Блок питания с системой защиты от КЗ

Практически каждый начинающий радиолюбитель стремится вначале своего творчества сконструировать сетевой блок питания (БП), чтобы впоследствии использовать его для питания различных экспериментальных устройств. И конечно, хотелось бы, чтобы этот БП "подсказывал" об опасности выхоа из строя отдельных узлов при ошибках или неисправностях монтажа.
На сегодняшний день существует множество схем, в том числе и с индикацией короткого замыкания (КЗ) на выходе. Подобным индикатором в большинстве случаев обычно служит лампа накаливания, включенная в разрыв нагрузки. Но подобным включением мы увеличиваем входное сопротивление источника питания или, проще говоря, ограничиваем ток, что в большинстве случаев, конечно, допустимо, но совсем не желательно.
Схема, изображенная на рис.1, не только сигнализирует о КЗ, абсолютно не влияя на выходное сопротивление устройства, но и автоматически отключает нагрузку при закорачивании выхода. Кроме того, светодиод HL1 напоминает, что устройство включено в сеть, a HL2 светится при перегорании плавкого предохранителя FU1, указывая на необходимость его замены.

Рассмотрим работу устройства. Переменное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки Т1, выпрямляется диодами VD1...VD4,
собранными по мостовой схеме. Конденсаторы С1 и С2 препятствуют проникновению из сети высокочастотных помех, а оксидный конденсатор СЗ сглаживает пульсации напряжения, поступающего на вход компенсационного стабилизатора, собранного на VD6, VT2, VT3 и обеспечивающего на выходе стабильное напряжение 9 В. Напряжение стабилизации можно изменить, подбирая стабилитрон VD6, например, при КС156А оно составит 5 В, при Д814А - 6 В, при Д814Б - 8 В, при Д814Г - 10 В, при Д814Д - 12 В. При желании выходное напряжение можно сделать регулируемым, для этого между анодом и катодом VD6 включают переменный резистор сопротивлением 3-5 кОм, а базу VT2 подключают к движку этого резистора.
Рассмотрим работу защитного устройства. Узел защиты от КЗ в нагрузке состоит из германиевого n-p-п транзистора VT1, электромагнитного реле К1, резистора R3 и диода VD5. Последний в данном случае выполняет функцию стабистора, поддерживающего на базе VT1 неизменное напряжение около 0,6 - 0,7 В относительно общего.
В обычном режиме работы стабилизатора транзистор узла защиты надежно закрыт, так как напряжение на его базе относительно эмиттера отрицательное. При возникновении КЗ эмиттер VT1, как и эмиттер регулирующего nVT3, оказывается соединенным с общим минусовым проводом выпрямителя. Другими словами, напряжение на его базе относительно эмиттера становится положительным, вследствие чего VT1 открывается, срабатывает К1 и своими контактами отключает нагрузку, светится светодиод HL3. После устранения КЗ напряжение смещения на эмиттерном переходе VT1 снова становится отрицательным и он закрывается, реле К1 обесточивается, подключая нагрузку к выхо-ду стабилизатора.
Детали. Электромагнитное реле любое с возможно меньшим напряжением срабатыва-ния. В любом случае должно соблюдаться одно непременное условие: вторичная обмот-ка Т1 должна выдавать напряжение, равное сумме напряжений стабилизации и срабатывания реле, т.е. если напряжение стабилиза-ции, как в данном случае 9 В, a Ucpa6 реле 6 В, то на вторичной обмотке должно быть не менее 15 В, но и не превышать допустимое на коллекторе-эмиттере применяемого транзистора. В качестве Т1 на опытном об-разце автор использовал ТВК-110Л2.
Печатная плата устройства изображена на рис.2.

СВ. Прус, г.Староконстантинов, Хмельницкая обл
Литература
1. Борисов В.Г., Фролов В.В. Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя.-М.: Радио и связь, 1992.-127 с.

Обсудить на форуме