Art from KuzmA & StigaL

Вниманию глубокоуважаемых посетителей сайта "Радиокот" предлагается для воплощения собственными силами три схемы двуполярных блоков питания, которые можно использовать в качестве лабораторных. Схемы отличаются незаурядной простотой, особенно первая.

А любителям сложных схем можно предложить третью, собранную целиком на транзисторах. Особенность всех схем - регулировка выходного напряжения осуществляется одиночным резистором, что очень удобно - не нужно регулировать каждое плечо отдельно. Выходное напряжение первых двух схем можно установить в пределах 1,25..25 вольт, но лучше ограничиться пределом 20 вольт. Защита от короткого замыкания - встроенная в интегральные стабилизаторы (первая схема), во второй схеме - только положительное плечо; в третьей схеме- защита на транзисторах в режиме ограничения тока.

Номинал тока срабатывания зависит от номинала токового резистора, и при увеличении сопротивления резистора ток ограничения будет уменьшаться. То есть в последней схеме можно сделать регулируемую защиту, поставив несколько резисторов и переключатель.

При воплощении БП очень рекомендую ставить два выключателя питания - один сетевой, а второй - для отключения нагрузки. Вольтметр остаётся подключённым к выходу БП, и вы всегда видите, к какому напряжению подключаетесь.

Ну, и о наладке схем. Вроде всё просто и понятно, но... есть нюансы.
Балансировка выходных напряжений в первой схеме осуществляется подстроечником Р1. Очень желательно, что бы отношения делителей выходного напряжения в положительном и отрицательном плечах были как можно ближе, это облегчит процесс балансировки. Балансировку проводим очень аккуратно, понемногу приближаюсь к результату. Если резко крутануть подстроечник, то из-за потери контакта нижнее плечо может уйти в защиту, а вследствие этого уйдёт в защиту и положительное плечо. Для защиты от переполюсовки и аварийного выключения установлены диоды Д1..Д4. Диоды - желательно быстродействующие, на ток не менее 1 ампера (лучше 2 ампера). Балансировку можно считать хорошей, если во всём диапазоне выходных напряжений разбаланс будет менее 0,3 вольта.
Вторая схема - для тех, у кого нет возможности найти интегральный стабилизатор отрицательного напряжения. Она капризнее в работе и наладке, чем первая. Основная заковырка - склонность к самовозбуждению отрицательного плеча. Меры борьбы с этим явлением - шунтирование конденсаторами, введение корректирующих цепей, пляски с бубном...

Детали, используемые в блоках питания.

Радиатор охлаждения - общий, площадью 300 кв. см. Микросхемы прижимаются планками - этот вид крепления надёжнее, чем через винты с изолирующими втулками (втулки постепенно деформируются под влиянием температуры, и прижим ослабляется). Для изоляции лучше использовать слюду - если она есть. Прокладки из синтетики хуже проводят тепло и тоже постепенно деформируются.
Регулировочный резистор - многооборотный, для повышенной точности и плавности установки напряжения. При его отсутствии - ставим последовательно два обычных (лучше проволочных), один - номиналом 4.7 кОм, второй - 200 Ом.
Требования к трансформатору питания понятны из характеристик самого БП: вторичная обмотка 2х25 вольт переменного тока 1 ампер. Если вторичная обмотка 2х18 вольт, выходное напряжение БП будет не более 20 вольт.

Лазерный диод имеет три вывода и состоит из собственно (диода, излучающего лазерный луч) и контролирующего фотодиода, предназначенного для контроля за мощностью излучения. Анод лазерного диода и катод управляющего диода подключается к общему выводу, соединенному с корпусом.

Электрическая схема блока питания лазерного диода представлена на рисунке:

Следящая схема с обратной связью вырабатывает ток прямого смещения лазерного диода. Стабилизатор автоматически регулируется обратным током контролирующего диода, для того чтобы поддерживалась установленная мощность излучения. Регулировка тока осуществляется операционным усилителем OP, на инверсный вход которого подано опорное напряжение 2,5 В с резисторов R1, R2. Потенциал на прямом входе 3 меняется в зависимости от обратного тока фотодиода лазерного диода. Действительно, ток фотодиода, проходя через резисторы R4 и Aj, преобразуется в напряжение. Напряжение на выходе OP зависит от обратного тока фотодиода, а также от подстроечного резистора Aj, с помощью которого устанавливается световая мощность луча. Чем меньше выходное напряжение OP, тем больше ток лазерного диода и, следовательно, яркость луча. Емкость конденсатора С3 определяет задержку нарастания тока через лазерный диод, в частности при включении питания. Схема стабилизатора работает следующим образом. Предположим, что резистор Aj отрегулирован на определенный ток; тогда, если световая мощность пучка уменьшится, то потенциал на прямом входе понизится, вызывая уменьшение выходного напряжения на выходе 1 усилителя OP. Базовый ток транзистора VT увеличится, что повлечет за собой нарастание коллекторного тока, который является током лазерного диода; таким образом, яркость луча восстановится. И наоборот, если световая мощность увеличивается, то напряжение на прямом входе OP растет. Следовательно, выходное напряжение операционного усилителя увеличивается, уменьшая при этом базовый ток транзистора VT и ток через лазерный диод. После подачи питания следует проверить напряжение +8 В между контрольной точкой С и контактом (-).
Для настройки яркости лазерного луча Aj устанавливается в крайнее правое положение, чтобы получить большее сопротивление. К выводам резистора R28 (47 Ом) подключается вольтметр (на пределе измерений 20 В (DCV)). Если измеряемое напряжение около 2 В, ток через лазерный диод составляет примерно 40 мА, при 3 В - 60 мА.

Наверное, многим водителям известна проблема с подключением автомагнитолы в автомобилях, где напряжение бортовой сети 24В. Купить магнитолу на 12В проще и дешевле. Но однажды, при ремонте машины SCANIA был найден заводской преобразователь напряжения, который использовался для питания магнитофона. Именно с него и была срисована схема. Детали, которые там стояли в нашем городе большая редкость, поэтому они были заменены на более доступные. Итак, схема:

Схема стабилизатора очень простая, но надежная. Немного о деталях:
1. В качестве силового транзистора был применен КТ827. Его вполне хватает для тока до 5А.
2. Поскольку коефициэнт усиления КТ827 очень большой то транзистор VT1 можно использовать малой мощности. В схеме стоит 2SC945 которых можно много выпаять из компьютерных БП.
3. С резисторами и диодом проблем не должно быть. Все резисторы 0,25Вт. Диод любой на ток 3А.
4. От напряжения стабилизации стабилитрона VD1 зависит напряжение на выходе стабилизатора. Испытания показали что при использовании стабилитрона на 15В выходное напряжение 13,5В что есть нормой.
5. И на самый конец о предохранителе. Предохранитель желательно выбирать относительно мощности магнитофона. Я ставил 5А.
Печатная плата не разрабатывалась, так схема очень проста. Для надежной работы транзистор VT2 нужно установить на радиатор площадью не менее 500см2. Также для увеличения мощности можно ставить 2 транзистора или больше. Правильно спаянная схема в настройке не нуждается.