Время от времени может потребоваться источник питания с относительно высоким стабилизированным выходным напряжением. Такой источник нужен, например, для питания вакуумных электролюминесцентных индикаторов, проверки транзисторов, испытания стабилитронов, питания высоковольтных операционных усилителей, питания мощных пьезокерамических излучателей, проверки тока утечки оксидных конденсаторов.

Для этих целей можно изготовить компактный экономичный источник питания со стабилизированными выходными напряжениями и защитой от перегрузки.

Простая схема источника питания 36В – 48В

На рисунке представлена принципиальная схема источника питания с выходными напряжениями +36 В и +48 В. При выходном напряжении 36В максимальный ток нагрузки может достигать 70 мА, при выходном напряжении 48В ток нагрузки может быть до 30 мА.

При отсутствующей нагрузке источник питания потребляет от сети переменного тока около 12.5 мА, при коротком замыкании в цепи нагрузки ток потребления от сети около 28 мА. Напряжение сети переменного тока поступает на понижающий трансформатор через защитный резистор R1. Варистор RU1 защищает устройство от импульсных помех и повышенного напряжения сети.

С вторичных обмоток трансформатора напряжение поступает на мостовой диодный выпрямитель VD1. Конденсаторы С5, С6 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения. Напряжение холостою хода на последовательно включенных обмотках понижающего трансформатора около 50 В.

Стабилизатор напряжения в этом источнике питания параметрический, функционально состоит из трех узлов:

• генерагора стабильною тока на транзисторах VT1, VT2;
• стабилизатора выходного напряжения на транзисторах VT4, VT5;
• узла защиты на транзисторе VT3.

Выходное напряжение стабилизатора зависит от рабочего напряжения последовательно включенных стабилитронов VD3 – VD6 и диода VD2. Поскольку вторичные обмотки понижающего трансформатора имеют относительно высокое сопротивление (около 75 Ом), напряжение на обкладках конденсатора С6 сильно зависит от тока нагрузки. Для того чтобы по этой причине ток через цепочку последовательно включенных стабилитронов изменялся как можно меньше, а, следовательно, меньше изменялось напряжение на них, используется источник стабильного тока, собранный на транзисторах VT1, VT2 и резисторах R4, R5.

Выходной ток зависит от сопротивления резистора R4, чем больше сопротивление этого резистора, тем меньше ток, при указанном на схеме сопротивлении R4 ток через цепочку стабилитронов будет около 1.3 мА. Резистор R5 защитный. При замкнутых контактах SA1 суммарное рабочее напряжение VD2 – VD6 уменьшается до 37 В. Стабильное напряжение 49 или 37 В, снимаемое с VD2 – VD6 поступает на эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах VT4, VT5. Эти транзисторы включены по схеме Шиклаи как составной транзистор с большим коэффициентом усиления. Диоды VD7, VD8 защитные.

Защита от перегрузки работает следующим образом. При значительном увеличении тока нагрузки или коротком замыкании в её цепи увеличивается падение напряжения на резисторе R7. Когда напряжение на выводах этого резистора достигает 0.55… 0.6 В, транзистор VT3 открывается и, шунтируя цепочку стабилитронов, понижает напряжение на выходе стабилизатора.

Ток короткого замыкания выхода стабилизатора около 90 мА. Резистор R3 уменьшает импульс тока в момент замыкания контактов SA1 через стабилитроны, диод VD2 и контакты переключателя. Конденсаторы С7, С8 уменьшают шумы на выходе стабилизатора и препятствуют его самовозбуждению. Конденсаторы С9, СЮ блокировочные по цепи питания на выходе стабилизатора. Сверхъяркий светодиод HL1 светится при наличии выходного напряжения.

Конструкция и детали. Большинство деталей устройства установлено на монтажной плате размерами 86×52 мм. Переключатель SA1 и светодиод приклеены к корпусу устройства. Компоновка деталей в корпусе размерами 98x58x35 мм показана на фото. Резисторы в конструкции можно применить любого типа малогабаритные, например, С2-23, С1-4, С1-14, МЛТ, РПМ или аналоги.

