Самодельный блок питания для телевизора

Обновлено: 14.01.2025

Блоки питания постоянного тока нужны не только радиолюбителям. Они имеют очень широкую сферу применения, и поэтому ими в той или иной степени пользуется большинство домашних мастеров. В этой статье описаны основные типы преобразователей напряжения, их характерные отличия и области применения и то, как сделать простой блок питания своими руками.

Самостоятельное изготовление позволит получить экономию немалых денежных средств. Разобравшись с устройством и принципом работы можно легко выполнить ремонт этого устройства.

Краткое содержимое статьи:

Области применения

Эти устройства имеют очень широкую сферу применения. Давайте рассмотрим основные способы использования. Для экономии ресурса аккумуляторных батарей к самодельным блокам питания подключают низковольтный электроинструмент. Такие приборы используются для подключения светодиодных осветительных приборов, установке освещения в помещениях с высокой влажностью и опасностью поражения электрическим током и для многих других целей, не имеющих прямого отношения к радиоэлектронике.

Классификация устройств

Большинство блоков питания преобразуют сетевое переменное напряжение величиной 220 вольт в постоянное напряжение заданной величины. При этом устройства характеризуется большим перечнем рабочих параметров, которые необходимо учитывать при покупке или конструировании.

Основными рабочими параметрами является выходной ток, напряжение и возможность стабилизации и регулировки выходного напряжения. Все эти преобразователи по способу преобразования классифицируются на две большие группы: аналоговые и импульсные приборы. Эти группы блоков питания имеют сильные отличия и легко различаются по фото с первого взгляда.

Ранее выпускались только аналоговые приборы. В них преобразование напряжения осуществляется с помощью трансформатора. Собрать такой источник не составляет труда. Его схема достаточна проста. Он состоит из понижающего трансформатора, диодного моста и стабилизирующего конденсатора.

Диоды преобразуют переменное напряжение в постоянное напряжение. Конденсатор дополнительно его сглаживает. Недостатком таких приборов являются большие габариты и масса.

Трансформатор мощностью 250 Ватт обладает массой несколько килограмм. Кроме того на выходе таких устройств напряжение может меняться от внешних факторов. Поэтому для стабилизации выходных параметров в таких аппаратах в электронную схему добавляются специальные элементы.

С использованием трансформаторов изготавливаются блоки питания повышенной мощности. Такие приборы целесообразно использовать для зарядки автомобильных аккумуляторов или для подключения электрических дрелей для экономии ресурса литиевых аккумуляторов.

Преимуществом такого устройства является гальваническая развязка между двумя обмотками (за исключением автотрансформаторов). Первичная обмотка, подключенная в сеть высокого напряжения, не имеет физического контакта с вторичной обмоткой. На ней генерируется пониженное напряжение.

Передача энергии осуществляется с помощью магнитного поля переменного тока в металлическом сердечнике трансформатора. При наличии минимальных знаний в радиоэлектронике своими руками легче собрать классический регулируемый блок питания с использованием трансформатора.

С развитием электронной техники стало возможным выпускать более дешевые полупроводниковые преобразователи напряжения. Они очень компактны, мало весят и обладают очень низкой ценой. Благодаря этому они стали лидерами рынка. В любой квартире используются несколько разных блоков питания.

К сожалению, в большинстве современных приборов отсутствует гальваническая развязка с питающей сетью. Из-за этого довольно часто гибнут люди, которые при зарядке сотового телефона или другой техники пользуются прибором и одновременно принимают ванну или умываются.

При соблюдении техники безопасности человеку ничего не грозит. Эти приборы обладают достаточно низкой стоимостью и при их поломке зачастую их не пытаются отремонтировать, а приобретают новое устройство. Тем не менее если разобраться со схемами и принципами работы импульсных блоков питания, то легко можно будет, как отремонтировать такой блок питания, так и собрать новый прибор.

Импульсные блоки питания

Давайте разберемся с устройством и принципом работы импульсных источников питания. В таких приборах на входе переменное сетевое напряжение преобразуется в высокочастотное напряжение. Для трансформации токов высокой частоты требуются не большие трансформаторы, а миниатюрные электромагнитные катушки. Поэтому такие преобразователи легко умещаются в маленьких корпусах. Например, они легко размещаются в пластиковом патроне энергосберегающей лампы.

