Схемы регулируемых блоков питания на микросхеме кр142ен22а. Универсальный блок питания своими руками

Множество радиолюбительских блоков питания (БП) выполнено на микросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 и т.п. Нижний предел регулировки этих микросхем составляет 1,2...1,3 В, но иногда необходимо напряжение 0,5...1 В. Автор предлагает несколько технических решений БП на базе данных микросхем.

Интегральная микросхема (ИМС) КР142ЕН12А (рис.1) представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа в корпусе КТ-28-2, который позволяет питать устройства током до 1,5 А в диапазоне напряжений 1,2...37 В. Этот интегральный стабилизатор имеет термостабильную защиту по току и защиту выхода от короткого замыкания.

Рис.1. ИМС КР142ЕН12А

На основе ИМС КР142ЕН12А можно построить регулируемый блок питания, схема которого (без трансформатора и диодного моста) показана на рис.2. Выпрямленное входное напряжение подается с диодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 и микросхема DA1 должны располагаться на радиаторе. Теплоотводящий фланец DA1 электрически соединен с выводом 2, поэтому если DA1 и транзистор VD2 расположены на одном радиаторе, то их нужно изолировать друг от друга. В авторском варианте DA1 установлена на отдельном небольшом радиаторе, который гальванически не связан с радиатором и транзистором VT2.

Рис.2. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А

Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Резисторы R3 и R5 образуют делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора, и подбираются согласно формуле:

U вых = U вых.min (1 + R3/R5).

На конденсатор С2 и резистор R2 (служит для подбора термостабильной точки VD1) подается стабилизированное отрицательное напряжение -5 В. В авторском варианте напряжение подается от диодного моста КЦ407А и стабилизатора 79L05, питающихся от отдельной обмотки силового трансформатора.

Для защиты от замыкания выходной цепи стабилизатора достаточно подключить параллельно резистору R3 электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ, а резистор R5 зашунтировать диодом КД521А. Расположение деталей некритично, но для хорошей температурной стабильности необходимо применить соответствующие типы резисторов. Их надо располагать как можно дальше от источников тепла. Общая стабильность выходного напряжения складывается из многих факторов и обычно не превышает 0,25% после прогрева.

После включения и прогрева устройства минимальное выходное напряжение 0 В устанавливают резистором Rдоб. Резисторы R2 (рис.2) и резистор Rдоб (рис.3) должны быть многооборотными подстроечными из серии СП5.

Рис.3. Схема включения Rдоб

Возможности по току у микросхемы КР142ЕН12А ограничены 1,5 А. В настоящее время в продаже имеются микросхемы с аналогичными параметрами, но рассчитанные на больший ток в нагрузке, например LM350 - на ток 3 A, LM338 - на ток 5 А. Данные по этим микросхемам можно найти на сайте National Semiconductor .

В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1...1,3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 7,5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса.

Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В.

На рис.4 показана схема БП для домашней лаборатории, позволяющая обойтись без транзисторов VT1 и VT2, показанных на рис.2. Вместо микросхемы DA1 КР142ЕН12А применена микросхема КР142ЕН22А. Это регулируемый стабилизатор с малым падением напряжения, позволяющий получить в нагрузке ток до 7,5 А.

Рис.4. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А

Максимально рассеиваемую мощность на выходе стабилизатора Рmax можно рассчитать по формуле:

Р max = (U вх - U вых) I вых,
где U вх - входное напряжение, подаваемое на микросхему DA3, U вых - выходное напряжение на нагрузке, I вых - выходной ток микросхемы.

Например, входное напряжение, подаваемое на микросхему, U вх =39 В, выходное напряжение на нагрузке U вых =30 В, ток на нагрузке I вых =5 А, тогда максимальная рассеиваемая микросхемой мощность на нагрузке составляет 45 Вт.

Электролитический конденсатор С7 применяется для снижения выходного импеданса на высоких частотах, а также понижает уровень напряжения шумов и улучшает сглаживание пульсаций. Если этот конденсатор танталовый, то его номинальная емкость должна быть не менее 22 мкФ, если алюминиевый - не менее 150 мкФ. При необходимости емкость конденсатора С7 можно увеличить.

Если электролитический конденсатор С7 расположен на расстоянии более 155 мм и соединен с БП проводом сечением менее 1 мм, тогда на плате параллельно конденсатору С7, ближе к самой микросхеме, устанавливают дополнительный электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ.

Емкость конденсатора фильтра С1 можно определить приближенно, из расчета 2000 мкФ на 1 А выходного тока (при напряжении не менее 50 В). Для снижения температурного дрейфа выходного напряжения резистор R8 должен быть либо проволочный, либо металло-фольгированный с погрешностью не хуже 1 %. Резистор R7 того же типа, что и R8. Если стабилитрона КС113А в наличии нет, можно применить узел, показанный на рис.3. Схемное решение защиты, приведенное в , автора вполне устраивает, так как работает безотказно и проверено на практике. Можно использовать любые схемные решения защиты БП, например предложенные в . В авторском варианте при срабатывании реле К1 замыкаются контакты К1.1, закорачивая резистор R7, и напряжение на выходе БП становится равным 0 В.

Печатная плата БП и расположение элементов показаны на рис.5, внешний вид БП - на рис.6. Размеры печатной платы 112x75 мм. Радиатор выбран игольчатый. Микросхема DA3 изолирована от радиатора прокладкой и прикреплена к нему с помощью стальной пружинящей пластины, прижимающей микросхему к радиатору.

