Комбинированный лабораторный блок питания 4-12V/1.5A (К140УД6,КП901)
Этот лабораторный блок питания способен обеспечить стабилизацию как тока, так и напряжения. Основой его служит электронный стабилизатор — именно он определяет все выходные параметры устройства. При сравнительной схемной простоте стабилизатор имеет хорошие параметры, прост в эксплуатации.
Основные технические характеристики: в режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 1,5 А..................4 ..12;
Коэффициент стабилизации..................................................500... 1000;
Напряжение пульсаций, мВ, не более................................................5;
Выходное сопротивление, Ом.........................................................0,05:
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А......................................................................0,05...1,5;
Выходное сопротивление, кОм, не менее .........................................К
Напряжение пульсаций, мВ, не более ..............................................5.
Схема блока показана на рис. 3.2. Упрощения схемы и получения при этом значительного выходного тока — до К5...2 А удалось добиться использованием в регулирующем элементе блока мощного полевого транзистора VT4, имеющего большую крутизну характеристики (100...150 мА/В). Это позволило получить довольно большой коэффициент стабилизации напряжения при использовании в управляющем элементе только одного транзистора VT2.
Но для того, чтобы регулирующий полевой транзистор обеспечивал большой выходной ток, необходимо подавать на затвор открывающее напряжение 10...20 В. По этой причине в блоке предусмотрены два источника на напряжение 20 В. Один из них — мощный на диодах VD3, VD4 — служит источником нагрузочного тока, а второй — маломощный на диодах VD1, VD2 — питает управляющий элемент. Источники питаются от одной вторичной обмотки сетевого трансформатора Т1.
В стабилизатор напряжения входят, кроме регулирующего (VT4) и управляющего (VT2) транзисторов, измерительный элемент на резисторах R9...R11 и конденсаторе СЗ и источник образцового напряжения — параметрический стабилизатор на транзисторе VT5 и стабилитроне VD8. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R10. Стабилизатор тока состоит из источника образцового напряжения (транзистора VT3 и стабилитрона VD7), датчика тока нагрузки (резистора R6), управляющего элемента (ОУ DA1).
Регулирующим элементом стабилизатора тока служит тот же транзистор VT4. На транзисторе VT1, диодах DV5, VD6 и светодиоде HL1 собран узел индикации блока. Стабилизируемый ток устанавливают переменным резистором R8. В режиме стабилизации напряжения транзистор VT2 работает в линейном режиме, а ОУ DA1 насыщен и в работе не участвует В режиме стабилизации тока, наоборот, ОУ работает в линейном режиме и управляет транзистором VT4, а транзистор VT2 закрыт. Переход из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока происходит автоматически, при увеличении тока нагрузки до установленного значения. Выходное напряжение при этом уменьшается. Если сопротивление нагрузки увеличивается, то увеличивается выходное напряжение до установленного значения, после чего блок переходит снова в режим стабилизации напряжения.
При замыкании выходной цепи устройство остается в режиме стабилизации установленного тока, а выходное напряжение уменьшается до нуля. Поэтому перегрузка по току устройству не грозит. После устранения причины замыкания или уменьшения тока нагрузки ниже установленного устройство автоматически переходит в режим стабилизации напряжения, светодиод гаснет. Такое качество лабораторного блока питания позволяет устанавливать для каждого конкретного случая свое значение максимально достижимого тока нагрузки и тем самым обеспечить защиту от перегрузки как испытуемого устройства, так и самого блока.
Блок позволяет получать и меньшее, чем 0,05 А, значение стабилизируемого тока, но в этом случае необходимо обеспечить более плавное регулирование напряжения на неинвертирующем входе ОУ DA1 - . Это можно, например, сделать включением переменного резистора сопротивлением 470 Ом между нижним по схеме выводом резистора R8 и точкой соединения резистора R6, стабилитрона YD7 и стока транзистора VT4.
Кроме указанных на схеме, в блоке можно использовать транзисторы КТ361 А, КТ361В...КТ361Е, КТ208А...КТ208М, КТ209А... КТ209М (VT1); КТ3102Б (VT2); КП103Г (VT3, VT4). Транзистор VT4 при токе нагрузки до 1...1,5 А можно заменить на КП901Б
Если же необходимо увеличить ток нагрузки до 2...3 А, то надо или установить «в параллель» два транзистора КП901А (КП901Б), или же применить один транзистор КП904А, при этом никаких переделок в блоке не требуется. Но в последнем случае нижний предел регулировки выходного напряжения поднимется до 5...6 В Диоды VD1, VD2, VD5, VD6 могут быть любыми из серии КД105, а также из серий КД521, КД522, Д220. Диоды VD3, VD4 - КД201А, КД202Б...КД202Р, Д214, Д215, Д242, Д243.
В качестве сетевого можно использовать унифицированный трансформатор ТПП266 или ТПП267, ТПП278. Годится и любой другой трансформатор с магнитопроводом сечением не менее 5 см2 и вторичной обмоткой, каждая половина которой обеспечивает переменное напряжение 12,5...14,5 В при токе нагрузки 2 А. Печатная плата приведена на рис. 3.3,