Трансформаторный блок питания (БП-1)

Готова схема блока питания для ПЭВМ "ИРИША-М".

Схема пока предварительная, на практике работоспособность некоторых узлов лично не проверял.

Из особенностей. Стабилизатор +5В имеет защиту от короткого замыкания и перегрузки по току, а также от превышения напряжения и защиту от перегрева регулирующего транзистора. Также обеспечена подача первым напряжения -15В и отключение всех стабилизаторов при пропадании хотя бы одного из питающих напряжений.

Напряжение питания блока ............................................................. 220В (+10%,-15%)
Максимальный ток стабилизатора +5В ............................................... 5А
Максимальный ток стабилизатора -15В .............................................. 3А
Максимальный ток стабилизатора +12В .............................................. 3А

Основное описание принципа работы позже, пока занимаюсь созданием экспериментальной модели...




Узел защиты по выходному напряжению собран на тринисторе VS1, стабилитроне VD11 и диоде VD10. При увеличении по какой-либо причине выходного напряжения до порога срабатывания включается стабилитрон VD11 и вслед за ним открывается тринистор VS1. Тринистор через диод VD10 замыкает выход стабилизатора, из-за чего выходное напряжение скачком уменьшается до 2...3 В. Одновременно через резистор R19 замыкается на общий провод и выход выпрямителя, в результате предохранитель FU2 быстро перегорает, отключая стабилизатор от выпрямителя. При этом светодиод VD12 гаснет и загорается светодиод VD6, сигнализируя о срабатывании защиты по напряжению и необходимости замены предохранителя. В результате пропадания напряжения +5В отключаются и остальные стабилизаторы. Повторное включение блока питания возможно после отключения его от сети примерно на 10 секунд.


Узел тепловой защиты регулирующего транзистора стабилизатора +5В собран на транзисторах VT1 - VT4. Транзистор VT1 - датчик температуры. Он устанавливается на радиаторе рядом с транзистором VT7. На транзисторах VT2, VT3 собран триггер Шмитта, сборка VT4 - усилитель тока. При достижении температурного порога срабатывания транзистор VT1 открывается настолько, что триггер устанавливается в состояние, когда VT2 закрыт, а VT3 - открыт и насыщен. При этом открываются транзисторы сборки VT4, и правый из них по схеме замыкает на общий провод базу транзистора VT8, из-за чего регулирующий элемент стабилизатора закрывается, а левый - включает светодиод VD7, указывающий на тепловую перегрузку регулирующего транзистора. В следствии пропадания напряжения +5В снимаются и остальные. Повторное включение блока питания возможно после отключения его от сети примерно на 10 секунд.


Узел защиты стабилизатора +5В состоит из транзистора VT9 и резисторов R14 - R16. При увеличении тока нагрузки увеличивается напряжение на эмиттере транзистора VT7 (на падение напряжения на резисторе R14). Это означает, что увеличивается напряжение и на базе транзистора VT9. Как только ток нагрузки достигнет порога срабатывания узла защиты, откроется транзистор VT9. С этого момента базовый ток регулирующего элемента перестаёт увеличиваться при уменьшении сопротивления нагрузки, а значит, начинает уменьшаться выходное напряжение. Поскольку на базе транзистора VT9 напряжение, формируемое делителем R15, R16, уменьшается медленнее, чем на эмиттере, этот транзистор ещё больше открывается и ток нагрузки уменьшается. Минимальным он будет при коротком замыкании на выходе. При выходном напряжении 4,5 В светодиод VD12 гаснет, и это говорит о перегрузке по току.
Если теперь начать увеличивать сопротивление нагрузки, выходное напряжение будет увеличиваться. при 4,5 В светодиод VD12 включается, а при 4,75 В уже горит ярко - это означает, что выходное напряжение вошло в зону допуска. Поскольку ток короткого замыкания в четыре раза меньше максимального тока нагрузки, блок может находиться в режиме короткого замыкания неограниченно долго без опасности перегрева.


Общая структура стабилизатора напряжения блока традиционна. Нагрузкой правого по схеме транзистора сборки VT10, представляющего собой элемент сравнения, служит стабилизатор тока на транзисторе VT5 и диоде VD8 и регулирующий элемент на транзисторах VT6, VT8, построенный по схеме составного транзистора с дополнительной симметрией. При одинаковых токе коллектора и токе базы такой составной транзистор имеет меньшее напряжение насыщения, чем обычная ячейка из стольких же транзисторов, включённых по схеме Дарлингтона. Применение в стабилизаторе тока германиевого транзистора и составного транзистора с дополнительной симметрией в регулирующем элементе позволило уменьшить минимальное входное напряжение стабилизатора. Благодаря чему при потребляемом токе в 4А и снижении входного аж до 6,5 В, без выбора транзисторов VT6 - VT8, выходное напряжение входит в пятипроцентную зону номинального напряжения.

В качестве радиатора, будет применяться радиатор Р-600. Одновременно он является левой стенкой корпуса. Его площадь 3900 см кв. Этой площади достаточно для установки на него, через изолирующие прокладки, всех транзисторов БП, которые требуют установки на радиатор.


Схема БП-1 в формате .Djvu

резерв.