Рис.5. Печатная плата БП и расположение элементов

Конденсатор С1 типа К50-24 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов емкостью 4700 мкФх50 В. Можно применить импортный аналог конденсатора типа К50-6 емкостью 10000 мкФх50 В. Конденсатор должен располагаться как можно ближе к плате, а проводники, соединяющие его с платой, должны быть как можно короче. Конденсатор С7 производства Weston емкостью 1000 мкФх50 В. Конденсатор С8 на схеме не показан, но отверстия на печатной плате под него есть. Можно применить конденсатор номиналом 0,01...0,1 мкФ на напряжение не менее 10...15 В.

Рис.6. Внешний вид БП

Диоды VD1-VD4 представляют собой импортную диодную микросборку RS602, рассчитанную на максимальный ток 6 А (рис.4). В схеме защиты БП применено реле РЭС10 (паспорт РС4524302). В авторском варианте применен резистор R7 типа СПП-ЗА с разбросом параметров не более 5%. Резистор R8 (рис.4) должен иметь разброс от заданного номинала не более 1 %.

Блок питания обычно настройки не требует и начинает работать сразу после сборки. После прогрева блока резистором R6 (рис.4) или резистором Rдоп (рис.3) выставляют 0 В при номинальной величине R7.

В данной конструкции применен силовой трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ мощностью 100 Вт. Магнитопровод ШЛ25/40-25. Первичная обмотка содержит 734 витка провода ПЭВ 0,6 мм, обмотка II - 90 витков провода ПЭВ 1,6 мм, обмотка III - 46 витков провода ПЭВ 0,4 мм с отводом от середины.

Диодную сборку RS602 можно заменить диодами, рассчитанными на ток не менее 10 А, например, КД203А, В, Д или КД210 А-Г (если не размещать диоды отдельно, придется переделать печатную плату). В качестве транзистора VT1 можно применить транзистор КТ361Г.

Источники

1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-StandardNPN_PositiveVoltageAdjutable.html
2. Морохин Л. Лабораторный источник питания//Радио. - 1999 - №2
3. Нечаев И. Защита малогабаритных сетевых блоков питания от перегрузок//Радио. - 1996.-№12

КР142ЕН22А - линейный регулируемый стабилизатор напряжения положительной полярности. Корпус микросхемы изображен на рисунке 2. Схема включения данной микросхемы представлена на рисунке 3.

Рисунок 2 Корпус микросхемы

Рисунок 3 Типовая схема включения микросхемы

Особенности включения микросхемы КР142ЕН22А:

Выходное напряжение рассчитывается по формуле: Uвых=1,25*(1+R1/R2)+Iрег*R2

где 1,25 В - опорное напряжение(Uвых), Iрег – ток в цепи регулирующего вывода (100мA max);

Сопротивление R1 выбирается в пределах 100-1000 Ом (типовое 240 Ом). R2 служит для задания выходного напряжения.

На схеме указаны минимальные значения фильтрующих ёмкостей C1 и C2, необходимые для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до тысяч микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме КР142ЕН22А. С1 может совмещаться с ёмкостью фильтра выпрямителя. При больших емкостях рекомендуется C1>>C2.

Ёмкость Cadj устанавливается в случае необходимости дополнительно снизить пульсации выходного напряжения. Рекомендуется Cadj<

Микросхема КР142ЕН22А защищена от кратковременного замыкания выхода, но не защищена от замыкания входа - такая ситуация, равно как и любое превышение выходного напряжения над входным, приводит к выходу микросхемы из строя. В случае возможности возникновения такой ситуации, в частности, если ёмкость на выходе стабилизатора превышает ёмкость на входе, устанавливают защитный диод VD1.

Защитный диод VD2 устанавливают только при установленной ёмкости Cadj для защиты стабилизатора от разряда этой ёмкости.

Фланец(радиатор) корпуса микросхемы КР142ЕН22А соединен в выходным выводом и поэтому должен быть при монтаже изолирован от общего провода.

Конструктор схемы должен понимать, что максимальный выходной ток стабилизатора ограничен также максимальной рассеиваемой мощностью микросхемы (в данном случае 30Вт). Iвых

Назначение выводов КР142ЕН22А

Основные технические характеристики КР142ЕН22А

3. Блок питания с импульсным стабилизатором 1,2...25В

Линейные стабилизированные источники питания имеют низкий КПД, значительные габариты и вес. Экономичность линейных стабилизированных ИП (линейных стабилизаторов) оказывается особенно низкой в случае изменения величины выходного напряжения в широких пределах, так как на регулирующем (проходном) транзисторе, работающем в непрерывном режиме и являющимся активным своеобразным гасящим резистором, рассеивается значительная мощность. Коэффициент полезного действия стабилизаторов повышается, если регулирующий элемент работает в ключевом (импульсном) режиме. При этом за счет увеличения частоты переключения (до 20 – 50 кГц вместо50 Гц) значительно уменьшаются массы и габариты трансформаторов и конденсаторов фильтра импульсного ИП.

Рисунок 4 Блок питания с импульсным стабилизатором 1,2...25В

Мощный лабораторный блок питания с импульсным стабилизатором напряжения, оснащённый узлом защиты от перегрузки на самовосстанавливающихся предохранителях и звуковым сигнализатором наличия короткого замыкания или перегрузки его выхода рассмотрен в .

