4. Однако, конденсатор С2, частично заряженный в течение положительного полупериода (через резисторы R4 и R5 и диод Д6), должен перезаряжаться, а значит и время задержки включения тринистора должно быть большим. Чем дольше был закрыт тринистор Д1 в течение положительного полупериода, тем большее напряжение будет на конденсаторе С2 к началу отрицательного и тем дольше будет закрыт тринистор Д4.

Синфазность работы тринисторов зависит от правильного подбора номиналов элементов R4, R5, С2. Мощность нагрузки может быть любой в пределах от 50 до 1000 Вт.

И.ЧУШАНОК г. Гродно

С фазоимпульсным управлением

Регулятор, схема которого показана на рис. 2, управляется автоматически сигналом Uynp. В регуляторе использованы два тиристора - тринистор Д5 и динистор Д7. Тринистор открывается импульсами, которые формируются цепочкой, состоящей из динистора Д7 и конденсатора С1. В начале каждого полупериода тринистор и динистор закрыты и конденсатор С1 заряжается током коллектора транзистора Т1. Когда напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания динистора, он откроется и конденсатор быстро разрядится через резистор R2 и первичную обмотку трансформатора Тр1. Импульс тока со вторичной обмотки трансформатора откроет тринистор. При этом управляющее устройство будет обесточено (так как падение напряжения на открытом тринисторе очень мало), динистор закроется. По окончании полупериода триннстор выключится и с началом следующего полупериода начнется новый цикл работы регулятора.

Универсальный сетевой фильтр и его конструкция

Включив однажды в одну сетевую розетку радиоприемник "ВОЛНА-К" и компьютер "Пентагон-128" с дисководом и блоком питания, обнаружилось, что эти устройства оказались плохо совместимыми. Вся компьютерная техника выдавала мощный и широкий спектр радиопомех, так что бедняжка "ВОЛНА" ревела практически в любой точке диапазона от 12 кГц до 23,5 МГц. Помехи были и на TV. Все это и навело на мысль сделать и установить сетевой фильтр, что. не помешало бы и в случае эксплуатации любительской радиостанции, но все откладывалось "на потом". Спектр помех был очень широк и решение пришло по аналогии с анодным дросселем в выходном каскаде лампового усилителя мощности. Прикинув коэффициент полезного действия [1] для разных частот, я понял, -фильтр должен быть трехсекционным.

Классический вариант [2] на ферритовом кольце, рис.1 при намотке 10 витков на магнитопроводе 600НН К32х16х6 или 400НН К40х25х7,5 и конденсаторах С1 ... С4 = 0,01 мкФ показал худшие результаты. Возможно, из-за малой емкости конденсаторов, которая должна быть как минимум на порядок больше 0,1 ... 0,22 мкФ.

Найти проходные (высокочастотные) конденсаторы такой емкости мне нс удалось. Максимальная емкость конденсаторов КТП-3 0,015 мкФ. Бумажные проходные конденсаторы имеют большие величины емкостей, но позволяют эффективно подавлять в основном низкочастотные помехи бытового и промышленного происхождения, проникающие в радиоприемник из сети переменного тока.

Поэтому потребовалось сделать сделать универсальный сетевой фильтр, который бы нс пропускал высокочастотные помехи из сети в радиоприемник или трансивер при приеме и, наоборот, в электрическую есть при передаче. Схема сетевого фильтра приводится на рис.2.

Детали.

В фильтре используются конденсаторы С1 ... С4, С9 ... С12 - КПБ - 0,022 мкФ - 500 В С5 ... С8, С13 ... С14 - КТП-3 - 0,015 мкФ - 500 В (керамические, красного цвета с резьбой М8 - 0,75).

Как видно из схемы, керамические и бумажные проходные конденсаторы включены попарно-параллельно. "Неонка" VL1 -индикатор включения фильтра в сеть. Дроссели L1 и L1' намотаны обычным двойным сетевым проводом,в изоляции (например, от сгоревшего паяльника) на семи, сложенных вместе плоских ферритовых стержнях для магнитной антенны. Общее сечение магнитопровода 4,2 см2. Стержни плотно уложены друг на друга и обмотаны тремя слоями лакоткани. Поверх нее намотана обмотка, содержащая семь витков. Получившийся элемент больше похож на проходной трансформатор, чем на дроссель, рис.3.

