Блок питания +5…15V/20A

Этот блок питания дает напряжение от 5 до 15V, стабильное установленное в этих пределах, при максимальном токе 20А. При токе более 22А срабатывает защита.

Напряжение переменного тока 220V от электросети подается через 4-амперный предохранитель F1 на первичную обмотку силового трансформатора Т1. Это готовый трансформатор с первичной обмоткой на 230V и вторичной на 20V при токе до 20А. При необходимости такой трансформатор можно изготовить самостоятельно на основе силового трансформатора от ста­рого цветного лампового телевизора, либо на основе силового низкочастотного трансформатора мощностью не ниже 500W для питания галогенных ламп (12V), либо для получения 36V для питания оборудования, перемотав соответственно его вторичную обмотку.

С вторичной обмотки напряжение 20V поступает на выпрямительный мост VD1. Это готовая мостовая сборка типа MB356, рассчитанная на максимальный постоян­ный ток 35А. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С1 емкостью 22000 мкф. При отсутствии конденсатора такой большой емкости его можно заменить несколькими конденсато­рами меньшей емкости, включенным параллельно, так чтобы в сумме давали не менее 20000 мкФ.

Постоянное напряжение на конденсаторе С1 на холостом ходу составляет 28V.

Стабилизатор состоит из схемы стабилизатора на ИМС А1 и выходного регулятора напряжения на транзисторах VT1-VT5, мощные транзисторы VT2-VT5 которого включены параллельно. Резисторы R5-R8 служат для уравнивания тока через транзисторы, так как в результате различий в коэффициентах передачи они могут при равных условиях открываться в разной степени. Резисторы, включенные в эмиттерных цепях помогают автомати­ческой установке напряжений база-эмиттер под действием тока нагрузки, при которых транзисторы открываются в равной степени.

Микросхема LM723 представляет собой интегральный стабилизатор с регулируе­мым выходным напряжением и схемой защиты от перегрузки. Регулировка выходного напряжения происходит при помощи резистора R3, который вместе с резисторами R2 и образует делитель выходного напряжения. Регулировкой устанавливается зависимость напряжения на выводе 4 А1 от выходного напряжения. Компаратор микросхемы работает так, что напряжение на выходе (вывод 10) регулирует таким образом, чтобы напря­жение на его выводе 4 было неизменным. Соответственно, напряжение на выводе 10 почти равно выходному. Но макси­мально допустимый ток выхода мал, поэтому для получения максимального тока нагрузки 20А необходим усилитель тока, которым является схема на транзисторах VТ1-VТ5.

Схема защиты от перегрузки по току работает по измерению напряжения на со­противлении, включенном последова­тельно нагрузке. Входами датчика тока являются выводы 2 и 3 А1. Эти выводы подключены параллельно сопротивлению, образованному резисторами R9-R12, которое включено последовательно с нагрузкой. Понятно, что следуя закону Ома напряжение на сопротивлении будет расти с увеличением тока. Пока напря­жение между выводами 2 и 3 ниже 0,6V защита не срабатывает, воспринимая это как то, что ток нагрузки не превышает максимально допустимого значения. При токе приближающимся к отметке 22-23 А напряжение между выводами 2 и 3 достигает величины 0,6V и более. Это приводит к срабатыванию защиты, кото­рая снижает напряжение на выводе 10 А1 до нуля, и, таким образом, отключает нагрузку.

Максимальный выходной ток можно установить и другим, соответственно изменив результирующее сопротивление R9-R12, которое в данном случае, при условии выбора верхнего порога тока нагрузки 23А равно 0,025 Ом. Или можно даже организовать регулировку макси­мального выходного тока, если параллельно низкоомным резисторам R9-R12 включить один переменный резистор сопротивлением, где-то 10-100 Ом, а контрольное напряжение снимать с его движка и одного из крайних выводов. Резистор будет являться делителем напряжения на R9-R12. Но в этом случае, сопротивления R9-R12 нужно рассчи­тывать на нижний предел регулировки максимального тока нагрузки.

Схема обеспечивает достаточно хоро­шую стабильность установленного выход­ного напряжения, например, при выход­ном напряжении 13V, под нагрузкой 20А напряжение снижается всего на 40-60 mV.

Светодиод HL1 служит для индикации включенного в сеть состояния. Светодиод HL2 индицирует нормальный режим выхода источника питания. То есть он горит когда есть напряжение на выходе. Если он не горит, но горит HL1 это говорит о том, что на нагрузке есть КЗ или перегрузка и выход стабилизатора отключился системой защиты по току, или о перегорании предохранителя F2, включенного на выходе выпрямителя.

Транзисторы VT2-VT5 обязательно должны быть на объемных радиаторах, обеспечивающих их эффективное охлаждение. Хороший вариант – исполь­зование пластинчатого алюминиевого радиатора совместно с вентилятором. В этом случае радиатор и вентилятор можно использовать от неисправного блока питания персонального компьютера типа АТ или АТХ. Моторчик вентилятора можно подключить параллельно конденсатору С1 через резистор, уменьшающий напря­жение на вентиляторе до 12V.

Детали. О трансформаторе сказано в начале статьи. Конденсатор С1 – аналог К50-35, импортный, на 22000 мкф. Можно заменить несколькими конденсаторами меньшей емкости, включенными парал­лельно, в сумме не менее 20000 мкФ.

Выпрямительный мост можно заменить другим на постоянный ток не ниже 30А, либо собрать его на диодах, рассчитанных на такой же ток, например, 2Д2997, КД2997, КД2998.

Транзисторы 1N3055 можно заменить на КТ819. Нужно транзисторы брать как можно близкие по параметрам. Желатель­но, с одним буквенным обозначением, из одной партии, и еще лучше перед монтажом подобрать их по как можно более близким коэффициентам h21э.

Светодиоды – обычные, индикаторные, практически любые. Можно использовать AЛ307. При недостаточной яркости свечения можно понизить сопротивления резисторов R1 и R13.

Резисторы R5-R12 – пятиваттные, прово­лочные, сопротивлением 0,1 Ом.

Если параллельно резисторам R9-R12 подключить стрелочный милливольтметр, то по его шкале можно будет определять ток нагрузки (соответственно, переделав его шкалу в единицах силы тока).

Autor: Горчук Н. В.