Універсальний блок живлення своїми руками
Які вимоги пред'являє будь-який радіоаматор до універсального блоку живлення (БП) при ремонті, перевірці та налагодженні різної радіоапаратури: -різноманітність напруги живлення; -можливість видачі відразу двох напруг; -висока здатність навантаження по струму (не менше 1 А);
Основні характеристики:канал 1. вихідна напруга - 12В канал 2, вихідна напруга (ступенями) - 5; 6; 7,5; 9; 12; 15В максимальний струм навантаження - 1,5А стабілізований струм зарядка акумуляторів - 6; 12; 25; 50; 75; 100мА струм короткого замикання - 0,3А
Слід зазначити, що створити універсальний блок живлення неможливо (наприклад, для потужного УЗЧ може знадобитися БП з біполярною напругою ±45 В і струмом навантаження 3. 5 А). Однак у більшості випадків не варто завищувати вимоги, оскільки це призведе до подорожчання (і обтяження) конструкції. Крім того, блок живлення з великим вихідним струмом і напругою є потенційною загрозою, як для більшості слаботочних пристроїв, так і для здоров'я ремонтника.
Пристрій:Пропонується універсальний блок живлення (УБП). За схемою УБП дуже простий та сконструйований з максимальною технологічністю – це вдалося завдяки використанню популярних інтегральних стабілізаторів. Один канал (на DA1) являє собою звичайний стабілізатор напруги (СН) на 12 В. Другий канал (DA2) - стабілізатор напруги або струму з їх дискретним регулюванням. Вихідна напруга каналу 2 задається ланцюжком діодів VD13. VD18, які використовуються як стабілізаториопорної напруги для DA2: 1В (VD17, VD18); 2,5 (VD16. VD18); 4 (VD15. VD18); 7 (VD14. VD18); 10 (VD13. VD18). Струм виходу (в режимі стабілізатора струму - СТ) задається опором включеного ланцюжка R3. R7. При розрахунках слід враховувати струм, що протікає через опір R2 (0,5 мА), і струм споживання мікросхеми (5,5 мА) - всього 6 мА, тому в положенні SA3 "6 мА" ланцюжок R3. R7 вимикається. SA3 перемикає режим виходу СН/СТ (на схемі він показаний у положенні СТ), SA4 служить для перемикання значення вихідної напруги, а SA2 дозволяє комутувати між собою два канали БП (для зручності експлуатації). Світлодіоди VD5. VD8 призначено для індикації режимів роботи каналів БП (однополярне незалежне/біполярне харчування). При цьому VD5 (червоного кольору світіння) встановлено біля клеми "+5/15 В", VD6 (жовтий) - біля "-5/15В", VD7 (червоний) - біля "+12 В", a VD8 (зелений) - біля "-12 В". Така індикація дуже допомагає при візуальній оцінці стану взаємозалежності каналів (наприклад, при біполярному виході горять: червоний - "+5/15В"; жовтий - "загальний" і зелений - "-12 В").
