Лабораторный блок питания 0...40 В 5 А

Рассматриваемое устройство представляет собой стабилизированный лабораторный источник питания с возможностью регулирования выходного напряжения от 0 до 40 вольт. При этом выходной ток данного устройства достигает 5 ампер. Лабораторный блок питания оснащен блоком защиты от короткого замыкания на выходе.

 

Лабораторный блок питания 0 - 40 Вольт

 

Принцип работы устройства заключается в следующем. С трансформатора Tr1 на диодный мост D1 поступает переменное напряжение 50 В. Конденсатор С1, С2 являются сглаживающими фильтрами. Диодный мост D1 представлен четырьмя диодами типа Д242 или другими диодами с аналогичными характеристиками.
Далее выпрямленное напряжение поступает на цепочку D2, D3, LED1, R3, которая является источником стабилизированного образцового опорного напряжения. Элементы D2, D3 представлены стабилитронами типа КС191Ж. С помощью резисторов R1, R2, R5 снимается доля образцовое напряжение и подается на транзистор T1 (КТ209М) на основе которого построен модуль сравнения образцового и выходного напряжения устройства. Таким образом, выходное напряжение устройства через диод D5 поступает на эмиттер транзистора Т1, а снимается с коллектора данного транзистора уже стабилизированное напряжение управляемое опорным напряжением подающимся на базу Т1. Далее данное напряжение поступает на усилитель тока Т3 ( эмиттерный повторитель) представленным КТ815Г, который управляет выходным транзистором Т4 КТ819Г. В следствии этого, на транзисторе Т4, при регулировке напряжения R2, происходит падение напряжения от 0 до 40 В, что влечет за собой выделение значительного количества тепла, а значит применения массивного радиатора.
Цепь D4, R4, L1 представляет собой ограничитель тока при включении и выключении устройства.
На транзисторе T2 КТ3102Б собран блок защиты от короткого замыкания или превышения допустимого выходного тока. При коротком замыкании на выходе устройства на резисторе R8 происходит падение напряжения, достаточное для открытия транзистора Т2. Таким образом открытый транзистор Т2 шунтирует напряжение на базе транзистора Т3, который закрывает транзистор Т4. Как только короткое замыкание на выходе устранено, устройство вновь начинает работать в штатном режиме.


Дроссель L1 намотан проводом ПЭЛ 0,6 на оправе диаметром 8 мм и содержит 120 витков. 
Транзистор Т1 представлен транзистором КТ209М, который можно заменить на КТ502 с любым буквенным индексом, КТ3107 (А, Б) или другими с аналогичными характеристиками.
В качестве транзистора Т2 можно применить транзисторы типа КТ815(Б-Г), КТ817(Б-Г).
Транзистор T4 может быть представлен следующим рядом транзисторов типа КТ819, КТ829 или любым мощным транзистором с током коллектора более 5А и напряжением коллектор - эмиттер больше максимального напряжения питания устройства.

В качестве импульсных диодов D4, D5 КД522А можно применить его импортный аналог 1N4148.
Мощность резистора R8 подбирается исходя из максимального выходного тока устройства. Так, например, если R8=2 Ом, а максимальный выходной ток Iвых=5А, то падение напряжения на R1 U(R8)= R8 * Iвых = 2 Ом * 5А = 10В. Таким образом мащность P(R8)= U(R8) * Iвых = 10В * 5А = 50 Вт. Данный резистор R8 необходимо выполнить из нихромовой проволоки.