Блок питания на кт805. Регулируемый блок питания на КТ805: особенности конструкции и сборки

Как собрать регулируемый блок питания на транзисторе КТ805. Какие компоненты потребуются для сборки. Как правильно выбрать трансформатор и радиатор. На что обратить внимание при монтаже схемы.

Основные компоненты регулируемого блока питания на КТ805

Регулируемый блок питания на транзисторе КТ805 является удобным инструментом для радиолюбителей и электронщиков. Рассмотрим основные компоненты, необходимые для его сборки:

• Трансформатор с выходным напряжением 24-30В
• Диодный мост на ток 3-5А
• Конденсаторы фильтра 1000-2200 мкФ х 35В
• Транзистор КТ805 (или аналог КТ819, 2N3055)
• Стабилитрон на 27В
• Потенциометр 10 кОм для регулировки напряжения
• Резисторы и другие компоненты по схеме

Ключевым элементом является силовой транзистор КТ805, который и обеспечивает регулировку выходного напряжения. Важно обеспечить его эффективное охлаждение с помощью радиатора.

Выбор и расчет трансформатора для блока питания

Правильный выбор трансформатора критически важен для работоспособности блока питания. На какие параметры следует обратить внимание?

• Напряжение вторичной обмотки: 24-30В
• Ток вторичной обмотки: минимум на 30-50% больше требуемого выходного тока
• Мощность: не менее 90-120 Вт для тока 3А

Расчет мощности трансформатора производится по формуле:

P = U * I * 1,3

где U — напряжение вторичной обмотки, I — требуемый выходной ток, 1,3 — коэффициент запаса.

Например, для выходных параметров 24В 3А потребуется трансформатор мощностью не менее:

24В * 3А * 1,3 = 93,6 Вт

Рекомендуется выбирать трансформатор с запасом по мощности 10-30%.

Особенности монтажа и охлаждения силового транзистора

Транзистор КТ805 является ключевым элементом схемы и требует правильного монтажа и охлаждения. На что обратить внимание?

• Транзистор обязательно устанавливается на радиатор площадью не менее 50-100 см²
• Между транзистором и радиатором необходима изолирующая прокладка и теплопроводная паста
• Выводы транзистора нельзя перегревать при пайке
• При токах более 2-3А рекомендуется принудительное охлаждение вентилятором

Правильное охлаждение транзистора критически важно для надежной работы блока питания. При перегреве транзистор может выйти из строя.

Настройка и проверка работы собранного блока питания

После сборки блок питания требует настройки и проверки. Как правильно это сделать?

1. Проверьте все соединения на отсутствие замыканий
2. Подключите вольтметр к выходу
3. Плавно увеличивайте напряжение регулятором от 0 до максимума
4. Проверьте диапазон регулировки напряжения
5. Подключите нагрузку и проконтролируйте выходной ток
6. Проверьте нагрев радиатора транзистора

При правильной сборке блок питания должен обеспечивать плавную регулировку напряжения во всем диапазоне без существенного нагрева компонентов.

Типичные неисправности и методы их устранения

При сборке и эксплуатации блока питания могут возникнуть различные проблемы. Рассмотрим наиболее распространенные:

• Отсутствие выходного напряжения — проверьте входной трансформатор и диодный мост
• Нестабильность выходного напряжения — проверьте качество пайки и номиналы компонентов
• Сильный нагрев транзистора — увеличьте площадь радиатора или добавьте вентилятор
• Выход из строя транзистора — проверьте правильность подключения и отсутствие перегрузок
• Недостаточный выходной ток — используйте более мощный трансформатор

При возникновении проблем рекомендуется последовательно проверить все узлы схемы, начиная от входного трансформатора.

Возможности модернизации и улучшения базовой схемы

Базовую схему блока питания на КТ805 можно улучшить, добавив ряд полезных функций:

• Индикация выходного напряжения и тока
• Защита от короткого замыкания
• Ограничение выходного тока
• Стабилизация выходного напряжения
• Возможность управления от микроконтроллера

Для реализации этих функций потребуется усложнение схемы и добавление дополнительных компонентов. Однако это позволит получить более функциональное устройство.

Сравнение с другими схемами регулируемых блоков питания

Блок питания на КТ805 имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими схемами:

Преимущества:

• Простота конструкции
• Доступность компонентов
• Низкая стоимость
• Надежность при правильной сборке

Недостатки:

• Отсутствие защиты от перегрузки
• Нестабильность выходного напряжения
• Низкий КПД
• Большие габариты из-за трансформатора

Для более ответственных применений рекомендуется использовать импульсные блоки питания или схемы на специализированных микросхемах.

Область применения и практическое использование

Регулируемый блок питания на КТ805 найдет широкое применение в радиолюбительской практике и при ремонте электронной техники. Для каких целей он может использоваться?

• Питание макетов и прототипов электронных устройств
• Зарядка аккумуляторов
• Проверка и тестирование электронных компонентов
• Питание маломощных электродвигателей
• Лабораторный источник питания для экспериментов

Благодаря простоте конструкции такой блок питания может быть легко собран начинающим радиолюбителем и послужит хорошим инструментом для обучения и экспериментов.

Регулируемый блок питания 0-24v 5a

 

R1       180R   0,5W R2       6К8     0,5W R3       10k    (4k7 – 22k) reostat R4       6k8      0,5W R5       7k5      0,5W R6       0.22R  5W (0,15- 0.47R) R7       20k      0,5W R8         100R    (47R – 330R)

C1       1000 x35v       (2200 x50v) C2       1000 x35v       (2200 x50v) C3       1 x35v C4       470 x 35v C5       100n ceramick (0,01-0,47) F1        5A

T1        KT816           (BD140) T2        BC548           (BC547) T3        KT815             (BD139) T4        KT819(КТ805,2N3055) T5        KT815              (BD139) VD1-4 КД202         (50v 3-5A) VD5    BZX27            (КС527) VD6    АЛ307Б, К (RED LED)

 

 

 

 

 

 

Регулируемый стабилизированный блок питания – 0-24V, 1 – 3А

с ограничением тока.

 

Блок питания (БП) предназначен для получения регулируемого стабилизированного выходного напряжения от 0 до 24v при токе порядка 1-3А, проще говоря чтобы не покупали вы батарейки, а использовали его для эксперементов со своими конструкциями.

В блоке питания предусмотрена так называемая защита т е ограничение максимального тока.

Для чего это нужно? Для того что бы этот БП служил верой и правдой, не боясь коротких замыканий и не требовал ремонта, так сказать «несгораемый и неубиваемый»

 

На Т1 собран стабилизатор тока стабилитрона, т е имеется возможность установки практически любого стабилитрона с напряжением стабилизации менее входного напряжения на 5 вольт

Это значит, что при установке стабилитрона VD5 допустим ВZX5,6 или КС156 на выходе стабилизатора получим регулируемое напряжение от 0 до приблизительно 4 вольт, соответственно — если стабилитрон на 27 вольт , то максимальное выходное напряжение будет в пределах 24-25 вольт.

 

Трансформатор следует выбирать примерно так- переменное напряжение вторичной обмотки должно быть примерно на 3-5 вольт больше того, которое вы рассчитываете получить на выходе стабилизатора, которое в свою очередь зависит от установленного стабилитрона,

Ток вторичной обмотки трансформатора как минимум должен быть не менее того тока, который нужно получить на выходе стабилизатора.

 

Выбор конденсаторов по емкости С1 и С2 –примерно по 1000-2000 мкф на 1А, С4 – 220 мкф на 1А

Несколько сложнее с емкостями по напряжению – рабочее напряжение грубо рассчитывается по такой методике – переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора делится на 3 и умножается на 4

(~Uвх:3×4)

Т е – допустим, что выходное напряжение вашего трансформатора порядка 30 вольт – 30 делим на 3 и множим на 4 – получаем 40 – значит рабочее напряжение конденсаторов должно быть более чем 40 вольт.

Уровень ограничения тока на выходе стабилизатора зависит от R6   по минимуму и R8 (по максимуму вплоть до отключения)

При установке перемычки вместо R8 между базой VТ5 и эмиттером VТ4 при сопротивлении R6 равном 0,39 ом ток ограничения будет примерно на уровне 3А,

Как понять «ограничение»? Очень просто – выходной ток даже в режиме короткого замыкания на выходе не превысит 3 А, за счет того что выходное напряжение будет автоматически снижено практически до нуля,,,

 

А можно ли заряжать автомобильный аккумулятор? Запросто.

Достаточно выставить регулятором напряжения , извиняюсь — потенциометром R3 напряжение 14,5 вольта на холостом ходу (т е с отключенным аккумулятором) а потом подключить к выходу блока, аккумулятор, И пойдет ваш аккумулятор заряжаться стабильным током до уровня 14,5в, Ток по мере зарядки будет уменьшаться и когда достигнет значения 14,5 вольта (14,5 в – напряжение полностью заряженного акк) он будет равен нулю.

 

Как отрегулировать ток ограничения. Выставить на выходе стабилизатора напряжение на холостом ходу порядка 5-7 вольт. Затем к выходу стабилизатора подключить сопротивление примерно на 1 ом мощностью 5-10 ватт и последовательно с ним амперметр. Подстроечным резистором R8 выставить требуемый ток. Правильно выставленный ток ограничения можно проконтролировать выкручивая потенциометр регулировки выходного напряжения на максимум до упора При этом ток, контролируеммый амперметром должен оставаться на прежнем уровне.

 

Теперь про детали. Выпрямительный мостик – диоды желательно выбирать с запасом по току минимум раза в полтора, Указанные КД202 диоды могут без радиаторов достаточно долго работать при токе 1 ампер, но ежели рассчитываете что вам этого мало, то установив радиаторы можно обеспечить 3-5 ампер, вот только нужно посмотреть в справочнике какие из них и с какой буквой могут до 3 а какие и до 5 ампер.

Хочется больше – загляните в справочник и выбирайте диоды помощнее, скажем ампер на 10.

 

Транзисторы – VT1 и VT4 устанавливать на радиаторы. VT1 будет слегка греться поэтому и радиатор нужен небольшой, а вот VT4 да в режиме ограничения тока будет греться довольно таки хорошо. Поэтому и радиатор нужно подобрать внушительный, можно и вентилятор от блока питания компьютера к нему приспособить – поверьте, не помешает.

 

Особо пытливым – почему греется транзистор? Ток то течет по нему и чем больше ток, тем больше греется транзистор. Давайте посчитаем – на входе, на конденсаторах 30 вольт. На выходе стабилизатора ну скажем вольт так 13, В итоге между коллектором и эмиттером остается 17 вольт.

Из 30 вольт минусуем 13 вольт получаем 17 вольт (кто хочет видит тут математику, а мне как то на память приходит один из законов дедушки Киргофа, про сумму падений напряжения)

Ну так вот , тот же Киргоф, что то говорил о токе в цепи, наподобие того что какой ток течет в нагрузке, такой же ток и через транзистор VT4 течет. Скажем ампера эдак 3 течет, резистор в нагрузке греется транзистор тоже греется, Так вот тепло это, которым воздух греем и можно назвать мощностью, которая рассеивается… Но попробуем выразиться математически , то бишь

школьный курс физики

P=U×J

где Р— это мощность в ваттах, U – напряжение на транзисторе в вольтах, а J — ток который течет и через нашу нагрузку и через амперметр и естественно через транзистор.

Итак 17 вольт множим на 3 ампера получаем 51 ватт рассеивающийся на транзисторе,

Ну а допустим подключим сопротивление на 1 ом. По закону Ома при токе 3А падение напряжения на резисторе получится 3 вольта и рассеиваемая мощность величиной в 3 ватта начнет греть сопротивление. Тогда падение напряжения на транзисторе: 30 вольт минус 3 вольта = 27 вольт, а мощность рассеиваимая на транзисторе 27v×3A=81 ватт… Теперь заглянем в справочник, в раздел транзисторы. Ежели проходной транзистор т е VТ4 у нас стоит скажем КТ819 в пластмассовом корпусе то по справочнику выходит что он не выдержит т к мощность рассеивания (Рк*max) у него 60 ватт, но зато в металлическом корпусе (КТ819ГМ , аналог 2N3055) – 100 ватт – вот этот подойдет, но радиатор обязателен.

 

Надеюсь на счет транзисторов более менее понятно, перейдем к предохранителям. Вообще то предохранитель это последняя инстанция, реагирующая на грубые ошибки допущенные вами и «ценой своей жизни» предотвращающая…. Давайте допустим что в первичной обмотке трансформатора по каким то причинам произошло замыкание,или во вторичной. Может от того что перегрелся, может изоляция прохудилась, а может и просто – неправильное соединение обмоток, но предохранителей нет. Трансформатор дымит, изоляция плавится,сетевой провод пытаясь выполнить доблестную функцию предохранителя, горит и не дай бог если на распределительном шите вместо автомата у вас стоят пробоки с гвоздиками вместо предохранителей.

Один предохранитель на ток примерно на 1А больше чем ток ограничения блока питания (т е 4-5А), должен стоять между диодным мостом и трансформатором, а второй между трансформатором и сетью 220 вольт примерно на 0,5-1 ампер.

 

Трансформатор. Самое пожалуй дорогое в конструкции Грубо говоря чем массивнее трансформатор тем он мощнее. Чем толще провод вторичной обмотки, тем больший ток может отдать трансформатор. Все это сводится к одному – мощности трансформатора. Так как же выбрать трансформатор? Опять школьный курс физики, раздел электротехника…. Опять 30 вольт, 3 ампера и в итоге мощность 90 ватт. Это минимум, который следует понимать так – этот трансформатор кратковременно может обеспечить выходное напряжение 30 вольт при токе 3 ампера, Поэтому желательно накинуть по току запас минимум процентов 10, а лучше все 30-50 процентов. Так что 30 вольт при токе 4-5 ампер на выходе трансформатора и ваш БП сможет часами если не сутками отдавать ток 3 ампера в нагрузку.

 

 

Ну и тем кто желает получть максимум по току от этого БП, скажем ампер эдак 10.

Первое – соответствующий вашим запросам трансформатор

Второе – диодный мост ампер на 15 и на радиаторы

Третье – проходной транзистор заменить на два-три соединенных в параллель с сопротивлениями в эмиттерах по 0,1 ом (радиатор и принудительный обдув)

Четвертое- емкости желательно конечно увеличить, но в том случае если БП будет использоваться как зарядное устройство – это не критично.

Пятое – армировать токопроводящие дорожки по пути следования больших токов напайкой дополнительных проводников и соответственно не забывать про соединительные провода «потолще»

 

 

Схема подключения запараллеленных транзисторов вместо одного

(VT4)

ПРИМЕЧАНИЕ:

Расположение светодиода на схема верное.Просьба обратить внимание, что на печатной плате допущена ошибка и светодиод(LED Red) следует впаивать в обратно полярности, а не так, как указанно. Приносим свои извинения за допущенную ошибку.

 

 

 

 

   

БЛОК ПИТАНИЯ НАЧИНАЮЩЕГО РАДИОЛЮБИТЕЛЯ

Если вы делаете первые шаги в таком увлекательном хобби, как радиолюбительство, то без регулируемого БП не обойтись никак. При сборке и отладке какого-либо устройства, собираемого радиолюбителем, всегда возникает вопрос от чего его запитать. Здесь выбор небольшой, либо блок питания, либо элементы питания (батарейки). В свое время для этих целей мной был приобретен китайский адаптер с переключателем напряжения на выходе от 1,5 до 12 вольт, но и он оказался не совсем удобен в радиолюбительской практике. Стал искать схему устройства, в котором можно было бы плавно регулировать напряжение на выходе, и на одном из сайтов нашел следующую схему БП:

Регулируемый блок питания – электрическая схема

   Номиналы деталей в схеме:

 Т1 Трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 12-14 вольт.
 VD1 КЦ405Б
 С1 2000 мкФх25 вольт
 R1 470 Ом
 R2 10 кОм
 R3 1 кОм
 D1 Д814Д
 VT1 КТ315
 VT2 КТ817

   В своем блоке питания взял некоторые другие детали, а конкретно – заменил транзистор кт817 на кт805, просто потому что он у меня уже был и к тому же шел сразу с радиатором. У него можно было удобно подпаяться к выводам с тем, чтобы подключить его впоследствии к плате навесным монтажем. Если есть потребность собрать такой блок питания на большую мощность, нужно взять трансформатор также на 12-14 вольт и соответственно диодный мост тоже на большую мощность. В этом случае потребуется увеличить и площадь радиатора. Я взял, как и было указано на схеме, КЦ405Б. Если требуется, чтобы напряжение регулировалось не от 11,5 вольт до нуля, а выше, нужно подобрать стабилитрон на нужное напряжение и транзисторы с более высоким рабочим напряжением. Трансформатор, разумеется, также должен выдавать на вторичной обмотке более высокое напряжение хотя бы на 3-5 вольт. Подбирать детали придется экспериментально. Мною была разведена печатная плата для этого блока питания:

   В этом устройстве регулировка напряжения на выходе осуществляется вращением ручки переменного резистора. Сам реостат не стал впаивать в плату, а прикрепил к верхней крышке устройства и подключил к плате навесным монтажем. На плате подключаемые выводы переменного резистора обозначены как R2.1, R2.2, R2.3. Если напряжение регулируется при вращении ручки не слева (минимум) направо (максимум), нужно поменять местами крайние выводы переменного резистора. На плате + и – обозначены плюс и минус выхода. Для точности измерения тестером при установке нужного напряжения нужно добавить резистор на 1 кОм между плюсом и минусом выхода. На схеме он не указан, на моей печатной плате предусмотрен. Для тех, у кого остались запасы старых транзисторов, могу предложить такой вариант регулируемого блока питания:

Регулируемый блок питания на старых деталях – схема

   В моем блоке питания установлены предохранитель, клавишный выключатель, и индикация включения на неоновой лампе, подключено все это навесным монтажем. Для подачи питания к собираемому устройству удобно пользоваться зажимами “крокодил” с изоляцией. Они подключаются к блоку питания с помощью лабораторных зажимов, в которые также сверху можно воткнуть щупы от тестера. Это удобно когда нужно кратковременно подать питание в схему, а “крокодилами” подключиться некуда, например, при ремонте, коснувшись контактов на плате кончиками щупов. Фото готового устройства на рисунке ниже:

   Этот блок питания работает у меня уже несколько лет, проблем в работе выявлено не было. Печатная плата для программы sprint layout прикреплена в файле. Автор статьи: AKV.

   Форум по РБП

Блок питания 101: Резисторы, транзисторы и диоды

При покупке по ссылкам на нашем сайте мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Резисторы, транзисторы и диоды

Резисторы

Резисторы являются наиболее часто используемыми электронными компонентами. Их роль состоит в том, чтобы просто ограничить поток электрического тока, когда это необходимо, и убедиться, что на компонент подается правильное напряжение. Измеряем сопротивление в омах. Однако, поскольку ом представляет собой очень маленькое сопротивление, в большинстве случаев вы увидите сопротивление, измеренное в кОм (1000 Ом) или МОм (1 000 000 Ом) .

Изображение 1 из 2

Когда мы объединяем несколько резисторов в ряд, мы просто добавляем их сопротивления (уравнение 1 ниже). Один и тот же ток протекает через все резисторы, соединенные последовательно, но на каждом резисторе есть некоторое падение напряжения.

        (1)             R _серия = R1+R2+R3…

Когда мы соединяем несколько резисторов параллельно, мы уменьшаем общее сопротивление (уравнение 2). Кроме того, при наличии в цепи нескольких ветвей сопротивления ток, протекающий по каждой из них, обратно пропорционален сопротивлению ветви.

        (2)             R _{параллельный} = 1/(1/R1+1/R2+1/R3…)

Поскольку мы дошли до этого места, следует упомянуть закон Ома: напряжение равно силе тока, умноженной на сопротивление ( уравнение 3). Другим не менее известным законом является закон Джоуля (уравнение 4), который дает отношение мощности (P) к напряжению (V) и току (I).

        (3)             V = I x R

        (4)             P = V x I = (I x R) x I = I ² Х Р

Транзисторы

Транзистор считается самым большим открытием или инновацией 20 ^го века. Действительно, внутри каждого электронного устройства в настоящее время вы найдете транзисторы, работающие легко и надежно. Двумя наиболее распространенными типами транзисторов являются транзисторы с биполярным переходом (BJT), которые можно разделить на транзисторы NPN и PNP, и полевые транзисторы (FET). Подобно BJT, полевые транзисторы бывают N-канального и P-канального типов. Двумя основными типами полевых транзисторов являются MOSFET (металло-оксидные полупроводниковые полевые транзисторы) и JFET (переходные полевые транзисторы).

Транзистор имеет три вывода: исток, затвор и сток. Чтобы объяснить его работу, мы будем использовать простую парадигму. Подумайте о трубе, которая соединяет источник воды с канализацией. Клапан (заслонка) регулирует поток воды, будучи полностью закрытым, частично открытым или полностью открытым. То же самое и в транзисторе. Подавая напряжение или ток (в зависимости от типа транзистора) на затвор, мы можем контролировать ток, протекающий от истока к стоку. В NPN-транзисторах исток, затвор и сток называются коллектором, базой и эмиттером соответственно. Двумя основными функциями транзисторов являются усиление слабых сигналов и переключение.

Изображение 1 из 2

В блоках питания в основном используются полевые транзисторы NPN в преобразователе APFC и в качестве основных переключателей. Для дальнейшего повышения эффективности они также используются во вторичной обмотке для выпрямления выходов постоянного тока (синхронная конструкция).

Диоды

Диод можно рассматривать как односторонний клапан. Когда к нему приложено напряжение, он позволяет току течь в одном направлении, но не в другом. Этот процесс иногда также называют процессом ректификации. Один конец диода называется анодом, а другой — катодом. Большинство диодов позволяют току свободно течь от анода к катоду. Когда с диода начинает течь ток, на нем происходит постоянное падение напряжения. Для большинства диодов это падение напряжения составляет примерно 0,7 В.

Все диоды имеют номинальный ток, который указывает максимальный прямой ток, который они могут выдержать. Кроме того, показатель пикового обратного напряжения (PIV) отображает максимальное обратное напряжение, которое может выдержать диод, прежде чем он выйдет из строя. Теперь, если вы хотите узнать, правильно ли работает диод, все, что вам нужно сделать, это измерить его мультиметром, используя шкалу омов. В одном направлении диод должен иметь низкое сопротивление (прямое смещение), а в обратном направлении вы увидите высокое сопротивление (обратное смещение).

Изображение 1 из 2

Диоды имеют множество применений. Некоторыми из наиболее распространенных являются регулирование напряжения, выпрямление переменного тока (мостовые выпрямители), применение светодиодов, защита от перенапряжения и многое другое. Во многих блоках питания, помимо обычных диодов, мы почти всегда находим мостовые выпрямители (четыре диода в мостовой схеме, которая обеспечивает двухполупериодное выпрямление входящего сигнала переменного тока) и диоды с барьером Шоттки (SBR). SBR используются в секции APFC (повышающие диоды) и иногда для процесса выпрямления выходов постоянного тока на вторичной стороне. Диоды Шоттки — это специальные диоды с меньшим падением прямого напряжения, чем у обычных диодов. Однако в высокоэффективных блоках питания они полностью заменены полевыми транзисторами, которые рассеивают меньше энергии. Но есть также случаи, когда SBR работают вместе с полевым транзистором, заменяющим его внутренний диод, обеспечивая повышенную эффективность, поскольку фактическое регулирование по-прежнему выполняется полевым транзистором.

Текущая страница: Резисторы, транзисторы и диоды

Предыдущая страница Уровневый список производителей конденсаторов Следующая страница SMPS против.