На рисунке приведена базовая схема для построения мощных стабилизаторов, обеспечивающих ток нагрузки до 5 А. чего вполне достаточно для запитывания большинства радиолюбительских конструкции. Схема выполнена с применением микросхемы стабилизатора серии КР142 и внешнего проходного транзистора.

При малом токе потребления транзистор VT1 закрыт и работает только микросхема стабилизатора, но при увеличении потребляемого тока, напряжение, выделяемое на R2 и VD5, открывает транзистор VT1, и основная часть тока нагрузки начинает течь через его переход. Резистор R1 служит датчиком тока по перегрузке. Чем больше сопротивление R1, тем по меньшему току срабатывает защита (транзистор VT1 закрывается). Фильтрующий дроссель L 1 служит для подавления пульсации переменного тока при максимальной нагрузке.
По приведенной схеме можно собирать стабилизаторы на напряжение 5-15 В. Силовые диоды VD1-VD4 должны быть рассчитаны на ток не менее 10 А. Резистором R4 осуществляется точная подстройка выходного напряжения (базовое значение задается типом применяемой микросхемы стабилизатора серии КР142). Силовые элементы устанавливаются на радиаторы площадью не менее 200 см^2.
Для примера, приведем расчет стабилизатора напряжения со следующими характеристиками:

Uвых - 12 В; Iнаг - 3 A; Uвх - 20 В.

Выбираем стабилизатор напряжения 12 В в серии КР142 — КР142ЕН8Б. Выбираем проходной транзистор, способный рассеять максимальную мощность нагрузки Ррас = Uвх* Iнагр = 20 • 3 = 60 Вт (мощность транзистора желательно выбирать в 1.5-2 раза большей) — подходит распространенный КТ818А (Ррас = 100 Вт, Iк макс = 15 А). В качестве VD1-VD5 могут использоваться любые подходящие по току силовые диоды, например,КД202Д.

Блок питания обратноходовый, имеет оптронную обратную связь. В качестве элемента управления используется микросхема MC33374.
Трансформатор выполнен на ферритовом сердечнике EI28Z (материал магнитопровода РС40)  со стандартным  каркасом TDK BE–28–1110CPL. Первичная обмотка содержит 34  витка проводом 0, 8мм, контакт 9- начало, контакт 6- конец. Вторичная обмотка - 5 витков двойным проводом  0,5 мм, начало- контакты  4 и 5,  конец- 1 и 2 . Вспомогательная обмотка  4 витка проводом 0,8 мм по  центру, контакт 10- начало, контакт 7 –конец.
Между обмотками наматывается два слоя майларовой ленты 0,05мм.

Datasheet MC33374 с печатной платой

TDK ферриты

Ферриты TDK

   Дли тех радиолюбителей, кто испытывает трудности с приобретением и намоткой необходимых силовых трансформаторов, предлагается бестрансформаторный блок питания для выходных каскадов УМЗЧ. В этом случае для предварительного усилителя можно сделать маломощный источник на любом трансформаторе от переносной аппаратуры.
   БП представляет собой полумостовой автогенераторный нерегулируемый инвертор с коммутирующим насыщающимся трансформатором. Применение пропорционально-токового управления транзисторных ключей в сочетании с насыщающимся коммутирующим трансформатором позволяет к моменту выключения (в момент переключения) автоматически выводить транзистор из насыщения, уменьшить время рассасывания и исключить сквозные токи, а также снизить потери мощности в цепях управления, что повышает надежность и КПД инвертора.
БП имеет следующие характеристики:

Выходная мощность, Вт, не менее 400
Выходные напряжения, В         2*40
КПД, %, не менее                 95
Частота преобразования, кГц      25

   На входе сетевого выпрямителя установлен помехоподавляющий фильтр на L1, С1, С2. Резистор R1 служит для ограничения броска тока заряда конденсатора СЗ. Последовательно с резистором предусмотрена перемычка, вместо которой для улучшения фильтрации и увеличения жесткости выходной нагрузочной характеристики можно включать дроссель.
Инвертор имеет два контура положительной обратной связи (ПОС):
• первый — по напряжению (с помощью обмотки 3-4 Т1 и обмотки 6-7 Т2);
• второй — по току (с помощью трансформатора тока: обмотка 2-3 и обмотки 1-2, 4-5 трансформатора Т2).
   Схема запуска выполнена на однопереходном транзисторе VT3. После запуска преобразователя, благодаря наличию диода VD15, схема запуска отключается, т.к. постоянная времени цепи R6, С8 значительно больше периода преобразования.
   Особенность схемы в том, что при работе на большие емкости фильтра она нуждается в плавном запуске. Обеспечению плавного запуска блока способствуют дроссели L2 и L3 и, в какой-то степени, резистор R1.
Моточные данные трансформаторов приведены в табл.


Конструкция и детали

   Блок питания выполнен на печатной плате размером 180x105 мм.