Компоновка такого блока питания в приборе небольшого размера не вызывает никаких проблем. Для надежной работы необходимо предусмотреть возможность охлаждения на специальных металлических радиаторах нагревающихся элементов электронной схемы. Преобразованное напряжение выпрямляется с помощью быстродействующих диодов и сглаживается на выходном фильтре.

Недостатком таких приборов является неизбежное наличие высокочастотных помех на выходе преобразователя, несмотря даже на наличие специальных фильтров. Кроме того, в импульсных приборах используются специальные схемы стабилизации выходного напряжения.

Импульсный блок питания можно приобрести в виде отдельного блока, готового к монтажу в приборе. Также это устройство можно собрать самостоятельно, воспользовавшись широко распространенными схемами и инструкциями по сборке блоков питания.

При этом следует учесть, что самостоятельная сборка может обойтись дороже покупного изделия, приобретенного в интернете на азиатском рынке. Это может быть вызвано тем, что радиоэлектронные компоненты продаются с большей наценкой, чем наценка производителя в Китае на сборку изделия и его доставку. В любом случае, разобравшись с устройством таких приборов, можно будет не только собрать такой прибор самостоятельно, но и при необходимости отремонтировать. Такие навыки будут очень полезными.

При желании сэкономить, можно воспользоваться импульсными блоками питания от персональных компьютеров. Зачастую в вышедшем из строя персональном компьютере находится исправный блок. Они требуют минимальной доработки перед использованием.

Такие блоки питания имеют защиту от холостого хода. Они должны всё время находиться под нагрузкой. Поэтому для того, что бы избежать отключения в нагрузку включают постоянное сопротивление. Такие модернизированные блоки применяют в первую очередь для питания бытового электроинструмента.

Фото блоков питания своими руками

Читайте здесь! Замыкание в сети - как не допустить? Причины возникновения, фото последствий и советы по ремонту

Ремонт блока питания телевизора является одной из самых сложных задач для электронного мастера. Если вы разберётесь, как работают источники питания или импульсные БП, вам будет легче устранять любые проблемы в других типах схем, таких как цвет, вертикаль, аудио, высокое напряжение и т.д.

Как работает питание в телевизоре? Какие главные ошибки пользователей, которые приводят к выходу из строя блока питания? Почему телевизоры вдруг перестают включаться? Давайте будем разбираться.

Как работает и выглядит БП, его компоненты

До 1970 годов, большинство бытовой электроники использовало источник питания типа силовой трансформатор, или выпрямитель, или конденсатор фильтра для преобразования линии переменного тока в различные уровни напряжения, необходимые для внутренних цепей. Многие из них даже не имели регулирования.

В наше время все телевизоры, мониторы, ПК, ноутбуки, видеокамеры, принтеры, факсы и даже определённое аудиооборудование используют импульсные источники питания.

Источники питания с коммутацией каналов или импульсные БП (SMPS) – это электронная схема, которая преобразует энергию используя:

Переключающие устройства, которые включаются и выключаются на высоких частотах;
Компоненты хранения, такие как катушки индуктивности или конденсаторы, для подачи питания, когда переключающее устройство находится в непроводящем состоянии.

Импульсные источники питания имеют высокую эффективность и широко используются в различном электронном чувствительном оборудовании, которое требует стабильности и эффективности электроснабжения.

Импульсные БП классифицируют по типу входных и выходных напряжений. Вот четыре основные категории:

где AC – это переменный ток, а DC – это постоянный ток.

В постоянном токе электрический заряд течёт только в одном направлении. Электрический заряд переменного тока периодически меняет направление. Напряжение в цепях переменного тока также периодически меняется на обратное, поскольку ток меняет направление.

Большая часть современной цифровой электроники использует постоянный ток. Тем не менее важно понимать некоторые концепции переменного тока. Большинство наших домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если вы планируете подключить к розетке электронное устройство, вам потребуется преобразовать переменный ток в постоянный.

Переменный ток имеет свои неоспоримо полезные свойства, такие как возможность преобразования уровней напряжения с помощью одного компонента (трансформатора), поэтому переменный ток был выбран в качестве основного средства передачи электроэнергии на большие расстояния.

Теперь давайте поймём принцип работы разных блоков питания. Обычный (линейный) источник питания использует трансформатор для изменения напряжения до необходимого уровня. Затем схема изменяет это на постоянный ток, гарантирует, что он чист и остаётся на должном уровне (выпрямление, фильтрация и регулирование). Проблема этой конструкции заключается в том, что приборы-трансформаторы частоты линии большие, тяжёлые и дорогие.