Устройство собрано с примене­нием популярной интегральной микросхемы типа LM2576HVT-ADJ, представляющей собой импульсный регулируемый импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока. Микросхема LM2576HVT-ADJ способна отда­вать ток в нагрузку до 3 А. Максимальное входное напряжение постоянного тока может быть до 63 В, минимальное выходное напряжение 1.2 В. КПД стабилизатора при максимальном токе нагрузки около 85 %. Этот блок питания оснащён эффективной системой фильтрации выходного напряжения от шумов и сетевых помех, что позволяет питать от него различные звуковоспроиз­водящие, теле и радиоприёмные устройства.

Принципиальная схема блока питания представлена на рисунке2. Выходное напря­жение блока питания, собранного по этой схе­ме, можно регулировать от 1,2 до 25 В. Максимальный допустимый ток подключа­емой нагрузки может достигать 3 А во всём диапазоне выходных напряжений. Размах пульсаций выходного напряжения не превы­шает 20 мВ при максимальном токе нагрузки. Напряжение сети переменного тока посту­пает на первичную обмотку силового понижа­ющего трансформатора Т1 через замкнутые контакты выключателя питания SA1, плавкий предохранитель FU1 и резистор R2. Варистор RU1 защищает устройство от всплесков напряжения сети. Резистор R2 уменьшает вероятность повреждения варистора. Со вто­ричной обмотки трансформатора Т1 снима­ется пониженное до 32 В напряжение пере­менного тока, которое поступает на мостовой выпрямитель VD1. Пульсации выпрямлен­ного напряжения сглаживаются оксидными конденсаторами большой ёмкости С14 и С1. Фильтр C13L4C18 снижает уровень сетевых помех, а также устраняет возможность проникновения в сеть высокочастотных по­мех от работающего импульсного преобразо­вателя. Полимерный самовосстанавливаю­щийся предохранитель FU2 защищает трансформатор и мостовой выпрямитель от перегрузки. Выпрямленное отфильтрованное напряжение поступает на вход интегральной микросхемы DA1, вывод 1. Выходное напря­жение импульсного стабилизатора регули­руют переменным резистором R6. Дроссель L1 - накопительный. Установка двух диодов Шотки VD2, VD3, включенных параллельно, повышает надёжность стабилизатора при его работе на максимально допустимом токе нагрузки. Трёхзвенный фильтр низких частот на дросселях L2, L3, L5 и конденсаторах их обвязки сглаживает пульсации и уменьшает уровень шумов выходного напряжения. Светодиод HL1 индицирует наличие выход­ного напряжения. Полевой транзистор VT2 работает как генератор стабильного тока, что обеспечивает стабильную яркость свечения HL1 при изменении выходного напряжения. Диод VD4 и резистор R5 защищают микро­схему DA1 от повреждения. Резистор R14 выполняет роль нагрузки стабилизатора напряжения.

Выходное регулируемое стабилизирован­ное напряжение подаётся на гнездо XS2. Чтобы этот блок литания можно было использовать в качестве лабораторного, на его выходе установлен модуль защиты на самовосстанавливающихся предохранителях FU3 - FU5. Когда контакты ни одной из кно­пок переключателя SB1 не замкнуты, ток про­текает через самый слаботочный предохра­нитель FU5 на номинальный рабочий ток 0,1 А. Сопротивление этого предохранителя в холодном состоянии около 3 Ом. При замы­кании контактов кнопки SB1.1 параллельно ему подключается самовосстанавливаю­щийся предохранитель FU3, рассчитанный на номинальный рабочий ток 0,4 А, имеющем сопротивление в холодном состоянии 0,6 Ом. При замыкании контактов кнопки SB1.3 параллельно FU5 подключается предохрани­тель FU4 на ток 0,9 А сопротивлением 0,1 Ом. При двукратной перегрузке время сра­батывания самовосстанавливающихся предохранителей будет около 30 с, при четырёхкратной не более 3 с. При замыкании контактов кнопки SB1.3 защита нагрузки и узлов БП от перегрузки обеспечивается встроенными средствами защиты микро­схемы LM2576HVT-ADJ и предохранителем FU2. В этом случае, выходное сопротив­ление БП будет не более 50 мОм. С по­мощью выключателя SB2 с двумя группами контактов можно полностью отключить нагрузку от блока питания, что позволяет производить с ней различные манипуляции с минимальным риском повредить чувстви­тельные к статическому электричеству и утечкам сетевого напряжения радиодеталям. Нестабилизированное напряжение около 44 В постоянного тока подаётся на гнездо XS1, может быть использовано для питания дру­гих стабилизаторов напряжения, УМЗЧ, освети­тельных ламп накаливания на рабочее на­пряжение 36 В общей мощностью 60...90 Вт, электропаяльников на рабочее напряжение 42 В мощностью 40 Вт.

На стрелочном микроамперметре PV1 собран вольтметр выходного напряжения блока питания. Стабилитрон VD5 необходим для линеа­ризации шкалы вольтметра. Светодиоды HL2 - HL5 белого цвета свечения подсвечивают шкалу вольтметра. На МОП микросхеме DD1 собран узел звукового сигнализатора наличия короткого замыкания на выходе XS3. Когда в нагрузке или на выходе блока питания нет короткого замыкания, транзистор VT1 открыт, на одном из входов DD1.1 лог. 0, сигна­лизатор заторможен. При возникновении КЗ транзистор VT1 закрывается, на выв. 13 DD1.1 поступает лог. 1, генератор низкочас­тотных импульсов, реализованный на DD1.1, DD1.2 запускается, что приводит к периодическому запуску звукового генератора, реа­лизованному на DD1.3, DD1.4. Пьезокерамический излучатель звука НА1 начинает издавать громкие прерывистые звуковые сигналы частотой около 2 кГц, следующие с частотой 4 Гц. Микросхема DD1 получает питание напряжением 11 В от параметричес­кого стабилизатора, собранного на транзис­торе VT3, стабилитроне VD6 и элементах их обвязки. Диод VD5 защищает транзистор VT3 от повреждения обратным напряжением.

