Схема мощного двуполярного источника питания (2х1-10В, 4А)

Принципиальная схема двуполярного блока питания на микросхемах серии AZ1117H-ADJxx, позволяет получить регулируемое напряжение с током нагрузки до 4А. Интегральные микросхемы серии AZ1117 представляют собой линейные компенсационные стабилизаторы напряжения положительной полярности с малым напряжением насыщения, рассчитаны на ток нагрузки до 1 А, выпускаются на фиксированные выходные напряжения 1,5 В, 1,8 В, 2,5 В, 3,3 В и 5,0 В. Микросхемы AZ1117H-ADJxx являются регулируемыми линейными стабилизаторами, рассчитаны на выходное напряжение 1,2...

12 В. Максимальное входное напряжение 20 В, максимальное падение напряжения между входом и выходом не более 1,3 В при токе нагрузки 1 А. Выпускаются в различных видах корпусов: SOT-223, SOT-89, ТО-220, ТО-252, ТО-263.

От типа корпуса и способа его установки на теплоотвод зависит максимально допустимая мощность, рассеиваемая микросхемой. Эти микросхемы, а также их многочисленные аналоги из серий ***1117**** широко применяются как маломощные стабилизаторы напряжений в цифровой технике.

Микросхемы AZ1117H-ADJTR, AZ1117HADJTRE1 выпускаются в миниатюрном корпусе SOT-223, маркированы как Н11А или ЕН11А. С хорошим теплоотводом такой корпус способен рассеять около 3 Вт тепловой мощности, для надёжной эксплуатации желательно не нагружать такую микросхему более чем на 1 Вт рассеиваемой мощности.

Если схему стабилизатора на этой микросхеме дополнить мощным дискретным р-п-р транзистором, то мощность регулируемых стабилизаторов напряжения, собранных на микросхемах AZ1117 можно значительно увеличить.

Принципиальная схема

На рис. 1. представлена принципиальная схема двуполярного блока питания с регулируемыми стабилизированными выходными напряжениями +/-1,3... 10 В, рассчитанного на подключение нагрузок с током потребления до 4 А. К выходу блока питания могут быть подключены различные нагрузки, рассчитанные на двуполярное питание +/-1,3...

10 В. Также к выходам можно подключать нагрузки с однополярным питанием 1,3...10 В или 2,6...20 В. То есть, этот двуполярный блок питания может использоваться как два однополярных или как однополярный с удвоенным выходным напряжением.

Принципиальная схема двуполярного блока питания (10В, 4А) на микросхемах серии AZ1117H-ADJxx

Рис. 1. Принципиальная схема двуполярного блока питания (10В, 4А) на микросхемах серии AZ1117H-ADJxx.

Напряжение сети переменного тока 220В поступает на первичную обмотку сетевого трансформатора Т1 через замкнутые контакты сетевого выключателя SA1, плавкий предохранитель FU1 и токоограничительный терморезистор с отрицательным ТКС RT1. Варистор RU1 защищает трансформатор и элементы стабилизатора от повреждений всплесками напряжения сети.

Стабилизаторы напряжений положительной и отрицательной полярности собраны по аналогичным схемам, рассмотрим их работу на примере работы стабилизатора напряжения положительной полярности. С вторичной обмотки II напряжение около 12 В переменного тока через полимерный самовосстанавливающийся предохранитель FU2 поступает на мостовой диодный выпрямитель VD1 -VD4, выполненный на диодах Шотки.

Такие диоды имеют меньшее напряжение насыщения, а следовательно, на диодах выпрямителя будут меньше потери напряжения и меньше будет рассеиваемая этими диодами мощность, в сравнение с обычными кремниевыми выпрямительными диодами.

Конденсатор С9 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Выходное напряжение стабилизатора устанавливают сдвоенным переменным резистором R9.1, чем меньше установленное сопротивление этого резистора, тем меньше выходное напряжение.

При токе подключенной к выходу стабилизатора нагрузки более 60 мА, напряжение на выводах резистора R5 будет более 0,6 В, транзистор VТЗ начнёт открываться, забирая на себя большую часть рассеиваемой мощности.

На германиевом транзисторе VT1 и элементах R1, R3, R6, HL1 собран узел индикации наличия тока подключенной нагрузки. Светодиод HL1 начинает ярко светиться при токе нагрузки более 50 мА. На полевом транзисторе VT5, работающем как генератор стабильного тока, защитном токоограничительном резисторе R12 и светодиоде HL3 собран узел индикатора включенного состояния устройства Конденсаторы С13, С15 блокировочные.