Ключом к работе импульсного источника питания является работа трансформатора на гораздо более высокой частоте, чаще всего за пределами слышимых частот. На более высоких частотах железный сердечник трансформатора больше не нужен, поэтому его конструкция более компактная, лёгкая и потенциально более стабильная, чем старый линейный дизайн.

Но чтобы совсем уж не углубляться в технические дебри, давайте перейдём к более ощутимым параметрам. Как внешне выглядит импульсный блок питания телевизора и из каких компонентов состоит его конструкция?

В современных моделях телевизоров блоки питания располагаются на системных платах, причём их там несколько, а точнее, чаще всего три:

Дежурный БП;
Блок инвертора;
Блок PFC.

Все эти компоненты имеют жёлто-чёрный окрас.

Дежурный БП – это тот прибор, который отвечает за свечение индикатора на передней панели телеприёмника. Он всегда поддерживает минимальное напряжение в 5 вольт, чтобы пользователь смог включить технику с пульта дистанционного управления.

Блок инвертора – этот системный компонент отвечает за подачу напряжения на инверторный преобразователь. Инверторы выдают довольно высокий уровень напряжения для питания (от 500 до 700 вольт) и освещают ваш ЖК-экран. Неисправная или повреждённая плата инвертора может вызвать искажение изображения, затемнить экран или помешать его включению. Если поломка случилась в блоке питания инвертора, то ваш телевизор сразу после включения будет переходить в дежурный режим.

Блок PFC – это компонент, отвечающий за коррекцию коэффициента мощности – отношения между кВт и кВА, потребляемых электрической нагрузкой, где кВт – это фактическая (активная) мощность нагрузки, а кВА – полная (номинальная) потребляемая мощность нагрузки, которая не вся используется в качестве эффективной энергии. Проще говоря, это мера того, насколько эффективно ток нагрузки преобразуется в полезную рабочую мощность.

При проектировании электронного блока питания с питанием от переменного тока требуется строго соблюдать ограничения PF и требования рабочих стандартов. Обычно это достигается введением схемы активной или пассивной коррекции коэффициента мощности (PFC) внутри источника питания.

Как видно из описания, блок питания телевизора – это не просто отдельный прибор, который можно легко заменить (хотя есть и такие модели телевизоров). Это целый узел, который состоит из нескольких компонентов, каждый из которых отвечает за своё направление в обеспечении приёмника напряжением определённой мощности.

Основные неисправности блока питания

Любая неисправность блока питания телевизора будет влиять на работоспособность ТВ. И самые частые поломки телевизоров связаны именно с этой деталью. Причин тут может быть несколько:

Неправильные условия эксплуатации;
Нарушения климатических режимов;
Недобросовестная сборка техники;
Дилетантское вмешательство.

Первое, чего не любит эта техника – это резких перепадов температур и влажности. Если вы купили телевизор зимой и занесли его в радикально тёплое помещение, нельзя его тут же включать в сеть и приступать к просмотру телевизионных каналов. Внутри оборудования может образоваться конденсат, который может повлечь за собой выход из строя важнейших компонентов техники.

Многие поломки происходят в дешёвых телевизорах из-за экономии производителя на качестве деталей, микросхем и сборке. Также очень часто телевизоры ломаются после непрофессионального ремонта: разобрать смогли, а собрать всё правильно не получилось.

Чтобы позволить себе самостоятельный ремонт совсем недешёвой техники, вы должны иметь базовые технические знания, практические умения и необходимый набор инструментов. Не экономьте на ремонте, если не имеете опыта, ведь вы можете легко превратить простую поломку (например, плохие соединения пайки) в дорогостоящий ремонт.

Чаще всего блоки питания выходят из строя по таким причинам:

Перегорел предохранительный элемент (после грозы, например);
Поломка в ключевых компонентах;
Не хватает напряжения, чтобы телевизор запустился;
Перегорел транзистор;
Неправильное выходное напряжение в цепях.

Но не всё так страшно, как выглядит на первый взгляд. Найти поломку можно и самому, если следовать чёткому алгоритму поиска.

Алгоритм поиска поломки и её ремонт

Ремонт телевизоров и другого бытового и промышленного оборудования может быть выгодным и экономично обоснованным, но только при условии, что вы обладаете минимальной технической грамотностью и хорошо знакомы со всеми соответствующими мерами предосторожности. Не каждый любитель сможет отремонтировать блок питания. Это совсем непростое и небезопасное занятие.

