Управляющую цепь стабилизатора напряжения образуют параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R1 и стабилитрона V5, и подключенный к нему переменный резистор R2. Благодаря стабилитрону и конденсатору С2 на переменном резисторе (по отношению к стабилитрону он включен потенциометром, т. е. делителем напряжения) действует постоянное напряжение, равное напряжению стабилизации Ucт используемого в блоке стабилитрона.
В описываемом блоке это напряжение равно 12 В. Когда движок переменного резистора находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, управляющий транзистор V6 закрыт, так как напряжение на его базе (относительно эмиттера) равно нулю. Регулирующий транзистор V7 в это время тоже закрыт. По мере перемещения движка переменного резистора вверх на базу транзистора V6 подается открывающее отрицательное напряжение и в его эмиттерной цепи появляется ток. Одновременно отрицательным напряжением, падающим на эмиттерном резисторе R3 транзистора V6, открывается транзистор V7, и во внешней цепи блока питания появляется ток. Чем больше отрицательное напряжение на базе транзистора V6, тем больше открываются транзисторы, тем больше напряжение на выходе блока питания и ток в его нагрузке.
Наибольшее напряжение на выходе блока почти равно напряжению стабилизации стабилитрона V5 (Д813), а наибольший ток, потребляемый нагрузкой от блока, удвоенному прямому току диодов выпрямителя. В выпрямителе описываемого блока используются диоды серии Д226, максимальный выпрямленный ток которых равен 300 мА (03 А). Значит, и наибольший ток, потребляемый от блока питания нагрузкой, может достигать 600 мА. При изменении тока в нагрузке от нескольких миллиампер до 280–300 мА напряжение на ней остается практически неизменным.
Возможная конструкция блока питания показана на рис. 170, а. Штриховыми линиями условно обозначены углы фанерного ящичка — корпуса блока. Все детали, кроме переменного резистора R2 с выключателем питания S1, резистора R4 и выходных зажимов, смонтированы гетинаксовой панели, которая винтами укреплена на дне корпуса.
Ориентировочные размеры этой панели, схема размещения и соединения деталей на ней показаны на рис. 170, б. На этом чертеже детали изображены так же, как на принципиальной схеме — символически, а соединительные проводники, находящиеся снизу панели, — штриховыми линиями.
Рис. 170. Конструкция блока питания и схема соединения деталей на монтажной плате
Корпус транзистора V6 находится в отверстии (диаметром 10 мм) в плате. Нижняя часть корпуса транзистора V7 также находится в отверстии в плате (диаметром 17 мм), сверху он прижат к плате фланцем. Переменный резистор R2 с выключателем S1 (переменный резистор ТК или ТКД) и выходные зажимы блока укреплены на другой панели, выпиленной из листового гетинакса, стеклотекстолита или иного изоляционного материала толщиной 2–3 мм (в крайнем случае — из фанеры), являющейся крышкой ящика. Они соединяются с соответствующими им точками монтажной панели многожильными проводниками в надежной изоляции. Резистор R4 подпаян непосредственно к выходным зажимам.
Резистор R2 на мощность рассеяния менее 0,5 Вт должен быть группы А, т. с. его сопротивление между выводом движка и любым из крайних выводов прямо пропорционально углу поворота оси. Это необходимо для того, чтобы его шкала выходных напряжений была возможно более равномерной. Коэффициент h21Э транзисторов может быть небольшим, например 15–20, важно лишь, чтобы они были исправными. Причем вместо транзистора МП39 можно использовать любые другие маломощные низкочастотные транзисторы (МП40-МП42), а вместо П213Б — транзисторы П214-П217, П201, П4 с любым буквенным индексом. Мощный транзистор V7 желательно установить на радиаторе. Резисторы R1, R3 — типа МЛТ на любую мощность рассеяния. Электролитические конденсаторы — типа К50-6. Их емкости могут быть больше 500 мкФ, что еще лучше сгладит пульсации выпрямленного тока. Что же касается их номинальных напряжений, то для конденсатора С1 оно должно быть не менее 25 В, а для С2 — не менее 15 В. Стабилитрон V5 серии Д813 или подобные ему Д811, Д814Г с напряжением стабилизации 12 В. Для самого выпрямителя кроме диодов серии Д226 можно использовать диоды Д7 с любым буквенным индексом.