 
Перед намоткой трансформаторов острые кромки колец необходимо притупить наждачной бумагой или бруском и обмотать лакотканью (T1 — тремя слоями). Если не притупить кромки колец, то не исключено продавливание лакоткани и пробой изоляции провода на сердечник. В результате происходит витковое замыкание через сердечник, резкое возрастание потребления тока на холостом ходу, разогрев сердечника и его раскалывание. При использовании магнитопровода другого типоразмера необходимо пересчитать моточные данные. Между обмотками 1-2, 5-6-7 и 8-9-10 мотают проводом
ПЭВ-2 0,31 в один слой виток к витку экранирующие обмотки, один конец которых соединяют с общим проводом УМЗЧ.
   3/4 обмотки 2-3 трансформатора Т2 представляет собой скобу из провода диаметром 1,0 мм поверх обмотки 6-7, остальная 1/4 часть обмотки выполнена печатным монтажом симметрично: в сторону эмиттера VT1 и в сторону коллектора VT2.
   Дроссели L2 и L3 выполнены на броневых магнитопроводах Б30 из феррита 2000НМ. Обмотки дросселей намотаны в два провода до заполнения каркаса проводом диаметром 0,8 мм. Учитывая, что дроссели работают с подмагничиванисм постоянным током, между чашками необходимо вставить прокладки из немагнитного материала толщиной 0,3 мм.
   Дроссель L1 типа Д13-20, его можно выполнить на чашке Б30 аналогично L2, L3 проводом МГТФ без прокладки.
   Транзисторы VT1 и VT2 закреплены на радиаторах из ребристого алюминиевого профиля размером 50x55x15 мм. В случае использования транзисторов в металлическом корпусе со стороны ребер фрезеруют посадочное место и сверлят сквозные отверстия для выводов. Помимо указанных на схеме можно использовать транзисторы типа KT8I26A Минского производственного объединения «Интеграл». Конденсаторы фильтра типа К50-6-2000 мкФ на 50 В (на схеме не показаны) закреплены на текстолитовой пластине размером 140x100 мм, закрепленной на радиаторах с помощью винтов с потайной головкой.
   Конденсаторы C1, С2 типа К73-17 на напряжение 630 В, СЗ — типа К50-35Б на 350 В. С5, С6 - типа К73-17 на 400 В.
   Для задержки подключения акустических систем к УМЗЧ на время затухания переходных процессов, возникающих во время включения питания, и отключения их при появлении на его выходе постоянного напряжения любой полярности желательно использовать защиту.

Петров А.А.; Звуковая схемотехника для радиолюбителей 

      На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration  может быть собран простой и высокоэффективный преобразователь напряжения с выходной мощностью до 100 Вт.
      Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразователь U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрямители и выходной LC-фильтр.
      Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на ферритовом кольце М2000 (2x8 витков). Индуктивность полученной катушки — 18...40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечники типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000. Обмотка I имеет 4x90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3x6 того же провода; III — 2x21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все обмотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

М.А. Шустов; «Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения»; «Альтекс-А», 2002г.

Устройство предназначено для нагрузок, требующих двуполярного напряжения питания. Предлагаемый блок отличается простотой и применением более распространенных деталей.
Основные технические характеристики
Напряжение сети, 170...250 В
Мощность, отдаваемая в нагрузку, 200 Вт
Выходное напряжение, 2x24 В
Частота   преобразования, 60 кГц

    Напряжение сети через терморезистор RK1, ограничивающий пусковой ток, и помехоподавляющий фильтр L1C2—С4 поступает на диодный мост VD1. Выпрямленное напряжение, сглаженное конденсатором С5, питает полумостовой преобразователь на транзисторах VT1, VT2. В диагональ моста, образованного   этими   транзисторами и конденсаторами С9, С10, включена обмотка I импульсного трансформатора Т1. Резисторы R4 и R5 выравнивают напряжение на конденсаторах С9 и С10 во время работы блока питания, а также разряжают конденсаторы С1, С5, С9, С10 после выключения питания. Резистор R3 — датчик тока, потребляемого преобразователем.
   Кроме этого, напряжение сети через балластный конденсатор С1 поступает на выпрямитель — параметрический стабилизатор VD2VD3C6, который питает узел управления, собранный на ШИ контроллере DA1 и усилителе DA3.
   Микросхема TL494 (DA1), включена по типовой схеме. Конденсатор С14 и резистор R16 задают частоту генерации. Конденсатор С12 и резистор R6 определяют параметры мягкого запуска. Остальные элементы, подключенные к ШИ контроллеру DA1, задают начальные условия и частотную коррекцию цепей обратной связи. В цепи обратной связи действуют два сигнала. Первый из них поступает с делителя напряжения, образованного фототранзистором оптрона U1.1 и резистором R9, на вход 1IN+ ШИ контроллера. Этот сигнал пропорционален отклонению выходного напряжения от заданного. Второй сигнал поступает с резистора R3 (датчика тока) через резистор R13 на вход 2IN+ ШИ контроллера и ограничивает входной ток преобразователя. Пока последний не превышает допустимого порогового значения, обратная связь стабилизирует выходное напряжение. Когда напряжение на резисторе R3 достигнет порога, который задает делитель образцового напряжения R7R14, начинается ограничение выходного тока.
Цепь обратной связи по напряжению построена по типовой схеме на оптроне U1 и микросхеме DA2. Стабилизация напряжения и ограничение тока осуществляются изменением длительности импульсов, управляющих коммутирующими транзисторами преобразователя. Эти импульсы поступают на вход усилителя DA3. Особенность схемы включения этой микросхемы — наличие конденсатора вольтдобавки С19 для питания узла, управляющего транзистором VT1. Это исключает необходимость использования независимого изолированного источника для его питания. Когда транзистор VT2 открыт, конденсатор С19 заряжается через диод VD8 до напряжения питания (около 15 В). Когда транзистор VT2 закрывается, напряжение на выводе 6 микросхемы DA3 скачком увеличивается до напряжения на истоке транзистора VT1. Выходной каскад усилителя потребляет большой ток только на перепадах импульсов во время перезарядки емкости затвор—исток транзистора VT1. В остальное время потребляемый ток существенно меньше, поэтому указанная на схеме емкость конденсатора С19 достаточна для питания выходного каскада в течение полупериода.
   ШИ контроллер исключает возникновение сквозного тока через транзисторы VT1 и VT2.
   Устройство собрано на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

