Каталог радиолюбительских схем

О компесационных стабилизаторах.

Ранее sn08.htm мы говорили о параметрических стабилизаторах и усилителях тока на основе эмитерных повторителей. Дальнейшее развитие систем питания радиоаппаратуры привело к созданию стабилизаторов с усилением.

Класическая схема компенсационного стабилизатора приведена на рис. 1.

Рис. 1.

Здесь выходное напряжение снимается с делителя R2R3R4 и сравнивается с опорным на стабилитроне VD1 транзистором VT3 который вырабатывает сигнал рассогласования. выходным током транзистора VT3 управляется выходной составной транзистор VT1VT2 Это приводит к компенсации возмущения на выходе стабилизатора.. Недостатком является,что схема боится коротких замыканий и перегрузок. Токи сравнивающего транзистора можно немного увеличить. Что позволит заменить составной выходной транзистор одиночным. А дополнительное усиление в стабилизаторе можно получить включив выходной транзистор по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Это позволит потенциал радиатора охлаждения уравнять с выходным напряжением рис. 2.

Рис. 2.

У данной схемы только один недостаток - ей необходимо начальное воздействие для выхода на рабочий режим. Обычно это резистор между коллекторм и эмиттером выходного транзистора. Номинал этого резистора от 470 Ом до нескольких кОм. Это приводит к некоторому уменьшению коэффициента стабилизации. Зато схема не боится КЗ и перегрузок. При перегрузках регулирующий транзистор просто закрывается. Убрать влияние запускающего резистора совсем просто - применим вместо него высоковольтную слаботочную лампочку HL1. Кстати при перегрузках и КЗ стабилизатор закроется в триггерном режиме. Ток в цепи питания будет проходить только через лампочку - она будет светиться. Впрочем для цепи запуска можно попробывать использовать и светодиод.

Рис. 3.

Коэффициент стабилизации такого стабилизатора может достигать десятков тысяч. Очень удобно все выходные транзисторы расположить на одном радиаторе. Выходное напряжение можно регулировать в довольно широких пределах изменяя сопротивление R6. Диапазон регулировки снизу определяется напряжением стабилизации стабилитрона VD1. Верхняя же граница может превышать это наряжение в 2...3 раза.

Очень легко на основе данной схемы изготовить двуполярный блок питания, рис. 4.

Рис. 4.

Здесь количество регулирующих транзисторов уменьшино до двух (VT1,VT2). Емкости конденсаторов С1 должны быть достаточно большими - 2000...4000 мкФ. Это необходимо для сглаживания начальных пульсаций выпрямителя при больших токах. Емкость конденсаторов C2 небольшая, может быть в пределах 20...50 мкФ, т.к. стабилизатор имеет коэффициент стабилизации порядка 4000...8000.

На основе данной схемы можно изготовить довольно таки неплохой двуполярный лабораторный блок питания с диапазоном регулировки от 0 В до 15...25 В в зависимости от мощности силового трансформатора и выходных регулирующих транзисторов, рис. 5.

Рис. 5.

Интересно включение опорных стабилитронов. С них же взято питание усилителей постоянного тока на транзисторах VT3-VT5. На транзисторе VT6 собрана защита по току.

Для повышения стабильности работы и повышения коэффициента стабилизации блока можно применить повторители напряжения опорных стабилитронов рис. 6.

Рис. 6.

По данной схеме был собран малогабаритный переносной лабораторный блок питания. Внешний вид представлен на рис. 7.

Рис. 7.

На рис. 8 показан внешний вид печатной платы блока.

Рис. 8.

Выходное напряжение: регулируемое от +/-1 до +/-18 В
Выходной ток: регулируемый от 0,1 до 1,0 А
Коэффициент стабилизации: 4500
Напряжение пульсаций на выходе при максимальном токе (ампл.): 0,5 мВ

Детали:

В качестве силового трвнсформатора применен тор от магнитофона "Электроника 211-Стерео". На нем домотона еще одна вторичная обмотка - 270 витков проводом ПЭЛ-1 1,0. Сопротивления 1R9,2R9 намотаны манганиновым проводом диаметром 0,5 мм на резисторах МЛТ-1,0. Управляющие транзисторы 1VT1,2VT1 установлены на радиаторы площадью 150 см² каждый.

Перечень комплектующих

1R1	= 470
1R2	= 100
1R3	= 1 к
1R4	= 1 к
1R5	= 1 к
1R6	= 1 к
1R7	= 1 к
1R8	= 0,47
1R9	= 1 к
1R10= 1 к
1R11= 1 к
1R12= 1 к

2R1	= 470
2R2	= 100
2R3	= 1 к
2R4	= 1 к
2R5	= 1 к
2R6	= 1 к
2R7	= 1 к
2R8	= 1 к
2R9	= 0,47
2R10= 1 к
2R11= 1 к
2R12= 1 к

1VT1	= КТ837
1VT2	= КТ816
1VT3	= КТ315
1VT4	= КТ361
1VT5	= КТ361Г
1VT6	= КТ361Г

2VT1	= КТ805АМ
2VT2	= КТ817
2VT3	= КТ361Г
2VT4	= КТ315Г
2VT5	= КТ315Г
2VT6	= КТ315Г

1C1	= 2000,0
1C2	= 100,0
1C3	= 200,0

2C1	= 2000,0
2C2	= 100,0
2C3	= 200,0

1VD1	= Д814А
2VD1	= Д814А

TV1	= 220/16,5

VD	= 4 х КД202

Блок питания собран на стеклотекстолитовой плате размерами 200х140х2 мм. На ней же установлены силовой трансформатор, радиаторы. Тут же, по стороне 140 мм установлен П-образный кроншейн с выходными гнездами и регулировочными резисторами. Такой же кронштейн установлен по другой стороне платы 140 мм. По краям длинных сторон платы установлены П-образные радиаторы размером 160х40х20 мм, на которых соответственно укреплены без изоляционных прокладок силовые транзисторы положительного и отрицательного стабилизаторов. На эту конструкцию одевается корпус, склеенный из полистирола толщиной 1,5 мм, в виде трубы с прямоугольным сечением и внутренними размерами 140х45 мм. Таким образом собранный блок питания по габаритам такой же, как и справочник по транзисторам Горюнова.

В заключении хотелось бы отметить, что по аналогичной схеме были собраны более мощные блоки питания.
Так при использовании трансформатора ТС-300 с выходным напряжением 2х24 В и замене транзисторов КТ805АМ на КТ803, а КТ837 на ГТ806 и установке их на радиаторы площадью 1200 см² каждый выходной ток достигал 3А при выходном напряжении 1...25 В (кстати самый критический режим для транзисторов - это при выходном напряжении 1 В и токе 3 А). А при установке регулирующих транзисторов парами в параллель с дополнительным выравнивающим резистором в эмиттере 0,1 Ом удалось получить ток 5 А. При этом все параметры сохранялись во всем диапазоне регулировок напряжения и тока.