На месте понижающего трансформатора применён силовой трансформатор типа ТП-100-7. Используемые вторичные обмотки, намотанные на обоих каркасах, соединяют параллельно, как показано на принципиаль­ной схеме. На его месте можно применить любой трансформатор с габаритной мощ­ностью не менее 90 Вт и напряжением холос­того хода на вторичной обмотке 30...33 В при сетевом напряжении 220 В. Двухобмоточные дроссели L4, L5 содержат по 3...5 витков сложенного вдвое монтажного провода с сечением по меди не менее 1 мм на кольцах К20х12х6 из низкочастотного феррита М2000НМ. Таким же проводом выполняют все сильноточные цепи стабилизатора напряжения. Дроссель L1 и диоды Шотки устанавливают на расстоя­нии не менее 3 см от DA1 и R5 - R7.

Переменный резистор R6 типа СП4-2М. Провод, идущий от этого резистора к резистору R5 должен быть экранированным. Остальные резисторы типов МЛТ. С1-4, С1-14, С2-23, С2-33. Варистор RU1 типа FNR-20К431 можно заменить на FNR-20K471, FNR14K431, FNR-14K471, MYG20-431 или аналогичным. Конденсаторы С1, СЮ, С12. С14, С15, С19. С21 - оксидные алюминие­вые малогабаритные импортные аналоги К50-35, К50-68. Конденсатор С23 - SMD танталовый, монтируется в штекере питания. Остальные конденсаторы можно установить керамические или малогабаритные плёноч­ные на рабочие напряжения не менее указан­ных на принципиальной схеме. Предпочте­ние следует отдать керамическим конденса­торам. Неполярные конденсаторы С2, С5 -С8, С13 должны быть на рабочее напряже­ние не менее 63 В. Соединительные провода или дорожки, идущие от конденсаторов С1, С2 к микросхеме DA1 и диодам Шотки VD2, VD3 должны быть как можно короче. Вместо диодного моста КВРС1010 можно установить KBU8B - KBU8M, КВРС801 - КВРС810, BR151 - BR158 или другие аналогичные на ток не менее 6 А. Если нет подходящего монолитного диодного моста, то его можно собрать из четырёх обычных кремниевых диодов, например, КД206, КД213. Диодный мост устанавливают на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности около 80 см.кв. Диод 1N5403 можно заменить любыми из серий 1N5402 -1N5408, КД226Б - КД226Д. Вместо диода КД521А подойдёт любой из серий КД521, КД522, 1N914, 1N4148, 1SS176S. Диоды Шотки SR360 можно заменить на MBR360, DQ06 или одним MBRD660CT, MBR1060, 50WR06. Подойдёт и обычный кремниевый «быстрый» диод КД213А, КД213Б. Стаби­литрон Д814Г1 можно заменить на КС210Ж. 2С211Ж, КС211Ж, 1 N4741 A, 1N4740A. Стабилитрон КС139А можно заменить только отечественными серий КС133. 2С133, 2С139, КС 139. Светодиод RL50-SR113 крас­ного цвета свечения и прямым рабочим напряжением 1,8 В можно заменить любым аналогичным с хорошей яркостью свечения при токе 1 мА, например, на АЛ307КМ, L-1513SURC/E. Сверхъяркие светодиоды RL30-WH744D белого цвета свечения можно заменить на любые аналогичные белые или синие без встроенных резисторов, например, на RL30-CB744D. RL50-WH744D. Транзис­тор КТ315Г можно заменить любым из серий КТ315. КТ312. КТ3102, КТ645. SS9014. Вмес­то полевого транзистора КПЗОЗА подойдёт любой из серии КПЗОЗ. Вместо транзистора КТ646А можно установить любой из серий КТ815. КТ817, КТ961, КТ646, 2SC2331. Микросхему LM2576HVT-ADJ можно заменить на LM2576HVS-ADJ. Эту микросхему необходимо установить на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 150 см.кв. (одна сторона). Микросхема с индексом «Т» выпус­кается в корпусе ТО-220, микросхема с индексом «S» выпускается в корпусе ТО-263. Микросхему в корпусе ТО-263 прикрепляют к теплоотводу с помощью металлического прижимного фланца и двух винтов МЗ. Теплоотводящий фланец микросхемы электрически соединён с выводом 3. В слу­чае применения микросхемы типа LM2576T-ADJ диодный выпрямитель VD1 подключают к выводам 4 и 5 трансформатора ТП-100-7, на которых присутствует напряжение 27 В переменного тока. Вместо КМОП микросхемы К561ЛА7 подойдёт КР1561ЛА7. 564ЛА7, CD4011 А. Пьезокерамический излучатель звука ПВА-1 можно заменить на ЗГИ, ЗП-5 или аналогичным

Блок питания - незаменимая вещь в арсенале радиолюбителя. Обычно готовые регулируемые блоки питания стоят весьма приличные суммы, поэтому очень часто для домашней радиолаборатории блок питания изготавливается самостоятельно.

Итак, прежде всего нужно определиться с требованиями к блоку питания. Мои требования были таковыми:

1) Стабилизированный регулируемый выход 3-24 В с нагрузкой по току минимум 2 А для питания радиоаппаратуры и налаживаемых радиосхем.

2) Нерегулируемый выход 12/24 В с большой нагрузкой по току для опытов по электрохимии

Для удовлетворения первой части я решил использовать готовый интегральный стабилизатор, а для второй - сделать выход после диодного моста в обход стабилизатора.

Итак, после того как определились с требованиями начинаем поиски деталей. У себя в закромах я нашел мощный трансформатор ТС-150-1 (кажется от проектора), который как раз выдает 12 и 24 В, конденсатор на 10000 мкФ 50 В. Остальное пришлось закупать. Итак в кадре трансформатор, конденсатор, микросхема стабилизатора и обвязка:

После длительных поисков подходящего корпуса была куплена салфетница Ikea (299 руб) которая отлично подошла по габаритам и была выполнена из толстого пластика (2 мм) и с крышкой из нержавейки. В магазине радиодеталей также были куплены врезные выключатели, радиатор для стабилизатора, диодный мост (на 35А) и механический вольтметр для визуального контроля напряжения, что бы не прибегать каждый раз к услугам мультиметра. Детали на фото:

Итак, немного теории. В качестве стабилизатора было решено применить интегральный стабилизатор, который по принципу работы представляет собой линейный компенсационный стабилизатор. Промышленностью выпускаются множество микросхем-стабилизаторов, как на фиксированное напряжение, так и регулируемые. Микросхемы бывают разной мощности, как на 0,1 А так и на 5 А и более. Данные микросхемы обычно содержат в себе защиту от короткого замыкания в нагрузке. При конструировании блока питания нужно решить, какой мощности нужен стабилизатор, и должен он быть на фиксированное напряжение или регулируемым. Подобрать соответствующую микросхему можно в таблицах, например тут: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/256/116/

Или тут: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/259/119/

Схема включения регулируемого стабилизатора:

Нерегулируемые включаются еще проще, но на всякий случай поглядите в даташите. Для своего блока питания я взял стабилизатор КР142ЕН22А на 7.5А. Единственная тонкость, мешающая легко получать большие токи, это тепловыделение. Дело в том что мощность равная (Uвх-Uвых)*I будет рассеиваться стабилизатором виде тепла, а возможности по рассеянию тепла весьма ограничены, поэтому для получения больших стабилизированных токов нужно также менять Uвх, например коммутирую обмотки трансформатора. Что касается схемы. C1 выбирается исходя из 2000 мкФ на каждый ампер получаемого тока. С2-С4 желательно разместить непосредственно рядом со стабилизатором. Также рекомендуется параллельно со стабилизатором включить диод в обратном направлении для защиты от переполюсовки. В остальном схема блока питания классическая.

220 вольт подается на первичную обмотку трансформатора, со вторичной обмотки снятое напряжение идет на диодный мост, и выпрямленное поступает на сглаживающий конденсатор большой емкости. К конденсатору подключается стабилизатор, но напряжение можно снимать и напрямую с конденсатора, когда нужны большие токи и не важна стабилизация. Привести конкретную инструкцию что куда паять бессмысленно - всё решается исходя из имеющихся деталей.

Вот внешний вид платочки, припаянной к стабилизатору:

Детали скомпонованы в корпусе и сделаны все необходимые прорези в крышке. Во время обработки были заменены врезные выключатели на тумблеры т.к. для их установки нужно меньше труда, а нержавейка, из которой сделана крышка, очень плохо поддается обработке вручную.

Все детали установлены и соединены проводами. Сечение проводов выбирается исходя из максимальных токов. Чем сечение больше тем лучше.

Ну и фото получившегося блока питания:

Выключатель слева вверху - выключатель питания. Правее него выключатель режима «force» отключающего стабилизатор и дающего выход непосредственно с диодного моста (10А при 12/24В). Ниже выключатель 12/24 В коммутирующий части вторичной обмотки. Под вольтметром ручка переменного резистора регулировки. Ну и клеммы выхода.

Множество радиолюбительских блоков питания (БП) выполнено на микросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 и т.п. Нижний предел регулировки этих микросхем составляет 1,2...1,3 В, но иногда необходимо напряжение 0,5...1 В. Автор предлагает несколько технических решений БП на базе данных микросхем.

Интегральная микросхема (ИМС) КР142ЕН12А (рис.1) представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа в корпусе КТ-28-2, который позволяет питать устройства током до 1,5 А в диапазоне напряжений 1,2...37 В. Этот интегральный стабилизатор имеет термостабильную защиту по току и защиту выхода от короткого замыкания.

Рис.1. ИМС КР142ЕН12А

На основе ИМС КР142ЕН12А можно построить регулируемый блок питания, схема которого (без трансформатора и диодного моста) показана на рис.2. Выпрямленное входное напряжение подается с диодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 и микросхема DA1 должны располагаться на радиаторе. Теплоотводящий фланец DA1 электрически соединен с выводом 2, поэтому если DA1 и транзистор VD2 расположены на одном радиаторе, то их нужно изолировать друг от друга. В авторском варианте DA1 установлена на отдельном небольшом радиаторе, который гальванически не связан с радиатором и транзистором VT2.

