Преобразователь напряжения со стабилизатором тока - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Инженерные решения

Автор : А.Л. Бутов
6501
Преобразователь напряжения со стабилизатором тока

Большинство самодельных лабораторных блоков питания и покупных сетевых «адаптеров» обеспечивают выходное однополярное напряжение постоянного тока до 20 В. Этого обычно достаточно для питания CD-плееров, переносных телевизоров, радиоприемников, измерительных приборов и многих других устройств. Однако время от времени возникает потребность в источнике более высокого напряжения, например, для питания интегральных операционных усилителей или вакуумных электролюминесцентных индикаторов. Предлагаемое для повторения устройство решит проблемы с питанием таких приборов.

Принципиальная схема преобразователя напряжения показана на рис.1 (см. прикрепленные данные). Устройство представляет собой повышающий преобразователь постоянного напряжения. Преобразователь рассчитан на работу при входном напряжении 6…15 В. Номинальное напряжение питания 12 В. При выходном стабилизированном напряжении 30 В ток нагрузки может достигать 50 мА. При напряжении питания меньше номинального максимальный ток нагрузки понижается. При выходном напряжении меньше 30 В максимальный ток нагрузки повышается. Устройство кроме выхода стабилизированного напряжения +30/+15 В имеет выход стабильного тока 1,5 мА, который, например, может быть использован для проверки стабилитронов и низковольтных варисторов. При отсутствии нагрузки преобразователь напряжения потребляет ток около 5 мА при входном напряжении питания 12 В.

Входное напряжение питания через LC-фильтр C1L1C2 и защитный диод Шотки VD1 поступает на выводы питания интегральной микросхемы DA1. Микросхема MC34063AP представляет собой маломощный повышающий/понижающий импульсный конвертер напряжения с защитой от перегрузки. В описываемом устройстве эта микросхема включена как повышающий преобразователь напряжения. Дроссель L2 – накопительный, конденсатор C5 задает рабочую частоту преобразователя, которая при максимальном токе нагрузки составляет около 22 кГц. Пульсации выходного напряжения сглаживает LC-фильтр C6C7L3C8C9. Переключателем SB1 можно понизить выходное напряжение до 15 В, что может пригодиться, например, для проверки тока утечки низковольтных диодов Шотки, германиевых диодов или низковольтных оксидных конденсаторов. При замыкании контактов этого переключателя выходное напряжение понижается до 15 В. Преобразователь напряжения, кроме основного выхода, имеет выход со стабильным током около 1,5 мА. Такой ток обеспечивает генератор стабильного тока, собранный на транзисторах VT1, VT2. Работает этот каскад таким образом. При уменьшении сопротивления нагрузки ток через нее и эмиттер–коллектор VT2 стремится увеличиться. Это приводит к росту напряжения на выводах резистора R8, соответственно, ток через переход база–эмиттер VT1 возрастает, транзистор открывается и шунтирует переход база–эмиттер VT2, что ведет к уменьшению тока через VT2. Это позволяет получить примерно одинаковый ток через стабилитроны с различным напряжением стабилизации. Сверхъяркий светодиод HL1 синего цвета свечения сигнализирует о наличии выходного напряжения.

Конструкция и детали

Устройство было смонтировано на монтажной плате размерами 86х56 мм. Монтаж низкопрофильный под корпус размерами 92х68х19 мм, в качестве которого приспособлена коробочка из органического стекла для канцелярских принадлежностей.

Резисторы можно применить любые малогабаритные соответствующей мощности, например, С1-4, МЛТ, С2-23, SMD (для поверхностного монтажа). Неполярные конденсаторы типа К10-17, КМ-5 или импортные аналоги. Конденсаторы C6, C8 должны быть на рабочее напряжение не ниже 35 В. Оксидные конденсаторы К50-35, К50-24 или аналоги. Диоды Шотки 1N5819 можно заменить MBRS140T3, MBR150, MBR340, BYV10-40. Вместо светодиода RL30-CB744D подойдет любой общего применения, желательно с повышенной светоотдачей. Транзисторы КТ814В можно заменить любыми из серий КТ814, КТ816, КТ644, SS8550, 2SA931, 2SA1370. Интегральную микросхему MC34063AP можно заменить MC34063AP1, MC33063AP1, MC33063AVP (термостойкая), KA34063A, IP33063N, IP34063N.

Для повышения надежности микросхемы к ее корпусу желательно приклеить латунный или медный теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 6…10 см2 (одна сторона). Приклеить теплоотвод можно с помощью теплопроводящего клея «Алсил», «Радиал». Такой клей должен быть консистенции жидкой сметаны (в продаже очень часто встречается просроченный клей). При отсутствии такого клея можно воспользоваться моментальным клеем «Секунда» или аналогичным, способным склеивать металлы. Склеиваемые поверхности зачищают среднезернистой наждачной бумагой и обезжиривают ацетоном, чистым спиртом. После нанесения на обе поверхности первого тонкого слоя моментального клея его просушивают 20 мин. Затем надо нанести второй слой, после чего склеиваемые компоненты соединяют. Дроссель L1 должен быть рассчитан на ток не менее 0,5 А, и может быть индуктивностью 10…200 мкГн. Автор применил промышленный дроссель ДПМ-1,2. Дроссель L2 намотан самодельным литцендратом ПЭВ-1 11х0,13, содержит 17 витков на кольце К16х8х6 из феррита НМ2000. Дроссель L3 – 20 витков такого же провода на кольце К12х6х4,5 из феррита НМ2000.

Благодаря наличию диода VD1, который защищает устройство от переполюсовки напряжения питания, его можно подключать и к источнику напряжения переменного тока, например сетевому адаптеру, без выпрямителя с напряжением на вторичной обмотке понижающего трансформатора 10…12 В.

Литература
  1. Бутов А.Л. Регулируемый блок питания с импульсным стабилизатором напряжения//Радио. – 2008. – №10. – С.24–25.
  2. Бутов А.Л. Импульсный стабилизатор для телефонного аппарата//Радиомир. – 2008. – №11. – С.6–7.
Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus