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无线电电子与电气工程百科全书 永恒的电源。 无线电电子电气工程百科全书
要操作电视、计算机或收音机，需要稳定的电源。 全天候连接到网络的设备，以及业余无线电爱好者组装的电路，都需要绝对可靠的电源装置（PSU），这样才不会损坏电路或电源起火。 现在 - 一些“可怕”的故事：
由于脉冲块的电路复杂且可靠性低，我们不会触及它们，但我们会考虑该电路补偿串联电源稳定器 （图。1）。 这种“普通”电路有两个弱点：网络变压器的初级绕组和输出（调节）晶体管。 电源变压器的初级绕组由保险丝保护。 随着负载电流的逐渐增加，特别是随着市电电压的逐渐增加，“深藏”在变压器中的初级绕组在匝间绝缘击穿之前有时间预热。 此外 - 这种情况是可以理解的：如果保险丝仍然熔断，变压器不可避免的故障。 所谓“电源要合理负载”、“独联体电网电压永远不会太高”的说法都是没有根据的。
控制晶体管失效的原因有两个：1）“夏季”运行或负载过大时过热； 2）电源输出短路时急剧击穿。 过热。 随着PSU上负载的增加，控制晶体管中流过大电流，同时e-k电压也变大。 发生过热，并在未来 - 晶体管击穿。 分解。 电源中的电解电容器存储一些能量。 当输出短路时，该能量用于加热控制晶体管。 尤其有害的是晶体管允许的集电极脉冲电流过大，这在零负载电阻时非常显着！ 除了以上列出的原因外，还有以下原因会导致电源出现故障：
以下方案经过 (5-25) 年的运行测试。 他们的方案最初包括在高电源电压、短路和输出过载下工作的能力。 过载保护的基本原理可以在文献[1和2]中找到，特定电源的执行示例可以在[3]中找到。 进口无线电话电源（图2）
电阻R1在导通瞬间衰减流经整流桥的电流脉冲，在市电电压过高时限制流经初级绕组T1的电流，在市电电压极高或匝间短路时烧毁。变压器。 齐纳二极管 VD2 决定输出电压值（如有必要，请在负载关闭时选择一个齐纳二极管的副本）。 HL1白炽灯的作用是限制VT1晶体管在标称模式下释放的功率并限制短路电流。 如果在负载下电压下降超过 1 V，则应使用功率更大的灯（可以将 1 V 花环中的一盏或两盏灯并联焊接到 HL13,5）。 散热器冷却晶体管 VT1 由镀锡金属板切割而成。 为了更好地散热，散热器片应压在晶体管两侧的金属上；散热器的形状和尺寸应覆盖现有盒子中的更多空间。 集电极端子被咬断，电流通过散热器供给晶体管集电极。 可以通过紧固螺钉上的瓣片以及通过紧固螺钉从印刷电路板上的焊盘向集电器提供电流。 通风孔必须确保灯的热量排出，以便整流桥和晶体管在工作模式下是冷的，并在短路期间稍微升温。 由于带有听筒收发器的电话的特殊性（存在电池），您不能在电源的输出上加载电阻，以免在电源关闭时使电池放电。 可靠电源的原则不允许打开放电电阻，即使已知无线电话电路有自己的二极管和阻塞！ 如果在关闭负载的情况下用台灯加热块后，发现输出电压开始增加，则需要用阻值为 5 kOhm 的电阻绕过晶体管的 b-e 结... 500 欧姆。 本电路中HL1灯的工作电压选择没有余量，这样长期短路会导致白炽灯烧坏，电路断电，并且在手机主人不在的情况下，紧急行动不会持续数月。 为了在电源变压器匝间电路中可靠地关断电路，请确保在负载正常运行1小时的情况下，电阻器R1摸起来是温暖的（检查时请从网络上拔掉插头！） 。 一般规则是不要将电源放置在会影响通风的软支架上，而应放置在坚固的平台上。 另请注意：由于无线电话操作的特殊性，在等待时电源上的负载最大——听筒放下，电池正在充电。 因此，在开发电路时，目标并不是强烈抑制电源电压的纹波，更重要的是减小器件的尺寸。 当重复此电路为其他设备供电时，您可能需要增加电容器C1的电容，并将电容器连接到稳定器的输出端。 不可能用大容量电容器（超过数千皮法）并联齐纳二极管：如果稳定器输出短路，则可能会击穿调节晶体管的 e-b 转换！ 进口苏维埃逻辑按键电话电源（AON）（图3）
