Лабораторный импульсный блок питания 120 ВА

На страницах радиожурналов все чаще появляются схемы импульсных блоков питания (ИБП) различной сложности. Сложные, навороченные импортными микросхемами, мощными полевыми транзисторами, не всем доступно. Детали к этим схемам дороги, да и купить их порой невозможно...

Телевизоры, компьютеры давно перешли на ИБП, появились сварочные импульсные трансформаторы.
Заманчиво иметь в гараже легкий экономичный переносной сварочный аппарат. Раньше меня устраивали блоки питания по старой классической схеме с трансформатором. Со временем меняются взгляды и передовое прочно занимает свои позиции.
Это мой первый опыт. С чего начать? Изучив все достоинства ИБП, схемы, их работу, решил начать с простого. Казалось просто: мостовая, полумостовая схема преобразователя и запускающий узел.

На деле оказалось не так-то просто, и мне пришлось сжечь несколько высоковольтных транзисторов. Все это от того, что мы часто не придерживаемся авторских схемных решений, а делаем из того, что есть.

Решить проблему из того, что есть, все-таки мне удалось и, возможно, мой опыт пригодится тому, кто впервые обратит впервые на импульсные схемы питания.
В журнале [1 ] напечатана очень простая схема импульсного преобразователя. Именно эта схема легла в основу моего ИБП.

Сначала собрал схему по авторскому варианту. Схема заработала с первого включения, но выходные параметры - 8 В и ток 2,5 А меня не устраивали. Мне надо лабораторный блок питания с регулируемым напряжением 0...30 В и ток порядка 4-5 А. Не вдаваясь в глубокие расчеты, решил изменить параметры силового трансформатора, дросселей и конденсатора, ограничивающего выходной ток.

Прежде всего, увеличим сечение сердечника трансформатора по сравнению с авторским с 0,36 см2 до 1,65 см2 и, пропорционально уменьшив число витков, увеличим их сечение. Чтобы схема работала в более легком режиме, полученное количество витков увеличим на 25%, а еще лучше сделать отводы и подобрать оптимальный режим. Кроме того, переключая отводы, можно менять незначительно коэффициент трансформации.

Полученный ИБП обеспечил выходные напряжение 30 В и ток 4,5 А. К то му же легкий, малогабаритный. Добавив к нему регулятор напряжения, получил лабораторный ИБП.

Однако, при включении на рядом работающем радиоприемнике прослушивались помехи сети. Чтобы их исключить, пришлось к схеме добавить сетевой фильтр от помех. Таким образом, поставленная задача была решена.

Детали
Дроссели сетевого фильтра намотаны на ферритовом кольце НМ2000 25x14x6 в два провода.
Др1 - ПЭВ-2 по 20 витков диаметром 0,5 мм.
Др2 - ПЭВ-2 по 15 витков диаметром 0,5 мм.
Д1...Д4-КД226Г.
С1 - 0,1 мкФ х 400 В.
С2...СЗ - 4700 пФх 1,6 кВ.
С4-220 мкФ х 400 В.

Для визуальной видимости разряда конденсатора С4 установлена неоновая лампочка от индикации каналов старого телевизора. Можно установить любую, подобрав гасящее сопротивление R5.
VT1...VT2 - КТ835А или КТ846Б, радиаторы 50...70 см2.
VD8...VD9 - КД2997, КД213 -один радиатор 70... 100 см2.
VT5 - КТ805А - замена на любой на 5...10 А.
VT6 - КТ807А - замена КТ815, КТ817.

ДрЗ...Др4 - на ферритовом кольце 10x6x5 д = 600 по 8 витков ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм.
Т1 - на 2-х сложенных вместе ферритовых кольцах 40x25x11. Обмотка 1-150 витков с отводами от 120, 130, 140 витков ПЭВ-2 диаметром 0,4 мм. Обмотка II - 29+29 витков ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм. Мотать в два провода с последующим соединением конца одной с началом другой обмотки.
Если долго работать на предельной мощности, то необходимо включать кулер или увеличить площадь радиаторов. Вентилятор лучше подключать в дежурном режиме. При t = 25°С вентилятор отключен.

При повышении температуры на радиаторах VT1 ...VT2 свыше 30°С начинает вращаться вентилятор на медленных оборотах. С повышением температуры обороты увеличиваются, достигая максимума при t = 50°С.
Терморезистор лучше установить на радиатор транзистора VT1.

Налаживание
Следует помнить, что вся левая часть, включая первичную обмотку трансформатора, находятся под напряжением сети. Конденсатор С4 длительно сохраняет заряд. Поэтому до полного погасания неоновой лампочки касаться руками элементов сети опасно.
Собрав в миниатюрный модуль узел начального пуска, необходимо до установки проверить его работоспособность. Для этого через дроссель 60...100 мкГн подать напряжение +9...15 В в точку соединения А, а к R9, R10, С11 и осциллографом проверить сигнал в точке А и точке Б. Наличие высокочастотных колебаний показывает его работоспособность.

Первичное включение ИБП желательно производить через ЛАТР или, в крайнем случае, с последовательно включенной лампой накаливания 75...100 ВА, предварительно на выходе подключить лампу 24...27 В на ток 1 ...2 А. Регулятор установить на максимум накала. Конденсатор С6 установить 0,047 мкФ. Увеличить нагрузку путем подключения дополнительных лампочек до тех пор, пока ИБП не будет включаться. Увеличить С6 до 0,1 мкФ. ИБП снова будет включаться. Установить нагрузку на расчетный ток. В данном случае 4,5 А, при этом С6 надобно увеличить до 0,15 мкФ. Дальнейшее увеличение нагрузки приведет к срыву генерации, таким образом, схема защищается от перегрузки. На этом налаживание заканчивается.

А.Поляков. г.Могилёв
Литература
1. Н. Игнатенков. Новый импульсный преобразователь. - Радиолюбитель, №4, 2000, стр. 17-19.