Транзисторы VT1 и VT2 установлены на теплоотводах с площадью охлаждающей поверхности 45 см2 каждый через изолирующие теплопроводные прокладки. Диоды выходного выпрямителя VD4—VD7 установлены на один теплоотвод площадью 125 см2 через изолирующую прокладку. Выводы обмотки II трансформатора Т1 припаяны непосредственно к соответствующим выводам этих диодов. Выводы резисторов R4 и R5 припаяны к соответствующим выводам конденсаторов С9 и С10 на стороне печатных проводников. В конструкции автора использовано естественное охлаждение, поскольку блок питания не эксплуатируется постоянно на максимальной мощности.
   Трансформатор Т1 — в броневом магнитопроводе Б-36 без зазора из феррита 2000НМ. Обмотка I содержит 21 виток провода ПЭВ-2 0,6. Обмотка II — 5+5 витков медной ленты прямоугольного сечения 12x0,15 мм, обернутой лакотканью. Другой возможный вариант — жгут из шести проводов ПЭВ-2 0,6. Экран — незамкнутый виток фольги.
   Дроссель L1 — PLA10 производства фирмы MURATA. Терморезистор SCK103 (RK1) можно заменить на SCK105. Допустимо применить дроссель и терморезистор  о компьютерного блока питания. Стабилитрон КС515А (VD3) заменим импортным 1N4744A, а диод FR155 (VD8) — FR157. Оптрон РС817 (U1) можно заменить на РС816, LTV816, LTV817.
   В устройстве применены импортные оксидные конденсаторы: С5 — из серии EHL, специально предназначенной для импульсных источников питания; С15, С16 — с низким значением ЭПС (эквивалентного последовательного сопротивления) одной из серий EXR, ESX, ERS, ESG; С6, С12 — серии ECR общего назначения. Конденсаторы С7, С8, С17—С19 керамические, остальные — пленочные. Номинальное напряжение конденсаторов С1 и СЗ — 630 В; С2, С4, С9, С10 — не менее 400 В. Резисторы — МЛТ, С2-33.
   Налаживание рекомендую проводить в два этапа. На первом этапе смонтируйте все элементы, кроме Т1, VT1, I VT2, VD4—VD7. Для обеспечения безопасности необходимо исключить гальваническую связь с электросетью, поэтому блок питания включите через маломощный разделительный трансформатор. На этом этапе проверьте работоспособность отдельных узлов. Установите частоту импульсов ШИ контроллера подбором элементов R16, С14 в диапазоне  50...70 кГц. С помощью лабораторного источника питания сымитируйте сигналы  обратной связи, изменяя ток через резистор R3 и излучающий диод оптрона U1.2. Проверьте, что с их увеличением  возрастает скважность импульсов ШИ  контроллера. Подбором резистора R7  установите порог ограничения тока. Затем припаяйте полевые транзисторы VT1, VT2 и проверьте, что форма импульсов напряжения на их затворах относительно истоков близка к прямоугольной.
   На втором этапе смонтируйте остальные элементы и включите блок питания в сеть без разделительного трансформатора. Подбором резистора R17 установите номинальное выходное напряжение. При большой скважности импульсов может потребоваться увеличить емкость конденсаторов С11 С13 в несколько раз. Завершают налаживание проверкой работы блока питания под нагрузкой, вплоть до максимальной мощности.
   Другое номинальное выходное напряжение можно получить изменением числа витков обмотки II трансформатора Т1 и сопротивления резистора R17 Может возникнуть необходимость подбора сопротивления резистора R19, чтобы ток через излучающий диод оптрона U1.2 не превышал 20 мА. Изменить мощность можно применением других элементов, в том числе импульсного трансформатора.

А. Кривецкий; Радио№8,2006