Но если вы всё-таки чувствуете в себе уверенность и желание разобраться в причинах неработоспособности своего телевизора, в частности, провести проверку его блока питания, ты мы предложим вам выполнить такую последовательность действий:

Выключите телеприёмник из сети и проверьте саму розетку: проблема может быть в нестабильном напряжении сети либо в неисправности самой розетки (или удлинителя).
Разрядите высоковольтный конденсатор на плате, чтобы не было короткого замыкания в дальнейшем (его можно просто замкнуть изолирующей отвёрткой, тестером или поднести к нему лампочку на пару секунд).
Если с питанием в системе всё хорошо, то следующим шагом будет прозвон дежурного источника питания, в котором, как писалось ранее, напряжение должно поддерживаться на уровне 5 вольт. Если меньше – нужно будет проверять конденсаторы.
Теперь проверьте предохранитель – часто из-за временной перегрузки или вследствие замыкания в цепях сетевого напряжения эта деталь может просто перегореть.
Теперь демонтируйте корпус телевизора и достаньте системную плату.

Действительной причиной сбоя работы предохранителей могут быть скачки напряжения, резкое отключение, удары молнии или случайный сбой в электросети. Важно! Проводить замену перегоревшего предохранителя можно только на деталь того же номинала, который рекомендует производитель электронного устройства!

После этого положите плату на ровную поверхность и проведите визуальный осмотр:

Проверьте саму плату на наличие кольцевых трещин;
Специальным прибором для измерения напряжения (тестером) проверьте каждый резистор, транзистор, электролитический конденсатор, диод;
Внимательно осмотрите все паяльные области, непрерывность травли дорожек, имеются ли пробои, разрывы и т.д.

Если вы заметили потемневший или треснувший резистор – его нужно будет заменить. Сопротивление этих элементов со значениями в диапазоне от 0 до ∞ – это тоже признак их неработоспособности. Если на плате есть конденсаторы со вздутой верхней крышкой – их также придётся заменить.

Работу кремниевых диодов можно проверить двумя способами:

Выпаять из платы и проверить напряжение тестером (в режиме с пределом в 20 кОм): в прямом направлении значение должно быть 3-6 кОм, в обратном направлении – ∞;
Запаянные диоды проверяют мультиметром в режиме измерения падения напряжения – значение должно быть до 0,7 V (если напряжение 0 или близко к тому, то элемент всё-таки придётся выпаивать и проверять первым способом).

Биполярные транзисторы нужно проверить дважды: и в прямом, и в обратном направлениях.

Для проверки питающего напряжения импульсного БП сделайте следующее:

Возьмите схему и 2 лампочки по 100 Ватт.
Определите, где находится выходной каскад строчной развёртки.
Отключите его и вместо него подключите лампочку.
Найдите во вторичных цепях конденсатор фильтра питания и к нему подсоедините вторую лампочку, что создаст имитацию нагрузки.

Если лампочка загорелась, это говорит о том, что в блоке питания есть проблемы: во входных цепях, выпрямителе, сетевом, силовом конденсаторе или др. А вот если лампочка загорается, тухнет, а потом очень сабо светит, то блок питания в норме. А схема будет нужна для того, чтобы определить, где именно образовался разрыв.

Если питание отключено, и предохранитель не перегорел – то, скорее всего, неисправная цепь запуска (открытые пусковые резисторы), открытые плавкие резисторы (из-за коротких полупроводников), неисправные компоненты контроллера.

Диагностика проблем в импульсных источниках питания иногда усложняется из-за взаимозависимости компонентов, которые должны функционировать должным образом, чтобы любая часть источника питания чётко выполняла свою часть рабочего процесса.

В зависимости от конструкции SMPS может быть защищён или не защищён от перегрузки: одна модель может катастрофически выйти из строя при большой нагрузке, даже если имеется защитный предохранитель от короткого замыкания. В другом блоке питания могут выйти из строя устройства коммуникации (часто это транзисторы на 800 В).

Кроме того, такое оборудование может дать сбой при восстановлении питания после отключения электроэнергии. Этот момент является очень напряжённым: любой скачок мощности нежелателен. (Некоторые конструкции учитывают это и ограничивают скачок при включении).

Однако причина многих проблем сразу очевидна и имеет простые исправления – самым слабым звеном в их составе являются перегоревшие прерыватели транзистора или высохший конденсатор основного фильтра. Не думайте, что все проблемы, связанные с источником питания, всегда будут сложными и запутанными. В большинстве случаев нет.