Рис.2. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А

Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Резисторы R3 и R5 образуют делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора, и подбираются согласно формуле:
U вых = U вых.min (1 + R3/R5).

На конденсатор С2 и резистор R2 (служит для подбора термостабильной точки VD1) подается стабилизированное отрицательное напряжение -5 В. В авторском варианте напряжение подается от диодного моста КЦ407А и стабилизатора 79L05, питающихся от отдельной обмотки силового трансформатора.

Для защиты от замыкания выходной цепи стабилизатора достаточно подключить параллельно резистору R3 электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ, а резистор R5 зашунтировать диодом КД521А. Расположение деталей некритично, но для хорошей температурной стабильности необходимо применить соответствующие типы резисторов. Их надо располагать как можно дальше от источников тепла. Общая стабильность выходного напряжения складывается из многих факторов и обычно не превышает 0,25% после прогрева.

После включения и прогрева устройства минимальное выходное напряжение 0 В устанавливают резистором Rдоб. Резисторы R2 (рис.2) и резистор Rдоб (рис.3) должны быть многооборотными подстроечными из серии СП5.

Рис.3. Схема включения Rдоб

Возможности по току у микросхемы КР142ЕН12А ограничены 1,5 А. В настоящее время в продаже имеются микросхемы с аналогичными параметрами, но рассчитанные на больший ток в нагрузке, например LM350 - на ток 3 A, LM338 - на ток 5 А. Данные по этим микросхемам можно найти на сайте National Semiconductor .

В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1...1,3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 7,5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса.

Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В.

На рис.4 показана схема БП для домашней лаборатории, позволяющая обойтись без транзисторов VT1 и VT2, показанных на рис.2. Вместо микросхемы DA1 КР142ЕН12А применена микросхема КР142ЕН22А. Это регулируемый стабилизатор с малым падением напряжения, позволяющий получить в нагрузке ток до 7,5 А.

Рис.4. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А

Максимально рассеиваемую мощность на выходе стабилизатора Рmax можно рассчитать по формуле:
Р max = (U вх - U вых) I вых,
где U вх - входное напряжение, подаваемое на микросхему DA3, U вых - выходное напряжение на нагрузке, I вых - выходной ток микросхемы.

Например, входное напряжение, подаваемое на микросхему, U вх =39 В, выходное напряжение на нагрузке U вых =30 В, ток на нагрузке I вых =5 А, тогда максимальная рассеиваемая микросхемой мощность на нагрузке составляет 45 Вт.

Электролитический конденсатор С7 применяется для снижения выходного импеданса на высоких частотах, а также понижает уровень напряжения шумов и улучшает сглаживание пульсаций. Если этот конденсатор танталовый, то его номинальная емкость должна быть не менее 22 мкФ, если алюминиевый - не менее 150 мкФ. При необходимости емкость конденсатора С7 можно увеличить.

Если электролитический конденсатор С7 расположен на расстоянии более 155 мм и соединен с БП проводом сечением менее 1 мм, тогда на плате параллельно конденсатору С7, ближе к самой микросхеме, устанавливают дополнительный электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ.

Емкость конденсатора фильтра С1 можно определить приближенно, из расчета 2000 мкФ на 1 А выходного тока (при напряжении не менее 50 В). Для снижения температурного дрейфа выходного напряжения резистор R8 должен быть либо проволочный, либо металло-фольгированный с погрешностью не хуже 1 %. Резистор R7 того же типа, что и R8. Если стабилитрона КС113А в наличии нет, можно применить узел, показанный на рис.3. Схемное решение защиты, приведенное в , автора вполне устраивает, так как работает безотказно и проверено на практике. Можно использовать любые схемные решения защиты БП, например предложенные в . В авторском варианте при срабатывании реле К1 замыкаются контакты К1.1, закорачивая резистор R7, и напряжение на выходе БП становится равным 0 В.

Печатная плата БП и расположение элементов показаны на рис.5, внешний вид БП - на рис.6. Размеры печатной платы 112x75 мм. Радиатор выбран игольчатый. Микросхема DA3 изолирована от радиатора прокладкой и прикреплена к нему с помощью стальной пружинящей пластины, прижимающей микросхему к радиатору.

Рис.5. Печатная плата БП и расположение элементов

Конденсатор С1 типа К50-24 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов емкостью 4700 мкФх50 В. Можно применить импортный аналог конденсатора типа К50-6 емкостью 10000 мкФх50 В. Конденсатор должен располагаться как можно ближе к плате, а проводники, соединяющие его с платой, должны быть как можно короче. Конденсатор С7 производства Weston емкостью 1000 мкФх50 В. Конденсатор С8 на схеме не показан, но отверстия на печатной плате под него есть. Можно применить конденсатор номиналом 0,01...0,1 мкФ на напряжение не менее 10...15 В.

Рис.6. Внешний вид БП

Диоды VD1-VD4 представляют собой импортную диодную микросборку RS602, рассчитанную на максимальный ток 6 А (рис.4). В схеме защиты БП применено реле РЭС10 (паспорт РС4524302). В авторском варианте применен резистор R7 типа СПП-ЗА с разбросом параметров не более 5%. Резистор R8 (рис.4) должен иметь разброс от заданного номинала не более 1 %.

Блок питания обычно настройки не требует и начинает работать сразу после сборки. После прогрева блока резистором R6 (рис.4) или резистором Rдоп (рис.3) выставляют 0 В при номинальной величине R7.