Устройство бесперебойного питания на основе импульсного стабилизатора

Устройство бесперебойного питания на основе импульсного стабилизатора

На рис. 3.4-3 предлагается к рассмотрению устройство для бесперебойного питания систем охраны и видеонаблюдения на основе импульсного стабилизатора, совмещенного с зарядным устройством. В стабилизатор введены системы защиты от перегрузки, перегрева, бросков напряжения на выходе, короткого замыкания.

Стабилизатор имеет следующие параметры:

• Входное напряжение, Uвx — 20-30 В:

• Выходное стабилизированное напряжение, Uвыx-12B:

• Номинальный ток нагрузки, Iнагр ном —5А;

• Ток срабатывания системы защиты от перегрузки, Iзащ — 7А;.

• Напряжение срабатывания системы защиты от перенапряжения, Uвых защ — 13 В;

• Максимальный ток зарядки АКБ, Iзар акб макс — 0,7 А;

• Уровень пульсации. Uпульс — 100 мВ,

• Температура срабатывания системы защиты от перегрева, Тзащ — 120 С;

• Скорость переключения на питание от АКБ, tперекл — 10мс (реле РЭС-б РФО.452.112).

Принцип работы импульсного стабилизатора в описываемом устройстве такой же, как и у стабилизатора, представленного выше.

Устройство дополнено зарядным устройством, выполненным на элементах DA2,R7, R8, R9, R10, VD2, С7. ИС стабилизатора напряжения DA2 с делителем тока на R7. R8 ограничивает максимальный начальный ток заряда, делитель R9, R10 задает выходное напряжение заряда, диод VD2 защищает АКБ от саморазряда при отсутствии напряжения питания.

Защита от перегрева использует в качестве датчика температуры терморезистор R16. При срабатывании защиты включается звуковой сигнализатор, собранный на ИС DD 1 и, одновременно, нагрузка отключается от стабилизатора, переходя на питание от АКБ. Терморезистор монтируют на радиаторе транзистора VT1. Точная подстройка уровня срабатывания температурной защиты осуществляется сопротивлением R18.

Датчик напряжения собран на делителе R13,R15. сопротивлением R15 устанавливают точный уровень срабатывания защиты от перенапряжения (13 В). При превышении напряжения на выходе стабилизатора (в случае выхода последнего из строя) реле S1 отключает нагрузку от стабилизатора и подключает ее к АКБ. В случае отключения питающего напряжения, реле S1 переходит в состояние "по умолчанию"- т.е. подключает нагрузку на АКБ.

Приведенная здесь схема не имеет электронной защиты от короткого замыкания для АКБ. эту роль выполняет плавкий предохранитель в цепи питания нагрузки, рассчитанный на максимальный потребляемый ток.

Устройство защиты

Устройство (патент DL-WR 82992), принципиальная схема которого приведена на рисунке, может использоваться и стабилизированных выпрямителях последовательного типа для защиты нагрузки от недопустимо высокого выходного напряжения. В нормальных условиях транзистор Т1 работает в режиме, когда напряжение между его коллектором и эмиттером небольшое и на транзисторе рассеивается небольшая мощность (ток базы определяется резистором R1). Сопротивление стабилитрона Д2 в этом случае большое и тиристор Д3 закрыт.

При возрастании напряжения на выходе устройства выше определенной величины через стабилитрон начинает протекать ток, который приводит к открыванию тиристора. Транзистор T1 при этом закрывается и напряжение на выходе устройства близко к нулю.

Описанное устройство должно включаться в стабилизаторах в выходную цепь так, чтобы сигнал обратной связи подавался из цепи, расположенной за системой защиты При номинальном выходном напряжении 12 В н токе 1 А в устройстве можно применять транзисторы КТ802А, тиристор КУ201А - КУ201К, стабилитрон Д814Б. Сопротивление резистора R1 должно быть 39 Ом (мощность рассеивания при отсутствии системы автоматики, отключающей стабилизатор от сети, составляет 10 Вт). R2 - 200 Ом, R3 - 1 кОм.

Увеличение срока жизни батареи

Во многих устройствах, работающих от батарей, требуется поддержание постоянного уровня выходного напряжения независимо от того, ниже или выше этого уровня напряжение батарей. Это требование легко удовлетворяется в том случае, когда напряжение батарей превышает 15 В

[1]. Но для низковольтных элементов питания решение задачи может быть весьма сложным. Путем создания плавающего отрицательного полюса батареи, который обычно заземлен при питании положительным напряжением, можно упростить конструкцию конвертора с положительным выходным напряжением, выполненного по схеме с обратным включением диода.