Простыми словами о ремонте телевизоров и домашней бытовой техники своими руками

Блок питания современного телевизора (ТВ), независимо от марки его дисплея, представляет собой импульсный преобразователь напряжения с фиксированными выходными характеристиками. Их нормируемые значения определяют штатный режим работы всего устройства в целом. В случае появления каких-либо неисправностей по их изменению можно судить о характере поломки.

Устройство и принцип работы

Плата импульсного блока питания (ИБП) нередко выполняется в виде отдельного электронного модуля, что является характерной чертой ТВ с небольшой диагональю экрана. В более габаритных моделях она интегрируется в шасси приемника и находится внутри его конструкции (смотрите фото ниже).

В плату БП входят следующие обязательные составляющие:

Импульсный трансформатор.
Фильтр сетевого питания, собранный на основе дросселей и конденсаторов.
Узлы дежурного и рабочего режима.
Модуль защиты от перегрузок.
Элементы охлаждения (радиаторы).

Принцип работы БП заключается в приведении сетевого напряжения к виду, удовлетворяющему требованиям энергоснабжения основных электронных узлов телевизора (включая его матрицу).

Дополнительная информация: Величина и форма питающих потенциалов должны соответствовать рабочим напряжениям и их эпюрам, приводимым в специальных таблицах.

Иногда они указываются непосредственно на электрической схеме конкретного устройства.

Характерные неисправности и их выявление

Первое, с чего начинается обследование при обнаружении большинства из этих неисправностей – это тщательный визуальный осмотр платы БП при полностью отключенном от сети устройстве. Если ничего подозрительно не обнаружено – следует перейти к более подробному анализу причин их появления. Для этого потребуется демонтировать питающий модуль из корпуса телевизора, отсоединив прежде все разъемы.

Затем необходимо разрядить высоковольтный фильтрующий конденсатор цепей питания, остаточное напряжение на котором опасно для человека. В силовых блоках большинства моделей ТВ, включая эту, причинами неисправности чаще всего являются:

Выход из строя электролитов вторичных питающих цепей.
Некачественная пайка отдельных составляющих платы (дросселей и полупроводниковых элементов, в частности).
Выгорание силовых (ключевых) транзисторов.
Обрыв или пропадание контакта в подводящих разъемах.

Обратите внимание: Убедиться в том, что электролиты состарились и вышли из строя удается по их вздутой крышке (фото сверху).

Последствия плохой фильтрации напряжения вследствие их неисправности бывают самыми различными. Они проявляются либо в полной потере работоспособности БП, либо в связанных с этим повреждениях элементов инвертора. Нередко они приводят к сбою программного обеспечения в чипах памяти материнской платы и необходимости его обновления.

Прядок диагностирования и устранения неисправностей

Общий порядок диагностирования и устранения обнаруженных неисправностей сводится к следующей последовательности ремонтных операций:

Все конденсаторы, внешний вид которых вызывает хоть какие-то подозрения, необходимо сразу же заменить.
При нарушении работы блока дежурного режима следует проверить напряжения 5 Вольт на управляемом стабилитроне.
Если на выходе этого узла напряжение на фильтрующих конденсаторах отсутствует или его значение сильно занижено – это значит, что нарушен режим работы.
Для его восстановления потребуется убедиться в исправности всех линейных элементов схемы.

Дополнительная информация: Их работоспособность проверяется с помощью того же тестера без полного выпаивания из платы блока.

О восстановлении работоспособности схемы дежурного режима свидетельствует появление напряжения 5 Вольт, а также загорание красного светодиода на лицевой панели телевизора (фото сверху).

В заключение обзора отметим, что выявление и устранение неисправностей импульсных блоков питания, входящих в состав современных телевизионных приемников – это совсем непростая процедура. Она требует наличия специальной измерительной аппаратуры и некоторых навыков в ремонте электронной техники. Если вы затрудняетесь самостоятельно диагностировать причину отказа телевизора – лучше всего пригласить телемастера-профессионала. При нынешней, сравнительно невысокой стоимости на ремонт телевизионной техники, это позволит сэкономить время и не расходовать попусту свои силы.

Отслужившие свой век старые ламповые телевизоры уже давно выбрасывают попросту на свалку. Между тем в них остается много ценных и вполне пригодных деталей, в частности, трансформаторы, приобрести сейчас которые не так-то просто. Известно, у настоящего умельца найдет себе применение едва пи не каждый телевизионный трансформатор. Но, в первую очередь, для нас представляют интерес два из них – накальный и кадровый.

