Простой высоковольтный источник питания

В статье описывается конструкция стабилизированного источника питания с выходным напряжением 0…230 В.

Хотя современные электронные устройства питаются, как правило, низким напряжением, не превышающим десятки вольт, часто на практике может возникнуть потребность в ис­точнике повышенного напряжения 200…300 В хотя бы не­большой мощности. Если не предъявляется высоких требо­ваний к стабильности выходного напряжения, такой источник можно собрать с использованием несложной схемы (рис.1). Диапазон регулировки выходного напряжения 0…230 В, ко­эффициент стабилизации не менее 50 при питающем сете­вом напряжении 190…240 В / 50 Гц и при выходном напря­жении 200 В, максимальный ток нагрузки около 150 мА (оп­ределяется мощностью трансформатора и мощностью рассе­ивания регулирующего транзистора).

Рис.1

Устройство представляет собой параметрический стаби­лизатор напряжения с истоковым повторителем. Применение полевого транзистора позволяет уменьшить нагрузку на ис­точник опорного напряжения, тем самым повысить коэффи­циент стабилизации, а также упростить схему защиты от пе­регрузки. С целью повышения коэффициента стабилизации опорный источник питается повышенным напряжением от вы­прямителя на диодном мосте VD1.

Диапазон регулировки разделен на два поддиапазона 0… 115 В и 115…230 В. регулировка осуществляется перемен­ными резисторами R3 «Грубо» и R4 «Плавно» (использова­ние многооборотного потенциометра неудобно при наличии двух поддиапазонов), выбор поддиапазона производится сдво­енным тумблером SA1, переключающим обмотки трансфор­матора и стабилитроны. Стабилитрон VD6 предотвращает про­бой затвора транзистора при коротком замыкании выхода.

Устройство защиты от перегрузки выполнено на тиристо­ре VS1, ток срабатывания защиты устанавливается перемен­ным резистором R6, конденсатор С4 предотвращает ложные срабатывания защиты от случайных кратковременных импульсов помех, резистор R2 ограничивает ток разря­да конденсатора С2 через тиристор при срабатывании защиты. Для обеспечения надежного открытия тирис­тора введен дополнитель­ный однополупериодный вы­прямитель с напряжением около 8 В, (использована накальная обмотка транс­форматора).

При открытии тиристо­ра открывается также диод VD5 и в цепь анода тирис­тора поступает ток через резисторы R8 и R9. Следу­ет отметить, что тиристоры типа MCR107-6 имеют от­носительно большой ток удержания, а уменьшать со­противление резистора R1 нежелательно, т.к. при открытии тиристора на этом резисторе выделяется значитель­ная мощность, кроме того, ток может превысить максималь­но допустимый для маломощных стабилитронов. Выпрями­тель +8 В можно использовать также для питания контроль­ного вольтметра. Светодиод HL1 служит индикатором состо­яния «Перегрузка», сброс блокировки осуществляется нажа­тием кнопки SA2.

При желании самоблокировку защиты можно отключить, для этого достаточно исключить конденсатор С5, в этом слу­чае тиристор закрывается автоматически при отключении на­грузки. При включении питания или нажатии кнопки SA2 выходное напряжение устанавливается с задержкой в не­сколько секунд, определяемой емкостью конденсатора С2. Такая задержка предотвращает срабатывание защиты при большой емкостной нагрузке, а также полезна с точки зре­ния электробезопасности, но если она не требуется то кон­денсатор С2 можно исключить, на уровень пульсаций вы­ходного напряжения он практически не влияет.

Конструкция и детали

В устройстве использованы полевой транзистор P7MB40, тиристор MCR107-6, типы диодов и напряжения стабилиза­ции стабилитронов указаны на схеме. Транзистор VT1 уста­новлен на радиаторе, обеспечивающем мощность рассеива­ния около 10 Вт, целесообразно установить небольшой вен­тилятор. для питания которого можно использовать выпря­митель +8 В. При необходимости можно задействовать вто­рую накальную обмотку трансформатора. В качестве сете­вого трансформатора использован анодно-накальный трансформатор TAH31, можно применить другой с соответ­ствующими напряжениями вторичных обмоток.

Если напряжение обмоток трансформатора недостаточно, можно применить комбинированный выпрямитель (рис.2). В этом случае тумблер SA1 переключает режим работы выпря­мителя — мостовой или выпрямитель с удвоением напряжения.

Рис.2

Устройство смонтировано в корпусе для электротехниче­ских конструкций размером 150x178x90 мм, трансформатор установлен в боковом положении. На передней панели раз­мещены выходные клеммы, а также дополнительные гнезда выходов накальных обмоток, тумблер «Сеть» и контрольный вольтметр, которые на принципиальной схеме не показаны с целью упрощения.

Автор: Александр Спиридонов, г. Киев

Возможно, вам это будет интересно:

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/36721

Добавить комментарий