用于 155 系列微电路的具有 AON 逻辑的按钮 TA 也在 CIS 中“运行”。 这种低电流进口电路与强大（以瓦为单位！）逻辑的“狂野”组合需要适当的电源，特别是因为“本地”PSU 很容易烧坏！ 与之前电路的不同之处在于输出电压较低，负载电流较高，且在工作模式（扬声器发声）下，电流消耗较大，因此需要更强地抑制市电电压纹波。 考虑与之前方案的差异。 整流桥VD1功率较大，电源滤波电容容量较大。 HL2灯设计用于更高的电流（如果电源变压器次级绕组的电压允许，可以并联安装两个12 V x 4 W灯）。 晶体管VT1的功率更大，两块散热板（或一块相应弯曲的板）可以牢固地压在其本体的金属板上。 HL2白炽灯允许VD2稳压二极管工作在更宽的电源电压范围内，电容C2减小了稳压二极管上的电压纹波。 需要电阻器 R2 来保护调节晶体管的 b-e 转换，以免在输出短路期间被电容器 C2 的能量击穿。 调整时应检查输出空载电压，必要时选择稳压二极管！ 如果负载电压下降或听到100Hz的背景声，则需要加装功率更大的灯HL1，使e-k晶体管VT1的电压在2…4V以内。变压器的电压较高（20V），电路不变，只需选用HL1灯即可。 安装时，部件的布置方式应使灯位于外壳的上部，来自灯的热空气不会加热其他部件，并且可以使用金属箔将HL1辐射向外反射。 带负载运行1小时，各部件的发热不应明显，同时输出短路应使HL1发热，R1发热。 如果该电阻变得非常热，则需要减小其电阻，反之亦然（这取决于所使用的变压器的数据）。 我们回想一下，如果R1发热很小，那么在变压器T1匝间短路时，其烧毁时间会稍长一些！ 如果电网电压非常不稳定，则必须将 R1 更换为 220 V x 10...15 W 白炽灯。 初学者电源（图4）
业余无线电新手需要一个甚至可以用未经测试的部件组装的电源装置 (PSU)，即使在安装过程中犯了错误，但也不应该造成严重后果。 另一方面，我希望输出端有不同的电压，以便快速检查播放器、逻辑器件、具有不同电源电压的无线电接收器、电话机、二极管、齐纳二极管等的性能。 用可变电阻器调节输出电压有缺点：业余无线电爱好者可能会使用带有“烧毁”轨道的电阻器；电阻器接触不良甚至可能导致控制晶体管故障，更不用说连接的负载了。 要监控输出电压，您肯定需要电压表。 用开关切换输出电压也不好——可能会出现突然的电压浪涌并损坏无线电元件。 多年的实践表明，通过连接（断开）额外的齐纳二极管来切换电压更为可靠，并且电压“跳变”应不超过5 V。要覆盖较宽的电压范围，我建议您采用三个独立的稳压电源，必要时可串联。 因此，在图 4 的电路中，块“A”输出电压为 3 和 5 V，块“B”输出电压为 9 和 14 V，块“C”的端子电压为 20、40、80 V。将块放在一起，很容易获得 3 至 180 V 的电压，间隔为 2 ... 3 V！ 即使高压单元提供较低的负载电流，它仍然可以用于检查许多设备。 考虑一下业余无线电爱好者安装块设备的顺序。 我们将 HL1 与 T1 连接。 我们测量初级绕组上的电压（闲置时 - 几乎是网络状态，对于坏变压器 - 少得多），灯 HL1 不应发光。 如果灯发出明亮的光，我们就测量次级绕组上的电压：电压大约等于电源电压的次级绕组将成为初级绕组（在变压器错误接通期间没有发生任何故障！）。 我们测量剩余绕组上的电压并确保它们适合我们的电路。 之后，将每个绕组短暂短路。 如果短路给定的绕组导致HL1发出明亮的光芒，则意味着该绕组可以向负载提供相对较大的电流；如果没有，我们用合适阻值的线绕电阻检查在工作模式下该绕组上的电压是多少（对于那些熟悉欧姆定律的人）。 如果变压器没有从中间抽头的绕组，我们在四个类似的二极管上使用整流桥电路（图5，a）和倍压电路（图5，b），后者在重负载下工作得不好） 。