Но зато немногие знают, что амплитудное значение напряжения в сети составляет примерно 310 В, а разница (размах) между максимальным и минимальным значениями – целых 620 В (рис. 1,a). Подсчитать амплитудное значение несложно – нужно эффективное (действующее) значение напряжения умножить на корень квадратный из двух. Что это нам дает? А то, что таким образом можно подсчитать, какое постоянное напряжение получится из переменного, если его выпрямить.

Рис. 1. Напряжение: а – переменное; б – пульсирующее; в – пульсирующее сглаженное

Рис. 2. Выпрямляют напряжение с помощью диодов: а – диод; б – мостовая схема; в – готовый мост

Чтобы выпрямление было наиболее совершенным – двухполупериодным, четыре диода (VD1-VD4) объединяют в так называемую мостовую схему (рис, 2, б). Но есть и готовые диодные мосты – на рис. 2, в показан один из них. Работает мостовой двухполупериодный выпрямитель так.

Представим себе обычную лампу накаливания EL1 на напряжение 220 В. Тогда при включении вместе с диодами, соединенными по мостовой схеме (рис. 3, a) она будет светить примерно так же, как если бы диодов VD1-VD4 не было вовсе. Ведь когда в сети в течение 10 мс действует полярность напряжения (рис. 3, б), ток будет протекать через диод VD1, лампу EL1 и диод VD4. Когда же в течение других 10 мс полярность напряжения в сети изменится на противоположную (рис. 3, в), ток потечет через диод VD3, лампу EL1 и диод VD2. Иными словами, в нашем случае ток через лампу EL1 все время идет в одном и том же направлении, а не в разных, как в сети переменного тока. Но для лампы накаливания это как бы безразлично – ее нить нагревается одинаково, в какую бы сторону ни шел ток. Нагрев будет тем же самым, приложим мы к лампе напряжение по графику рис. 1, а (переменное напряжение с частотой 50 Гц), либо по графику на рис. 1, б (пульсирующее напряжение с частотой 100 Гц).

Рис. 3. Работа мостовой схемы: а – питание лампы выпрямленным током; б и в – направление тока при изменении полярности; г – при подключении в схему конденсатора лампа загорается ярче

Будем считать, что наш опыт был чисто умозрительный – вряд ли вам потребуется такое высокое напряжение (310 В!), которое между тем было популярно в ламповой технике. Теперь же транзисторная и микропроцессорная техника имеет дело с напряжением в 10…50 раз меньшими. Да это и хорошо – такой уровень для человека вполне безопасен.

Рис. 4. Схема выпрямителя

Не забудьте перед сборкой проверить диоды на исправность, это особенно важно, если они вам достались случайно. Проверять их можно по-разному, но лучше всего это сделать омметром. В одном направлении диод (в особенности если он германиевый) будет иметь очень маленькое сопротивление, а в другом – напротив, очень большое (если он кремниевый).

Таблица 1. Параметры выходных трансформаторов кадровой развертки

Дело в том, что этот трансформатор (с магнитопроводом УШ16х24) имеет площадь сечения сердечника магнитопровода S = 3,84 см 2 (поскольку 16 мм х 24 мм = 384 мм 2 = 3,84 см 2 ). Мощность, получаемую от выпрямителя, можно рассчитать по эмпирическом формуле: Р = 0,45 х S 2 = 0,45 х 3,84 2 = 6,64 (Вт). При напряжении постоянного тока 14 В это примерно и составит 0,5 А.

Но на практике с увеличением потребляемого тока напряжение выпрямителя, вполне естественно, снижается. Поэтому при токе, близкому к предельному (0,5 А), напряжение такого выпрямителя будет заметно понижено. Впрочем, это относится в равной степени ко всем простейшим выпрямителям.

Остальные трансформаторы (см. таблицу 1) от более современных телевизоров (с углом отклонения 110°). Они имеют уже не две, а целых три обмотки. Правда, обмотка III нам вряд ли потребуется. Уж слишком велико напряжение на ней (порядка 30 В). Да и намотана она чересчур тонким проводом, что весьма ограничивает потребляемый ток.