В данной конструкции применен силовой трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ мощностью 100 Вт. Магнитопровод ШЛ25/40-25. Первичная обмотка содержит 734 витка провода ПЭВ 0,6 мм, обмотка II - 90 витков провода ПЭВ 1,6 мм, обмотка III - 46 витков провода ПЭВ 0,4 мм с отводом от середины.

Диодную сборку RS602 можно заменить диодами, рассчитанными на ток не менее 10 А, например, КД203А, В, Д или КД210 А-Г (если не размещать диоды отдельно, придется переделать печатную плату). В качестве транзистора VT1 можно применить транзистор КТ361Г.

Источники :

1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-StandardNPN_PositiveVoltageAdjutable.html
2. Морохин Л. Лабораторный источник питания//Радио. - 1999 - №2
3. Нечаев И. Защита малогабаритных сетевых блоков питания от перегрузок//Радио. - 1996.-№12

Список радиоэлементов

Множество радиолюбительских блоков питания (БП) выполнено на микросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 и т.п. Нижний предел регулировки этих микросхем составляет 1,2...1,3 В, но иногда необходимо напряжение 0,5...1 В. Автор предлагает несколько технических решений БП на базе данных микросхем.

Интегральная микросхема (ИМС) КР142ЕН12А (рис.1) представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения компенсационного типа в корпусе КТ-28-2, который позволяет питать устройства током до 1,5 А в диапазоне напряжений 1,2...37 В. Этот интегральный стабилизатор имеет термостабильную защиту по току и защиту выхода от короткого замыкания.

Рис.1. ИМС КР142ЕН12А

На основе ИМС КР142ЕН12А можно построить регулируемый блок питания, схема которого (без трансформатора и диодного моста) показана на рис.2. Выпрямленное входное напряжение подается с диодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 и микросхема DA1 должны располагаться на радиаторе. Теплоотводящий фланец DA1 электрически соединен с выводом 2, поэтому если DA1 и транзистор VD2 расположены на одном радиаторе, то их нужно изолировать друг от друга. В авторском варианте DA1 установлена на отдельном небольшом радиаторе, который гальванически не связан с радиатором и транзистором VT2.

Рис.2. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН12А

Мощность, рассеиваемая микросхемой с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт. Резисторы R3 и R5 образуют делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора, и подбираются согласно формуле:

U вых = U вых.min (1 + R3/R5).

На конденсатор С2 и резистор R2 (служит для подбора термостабильной точки VD1) подается стабилизированное отрицательное напряжение -5 В. В авторском варианте напряжение подается от диодного моста КЦ407А и стабилизатора 79L05, питающихся от отдельной обмотки силового трансформатора.

Для защиты от замыкания выходной цепи стабилизатора достаточно подключить параллельно резистору R3 электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ, а резистор R5 зашунтировать диодом КД521А. Расположение деталей некритично, но для хорошей температурной стабильности необходимо применить соответствующие типы резисторов. Их надо располагать как можно дальше от источников тепла. Общая стабильность выходного напряжения складывается из многих факторов и обычно не превышает 0,25% после прогрева.

После включения и прогрева устройства минимальное выходное напряжение 0 В устанавливают резистором Rдоб. Резисторы R2 (рис.2) и резистор Rдоб (рис.3) должны быть многооборотными подстроечными из серии СП5.

Рис.3. Схема включения Rдоб

Возможности по току у микросхемы КР142ЕН12А ограничены 1,5 А. В настоящее время в продаже имеются микросхемы с аналогичными параметрами, но рассчитанные на больший ток в нагрузке, например LM350 - на ток 3 A, LM338 - на ток 5 А. Данные по этим микросхемам можно найти на сайте National Semiconductor .

В последнее время в продаже появились импортные микросхемы из серии LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхемы могут работать при пониженном напряжении между входом и выходом (до 1...1,3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А соответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог типа КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 7,5 А.

При максимальном выходном токе режим стабилизации гарантируется производителем при напряжении вход-выход не менее 1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегрева корпуса.

Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выходного напряжения 0,05%/В, нестабильность выходного напряжения при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения не хуже 0,1 %/В.

На рис.4 показана схема БП для домашней лаборатории, позволяющая обойтись без транзисторов VT1 и VT2, показанных на рис.2. Вместо микросхемы DA1 КР142ЕН12А применена микросхема КР142ЕН22А. Это регулируемый стабилизатор с малым падением напряжения, позволяющий получить в нагрузке ток до 7,5 А.

Рис.4. Регулируемый БП на ИМС КР142ЕН22А

Максимально рассеиваемую мощность на выходе стабилизатора Рmax можно рассчитать по формуле:

Р max = (U вх - U вых) I вых,
где U вх - входное напряжение, подаваемое на микросхему DA3, U вых - выходное напряжение на нагрузке, I вых - выходной ток микросхемы.

Например, входное напряжение, подаваемое на микросхему, U вх =39 В, выходное напряжение на нагрузке U вых =30 В, ток на нагрузке I вых =5 А, тогда максимальная рассеиваемая микросхемой мощность на нагрузке составляет 45 Вт.

Электролитический конденсатор С7 применяется для снижения выходного импеданса на высоких частотах, а также понижает уровень напряжения шумов и улучшает сглаживание пульсаций. Если этот конденсатор танталовый, то его номинальная емкость должна быть не менее 22 мкФ, если алюминиевый - не менее 150 мкФ. При необходимости емкость конденсатора С7 можно увеличить.