我们组装电路“B”的布局，并测量串联齐纳二极管电路的三个部分中每个部分的电压。 如果某些区域的电压被低估了 0,6...2 V，则需要在该齐纳二极管上串联 1...3 个 D226 二极管并再次测量电压。 如果电压过高或过低，则需要更换齐纳二极管。 在“80V”输出端（齐纳二极管VD13、VD14），我们特意安装了两个齐纳二极管，而不是80V时的一个，这样每种情况下的功耗就更小。 在本块中，我们专门使用了倍压整流电路，该电路具有一定的负载能力：随着负载电流的增大，滤波电容C5、C6上的电压减小。 加上HL8螺旋的电阻随着电流的增加而增加，这在各种模式下在块“B”的输出处提供了不是很大的电流变化。 我们用跳线关闭输出“20 V”、“40 V”和“80 V”，观察其余部分的电压。 如果在任何模式下各个部分的电压变化不超过 1 ... 2 V（高压部分变化更多），我们就认为测试已完成。 仍然需要观察电路元件的发热情况：
如果检查电路显示齐纳二极管发热，则每个齐纳二极管都必须安装在单独的铝片散热器上。 输出短路模式下灯过热表明需要用一个或两个串联的类似灯更换更高电压的灯。 当然，所使用的变压器和灯可能与图中所示的不同，因此有必要了解稳压保护电路元件的选择方法， 完成电路验证后，我们将使用建立的区域检查电路“A”和“B”的详细信息：
稳定单元“B”向负载输出约20mA的电流。 如果需要以短时电流较大的脉冲方式检查装置，则需要制作“G”块（图6）。
该块可以安装在公共外壳中或用作悬挂元件。 其输入端子可连接电压为20、40、80 V，以及60 V（20 + 40）、120 V（40 + 80）、100 V（20 + 80，“40 V”输出闭合） ）或 140 V（块“B”的终端）。 在每种情况下，VD17 二极管都允许电容器 C7、C8 从齐纳二极管链充电，同时不允许齐纳二极管击穿较高电压电容器的电荷。 为了使电容器C7、C8逐渐放电，在其上连接了放电电路——电阻R6，因此，在“G”块与电源电压断开一段时间后，电容器被放电，这样增加了工作的安全性。 我们模拟了块“A”和“B”，它们在许多方面都相似：
该电路的构造方式是将释放大热功率的调节晶体管的体集电极连接至整个器件的体。 这非常方便，因为您可以将晶体管直接安装在机箱的后铝壁上，从而大大改善了它们的冷却！ 晶体管VT1和VT3将齐纳二极管的参考电压与稳定单元的输出电压进行比较。 如果输出电压较低，晶体管会向调节晶体管的基极发出放大的不平衡信号。 如果电压高，两个晶体管都会关闭。 我们要注意以下事实：输出短路时，两个晶体管都开到最大，其上的电压趋于零（此时白炽灯限制了电流强度！），因此，在短路时模式下，晶体管实际上不会升温。 块“A”和“B”的建立顺序如下：
在这种情况下，您可以采用另一种更简单的方法：通过将电压表、电流表和变阻器（可调线电阻）连接到每个模块的输出，测量在最大电流下该模块的输出电压仍然不会降低。 将来，这些电流下限和上限电流将根据开关 S1 和 S2 的某些位置进行写入。 对于业余无线电新手来说，模块在每个极限下为负载提供的电流并不那么重要，重要的是知道他在运行中拥有绝对可靠的电源。 现在介绍电源变压器。 功率为1 ... 1 W的T60变压器与HL200白炽灯一起必须为三个电源稳定器供电。 我们检查变压器的功率如下：
此时，功率HL1不应超过额定功率T1。 最简单的就是使用显像管电视的 T1。 首先，您需要打开网络中的变压器并检查其可用性，测量灯丝绕组的电压。 之后，我们缠绕所有绕组（除了网络和屏蔽绕组），计算灯丝绕组的匝数。 只需将匝数除以电压，我们就可以得到每 1 V 电压的匝数（请务必考虑每 1 V 的十分之一匝！）将匝数乘以 1 V，再乘以电压绕组，我们得到次级绕组的匝数。 仍然需要选择合适的绕线线。 可以使用万用表或电流表在相应稳定器输出的短路模式下确定绕组中的电流。 为此，稳定器单元必须临时由交流电压源供电。 这可以通过输出电压明显更高的调节自耦变压器或降压变压器来完成（图7）。 这种连接允许通过在 LATR 接触滚轮上施加很小的负载，在输出处获得足够的电流，从而将输出与电源隔离（为了人身安全）。