Напряжение батареи, питающей предлагаемое устройство, может быть в пределах от 3 до 30 В (см. рисунок). Импульсный стабилизатор модели LT 1072 управляет передачей энергии от входа к выходу. Выход Vsw стабилизатора является коллектором прп-транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером; таким образом, протекание тока в стабилизатор обеспечивается при низком потенциале на этом выводе. Частота генерации схемы, равная 40 кГц, определяется встроенным генератором. Когда ключ на этом транзисторе включен, напряжение батареи оказывается приложенным к дросселю L1 и энергия накапливается его сердечником. Однако когда ключ выключен, прекращается протекание тока через ИС типа LT 1072. Поскольку ток продолжает протекать через дроссель, диод D1 оказывается смещенным в прямом направлении, создавая возможность энергии, запасенной дросселем, передаваться на выход.

Регулировка выходного напряжения достигается подачей на вход управления (Vfb) напряжения величиной до 1,25 В. ИС управляется относительно общего вывода; таким образом, сдвиг уровня следует производить с 5-В выхода. Этой цели служит транзистор Q1, обеспечивая температурный дрейф выходного напряжения всего -2 мВ/°С. Этого значения обычно достаточно для источников питания логических схем, но оно может быть скорректировано дополнительной тщательно подобранной диодно-резисторной схемой. Минимальный требуемый ток нагрузки в любом случае составляет 1 мА. Если нужен больший ток, стабилизатор модели LT 1072 может быть заменен ИС типа LT 1070 или LT 1071.

Литература

[1]. William, J. and Huffman В. "Some thoughts on DC-DC converters", Linear Technology Corp., Application Note 29, Feb. 1989.

Brian Huffman. Regulator boosts battery voltage, ED, 1990, No. 14, p. 58.

Увеличение выходного тока ИС стабилизатора напряжения без существенного ухудшения его к.п.д.

Если для увеличения выходного тока монолитного стабилизатора напряжения используется последовательный транзистор, то обычно к. п. д. стабилизатора уменьшается из-за падения напряжения на переходе база-эмиттер внешнего транзистора. Потери напряжения на этом дополнительном транзисторе увеличивают разность между входным и выходным напряжениями схемы в целом, вызывая тем самым потери мощности.

Схема, показанная на рисунке, увеличивает выходной ток стабилизатора напряжения без потерь мощности. Выходной вывод (в данном случае вывод 6) стабилизатора заземляется, при этом внутренний последовательный транзистор не оказывает влияния на входные-выходные характеристики насыщения схемы в целом. Такой способ шунтирования позволяет поддерживать малую разность между входным и выходным напряжениями, соответствующую только одной ИС (в данном случае 1,5 В).

В рассматриваемом стабилизаторе абсолютная минимальная разность напряжений определяется насыщением внутреннего источника тока и не может быть уменьшена, однако она обычно достаточно велика, чтобы предотвратить насыщение внешнего транзистора. Даже при использовании в качестве усилителя мощности транзистора 2N3055 не наблюдается заметного изменения минимальной разности между входным и выходным напряжениями при введении внешнего транзистора или токоограничивающего резистора.

Защита аппаратуры от повышенного сетевого напряжения при помощи интегрального таймера

Измерительные и электробытовые приборы могут быть легко выведены из строя при чрезмерных повышении или понижении напряжения питания. Чувствительная к напряжению схема на интегральном таймере типа 555 отключает аппаратуру от питающей сети, когда напряжение в ней выходит за установленные пределы.

Такая схема обеспечивает лучшую защиту приборов, чем стабилизатор напряжения, который эффективен для обнаружения и компенсации кратковременных изменений напряжения. Как показано на рисунке, сетевое напряжение уменьшается приблизительно до 15 В при помощи понижающего трансформатора, коэффициент трансформации которого зависит от напряжения на первичной обмотке. Вторичное напряжение выпрямляется, фильтруется конденсатором и поступает к 12-В стабилизатору, который формирует смещение таймера и транзистора KT315, используемого в качестве чувствительного элемента. Нестабилизированное напряжение, изменяющееся пропорционально сетевому напряжению, поступает к потенциометрам R1 и R3, которыми устанавливаются верхний и нижний пределы.

Таймер типа 555 работает в бистабильном режиме, и его состояние непосредственно зависит от напряжений на входах установки и сброса (соответственно выводы 2 и 4).

