на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Высоковольтный источник питания

Электропитание
4 дня назад

Высоковольтный источник питания


Источник питания (ИП) выполнен по традиционной схеме и содержит трансформатор, выпрямитель, конденсаторы фильтра, регулирующий транзистор и управляющий узел. Выходное напряжение и ток нагрузки (максимальное значение) зависят от применённого трансформатора. Изначально источник питания разрабатывался как лабораторный, поэтому регулирующий транзистор оснащён небольшим теплоотводом, и отвод тепла в основном возложен на вентилятор. В статье рассматривается более простой вариант источника питания с фиксированным выходным напряжением, пригодный для питания различных конструкций, к примеру ламповых усилителей.

Схема источника питания

Рис. 1. Схема источника питания

 

Схема ИП показана на рис. 1. При его разработке была использована статья Сухова Н. Лабораторный блок питания в "Радио", 1980, № 11, с. 46-48. ИП собран по схеме компенсационного стабилизатора напряжения. Управляющий узел стабилизатора выполнен на ОУ DA1 по схеме сумматора. Напряжение с выхода ОУ поступает на усилитель, выполненный на транзисторе VT2. Нагрузка транзистора - излучающий диод оптрона U2 и сигнальный светодиод HL1. Резистор R5 - токоограничивающий. Выходной транзистор этой оптопары изменяет напряжение на затворе регулирующего транзистора VT1 и соответственно выходное напряжение стабилизатора. На оптроне U1 итринис-торе VS1 реализован узел защиты от превышения тока стабилизатора. При превышении установленного значения тока нагрузки открывается тринистор VS1, через излучающий диод оптопары U1 протекает ток, и выходной транзистор оптрона закрывает регулирующий транзистор VT1.

Резисторы R1, R2 образуют датчик тока, светодиод HL2 сигнализирует о срабатывании защиты по току. Нажатие на кнопку SB1 сбрасывает защиту, при этом тринистор VS1 закрывается. Опорное (образцовое) напряжение минусовой полярности формируется стабилитроном VD2. При этом ОУ поддерживает нулевое напряжение на стабилитроне VD3, поддерживая тем самым стабильное напряжение на выходе ИП. Сам стабилитрон VD3 защищает вход ОУ от высокого напряжения. Конденсатор C6 обеспечивает плавное нарастание напряжения на выходе стабилизатора при его включении. Резисторы R15-R18 задают выходное напряжение стабилизатора, конденсатор C8 шунтирует резисторы по переменной составляющей, уменьшая пульсации на выходе стабилизатора.

Применены резисторы для навесного монтажа МЛТ, С2-23. Полярные конденсаторы - ECAP (К50-35), неполярные - К73-17. Трансформатор питания - анодно-накальный TorAN мощностью 150 Вт. Для работы основному стабилизатору напряжения требуется вспомогательный источник питания. Двухполярный стабилизатор напряжением ±15 В собран на микросхемах DA2 и DA3 и обеспечивает работу узла управления, питается от отдельного трансформатора T2. Второй одно-полярный стабилизатор напряжения 12 В собран на микросхеме DA4 и питается от трансформатора T1, используются две накальные обмотки по 6,3 В, соединённые последовательно. Этот стабилизатор используется также для питания вентилятора M1 (12 В, 0,14А), обдувающего теплоотвод транзистора VT1. Светодиоды HL1, HL3 - зелёного свечения, HL2 - красного. Внешний вид ИП показан на рис. 2.

Внешний вид источника питания

Рис. 2. Внешний вид источника питания

 

Испытания этого ИП показали, что он обеспечивает питание нагрузки стабильным напряжением 250 В при токе до 0,43 А. Мощность (отдаваемая в нагрузку) для длительного режима работы - 107,5 Вт. Стабильное напряжение на выходе ИП обеспечивается при превышении входного напряжения над выходным 2...3 В, размах пульсаций на выходе при номинальной нагрузке - не более 50 мВ. Время нарастания выходного напряжения до номинального значения - 0,5 с. Стабильное напряжение на выходе обеспечивается при изменении тока нагрузки от 0 до 0,5 А. Порог срабатывания защиты по превышению тока - около 0,6 А. При проверке собранной конструкции под напряжением настоятельно рекомендую соблюдать правила безопасности. Несмотря на гальваническую развязку от питающей сети, на элементах устройства присутствует высокое напряжение. Включаем ИП в сеть, производим необходимые измерения, выключаем и обязательно разряжаем конденсаторы фильтра на входе и выходе стабилизатора резистором сопротивлением 1 кОм и мощностью 1 - 2 Вт. Проверяют наличие напряжения на элементах БП прибором, и только после этого вносят необходимые изменения, например, заменяя резисторы.

Выходное напряжение источника питания устанавливают подборкой резисторов R16-R18, увеличение суммарного сопротивления ведёт к повышению выходного напряжения, и наоборот. Порог срабатывания защиты по превышению тока устанавливается подборкой резисторов датчика тока R1 и R2 и (или) подборкой резистора R3. Увеличение сопротивления резисторов R1, R3 уменьшает порог срабатывания защиты. Увеличение сопротивления резистора R3 поднимает порог срабатывания защиты. В качестве нагрузки источника питания при проверке собранной конструкции удобно использовать сетевые лампы накаливания мощностью 10, 15, 60 и 95 (100) Вт. Напряжение до 250...260 В они выдерживают. При более высоком напряжении на выходе ИП лампы соединяют последовательно-параллельно.

Автор: Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения