Простой блок питания с регулировкой напряжения и тока.

Довольно распространенная схема такого блока питания выполнена на двух транзисторах, силовом p-n-p КТ818 и усилителе КТ815. Схема для начинающих и они часто задают вопрос, можно ли выполнить эту схему на более распространенном силовом n-p-n транзисторе. Сделать можно, результаты даже лучше, чем на КТ818. О том, как это сделать рассказано в этой статье.

Для начала приведу, базовую, назовем ее так, схему простого блока питания на силовом p-n-p транзисторе КТ818.

Схема простого блока питания состоит из понижающего трансформатора Tr1, двухполупериодного выпрямителя на четырех диодах 1N4007, конденсатора фильтра С1, резистора R1, ограничивающего ток стабилитрона VD1, регулятора напряжения R4, усилителя на Т2, силового транзистора Т1, цепи регулировки тока R5 с ограничителем R2, диода развязки тока базы Т2 и резистора, повышающего стабильность работы схемы при разных токах нагрузки R3.

Максимальное выходное напряжение определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора, рабочим напряжением стабилитрона VD1, допустимым напряжением транзисторов Т1 и Т2.

Максимальный ток нагрузки определяется мощностью трансформатора Tr1, соответственно диаметром провода вторичной обмотки, током диодов выпрямителя, максимальным током К-Э транзистора Т1, его коэффициентом усиления и как следствие, его током базы и параметрами транзистора Т2, который должен увеличить малый ток от стабилитрона до необходимого значения тока базы силового транзистора Т1, иначе Т1 полностью не откроется и на выходе не будет увеличения напряжения и тока при повороте соответствующих регуляторов (R4, R5).

Учитывая изложенный выше принцип работы схемы, был изготовлен вариант на силовом транзисторе n-p-n по следующей схеме.

В качестве транзисторов были опробованы несколько вариантов:

Т1 – КТ819, КТ805, КТ829, КТ8109, КТ8101

Т2 – КТ814, КТ816, КТ973

Сочетания транзисторов использовались разные. Наилучшие результаты получены на транзисторах Т1 КТ805БМ и Т2 КТ814В1.

Вот как выглядят детали, примененные в этой схеме:

Диапазон регулировки напряжения и тока самый широкий, падение напряжения на силовом транзисторе Т1 самое низкое и соответственно его нагрев меньше.

Что еще важно учитывать при изготовлении этой, и других подобных схем линейных стабилизаторов.

  1. Так как все лишнее напряжение падает на силовом транзисторе Т1, он греется. Больше всего он греется при больших тока и низких напряжениях на выходе. Например, при входном напряжении 16В, выходном 5В и токе 2А на транзисторе Т1 будет падать напряжение 11В. При токе 2А мощность, рассеиваемая на этом транзисторе будет равна 2А х 11В = 22Вт. При приблизительной оценке площади радиатора для Т1 получаем значение более 400 см кв. Это пластина 20х20 см или ребристый радиатор с такой же площадью охлаждения.

  1. Это понижает КПД устройства и делает его применение невыгодным при больших мощностях. Самый простой выход для повышения КПД, подобрать трансформатор с отводами на вторичной обмотке и поставить переключатель. В таком случае при нужном напряжении на выходе 5В на входе можно установить 7В. В этом случае, при том же токе 2А, на транзисторе Т1 будет рассеиваться мощность 4Вт. Это более чем в 4 раза меньше, чем в предыдущем случае.
  2. Схема простого блока питания не имеет эффективной защиты от короткого замыкания в нагрузке и при неблагоприятных ситуациях (большом токе и нагретом Т1) силовой транзистор Т1 может выйти из строя.
  3. Вывод. Данная схема удобна при использовании для токов в нагрузке до 1А. Наиболее рациональным в этом случае является изготовление металлического корпуса для блока питания и использования его в качестве радиатора для транзистора Т1. Главное достоинство – простота, отсутствие дефицитных деталей, а также плавная регулировка напряжения и тока делает схему привлекательной.

Материал статьи продублирован на видео:

14 комментариев к “Простой блок питания с регулировкой напряжения и тока.”

  1. В выводах сказано, что эффективной защиты от КЗ схема не имеет. Это плата за простоту. Если пред этим блок не работал на предельном режиме, мощный транзистор не перегрет, то сработает режим ограничения по току и выходное напряжение упадет до 0. Конечно для перестраховки можно последовательно с нагрузкой в схему добавить резистор около 0,5…1 Ом.

  2. Здравствуйте! Ознакомился с описанием и что-то меня застопорило по поводу смысла и работы в этой схеме диода VD2. Между какими цепями он развязывает ток базы транзистора Т2??? Смотрю на схему и никак не пойму, поясните, если можно. Заранее спасибо!

  3. На примере схемы, где Т2 n-p-n, КТ815.
    Ток базы Т2 будет протекать, когда транзистор Т2 будет открыт. Транзистор Т2 будет открыт, когда потенциал его базы будет выше потенциала его эмиттера на 0,7В. Если не будет VD2, то потенциал эмиттера будет равен значению выходного напряжения. При этом потенциал базы не сможет превысить на 0,7В потенциал эмиттера и транзистор Т2 не сможет открыться. Цепочка R2,R5 для регулировки ограничения тока. Переменным резистором R5 можно изменять потенциал эмиттера. При этом будет изменяться напряжение Б-Э Т2 и ток через него, а следовательно и ток базы Т1 и выходной ток.

  4. А если мне нужна схема только с регулировкой тока, Ампер так на 10, можно ли использовать эту схему, но с более мощными транзисторами, запитав базу Т2, без стабилитрона с делителя напряжения?

  5. Нет. Эта схеме для таких токов не подойдет. Слишком большая мощность будет рассеиваться на регулирующем транзисторе. Для таких токов нужно применять схемы с ШИМ (широтно импульсный регулятор). В ШИМ регулирующий транзистор имеет два состояния — полностью открыт или полностью закрыт. При этом на нем рассеивается минимальная мощность. Величина проходящего через него тока определяется временем открытого состояния транзистора. Подробнее об этом можно посмотреть здесь
    http://radiomasterinfo.org.ua/zachem-delayut-impulsnye-stabilizatory-napryazheniya/

  6. Добрый вечер! Очень понравилась схема за простоту и надежность. Нет ли у Вас рисунка печатки на данную схему? С ув. Игорь.

    • Нет, печатную плату я не делал. Деталей мало. Проще собрать навесным монтажом или на любой монтажной платке.

  7. Не вижу практического смысла в «регуляторе тока» R5. Что это за чушь ?! Это типа амперметр засунуть в розетку 220 в для измерения тока в ней !!! Запомни : в природе есть только зависимость напряжения и тока в цепи от нагрузки, т.е. сопротивления. Не замкнута цепь — нет и тока в ней. Как ты можешь регулировать то, чего нет ?!!! А такой параметрический регулятор имеет очень низкий КПД и нужен только зимой — греть аквариум… Удачи.

    • Николай. Если Вы чего-то не понимаете, то как минимум, не нужно быть таким категоричным.
      Регулятор тока позволяет выставить предельный ток который блок питания может выдать.
      Например, Вы ремонтируете радиоприемник и известно, что его максимальный ток в исправном состоянии 1А. Регулятором R5, подключив резистор малого сопротивления, выставляете ток 1А при нужном напряжении. Затем подключаем радиоприемник. Если радиоприемник неисправен и его ток выше 1А то уменьшится выходное напряжение блока питания до значения, при котором по закону Ома ток 1А. При этом схема радиоприемника и сам блок питания не сгорят синим пламенем, как это будет при отсутствии схемы регулировки тока с R5. Так работают все лабораторные блоки питания и автоматические зарядные устройства. Видно Вы совершенно с этим не знакомы. Почитайте. Удачи.

    • тут регулируется не ток , а (обьяснить по простому) , а потолок пропускания напряжения через ключ , если выставляем настройкой 1 ампер — не зависимо какое будет напряжение — максимальный ток в нагрузке будет 1 а — даже при кз.

  8. Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, нельзя ли регулировку тока сделать хотя бы от 10 миллиампер?

  9. Диапазон регулировки тока до 90%. Если подключить нагрузку с максимальным током 100мА, то минимальный ток будет около 10мА.

Оставьте комментарий