Универсальный источник питания



Добрый день, уважаемые радиолюбители. Очень часто, при работе с различной аппаратурой, в частности с ламповой техникой, под рукой требуется источник питания с регулируемым в широких пределах напряжением. При этом его стабильность отходит на второй план. Таким примером может служить снятие анодных и анодно-сеточных характеристик ламп, оперативное измерение параметров каскадов в разных режимах, оперативная проверка работоспособности различных узлов и т.д. Источник питания, подходящий для данных целей мы хотим Вам сегодня предложить.

Принципиальная схема источника питания.
Кликните на фото для увеличения. Фото откроется в новом окне

Схема электрическая принципиальная источника питания представлена на схеме выше. Данный источник питания, по сути, является модернизированным вариантом, предложенным в [1]. Разберёмся подробнее как он работает.

Напряжение сети, через предохранитель FU1, выключатель QS1 и защитный термистор R1 поступает на первичную обмотку (I) трансформатора Tr1. Со вторичной обмотки (II) трансформатора Tr2 повышенное (пониженное) сетевое напряжение поступает на выпрямитель напряжения, выполненный по мостовой комбинированной полупроводниково-вакуумной схеме на диодах VD1, VD2 и вакуумных триодах Ла2, Ла3 [2]. Замена 2-ух полупроводниковых диодов на вакуумные триоды позволяет осуществить регулировку выходного напряжения и простейшую его стабилизацию. В данной схеме выпрямления положительные полуволны напряжения выпрямляются вакуумными триодами Ла2, Ла3, а отрицательные полуволны полупроводниковыми диодами VD1, VD2. Регулировка выходного напряжения осуществляется за счёт запирания или отпирания вакуумных триодов. Простейшая стабилизация выходного напряжения при изменении напряжения питания осуществляется за счёт изменения падения напряжения на резисторе R3 (за счёт протекающего тока), которое является для вакуумных триодов напряжением обратной связи [8].

С выхода выпрямителя напряжение поступает на П-образный LC-фильтр, состоящий из конденсаторов С1-С4 и дросселя Др.1, откуда сглаженное напряжение поступает на выходные клеммы.

Величину конденсатора С1 не следует выбирать слишком большой т.к. это увеличит величину зарядного тока при включении выпрямителя и разогреве ламп, что негативно скажется на их долговечности.

Неоновая лампа Ла2, токоограничивающий резистор R2 – индикатор включения сети. Конденсатор С5, резистор R4 – дополнительный высокочастотный фильтр.

В качестве выключателя QS1 подойдёт любой тумблер с рабочим напряжением не менее 350 Вольт и током не менее 2 Ампер.

Вторичная обмотка (III) трансформатора Tr1 служит для питания накалов ламп Ла1, Ла2. Параметры трансформатора (напряжение и ток вторичной обмотки) выбираются исходя из максимального тока нагрузки. При мостовом выпрямлении вторичная обмотка трансформатора (II) должна обеспечивать, как минимум 1.5-тора кратный ток нагрузки + 20% запас по току для обеспечения надёжности работы.

Все остальные использованные детали указаны на схеме.

Максимальный выходной ток данного выпрямителя зависит от выходного напряжения. Чем выше выходное напряжение, тем бОльший ток можно получить на выходе. Это связано с тем, что чем выше напряжение поступает на выход, тем ниже его падение на регулирующих лампах, а значит при одной и той же рассеиваемой на аноде мощности можно получить бОльший ток. И наоборот, чем меньше напряжение на выходе, тем выше падение напряжения на регулирующих лампах, а значит можно получить меньший ток при той же рассеиваемой на анодах мощности. Максимальный же ток, при больших выходных напряжениях ограничивается эмиссионной способностью катода применяемых ламп, при минимальном необходимом напряжении анод-катод для обеспечения нормальной работы ламп.

В качестве эксперимента нами был собран источник питания по приведённой схеме. В качестве силового трансформатора был использован трансформатор ТА273 с соединёнными последовательно вторичными обмотками. Суммарное напряжение вторичных обмоток – 360 Вольт. Питание накалов ламп Ла2, Ла3 осуществлялось от отдельного трансформатора. На холостом ходу выходное напряжение регулировалось от 150-ти до 480-ти вольт. При токе нагрузки 60 мА напряжение на выходе можно изменять от 110-ти до 440-ка вольт. При токе 120 мА пределы регулирования сужаются. Максимальное напряжение на выходе равно 400 вольт, минимальное 200.

Ниже выставлять выходное напряжение при токе 120 мА не рекомендуется т.к. это приведёт к превышению рассеиваемой на анодах Ла2, Ла3 мощности. Если Вам нужен бОльший ток при более низких напряжениях, то можно применить параллельное соединение ламп (а так же двойные триоды 6Н5С [3], 6Н13С [4] по лампе в плечо) или более мощные лампы 6С41С [5], 6С18С [6], 6С33С [7]. Так же для повышения эффективности использования источника питания можно применить трансформатор со ступенчатой регулировкой напряжения. При этом основная часть напряжения будет определяться выходным напряжением трансформатора, а регулировку между ступенями можно выполнять по выше описанной схеме. При этом повысится нагрузочная способность источника питания при низких выходных напряжениях т.к. отводом трансформатора можно выставить более низкое напряжение, чем максимально возможное. Следовательно уменьшится падение напряжения на регулирующих лампах. Соответственно можно получить на выходе более высокое значение тока без превышения рассеиваемой на анодах мощности.

Ниже представлено видео с испытаний данного источника питания. В качестве эквивалента нагрузки использованы параллельно соединённые резисторы сопротивлением 3.6 и 6.8 кОм мощностью 25 Вт. По видео видно, что при потребляемом токе нагрузки 150 мА максимальное выходное напряжение снижается до 345 Вольт, чего достаточно для большинства экспериментов. Методика повышения нагрузочной способности данного источника питания описана выше.


Видео с испытаний источника питания



В подборке фото ниже представлен макет источника питания без входных цепей во время испытаний.


Несколько фотографий с испытаний источника питания

Фото 1. Фото 2. Фото 3.
Фото 4. Фото 5. Фото 6.

Кликните на фото для увеличения. Фото откроется в новом окне


На этом на сегодня всё. С уважением, Андрей Савченко, Устюгов Александр.



Список использованной литературы


1. Выпрямитель-универсал, В. Жуховицкий, Киевская область, г. Ирпень, журнал Юный техник, №12, 1969 год, страница 52.
2. Параметры лампы 6С19П
3. Параметры лампы 6Н5С
4. Параметры лампы 6Н13С
5. Параметры лампы 6С41С
6. Параметры лампы 6С18С
7. Параметры лампы 6С33С
8. Мазель К.Б. Стабилизаторы напряжения и тока, 1955 год, Госэнергоиздат.



Поиск по сайту