Трансформаторы ТВК-110ЛМ и ТВК-110Л-2 имеют очень близкие параметры. По габаритам и массе они только чуть больше кадрового трансформатора, упомянутого выше. Их обмотка II способна после выпрямления сформировать на оксидном конденсаторе постоянное напряжение, близкое к 18 В. От этой обмотки можно отбирать (через выпрямитель) до 0,4 А постоянного тока.

А теперь разговор пойдет о том, как сделать универсальный (лабораторный) блок питания, который способен обеспечить ваши самоделки стабилизированным постоянным напряжением до 12 В при потребляемом токе до 0,3 А. Причем, в отличие от обычного выпрямителя, тут увеличение отбираемого от источника тока не приводит к уменьшению выходного напряжения, вплоть до тока 0,3 А. Выходное напряжение этого блока питания имеет весьма небольшие пульсации, поэтому к нему не возбраняется подключать любую радиоаппаратуру, включая самую высококачественную. К достоинствам этого блока питания следует отнести и то, что он снабжен контуром защиты от короткого замыкания выходных клемм (гнезд или зажимов). Если бы этого узла не было, то в результате случайного замыкания (например, в питающем разъеме радиоприемника) ваша ценная аппаратура могла бы легко выйти из строя. Ведь обычно после короткого замыкания регулирующий транзистор блока питания оказывается пробитым, в результате с выпрямителя на нагрузку подается повышенное напряжение (в нашем случае оно равно целых 18 В, а то и 30 В). Здесь же такой коварной неприятности произойти не может!

Рис. 5. Схема блока питания (кликабельно)

Опорное напряжение стабилизатора образуется на стабилитроне VD2, который в совокупности с резистором R3 составляет обычный параметрический стабилизатор 13-вольтового напряжения, сформированного, естественно, из напряжения 18 В.

Цепь, содержащая резистор R4 и стабистор VD3, постоянно стремится открыть транзистор VT3. Однако закрытый выходным напряжением диод VD1 мешает этому. Более того, потенциал эмиттера транзистора VT3 выше потенциала его же базы. Значит, если даже и замкнуть перемычкой диод VD1, транзистор VT3 все равно останется закрытым. (Однако замыкать на практике диод VD1 не стоит – именно он служит для повышения надежности работы транзистора VT3!)

Когда же происходит короткое замыкание, выходное напряжение на клеммах ХS1 пропадает и потенциал базы транзистора VT3 оказывается выше потенциала его эмиттера. Поэтому диод VD1 и транзистор VT3 открываются, закрывая собой стабилитрон VD2. Вследствие этого транзисторы VT2 и VT1 также закрываются, препятствуя прохождению тока от выпрямителя на выходные клеммы ХS1.

Как только причина короткого замыкания устранена, происходит автоматическое самовосстановление работы блока питания, что упрощает обращение с ним. Стабистор КС1 19А (VD3) можно заменить тремя последовательно соединенными кремниевыми диодами (например, серий КД102, КД103, КД105, КД106, КД208, КД209 и др.). Сопротивление резистора R4 зависит от значения выходного напряжения выпрямителя. Если оно равно 18 В, то сопротивление резистора R4 такое, как на схеме (см. рис. 5). Если же напряжение уменьшить до 14 В (при использовании трансформатора ТВК-70Л2) или, наоборот, увеличить до 30 В (с трансформатором ТВК-110Л-1), то сопротивление уменьшают до 3,9 кОм или же увеличивают до 8,2 кОм соответственно.

Чтобы предварительно убедиться в правильной работе собранного узла защиты, катод диода VD1 на время отключают от плюсовой клеммы, соединяя его с минусовой клеммой; на схеме (см. рис. 5) место разрыва условно отмечено наклонным крестиком. При этом напряжение на выходе блока (между гнездами разъема XS1) не должно превышать 0,01 В. Столь маленькое напряжение желательно контролировать цифровым вольтметром. Если это не так, транзистор VT3 следует заменить другим, отвечающим поставленному условию.

Диод ГД507А (VD1) вполне заменит другой импульсный или высокочастотный диод, но непременно германиевый. Тут подойдут, допустим, следующие диоды: ГД508А, ГД508Б, Д18 или даже серий ГД511, Д9 или Д2. Заметим, что диоды серий Д2, Д9 и Д18 могут отыскаться в том же старом телевизоре.