Деталі:Вимикач живлення - типу ПКн41-1.2, призначений для комутації напруги 220 В. Трансформатор-стандартний ТП36-127/220-50 (чотири обмотки по 7 В, об'єднані як дві по 14 В із струмом навантаження до 1,5 А). Можливе застосування будь-якого відповідного трансформатора з двома обмотками з напругою 14. 17 і струмом навантаження 1.5. 2 А. Діоди V01. VD4 та VD9. VD12 будь-які, що підходять під струм навантаження (КД213, КД202, Д231. Д234, Д242, Д243). Місткість конденсаторів С1, С3 вказана мінімальна (бажано збільшити), робоча напруга — не нижче 25 В. Установка керамічних конденсаторів С2 та С4 обов'язкова (вони зменшують вплив імпульсних перешкод, оскількиелектроліти на частотах вище 50 кГц поводяться як завгодно, але не як конденсатори), їх ємність - в межах 0,047. 1 мкф. Мікросхему DA1 К(Р)142ЕН8Б (7812) можна замінити на К(Р)142ЕН8Д при зменшенні струму навантаження до 1 А. Аналогічно КР142ЕН5А (7805) замінюється на КР142ЕН5В. Найкращий варіант – застосування імпортних мікросхем у металевих корпусах (ТО-3). Автор застосував МА7812 і МА7805, оскільки вихідна напруга у них точніша (похибка — не більше 0,05 В), а струм навантаження більший (до 2 А), ефективність теплообміну та надійність значно вища, ніж у КРЕНОК. Світлодіоди VD5. VD8 - будь-які однотипні зазначених кольорів світіння. Ланцюжок VD13. VD18 краще підібрати при струмі 5. 6 мА для зазначених напруг (1 В пара діодів кремнієвий + германієвий, 1,5 В - світлодіод, 3 В - стабілітрон у скляному корпусі). Резистори R1. R7 - будь-якого типу, потужністю не нижче зазначеної на схемі. Як амперметр і вольтметр використані стрілочні індикатори типу М4248 зі струмом повного відхилення 100 мкА і опором рамки 3 кОм. Вольтметр утворений шляхом послідовного підключення резистора 150 кОм (межа виміру - 15 в), амперметр - паралельного підключення резистора 3 Ом (межа виміру -100 мА). При роботі другого каналу в режимі СН паралельно підключається додатковий шунт - резистор R8 (саморобний, опором 0,2 Ом - для одержання межі вимірювання 1,5 А). Крім зазначених, можливе застосування інших індикаторів з перерахуванням шунту і опору, що гасить під зазначені межі вимірювання. Перемикач роду роботи SA3 (напруга/струм) - кнопка П2К з фіксацією (для зменшення контактного опору при підключенні шунта дві пари замикаючих контактів запаралелені). Перемикач SA4 - галетний, два напрями на шість положень. Як SA2 застосованотумблер з нейтральним положенням або "галетник" (два напрямки на три положення). Конструкція. Конструктивно БП зібрано у прямокутному корпусі розмірами 140x100x200 мм. Роль задньої стінки грає пластинчастий радіатор 140×200 мм. На ньому через слюдяні прокладки встановлено VD1. VD4, VD9. VD12, DA1, DA2. При цьому забезпечується максимальна ефективність охолодження (мікросхема DA2 працює у важкому тепловому режимі з потужністю, що розсіюється, до 20 Вт). У середній частині знаходиться мережевий трансформатор та конденсатори С1. С4. На передній панелі розміщені решта деталей (VD13. VD18 і R3. R7 встановлені на перемикачі SA4, шунт R8 — на SA3). Шасі електрично ізольовані від схеми.
Модифікація:Якщо з якихось причин радіоаматора не влаштовують вибрані параметри УБП, їх легко змінити. Так, для зміни вихідної напруги першого каналу достатньо застосувати іншу мікросхему DA1:
КР142ЕН5А(В) (7805) - 5 В, КР142ЕН5І(Г) (7806) - 6 В, КР142ЕН8А(Г) (7809) - 9 В. КР142ЕН8В(У) (7815) - 15 В. КР142ЕН9А(Г) -20 В, КР142ЕН9Б(Д) (7824) -24 В, КР142ЕН9В(У) - 27 В.
При цьому випрямлена напруга на вході мікросхеми для її нормальної роботи має бути на 3.. .7 більше вихідного. Для зміни ряду напруги другого каналу використовують інші джерела опорної напруги (діоди VD13. VD18). При цьому мінімальна напруга на виході стабілізатора визначається типом мікросхеми, а максимальна залежить від опорної напруги та обмежена максимальною вхідною напругою даного стабілізатора (для КР142ЕН5А - 35 В). Для збільшення вихідного струму СН необхідний потужніший трансформатор, випрямні діоди (під бажаний струм) та емітерний повторювач на виході DA1 та DA2. При цьому вихідна напруга зменшується приблизно на 0,7В, тому для отримання тієї ж напруги Кренку треба додатково "підперти" кремнієвим діодом. Вихідний струм СТ залежить від опору ланцюжка резисторів (R3. R7) і може бути збільшений до 1 A (R3 береться з опором 5 Ом і потужністю більше 5 Вт). Застосовувати для регулювання вихідної напруги та струму змінні резистори замість дискретних перемикачів небажано через погіршення стабілізації в режимі СН, а також малу потужність і нерівномірність регулювання в режимі СТ.