Схема источника питания 12В, с током в нагрузке до 10 А

Радиолюбителю необходим безопасный источник питания от сети 220 В, с помощью которого можно налаживать и испытывать самостоятельно собранные электронные устройства, а также ремонтировать устройства промышленного изготовления. Такой источник питания при питании от осветительной сети 220 В должен поддерживать работу при токе в нагрузке до 10 А и иметь возможность резервного питания, чтобы обеспечить в случае необходимости бесперебойную работу. Это может потребоваться, например, в условиях сельской местности, когда напряжение в сети нестабильно или периодически отключается. На (рисунок 30) ниже представлена электрическая схема источника питания, отвечающего всем этим требованиям.

Стабилизатор напряжения на транзисторе ѴТЗ и стабилитронах VD2—VD5 собран по классической схеме. Включение источника питания осуществляется «вручную» переключателем (тумблером) SB1. При подаче питания на реле К1 оно срабатывает и замыкает контактами К1.1 цепь питания первичной обмотки трансформатора Т1. Выпрямленное диодным мостом VD1 напряжение поступает на стабилизатор источника, затем на усилитель тока на транзисторах VT1, ѴТ2 и далее к устройству нагрузки. Одновременно на автомобильную аккумуляторную батарею (АКБ), служащую в качестве источника резервного питания, поступает напряжение подзарядки через диод VD6 и ограничительный резистор R4. Небольшой ток подзарядки АКБ зависит от степени разреженности батареи, учитывая ее большую энергоемкость 55 А/ч, не выводит АКБ из строя даже при длительном (многосуточном) режиме ее подзарядки. При этом переключателем SB2 можно принудительно отключить АКБ от подзарядки.

Рисунок – 30 Электрическая схема блока питания.

В аварийном режиме (отсутствие напряжения осветительной сети 220 В) реле К1 обесточивается, и напряжение от источника резервного питания (АКБ) подается через замкнутые контакты 5 и 6 группы контактов К 1.2 реле К1, минуя стабилизатор напряжения, собранный на элементах VT1, ѴТ2, ѴТЗ, VD2, VD3, VD4, VD5, R2, R3. Для защиты источника от перенапряжения и короткого замыкания служат предохранители FU1 и FU2, установленные соответственно на входе и выходе источника питания.

Если необходимости в резервном питании нет, то аккумуляторную батарею не подключают, а используют устройство как стабилизированный мощный источник питания.

В налаживании источник питания не нуждается. Корпус устройства сделан из стеклотекстолита, но может быть выполнен и из другого диэлектрического материала.

Транзисторы VT1, ѴТ2 можно заменить на КТ808, КТ819 с любым буквенным индексом. Желательно применять эти транзисторы в металлическом корпусе с диаметром "шляпки" 23,5 мм. Их устанавливают на теплоотводы с площадью охлаждения не менее 100 см2, изолируя теплоотвод от корпуса устройства. Транзистор ѴТЗ можно заменить на КТ815, КТ817 с любым буквенным индексом.

Трансформатор Т1 стандартный с выходной мощностью не менее 100 Вт должен обеспечивать переменное напряжение на вторичной обмотке (под нагрузкой) 14—16 В. Это напряжение получают с выводов 7 и 16 трансформатора ТН-54-127/220, при этом должны быть установлены перемычки между выводами 8— 9, 10—11 и 13— 14. Первичная обмотка трансформатора Т1 — выводы 1 и 2.

АКБ— стандартная аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 12 В. Реле К1 — на напряжение срабатывания 200— 220 В с двумя и более группами контактов и током коммутации не менее 3 А.

Сетевой предохранитель FU1 типа ВІІ-1-3, ПЦ-30-3 на ток 3 А. Предохранитель FU2 на ток 10 А типа ДПК-1-2. Диодный выпрямительный мост типа КЦ405А, КЦ407А или собранный из дискретных элементов — диодов Д231, Д242 с любым буквенным индексом. Диод VD6 можно заменить на КД202, КД213, КД258 с любым буквенным индексом и аналогичные. Стабилитроны VD2— VD5 желательно установить в соответствии с указанными на схеме. От их параметров зависит стабилизация и уровень выходного напряжения.