В нормальном режиме, когда питающее напряжение находится в заданных пределах, нестабилизированное напряжение на среднем выводе резистора R1 открывает кремниевый стабилитрон и вводит транзистор в состояние насыщения. Напряжение на выводе 4 таймера резко возрастает, стремясь к 12 В и, когда оно достигает 2/3 напряжения смещения таймера 12 В, т. е. 8 В, потенциал на выводе 3 повышается и включает реле.

Если напряжение сети переменного тока меньше нижнего предела, напряжение на среднем выводе резистора R1 слишком мало для включения кремниевого стабилитрона KC166, и поэтому реле обесточено. Когда сетевое напряжение превышает верхний установленный предел, напряжение постоянного тока на выходе 2 превышает 1/3 питающего напряжения 12 В, в результате чего понижается потенциал вывода 3, и реле выключается.

Верхний и нижний пределы могут быть установлены с точностью ±5 В при использовании прецизионных потенциометров. Благодаря лавинообразному характеру пробоя в кремниевом стабилитроне схема не имеет гистерезиса. Выбросы напряжения, возникающие в сети, эффективно подавляются большим фильтрующим конденсатором.

ЗАЩИТА ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ЗАЩИТА ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В промышленной и бытовой сети довольно часто можно зафиксировать непредвиденные броски напряжения, при этом напряжение в сети может превышать номинальное на 20-40%. Такие броски условно можно разделить на два класса:

1. Кратковременные — увеличение амплитуды в течение нескольких периодов.

2. Длительные — увеличение напряжения в течение нескольких секунд или минут.

Первые можно отнести скорее к импульсным помехам, что связано с коммутацией на линии каких-то мощных нагрузок (сварочные аппараты, двигатели, нагревательные элементы). Они, несомненно, оказывают влияние на бытовую технику и, особенно, на чувствительные элементы источников питания телевизоров, аудиоцентров. которые часто находятся в дежурном режиме круглые сутки.

Устройство защиты от импульсных помех в сети

Устройство, защищающее от импульсных помех, показано на рис. 3.7-1. Схема состоит из следующих узлов:

• источник питания — VD1-VD4, R6, R7, VD5, VD7,Cl, C2;

• датчик-компаратор — Rl, R2, R3, R4, R5, HL1, VD8, DA1, R8, R9;

• формирователь сброса с задержкой по выключению — VD9, R10, DD1.1,DD1.2, VD10, R11, СЗ;

• генератор импульсов высокой частоты 25 кГц для управления симмистором—DD 1.3, DD1.4, R 12, R 13, С4, С5, R14, ТР1, VS1.

• звуковой сигнализатор (выполняется по желанию) —

R14, R15, C6,C7,HA1,DD2.

Источник питания вырабатывает два напряжения: +24 В — для питания импульсного трансформатора, +5 В — для питания ИС устройства.

Узел контроля напряжения собран на Rl, R2, R3. С делителя напряжение поступает на вход компаратора. Уровень срабатывания по превышению напряжения устанавливается резистором R2 (положение движка подбирается таким образом, чтобы компаратор был на грани срабатывания при 245 В на входе). При превышении на входе компаратора заданного амплитудного значения он переключается и на выходе появляются прямоугольные импульсы с частотой 25 Гц.

В исходном состоянии на выходе D1.2 поддерживается высокий логический уровень, разрешающий работу генератора управления симмистором (для поддержания его в открытом состоянии). Транзистор VT1 управляет импульсным трансформатором. формирующим мощные импульсы напряжения открывают. Частота генератора выбрана равной 25 кГц для скорейшего отпирания силового ключа в моменты перехода через "нуль" (если частота управления будет недостаточной, может случиться так, что когда во время включения появятся высоковольтные выбросы и будет искажена форма синусоидального сигнала, система не успеет среагировать и искаженный сигнал поступит на нагрузку).

Дифференцирующая цепочка на элементах D1.1 и D1.2 осуществляет запрет работы генератора при поступлении низкого уровня с выхода компаратора (при повышении порогового напряжения в сети) и с задержкой в 9с разрешает запуск генератора, когда напряжение снизится до порогового значения 240 В.

Импульсный трансформатор ТР1 намотан на матнитопро воде типоразмера К20х10х7,5 из феррита марки 2000НН и содержит: обмотка I — 100 витков, обмотка II — 40 витков провода ПЭЛШО-0,22. Обмотки изолируют от кольца слоем лакоткани и размещают на противоположных сторонах кольца.

При мощности нагрузки более 300 Вт симмистор необходимо установить на радиатор.