Диод VD9 защищает элементы стабилизатора от обратного напряжения, которое может появиться из-за подключенного к выходу устройства в обратной полярности аккумулятора, заряженного конденсатора большой ёмкости. Светодиоды HL4, HL5 светятся при наличии на выходах стабилизаторов напряжения более 2 В.

Fla рис. 2 показан вариант печатной платы для стабилизатора напряжения положительной полярности. Печатная плата для стабилизатора напряжения отрицательной полярности будет почти такой же, за исключением того, что вместо транзистора VT5 на ней будет установлен резистор R12.

Детали и монтаж

Интегральные микросхемы AZ1117FI-ADJTR установлены на монтажных платах на печатный теплоотвод, который желательно дополнить медной или латунной Г-бразной пластинкой 15x25 мм. Вместо такой микросхемы можно применить аналогичные AZ1117D-ADJ, AZ1117T-ADJ, AZ1117S-ADJ, LD1117AADJ Н, LD1117AADJT, LD1117AADJMC, LD1117AADJFI. Все эти микросхемы имеют одинаковую цоколёвку, но разные типы корпусов.

Транзисторы 2N3791 рассчитаны на максимальный ток коллектора 10 А, максимальное напряжение коллектор-эмиттер -60 В, максимальная рассеиваемая мощность 150 Вт, коэффициент передачи тока базы не менее 30 при токе коллектора 3 А.

Каждый транзистор установлен на дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 500 см.кв. Для экономии места теплоотводами могут быть ребристые стенки корпуса устройства.

В этой конструкции вместо таких транзисторов можно установить 2N3792, MJ2955, 2N6379, 2N6436, 2N6437, 2N6438, D45H2A, МЛ 1017, МЛ 4001, МЛ 5002, MJ4502, КТ865А. Желательно подобрать транзисторы с коэффициентом передачи тока базы не менее 50 при токе коллектора 3 А. Вместо транзисторов МП25А подойдут любые из МП25, МП26 или МП40А. Полевой транзистор КП303В можно заменить на 2П303В, КП303Д, 2П303Д, КП303И, 2П303И.

Вместо диодов Шотки SR504 подойдут SR505, SR506, 1N5825, MBR745, MBR1045, MBR1060. К каждому диоду прикручивают или припаивают медный или латунный теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности 6... 10 см.кв. Вместо диодов 1N5401 можно установить любые из 1 N5402 - 1N5408, UF5410 -UF5407, SRP300A - SRP300K, КД226, КД411, КД257.

Светодиоды RL50N-HY213 жёлтого цвета свечения, RL50N-YG413 зелёного и RL50N-DR343 красного можно заменить любыми аналогичными общего применения непрерывного свечения, например, из серий КИПД40, КИПД66.

Печатная плата для схему двуполярного источника питания 10В, 4А

Рис. 2. Печатная плата для схему двуполярного источника питания 10В, 4А.

Оксидные конденсаторы импортные аналоги К50-68, К50-29. Остальные конденсаторы керамические или плёночные на рабочее напряжение не менее 25 В. Переменный резистор сдвоенный с линейной характеристикой. В крайнем верхнем по схеме положении подвижного контакта сопротивление обеих его частей не должно быть больше 4 Ом.

Терморезистор NTC33 можно заменить любым аналогичным с сопротивлением 10...50 Ом при комнатной температуре. Дисковый варис-тор TVR20471 можно заменить на MYG20-431 MYG20-471, FNR-20K431, FNR-20К471, GNR20D431K, Держатель плавкого предохранителя ДВП7, ДВП4. Резисторы типов МОН, РПМ, МЯТ, С1-4, С1-14, С2-14.

Для понижающего трансформатора можно применить Ш-образный магнито-провод с площадью центрального керна 15 см.кв. Первичная обмотка содержит 780 витков обмоточного провода диаметром 0,48 мм. Вторичные обмотки намотаны медным обмоточным проводом диаметром 1,2 мм, содержат по 47 витков. Между первичной и вторичными обмотками намотано 6 слоёв изоляции лакотканью.

Намотка обмоток виток к витку. Пластины магнитопровода собирают вперекрышку. Вместо полимерных само-восстанавливающихся предохранителей MF-R400 можно применить LP30-400.

Налаживание

Безошибочно изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу. При необходимости, подбором резисторов R10, R11 можно установить верхнюю границу выходных напряжений для регулируемых стабилизаторов.

Бутов А. Л. РК-2015-10.

Литература:

  1. Бутов А.Л. Двуполярный блок питания с таймером. РК-2014-10.
  2. Бутов А.Л. Стабилизаторы на микросхемах AMS1117-XX. РК-2008-6.
  3. Бутов А.Л. Мощный низковольтный регулируемый блок питания на LX8384-00СР. РК-2012-11.
1 195 Блок питания
блок питания двуполярный блок питания
кэшбек