粗略地，每个块的短路电流可以根据所使用的保护性白炽灯的工作电流来估计，使所有灯的总电流增加20 ... 30%。 绕组线的直径取决于绕组中的电流： d = 0,9 Inom， 其中d——毫米； Inom - 在 A. 将绕组布置在一根杆上很简单。 在 SL 磁路的两根杆上，我们必须均匀分配负载功率：在一根杆上 - 块“A”和“B”的绕组，在另一根杆上 - 块“B”的绕组。 如果变压器功率较高，并且绕制后框架上留有空间，请务必在电压（例如 24 V）下用合适的电线绕制绕组来使用。 组装完成后，我们通过HL1连接变压器。 绕组部分上的电压非常低时，灯发出明亮的光芒，表明初级绕组的一个部分的相位不正确！ 如果所有电压都等于所需电压，我们将测试绕组的承载能力，将它们一一短路。 现在我们才估计外壳的尺寸以及其中零件的排列（我们进行了之前的电路布局操作）。 图 8 显示了最简单版本的前面板草图。 开关编号从旁边的标签上可以清楚地看出。 设备顶部有白炽灯，用于保护设备并指示其工作模式。 这些灯可以安装在插座中（必须使用电源 HL1！）或使用夹子安装到设备的 Textolite 上壁。 所有灯的顶部必须安装防护格栅。
各块输出端子的排列方式方便连接，提高了不同块的电压。 回想一下，为了获得高输出电压，需要用跳线关闭高压的某些部分。 由于我们的设备在输出端没有电解电容器块，因此它可以“微笑地”承受输出端子的任何短路（您只需要记住 20 ...网络设备的电压）。 我们基本上不使用电源开关，因为该设备是为长期运行而设计的； 开关，尤其是安装在一根电线上的开关，不会消除整个设备的电源电压； 从电源插座上拔下插头是消除设备电压的可靠方法！ 从各器件块的功率计算可以看出，该电路的显像管电源变压器具有较大的功率储备。 这使得训练有素的无线电爱好者可以通过用更粗的电线缠绕绕组并可能使用更强大的半导体器件来为模块引入额外的工作电流限制。 块“A”和“B”的方案是为这种现代化设计的。 现在谈谈高压块“B”的用途：
一点点经验就可以让 HL8 Glow 快速执行这些操作和其他操作，以检查无线电设备的零件和组件。 测量装置电源 测量设备、信号设备、电缆和天线放大器专为长期无故障运行而设计。 同时，强大的晶体管在击穿期间能够在 EC 端子之间强烈传导电流。 在电源电压发生变化的情况下使用串联补偿稳压器是有风险的。 测量设备的功耗往往有限，因此电源不必向负载提供大电流，往往测量电路的故障会导致较大的电流消耗。 所有这些考虑使我们回想起并联稳压电路（图9）。
市电通过白炽灯HL1提供给变压器T1。 灯的功率等于标称模式下变压器的功率，因此，当市电电压增加到400V时，初级绕组上的电压受到变压器铁芯饱和的限制。 其余电压通过白炽灯熄灭，白炽灯加热时电阻会增加，这使得该设备可以在如此宽的电压范围内工作。 VD1、VD2上的整流器加载在滤波电容C1上。 灯HL2和电容器C2用作P滤波器的其余元件。 在镇流电阻R1之后，还包括一个稳压电路。 输出电压由齐纳二极管 VD3、VD4 链决定。 同时，VD4半导体二极管是输出电压热稳定的元件。 当晶体管 VT2 工作在有源区时，需要电阻器 R1 来提供一些流过齐纳二极管的电流。 电阻器 R3 限制流过晶体管的电流，以防任何元件发生故障（当模块的运行已经完全中断时，只需要烧坏较少的部件即可）。 晶体管VT2、VT3起调节作用——它们关闭器件输出端的多余电流，以便当负载变化时，输出电压保持不变。 电阻器 R4 确保在没有来自晶体管 VT1 的打开调节晶体管的命令的情况下关闭调节晶体管。 