Если электролитический конденсатор С7 расположен на расстоянии более 155 мм и соединен с БП проводом сечением менее 1 мм, тогда на плате параллельно конденсатору С7, ближе к самой микросхеме, устанавливают дополнительный электролитический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ.

Емкость конденсатора фильтра С1 можно определить приближенно, из расчета 2000 мкФ на 1 А выходного тока (при напряжении не менее 50 В). Для снижения температурного дрейфа выходного напряжения резистор R8 должен быть либо проволочный, либо металло-фольгированный с погрешностью не хуже 1 %. Резистор R7 того же типа, что и R8. Если стабилитрона КС113А в наличии нет, можно применить узел, показанный на рис.3. Схемное решение защиты, приведенное в , автора вполне устраивает, так как работает безотказно и проверено на практике. Можно использовать любые схемные решения защиты БП, например предложенные в . В авторском варианте при срабатывании реле К1 замыкаются контакты К1.1, закорачивая резистор R7, и напряжение на выходе БП становится равным 0 В.

Печатная плата БП и расположение элементов показаны на рис.5, внешний вид БП - на рис.6. Размеры печатной платы 112x75 мм. Радиатор выбран игольчатый. Микросхема DA3 изолирована от радиатора прокладкой и прикреплена к нему с помощью стальной пружинящей пластины, прижимающей микросхему к радиатору.

Рис.5. Печатная плата БП и расположение элементов

Конденсатор С1 типа К50-24 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов емкостью 4700 мкФх50 В. Можно применить импортный аналог конденсатора типа К50-6 емкостью 10000 мкФх50 В. Конденсатор должен располагаться как можно ближе к плате, а проводники, соединяющие его с платой, должны быть как можно короче. Конденсатор С7 производства Weston емкостью 1000 мкФх50 В. Конденсатор С8 на схеме не показан, но отверстия на печатной плате под него есть. Можно применить конденсатор номиналом 0,01...0,1 мкФ на напряжение не менее 10...15 В.

Рис.6. Внешний вид БП

Диоды VD1-VD4 представляют собой импортную диодную микросборку RS602, рассчитанную на максимальный ток 6 А (рис.4). В схеме защиты БП применено реле РЭС10 (паспорт РС4524302). В авторском варианте применен резистор R7 типа СПП-ЗА с разбросом параметров не более 5%. Резистор R8 (рис.4) должен иметь разброс от заданного номинала не более 1 %.

Блок питания обычно настройки не требует и начинает работать сразу после сборки. После прогрева блока резистором R6 (рис.4) или резистором Rдоп (рис.3) выставляют 0 В при номинальной величине R7.

В данной конструкции применен силовой трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ мощностью 100 Вт. Магнитопровод ШЛ25/40-25. Первичная обмотка содержит 734 витка провода ПЭВ 0,6 мм, обмотка II - 90 витков провода ПЭВ 1,6 мм, обмотка III - 46 витков провода ПЭВ 0,4 мм с отводом от середины.

Диодную сборку RS602 можно заменить диодами, рассчитанными на ток не менее 10 А, например, КД203А, В, Д или КД210 А-Г (если не размещать диоды отдельно, придется переделать печатную плату). В качестве транзистора VT1 можно применить транзистор КТ361Г.

Источники

1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-StandardNPN_PositiveVoltageAdjutable.html
2. Морохин Л. Лабораторный источник питания//Радио. - 1999 - №2
3. Нечаев И. Защита малогабаритных сетевых блоков питания от перегрузок//Радио. - 1996.-№12

Дата публикации: 25.04.2005

Мнения читателей

• Иван / 21.02.2017 - 01:33
  Подскажите пожалуйста как сделать блок для автомагнитолы
• Кузьмич / 14.12.2012 - 10:34
  Габариты для меня не критичны. Схема хорошая, буду повторять. Когда занимаешься ремонтом всякой бытовой хрени - самое то.
• LipGard / 26.10.2012 - 05:48
  Я нуб в этом пока, хочу понять. А как регулировать напряжение БП, наверное R7? а его как-то вывести на панель можно же? И наверное можно подключить вольтметр, чтоб видеть напряжение на выходе? Его наверное подключать надо к выходу)? А ток регулировать можно?
• вася / 08.09.2012 - 12:41
  Ну что замолчали ещё ктото чтонибудь пукнет или нет.А схемка класная на самом деле
• Олег / 04.02.2012 - 20:25
  Ремонтируя радиостанции лучше использовать трансы, от них нет ВЧ помех.
• дд / 25.11.2011 - 05:54
  схема на рис 2 заслуживает внимания и некакие импульсники её не заменят импульсники в любительских условиях чепуха лучше делать трансформаторные проще и надёжнее и ремоттопригодные
• / 06.05.2011 - 19:49
  еблан собирай инвертор
• димон / 06.05.2011 - 19:43
  а схему проще не видел?
• спкпк / 05.05.2011 - 08:09
  спекрн
• олжас / 12.09.2010 - 08:40
  блокпитание
• Евгений / 02.06.2010 - 07:09
  Да, импульсники лучше, но для лабораторных исследований больше подходит обычный трансформаторный блок питания.
• Меркурий / 19.10.2009 - 07:51
  Лучше делать импульсные блоки питания. А это всё ерунда... при условии что не надо делать какую-то гальваническую развязку. Если нет таких требований, то лучше импульсники. Габариты меньше намного!