Конденсаторы C1, С2 типа К40-У9, К10-17 или аналогичные, рассчитанные на рабочее напряжение не менее 250 В. Оксидные конденсаторы типа К50-ЗБ, К50-24 или аналогичные. Постоянные резисторы R2, R3— типа МЛТ-0,5. Резисторы R1, R4 типа ПЭВ-10, ВЗР-10. Переключатели (тумблеры) SB1 и SB2 любые подходящие, например, ТВ2-1.

Порядок выполнения работы с общей базой

1. Вычертить табл. 2 и 3 для снятия входных и вы­ходных характеристик транзистора.

Таблица 2

Таблица 3

2. Вычертить координатные оси (рисунок 31 а, б) для построения входных и выходных характеристик транзисто­ра (масштаб по осям: Iэ и Iк — в 1 см 2 мА; UЭБ — в 1 см 0,1 В; UКБ — в 1 см 1 В).

3. Вычертить табл. 4 и 5 для записи h-параметров транзистора и его электрических параметров в рабочей точке.

4. Зарисовать схему для снятия ВАХ транзистора и собрать ее, пользуясь графическими обозначениями на сменной панели 87Л-01/5.

Таблица 4

Таблица 5

5. Снять входные и выходные характеристики тран­зистора и занести результаты измерений в таблицу 3 и 4.

6. Построить входные и выходные характеристики в координатных осях (рис. 31 а,б).

7. Выбрать по указанию преподавателя рабочую точ­ку и нанести ее на входные и выходные характери­стики.

8. Выполнить построения на входных и выходных характеристиках для определения /г-параметров транзис­тора, рассчитать их и занести результаты в таблицу 4

9. Занести электрические параметры транзистора в рабочей точке в таблицу 5

Собщим эмиттером

1. Вычертить таблицу 6 и 7 для получения входных и выходных характеристик транзистора и координатные оси (рис. 36, а, б) для их построения (масштаб по осям: I_Б — в 1 см 0,1 мА; U_БЭ — в 1 см 0,1 В; Iк — в 1 см 4 мА;UКЭ — в 1 см 2 В).

2. Вычертить табл. 8 для записи электрических пара­метров транзисторов в трех режимах его работы.

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

3 Вычертить табл. 9 для записи /г-параметров тран­зистора, включенного с ОБ и ОЭ.

4 Зарисовать схему снятия входных и выходных ха­рактеристик транзистора и собрать ее, поль­зуясь графическими обозначениями на сменной панели 87Л-01 /6.

5 Снять входные и выходные характеристики и ре­зультаты измерений занести в табл. 13 и 14.

6 Построить входные и выходные характеристики в координатных осях.

7 Определить по характеристикам электрические параметры транзистора в режимах отсечки, насыщения и активном и занести их в таблицу 8.

8 Выполнить построения на входных и выходных характеристиках для определенияh-параметров транзис­тора, рассчитать их и занести результаты расчетов в таблицу 9. В эту же таблицу занести h-параметры тран­зистора, полученные при выполнении работы № 5.

С общим коллектором

1. Вычертить табл. 29, 30 и 31 для записи режимов транзистора эмиттерного повторителя по постоянному току и снятия его амплитудно-частотной и амплитудной характеристик, а также координатные оси (рис. 72, а, б и 73, а, б) для их построения и изображения осцилло­грамм (масштаб по осям: U_BX и U_BЫX — в 1 см 0,2 В).

2. Зарисовать электрическую схему эмиттерного повторителя (см. рис. 70) и собрать ее, пользуясь гра­фическими обозначениями на сменной панели 87Л-01/15.

Таблица 10

Таблица 11

Таблица 12

3. Измерить параметры режимов транзистора в рабо­чей точке при передаче трех различных сигналов и за­нести результаты измерений в табл. 29.

4. Снять АЧХ и АХ эмиттерного повторителя в режи­ме передачи синусоидального сигнала, занести результа­ты измерений соответственно в табл. 30 и 31 и построить характеристики в координатных осях (см. рис. 72, а, б).

5. Снять осциллограммы импульсных напряжений на входе и выходе эмиттерного повторителя в режимах пере­дачи положительного и отрицательного импульсов и изобразить их в координатных осях (рис. 73, а, б).