该电路的设计使得输出（调节）晶体管连接到设备外壳。 这允许您使用设备的金属壁作为散热器。 随着电源电压的升高，白炽灯灯丝的发热以及网络变压器铁芯的饱和，急剧限制了通过输出晶体管的电流量，因此它们消耗的功率不会增加。达到显着值。 值得注意的是，这种稳定器上负载电流的增加导致晶体管更容易操作。 设备输出端子的短路会导致晶体管断电并终止其加热。 并联稳压器的这一特性使其适合在困难的操作条件下以及需要测量设备或电缆放大器高可靠性的情况下使用。 另一个重要的细节是，如果设备测量的参数太高，或者如果存在任何违反正常操作模式的情况，则可以通过将电源线相互连接来通过电源线传输警报信号。 如果HL2安装在显眼的地方，没有注意到测量仪器参数违规的人员很快就能注意到HLXNUMX发出的明亮光芒。 该器件的稳定系数不是很高，因此测量电路的关键级联由使用精密齐纳二极管的单独参数稳定器供电。 电源稳定器-充电器 充电器是一种特殊的电源，因为它给电池供电，电池储存着巨大的能量，是动力的来源。 如果连接不正确，将不可避免地出现紧急模式！ 汽车电池的一个特点是有两种“极端”操作模式：
充电器和电源稳定器的共同任务是保持稳定的恒压。
该电路（图 10）适用于上述两种模式并能承受恶劣的工作模式，包含以下元件：
与其他电源根据无线电爱好者的意愿选择限幅灯不同，在该电路中，电流由电池的需要决定：摩托车电池为 50 mA 和 0,9 A； 适用于汽车电池 250 mA 和 2...5 A。 重要的是要记住，旧电池（尤其是在夏天）具有很高的自放电电流，因此在充电模式下需要更高的电流。 尽管存在稳定，但这句话非常重要。 在打造可靠的充电充电装置时，我们还必须计算调节晶体管被击穿的可能性，这样在这种情况下，当连续充电时，几周内电池不会出现任何不良情况。 设备连同电池的工作条件如下：
电路和导体（触点）健康状况的重要特征是电池始终充电（访问车库时用声音信号检查），以及充电灯不发光。 如果当主人出现时，出现充电现象，则说明有以下一种情况：充电电流小（电池坏）； 电源电压丢失（甚至可能是插头接触到插座！）； 调节晶体管击穿。 这些情况按可能性的顺序列出。 必须记住，该充电器不允许电池再充电，这减少了电解液的沸腾，并使电池保持“形状”。 然而，为了正常运行，有必要每年至少检查几次电解液并进行充电。 这对于为“坏”部分（即首先发生故障的部分）完全充电是必要的。 操作细节和模式 在所有电源中，乍一看，过于强大的部件，使用了“额外”硬化，考虑了看似不可能的过载选项，但否则是不可能的（参见文章标题！）。 1967年，在文尼察地区的Rybchintsy村，8件作品被带到了一名七年级学生手中。 D7Zh 二极管，作为网络中整流桥的一部分，在同一天被毁坏。 于是一个梦想出现了——让整流器不烧坏！ 现在市场上充斥着漂亮的设备，但它们通常不包含稳定元件，更不用说保护了！ 漂亮的无线电话的电源可能会引起公寓火灾！ 秘密很简单——他们给我们带来便宜的东西。 电路中的晶体管、二极管、齐纳二极管必须用散热器冷却，使其发热不易察觉。 一个小问题：我们没有使用好的KD105二极管，因为从电路中焊接出来的这种二极管有时会在板引线弯曲几次后失去接触！ 在具有齐纳二极管的电路中，这会产生最大输出电压。 灯的选择（你手边没有这样的灯）。 请注意，灯的亮度越高，其稳定和保护效果就越高。 您始终可以串联相同的灯以增加功率和工作电压。 可以将相同工作电压的灯并联起来（有时我们用开关将大功率的低压灯和小功率的高压灯连接起来，这样组合大功率的灯就不会烧坏，而且灯的亮度也可以提高）稳定性增加）。 网络线中的保护电阻必须明显加热，以便在适当的情况下更快地烧毁。 时间长了螺旋丝就会烧坏！ 在进口设备中，您可以看到电阻部件代替了保险丝。 作者：N.P. Goreiko
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