Вместо стабилитрона Д814Д можно установить стабилитрон с другим напряжением стабилизации, которое должно чуть превышать требуемое выходное (фиксированное) напряжение. Тогда резистор R2 вообще исключают, а базу транзистора VT2 напрямую соединяют с катодом стабилитрона VD2. При этом сопротивление резистора R3 должно быть другим. В таблице 2 приведены данные по выбору номинала резистора R3 для наиболее характерных значений выходного напряжения стабилизатора в пределах от 3 до 25 В.

Мы видим, что с трансформатором ТВК-70Л2 удается получить неизменное постоянное напряжение в пределах от 3 до 10 В. Если от этого же трансформатора попытаться получить более высокое напряжение (скажем, 12 В), работа блока питания станет менее стабильной. Ведь стоит лишь немного упасть напряжению в сети или чуть возрасти потребляемому току, как выходное напряжение начнет уменьшаться.

Дело в том, что так называемый запас по напряжению, т. е. разница между напряжением 14 В (на выходе выпрямителя) и желаемыми 12 В в этом случае не столь велика.

Трансформаторы ТВК-110ЛМ и ТВК-110Л-2 способны обеспечить стабильное напряжение в пределах от 3 до 12 В, а трансформатор ТВК-110Л-1 – от 3 до 25 В. Получать более высокие напряжения нельзя и здесь.

Следует учитывать, что чем больше разница между выходным напряжением выпрямителя и стабилизатора, тем лучше качества стабилизации. Но зато тем менее экономично работает блок питания и тем сильнее нагревается его регулирующий транзистор. Ведь упомянутая разница напряжений приложена именно к транзистору VT1. Кстати, его следует поместить на теплоотвод (радиатор), сделанный из алюминиевой пластины высотой 40 мм, шириной 70 мм и толщиной 1,5…2 мм (не менее). Транзистор закрепляют в нижней части этой пластинки. Саму ее крепят в строго вертикальном положении с помощью дюралевого уголка длиной 55 мм и шириной полок 10…15 мм.

Собранный навесным монтажом блок питания с трансформатором ТВК-70Л2, ТВК-110ЛМ или ТВК-110Л-2 легко умещается в корпусе шириной 75 мм, длиной 130 мм и высотой 75 мм. Габариты блока с трансформатором ТВК-110Л-1 выходят немного побольше. Если же вместо навесного монтажа применить печатную плату, размеры блока питания заметно сокращаются.

Таблица 2. К выбору сопротивления резистора R3

Этому способствуют и малые габариты моста КЦ405Е (VD4). Укажем, что тут годится любая диодная сборка серий КЦ405 (лучше подходит для печатного монтажа) или КЦ402 (хуже). Возможно применить и четыре отдельных диода, например, серий КД105, КД209, Д226 или даже Д7 (с трансформаторами ТВК-70Л2, ТВК-11OЛМ или ТВК-110Л-2). Поскольку диоды Д7 германиевые, выходное напряжение выпрямителя с ними будет увеличено приблизительно на 1 В (до 15 и 19 В соответственно). С трансформатором TBK- 110Л-1 потребуются более мощные диоды, допустим, серий КД208, КД226 или КД202. С этим трансформатором следует применять сборки серий КЦ402 или КЦ405, имеющие буквенные индексы А, Б, В, Г, Д или Е.

Вилка XP2 – стандартная, сетевая. Чтобы конструкция блока питания стала более надежной, его следует снабдить сетевым плавким предохранителем на ток 0,5 А. Включают его в цепь питания первичной обмотки I трансформатора Т1. Обращаться с блоком будет удобней, если его дополнить сетевым тумблером (типа Т-1, Т-3, ТП1-2 или ТВ2-1), кнопочным выключателем типа П2К, а лучше микротумблером МТ-1. Гнезда XS1 желательно выполнить в виде винтовых зажимов.

Светодиод подключают параллельно оксидному конденсатору С1 (он может быть любого типа, но с номинальным (рабочим) напряжением не менее 50 В – для трансформатора ТВК-110Л-1 или 25 В – для остальных трансформаторов). Светодиод может быть любым. Лишь бы он излучал видимый свет, а не инфракрасные лучи. Включают его, разумеется, в прямом направлении: анодом к плюсу конденсатора С1, а катодом – к его минусу. Последовательно со светодиодом также в обязательном порядке вводят токоограничительный резистор. Для трансформатора ТВК-70Л2 его сопротивление должно составлять 1,5 кОм, ТВК-110ЛМ (или ТВК-110Л-2) – 1,8 кОм, а ТВК-110Л-1 – 3,0 кОм. Мощность любого из этих резисторов – 0,5 Вт.

Читайте также: