Блок питания для трансивера

Блок предназначен для питания комплекта радиолюбительской аппаратуры, состоящего из KB и УКВ трансиверов с выходной мощностью до 100 Вт. Основа его схемного решения была заимствована у UA1ZH и дополнена устройствами защиты по току и напряжению (рис. 1).

Рис. 1

При замыкании контактов переключателя SA1 напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора Т1 через резистор R1. Когда напряжение на выходе выпрямителя VD1-VD4 достигнет напряжения срабатывания реле К1 и К2, через замкнувшиеся контакты реле К1.1 и К2.1 на обмотку I трансформатора Т1 будет подано полное напряжение сети. Такое ступенчатое включение трансформатора ограничивает первоначальный бросок тока через диоды выпрямителя, нагруженные большой емкостью конденсатора С5. Время задержки включения - десятки миллисекунд. При этом стабилизатор БП не работает и не греет попусту воздух. Светодиод HL2 сигнализирует о включении дежурного режима источника питания.

После нажатия на кнопку SB1 "Старт" выпрямленное напряжение +24 В через диод VD6 и делитель, образованный резисторами R7R8. поступит на базу транзистора VT4, он откроется, а затем откроется транзистор VT3. С коллектора транзистора VT3 напряжение питания поступит на вход микросхемы DA1, а с ее выхода - на базы регулирующих транзисторов VT1, VT2. Стабилизатор перейдет в рабочий режим, и на его выходе появится напряжение, о чем будет сигнализировать светодиод HL3. Выходное напряжение стабилизатора через диод VD7 поступит на базу транзистора VT4, удерживая его в открытом состоянии после отпускания кнопки SB1.

Выключение стабилизатора происходит при кратковременном нажатии на кнопку SB2 "Стоп". Транзистор VT4 закроется и, в свою очередь, закроет транзистор VT3. Напряжение на микросхему DA1 не поступит, и транзисторы VT1, VT2 также будут закрыты. Светодиод HL3 погаснет.

Датчиком защиты БП от превышения потребляемого тока служит обмотка дросселя L1, включенного последовательно с нагрузкой. Внутри обмотки размещен геркон SF1. По мере роста тока, протекающего через o6мотку растет магнитное поле, что вызывает срабатывание контактов геркона, включенных параллельно кнопке SB2 "Стоп". На выходе блока питания включено пороговое устройство защиты по напряжению, выполненное на транзисторе VT5, стабилитроне VD9 и реле КЗ. Если напряжение на выходе стабилизатора по какой-либо причине превысит напряжение срабатывания защиты (устанавливается подстроечным резистором R14), включится реле К3 и своими контактами К3.1 замкнет базу транзистора VT4 на общий провод источника, переводя стабилизатор в дежурный режим. Одновременно через контакты реле КЗ.2 подается питание на светодиод HL1, сигнализирующий о перегрузке.

Быстродействия системы вполне достаточно, чтобы защитить питаемую аппаратуру.

Устройство оборудовано измерительными приборами - амперметром и вольтметром (на схеме они не показаны), которые подключены к разъемным соединителям ХР1 и ХР2 соответственно. Соединитель ХРЗ предназначен для подключения устройства обдува транзисторов VT1, VT2 - вентиляторов, термодатчика и платы регулятора оборотов.

Мощность трансформатора Т1 - 300...400 Вт. Переменное напряжение на вторичной обмотке - около 18 В при токе нагрузки 20 А. Диоды выпрямителя VD1-VD4 установлены через теплопроводную пасту КПТ-8 на теплоотводе размерами 155x50 мм с высотой ребер 25 мм. Транзисторы VT1 и VT2 установлены на теплоотводах с размерами 100x80 и высотой ребер 30 мм (площадь - не менее 1200 см2). Теплоотводы установлены оппозитно - параллельно друг другу на расстоянии 80 мм. Они повернуты ребрами внутрь и соединены между собой (накрыты) дюралевой пластиной, образующей туннель. В торце этой конструкции закреплен компьютерный вентилятор размерами 80х 80 мм. Термодатчик системы обдува закреплен через термопасту на одном из теплоотводов.

Второй вентилятор установлен на стенке корпуса БП и работает на нагнетание воздуха в корпус. изначально вентиляторы работают на малых оборотах. При температуре теплоотводов +50°С обороты максимальные, впрочем, их можно регулировать. Вентиляторы и плата регулятора оборотов заимствованы от компьютерного БП В конструкции использованы готовые цифровые модули: SVH0001R - вольтметр, SAH0003R-50 - амперметр фирмы Ekits. Они установлены на съемной передней панели корпуса БП и подключены согласно схемам, рекомендованным производителем. Провода, идущие к модулям, снабжены миниатюрными разъемами. На провода надеты ферритовые кольца марки 2000НН диаметром 10 мм для снижения помех от работы микроконтроллеров.

Некоторые элементы стабилизатора смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Чертеж платы и расположение на ней элементов приведены на рис. 2.

Рис. 2

Конденсатор С5 составлен из десяти конденсаторов К50-35 4700 мкФ на 50 В, включенных параллельно. Шунт измерителя тока (Вш) - промышленный 75 ШС ГОСТ8042-61 0,5 (50 А, 75 мВ).

Реле К1 и К2 - OMRON (автомобильные) на рабочее напряжение 12 В, их контакты рассчитаны на коммутацию тока 10 А при переменном напряжении 240 В. Для снижения искрообразования при переключении контакты реле следует зашунтировать конденсаторами емкостью 0,01...0,1 мкФ на номинальное напряжение не менее 400 В. Реле КЗ - РЭС60 на рабочее напряжение 12 В.

Блок питания смонтирован в компьютерном корпусе формата micro-ATX. Вместо USB-портов под крышкой на передней панели размещены винтовые зажимы - клеммы для подключения проводов питания трансивера(ов).

Налаживание источника питания заключается в установке подстроечным резистором R9 напряжения 13,8 В на выходе стабилизатора и настройке защиты по уровням срабатывания. По току это подбор числа витков катушки L1 (у автора четыре витка провода ПЭВ-2 диаметром 2,5 мм) и места закрепления в ней геркона. Геркон, кстати, обладает заметным гистерезисом А по напряжению - подбор стабилитрона VD9 (грубо) и подстройка резистором R14 (точно).

Автор: Иноземцев Д.

Обсудить на форуме