Дисковый варистор TVR14471 можно заменить FNR-14К471, FNR-20K471, FNR-20K431, MYG20-431. Оксидные конденсаторы импортные аналоги К50-35, К50-68. Неполярные конденсаторы малогабаритные плёночные или керамические на рабочее напряжение не менее указанного на принципиальной схеме.

Диоды КД521А можно заменить любыми из КД503, КД510, КД522, 1N4148, 1N914, 1SS176S. Вместо диода КД209А подойдёт любой из КД243Б – КД243Ж, КД247А – КД247Ж, КД208А, КД209Б – КД209Г, 1N4002 – 1N4007, UF4002 – UF4007, 1 N4934 – 1 N4937. Диодный мост КЦ407А можно заменить DB102 – DB107, RB152 – RB157 или четырьмя отдельными выпрямительными диодами, включенными по схеме мостового выпрямителя.

Стабилитроны Д184Д1 можно заменить 1N4742A, BZV55C-12, TZMC-12, 2С212Ж. Подойдут экземпляры стабилитронов, рабочее напряжение которых при токе 1 мА около 12 В.
Светодиод RL50-CB744D сверхъяркий синего свечения. Можно заменить, например, на аналогичные DB5b-448ABD (синий), DB5b-436ARA, (красный), DB5b-434FY, (жёлтый), NSPG300A (зелёный) и другие непрерывного свечения.

Кроме транзистора VT1 остальные транзисторы должны быть относительно высоковольтными. Вместо КТ502Е подойдёт любой из КТ502Д, КТ6116, КТ684В, ВС556, BF491, MPSA-93. КТ502В (VT1) в этой конструкции можно заменить любым из серий КТ502, КТ3107, КТ361, SS9012, ВС559. Транзисторы КТ503Д заменяются КТ503Е, КТ683А-КТ683Г, КТ940АМ, 2SC2310, 2SC2330, 2SC2331. Транзистор КТ816Г можно заменить КТ814Г, КТ683А – КТ683Г. 2SA1249, 2SB649AC, TIP34C.

Этот транзистор устанавливают на небольшой теплоотвод, площади охлаждения которого достаточно, чтобы корпус транзистора нагревался не более 50 градусов при максимальном токе нагрузки при выходном напряжении стабилизатора 36 В. Упомянутые в вариантах возможных замен транзисторы имеют отличия в цоколёвке выводов и типе корпусов. Трансформатор Т10-220-50 применён от бухгалтерского микрокалькулятора.

Можно его заменить ТП112-14, с этим трансформатором стабилизатор можно настроить на номинальный ток нагрузки 150…200 мА, для чего резистор R7 устанавливают меньшего сопротивления, параллельно конденсатору С6 подключают ещё один такой же, а транзистор VT4 устанавливают на теплоотвод большего размера. Также подойдёт трансформатор ТП121-15, все обмотки в этом трансформаторе соединяют последовательно. Для самостоятельного изготовления такого трансформатора подойдёт Ш-образный магнитопровод с площадью центрального керна 3 см².

Первичная обмотка содержит 3720 витков обмоточного провода диаметром 0.09 мм. Вторичная обмотка содержит 930 витков обмоточного провода диаметром 0.18 мм. Между обмотками прокладывают слой изоляции из 6-8 витков лавсановой плёнки. После каждых 500 витков намотки первичной обмотки прокладывают 1 виток изолирующей плёнки. Изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. После проверки работоспособности устройства монтажную плату покрывают со стороны соединений лаком ХВ-784 или цапонлаком.

При работе с устройством учитывайте, что хотя ёмкость конденсатора С9 относительно мала, но этот конденсатор заряжен до 36 В или 48 В. накапливает достаточное количество энергии, способной повредить при неправильном подключении транзисторы, диоды, стабилитроны или светодиоды подключенные к отключенному от сети источнику питания. Поэтому следует разряжать конденсатор С9 кратковременно замкнув выход источника резистором номиналом 100-470 Ом.