Блок питания для персонального компьютера «РАДИО 86 РК»
По структуре предлагаемое вниманию читателей устройство (рис. 3.13) не ново: выпрямитель напряжения сети — конденсаторный фильтр — так называемый полумостовой преобразователь постоянного напряжения в переменное (с понижающим трансформатором) — выпрямители — фильтры — стабилизаторы. Однако в отличие от многих подобных источников питания такой структуры, описанных в литературе, в этом устройстве применено внешнее возбуждение преобразователя. Это позволило оптимально сформировать базовый ток ключевых транзисторов и тем самым полностью исключить сквозной ток через них. В результате удалось значительно снизить потери в транзисторах и выпрямительных диодах и уменьшить излучаемые преобразователем помехи.
Применение внешнего возбуждения также существенно упрощает налаживание этой части устройства и поиск дефектов. Первичная (I) обмотка основного трансформатора Т2 преобразователя включена в диагональ моста, образованного транзисторами VTl, VT2 и конденсаторами С9, СЮ. Базовые цепи этих транзисторов питаются от обмоток II и III трансформатора Т1, на первичную обмотку которого поступает ступенчатое напряжение с формирователя, собранного на микросхемах DDI, DD2. Задающий генератор формирователя собран на инверторах DDI Л, DDI.2 и вырабатывает колебания частотой около 120 кГц. Импульсы с выходов триггеров DD2.1 (частота следования 60 кГц) и DD2.2 (30 кГц) поступают на входы элементов DD1.3 и DDI.4, в результате чего на их выходе формируются импульсные последовательности со скважностью 4. Их разность имеет вид импульсов чередующейся полярности длительностью около 8 мкс с паузами такой же продолжительности между ними.
Через трансформатор Т1 это ступенчатое напряжение передается на базы ключевых транзисторов VT1, VT2 и поочередно открывает их. Наличие пауз между импульсами гарантирует полное закрывание каждого из транзисторов перед открыванием другого. Микросхемы DDI, DD2 формирователя питаются напряжением 12 В от бестрансформаторного источника, состоящего из балластного конденсатора СЗ, выпрямительного моста VD2, стабилитрона VD3 и конденсаторов фильтра С7, С8. Выбор такого напряжения питания микросхем позволил использовать трансформатор Т1 с максимально возможным коэффициентом трансформации (10:1), что снизило токовую нагрузку на элементы DD1.3, DD1.4 и дало возможность обойтись без дополнительных транзисторных ключей в их выходной цепи. Два верхних по схеме источника выходного напряжения собраны на микросхемных стабилизаторах серии К142 и П-образных LC-фильтрах.
Поскольку выпрямленное напряжение имеет вид разделенных паузами импульсов, по форме близких к прямоугольным, на входах фильтров включены оксидные конденсаторы К52-1 относительно небольшой емкости, удовлетворительно работающие на выбранной частоте преобразования. Благодаря малому току, потребляемому от нижнего источника, его сглаживающий фильтр содержит только конденсаторы, а стабилизатор выполнен по параметрической схеме с усилителем тока.
Устройство собрано на печатной плате, изготовленной из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Со стороны элементов фольга сохранена и выполняет функции общего провода и экрана. Транзисторы VT1, VT2 закреплены на пластине размерами 40x22 мм из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, припаянной перпендикулярно плате. Резьбовые выводы транзисторов укорочены до минимально необходимой длины. Для подключения к компьютеру и к сети в плату впаяны штыри диаметром 1 мм от вилки разъема ШР. Штыри, обозначенные на рисунках буквами а и б, предназначены для контроля потребляемого преобразователем тока при налаживании; впоследствии их соединяют проволочной перемычкой. Дроссели LI, L2, L4 - ДМ-2,5; L3 - ДМ-0,4.
Транзисторы КТ704А вполне заменимы на КТ704, КТ812, КТ824 с любым буквенным индексом, транзистор КТ814А — на любой из серии КТ814 или КТ816. Вместо микросхемы К142ЕНЗ (DA1) можно применить К142ЕН2 с индексом Б или Д, включив ее подобно DA2. Допустима замена диодов КД213А (VD7, VD8) на КД212А, но их необходимо снабдить небольшими теплоотводами. Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10х6х5 из феррита 3000НМ. Его обмотка I содержит 180 витков провода ПЭЛИЮ-0,1, обмотки II и III — по 18 витков ПЭЛИЮ-0,27. Магнитопровод трансформатора Т2 — К28х16х9 из феррита 2000НМ.
Обмотка I состоит из 105 витков провода ПЭЛИЮ-0,27, обмотки II и IV — соответственно, из 14 и 8 витков монтажного провода МГТФ сечением 0,07 мм2 (можно заменить проводом ПЭЛИЮ-0,27), обмотка III — из 2x7 витков ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Витки обмоток каждого трансформатора необходимо равномерно распределить по всему магнитопроводу (у обмотки III — каждую половину).
Описанный блок питания обеспечивает по источнику +12 В максимальный ток 300 мА, по источнику +5 В — 1 А и по источнику -5 В — 50 мА. Однако, если диоды VD7, VD8 снабдить теплоотводами или установить их на заднюю стенку компьютера через слюдяные прокладки, максимальный ток источника +5 В можно поднять до 2 А. Максимальный ток источника —5 В можно увеличить до 100 мА, если позаботиться о дополнительном ^охлаждении транзистора VT3. Печатная плата представлена на рис. 3.14.