Функцию сетевого трансформатора Т1 выполняет выходной трансформатор кадровой развертки ТВК-70, первичная обмотка которого используется как сетевая. При напряжении сети 220 В на его вторичной обмотке получается переменное напряжение около 12 В, а на выходе выпрямителя (на конденсаторе С1) — постоянное напряжение 16–17 В.
Но сетевой трансформатор может быть самодельным, о чем у нас уже был разговор в этой беседе. Монтируя детали блока питания, особое внимание удели правильной полярности включения диодов, электролитических конденсаторов и выводов транзисторов. А закончив монтаж, проверь его по принципиальной схеме — нет ли ошибок, ненужных соединений. Только после этого подключай его к сети и проверяй его работоспособность.
Включив питание, сразу же измерь вольтметром постоянного тока напряжение на выходе блока. В положении движка переменного резистора R2 в крайнем верхнем (по схеме) положении оно должно соответствовать номинальному напряжению стабилизации стабилитрона (в нашем случае 12 В) и плавно уменьшаться почти до нуля при вращении оси переменного резистора против направления движения часовой стрелки. Если, наоборот, при таком вращении оси резистора напряжение увеличивается, то поменяй местами проводники, идущие к крайним выводам этого регулятора выходного напряжения блока.
Затем в разрыв цепи стабилитрона, отмеченный на рис. 169 крестом, включи миллиамперметр и, подбирая резистор R1, установи в этой цепи ток, равный 10–12 мА. При подключении к выходу блока нагрузки, роль которой может выполнять проволочный резистор сопротивлением 100–120 Ом, ток через стабилитрон должен уменьшаться до 6–8 мА, а напряжение на эквиваленте нагрузки оставаться практически неизменным.
После этого займись градуировкой шкалы переменного резистора R2, по которой в дальнейшем ты будешь устанавливать напряжение, подаваемое к той или иной нагрузке. Делай это так.
К выходным зажимам подключи резистор сопротивлением 430–470 Ом, чтобы замкнуть внешнюю цепь блока, и вольтметр постоянного тока. Затем плавно вращай ось переменного резистора и на дуге, начерченной вокруг оси, делай отметки, соответствующие напряжениям, показываемым вольтметром. На этом налаживание блока питания можно считать законченным.
Какие изменения или дополнения можно внести в этот блок питания? Может случиться, что у тебя не окажется транзистора П213Б или другого транзистора средней или большой мощности. Тогда на его место поставь транзистор МП42. Но в этом случае наибольший ток, потребляемый нагрузкой от блока питания, не должен превышать 40–50 мА. На первое время это тебя вполне устроит, а в дальнейшем ты его заменишь мощным транзистором.
Ко вторичной обмотке трансформатора можно подключить коммутаторную лампочку накаливания Н1 (на рис. 171, а), рассчитанную на напряжение 12 В, и укрепить ее на верхней лицевой панели. Она, загораясь, будет служить индикатором подключения блока к сети.
Блок можно дополнить вольтметром и по нему, вместо шкалы переменного резистора, устанавливать необходимое выходное напряжение. Схема подключения измерительного прибора к выходу блока показана на рис. 171, б.
Рис. 171. Введение в блок индикатора включения питания (а) и вольтметра выходного напряжения (б)
Для этой цели подойдет любой малогабаритный прибор магнитоэлектрической системы, например, М5-2 на ток 1–5 мА. Примерное сопротивление добавочного резистора Rдоб, ограничивающего ток через вольтметр PU1, рассчитай по формуле, вытекающей из закона Ома: R = U/I, здесь U — наибольшее напряжение на выходе блока питания, а I — наибольший ток, на который рассчитан измерительный прибор. Так, например, если прибор на ток 5 мА, а напряжение на выходе блока 12 B, резистор Rдоб должен быть сопротивлением около 2400 Ом. Шкалу прибора градуируй по контрольному вольтметру.