Юный техник - для умелых рук 1979-04, страница 12

элект р ъшижа ______ _______________________~

БИПОЛЯРНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Так коротко называется регулируемый стабилизированный выпрямитель. Он прост по конструкции и надежен в работе. Состоит из двух автономных источников с двумя разнополяр-ными напряжениями. Каждый из источников имеет свою регулировку от 0 до ±15 В. Максимальный ток нагрузки каждого источника — до 1 А, коэффициент стабилизации — не менее 100, амплитуда пульсации выходных напряжений — не более 100... 150 мВ при токе нагрузки 1 А.

Большим достоинством прибора является то, что он обеспечивает защиту подключаемых к нему устройств от перегрузок и коротких замыканий. Его защита срабатывает гораздо быстрее плавких предохранителей. При устранении причины перегрузки или короткого замыкания схема выпрямителя восстанавливается в рабочее состояние.

Биполярный выпрямитель незаменим для питания моно- и стереофонических усилителей, собранных по схеме с двумя источниками напряжения и заземленной средней точкой. Необходим он и для питания различных устройств с интегральными микросхемами, имеющими два разнополярных напряжения питания. Например, для питания операционных усилителей и других типов микросхем. Широкое применение выпрямитель может найти для питания самых различных схем как обычный однополярный источник питания с большим диапазоном регулировки — от 0 до 30 В.

Как видите, возможности его использования довольно обширны.

РАБОТА ПРИБОРА

Собран выпрямитель по схеме, приведенной на рисунке 1, и состоит из двух независимых схем стабилизации. Переменное напряжение со вторичных обмоток 11а и 116 трансформатора Т1 с заземленной средней точкой поступает на выпрямительный мостик, собранный на диодах Д1... Д4. Схема позволяет использовать один выпрямительный мостик вместо двух для каждого канала стабилизатора, а следовательно, и меньшее количество выпрямительных диодов. Конденсаторы С1 и С2, шунтирующие обмотки трансформатора, устраняют влияние скачков и помех в сети на выходное напряжение. Лампа накаливания Л1 на 28 В служит индикатором включения выпрямителя. Конденсаторы СЗ и С4, установленные после выпрямительного мостика, являются фильтрующими. Опорное напряжение 15 В создается в каждом канале соответственно стабилитронами Д5, Д6, Д7, Д8. Резисторы R1 и R2 ограничивают ток через стабилитроны.

Переменными резисторами R3 и R4 отдельно для каждого канала устанавливаются необходимые выходные напряжения, которые поступают на базы управляющих транзисторов Т2 и ТЗ. Конденсаторы С5 и С6, подключенные к базам управляющих транзисторов, дополнительно сглаживают пульсации выходных напряжений. Коллекторные токи управляющих транзисторов Т2 и ТЗ проходят по цепи база — эмиттер соответствующих регулирующих транзисторов Т1 и Т4, которые последовательно соединены с нагрузкой. Чем больше напряжение, подаваемое На базу управляющего транзистора, тем больший ток в базе регулирующего транзистора, тем сильнее он открыт и тем меньше сопротивление его участка эмиттер— коллектор, а значит, и больше выходное напряжение.

Цепочка из последовательно соединенных диода Д11 и резистора R5 (в другом канапе Д12 и R6) служит для ограничения тока нагрузки.

Максимальный ток ограничения зависит от величины резистора R5 (или R6 другого канала) и равен: J макс. = ~Ц_СТ/Кст.рег-

R5

где J макс. — ток ограничения, в амперах,

U ст— напряжение стабилизации стабилитронов, в вольтах,

К ст.рсг. — статический коэффициент усиления регулирующего транзистора,

R5 (или R.6) — сопротивление, в омах.

При и_Ст = 15 В, Кст.рег. = 30...35 и R5 = 470 Ом и получим максимальный ток нагрузки Jjnaicc., равный около 1 А.

Диоды Д9 и Д10 обеспечивают защиту от короткого замыкания и в нормальном состоянии закрыты. При коротком замыкании эти диоды открываются и уменьшают напряжение на базах управляющих транзисторов. Оно становится равным величине прямого падения напряжения на открытых диодах— 0,5-И В. В результате этого управляющий и регулирующий транзисторы запираются, а выходное напряжение и ток уменьшаются.

Величину тока при коротком замыкании нетрудно вычислить по формуле, приведенной выше, если вместо U_cx. подставить значение падения напряжения на открытом диоде (порядка 1 В). Этот ток будет равен 60—75 мА.

На выходе каждого канала установлены фильтрующие конденсаторы С7 и С8. Их задача дополнительно сглаживать пульсации выходного напряжения и уменьшать сопротивление стабилизатора по переменному току. Если позволят общие габариты выпрямителя, то емкости фильтрующих конденсаторов на входе СЗ, С4 и на выходе С7, С8 могут быть увеличены до 2 тыс. мкФ.

Контролируется выходное напряжение вольтметром ИП1 типа М4200 с нулевой отметкой посередине и пределами измерения до 30 В. Переключателем Р1 вольтметр подключается то к одному, то к другому каналу выпрямителя. Разумеется, для контроля можно применить и любой другой вольтметр в обычной шкалой на 15-^ 30 В.

КОНСТРУКЦИЯ И ДЕТАЛИ

Стабилизированный выпрямитель собран на плате из фоль-гированного текстолита. Чертеж печатной платы приведен здесь в масштабе 1:1. Для уменьшения размеров и более рационального использования объема платы часть резисторов расположена вертикально, а выпрямительный мостик из четырех диодов собран на отдельной плате. Регулирующие транзисторы П217 и КТ803А установлены на радиаторы игольчатого типа размером 35X50 мм.

Плату выпрямителя можно собрать и без применения пе-0

л

шяшшшшшшшшшяшшвт

12