Несколько питающих напряжений, различных по величине и полярности, необходимы для питания сложных электронных схем. При работе подобных устройств, как блок питания с защитой от замыкания , в случае пропадания одного из питающих напряжений, не исключен выход из строя тех или иных элементов схемы. В таких ситуациях целесообразно немедленно выключить все питающие напряжения. Для этого удобно иметь в блоке питания схему автоматического отключения всех питающих напряжений при пропадании или коротком замыкании (КЗ) в цепи одного из них.
Заранее отметим, что подобный БП вам может пригодиться при использовании дорогой электроники для торговли и склада. Если же ранее вы не позаботились о качественном электропитании и подобное оборудование вышло из строя, то приобрести новое по сравнительно низкой цене можно в компании «POSTORG» на сайте postorg.com.ua. Здесь вы сможете найти качественные сканеры штрих-кода, весы, принтеры этикеток и множество других полезных устройств.
В предлагаемом блоке питания все выходные напряжения стабилизированы с помощью одной специализированной микросхемы К142ЕНЗ. Микросхема К142ЕНЗ обеспечивает высокие качественные характеристики выходных напряжений, высокую надежность и надежную защиту от КЗ в цепях потребителей. Стабильное напряжение с выхода микросхемы К142ЕНЗ используется как образцовое для управления регулирующими транзисторами всех стабилизаторов блока, на которые это напряжение подается с выхода 13 через соответствующие делители. Таким образом, все напряжения стабилизирует одна микросхема К142ЕНЗ, нагрузочная способность которой вполне обеспечивает питание делителей в схемах управления регулирующими транзисторами. Блок вырабатывает четыре стабилизированных напряжения: 24, 12, 5 и -12 В и имеет схему защиты от КЗ, которая отключает все выходные напряжения при коротком замыкании в цепи одного из них.
Блок питания с защитой от замыкания — схема
Постоянные напряжения на входы схем стабилизации обеспечивают три выпрямителя, подключенные к вторичным обмоткам силового трансформатора. Напряжение 32 В получается сложением напряжений выпрямителей на VD1, VD2 и VD3-VD6 (см. рисунок). На стабилизатор 5 В работают диоды VD3-VD6, стабилизаторы +12 и -12 В запитаны от VD7-VD10. В режиме регулирования микросхема работает, когда на ее выводе 6 присутствует нулевой потенциал, что обеспечивает транзистор VT3, открытый положительным напряжением с вывода 6 микросхемы DD1 через R10, VD13, R4. Стабильное напряжение 24 В снимается с эмиттера регулирующего транзистора VT4, управляемого с выхода 13 DA1 К142ЕНЗ. Переменным резистором R13 устанавливают выходное напряжение 24 В. Стабилизатор +5 В собран на транзисторах VT7 и VT9. На базу VT7 управляющее напряжение поступает с переменного резистора R20 в составе делителя R24, R25, R20, R16. Переменным резистором R20 устанавливают напряжение +5 B. Стабилизатор +12 В работает на транзисторе VT9, база которого питается от делителя R24, R26, R21. Устанавливают +12 В переменным резистором R26.
В схеме стабилизатора -12 В регулирующим транзистором VT5 управляет усилитель на транзисторах VT6, VT10. Режим транзистора VT10 задан напряжением с делителя R24, R30, R31, VD12, включенного между двумя стабильными напряжениями: +24 В с выхода DA1/13 и -12 В с выхода VT5. При отклонении напряжения на коллекторе VT5 от установленного напряжение разностного сигнала через стабилитрон VD12, R31, R27 прикладывается к базе VT10, усиливается и с коллектора VT6 подается на базу VT5. Проводимость VT5 изменяется и компенсирует отклонение выходного напряжения. Резистор R28 и фотодиод оптопары DA2 при срабатывании защиты включают цепь подачи отрицательного напряжения на базу VT10, и стабилизатор -12 В выключается.
Схема защиты от КЗ собрана на микросхемах DD1, DA2, транзисторах VT1, VT3 и делителях напряжений R33 и R34, R35 и R36, R37 и R38. Питается схема защиты от отдельного стабилизатора +5 В на транзисторе VT1. Когда на выходах всех стабилизаторов нормальные напряжения, то с указанных делителей на все входы DD1.1 подается напряжение высокого уровня. А на вход 13 DD1.1 напряжение +5 В подается с коллектора VT3, закрытого отрицательным напряжением с делителя R7, R15 через R8. Тогда на выходе 8 DD1 — низкий уровень, а на выходе 6 DD1 — высокий. Высокий уровень с выхода 6 DD1 через R18 закрывает светодиод оптопары DA2, а через R10, VD13, R4 открывает транзистор VT2. Открытый транзистор VT2 подает нулевой потенциал на вывод 6 микросхемы DA1, и DA1 работает в режиме регулирования.
Принцип работы
В случае короткого замыкания на корпус хотя бы одного из стабилизированных напряжений низкий уровень с соответствующего делителя подается на вход DD1.1. При КЗ в цепи -12 В с делителя R7, R15 положительное напряжение через R8 подается на базу VT3, открывает его и на входе 13 DD1 действует низкий уровень. На выходе 8 микросхемы DD1 формируется высокий уровень, а на ее выходе 6 — низкий уровень. Транзистор VT2 закрывается, на вывод 6 микросхемы DA1 с делителя R2, R1 через R3 подается положительное напряжение. На выходе 13 DA1 устанавливается нулевой потенциал, стабилизаторы закрываются и выходные напряжения отключаются. Низкий уровень на выходе 6 DD1 включает светодиод оптопары DA2, который открывает фотодиод. Отрицательным напряжением источника через открытый фотодиод и R28 транзистор VT10 переводится из режима регулирования в режим насыщения.
База транзистора VT6 через VT10 и R22 соединяется с корпусом, и VT6 закрывается. Ток в цепи базы транзистора VT5 теперь равен нулю, транзистор VT5 закрыт, и напряжение -12 В снимается. При включении напряжения сети возможна ситуация, когда микросхема DD1 среагирует на отсутствие выходных напряжений, и схема защиты переведет DA1 в выключенное состояние. Такое положение исключает цепочка С2, R11. Ток заряда С4 создает на R11 положительное напряжение, которое удерживает в открытом состоянии транзистор VT3 в течение около 0,3 с, что достаточно для установления рабочего режима. В блоке питания применены электролитические конденсаторы типа К50-35. Силовой трансформатор с броневым сердечником и двумя секциями обмоток типа ТС-40, вторичные обмотки перемотаны. Количество витков и провод новых обмоток: III и III` по 120 витков провода диаметром 0,6 мм; IV и IV` по 30 витков провода 1,2 мм; V и V` по 105 витков провода 0,27 мм. Микросхема DA1, транзисторы VT4, VT5, VT8, VT9 и диоды VD1-VD6 установлены на теплоотводах. Регулировку выходных напряжений следует начинать с установки стабильного напряжения 24 В. Блок питания с защитой от замыкания, схема и принцип работы рассмотрены.