Стабилизированный блок питания для аналоговых цепей
При создании электронных схем на основе операционных усилителей нам нужен симметричный источник питания, то есть такой, который будет подавать напряжение, как положительное, так и отрицательное. Готовый лабораторный блок питания довольно дорого стоит. Однако мы можем подготовить этот тип источника питания самостоятельно, используя недорогие электронные компоненты.
Для запуска простых аналоговых цепей — мы можем использовать батарейки или аккумуляторы, однако это громоздко и относительно дорого. Гораздо лучше подготовить небольшой блок питания с низкой нагрузочной способностью и напряжением 12 В относительно массы. Это правда, что большинство операционных усилителей адаптированы для работы под напряжением +/- 15В, но они работают без проблем с +/- 5-7В. На решение о более низком напряжении питания повлияла большая группа систем, используемых при производстве и обработке звука, которые адаптированы к напряжению питания в пределе 9-12В.
Мы начинаем работу с блока питания с приобретения сетевого трансформатора. Это может быть практически любой трансформатор на напряжение 12-15 В, с одной или двумя вторичными обмотками. При более высоких нагрузках источники питания с трансформаторами с двумя вторичными обмотками работают лучше, но при потреблении малых токов — достаточно одной обмотки, которая будет загружена двумя выпрямителями с половинным циклом. Выпрямитель состоит из одного выпрямительного диода, и его название происходит от того факта, что он проводит только в течение полупериода переменного напряжения.
Трансформатор не должен иметь большую мощность. Маленький трансформатор мощностью 2-4 Вт идеально подходит — идеально — в корпусе, подходящем для пайки на печатной плате. Для построения симметричного источника питания — имеющего два напряжения на выходе — положительное и отрицательное (по отношению к массе) — нам нужны два таких выпрямителя — один для отрицательного напряжения, другой — положительный.
Напряжение, которое мы получаем на выходе выпрямителя, — это пульсирующее напряжение и не подходит для питания систем, требующих постоянного тока. Поэтому после выпрямления напряжение должно быть сглажено — используется конденсатор большой емкости. Конденсатор заряжается выпрямителем и разряжается через цепь, подключенную к источнику питания. Такое напряжение также характеризуется пульсациями, но они имеют меньшую амплитуду.
Вот небольшое замечание. Электролитические конденсаторы должны быть подключены в соответствии с полярностью напряжения, при котором они работают. Если такой конденсатор подключен противоположным образом, он будет безвозвратно разрушен. Кроме того, допустимое рабочее напряжение конденсатора не должно превышаться. Помните, что напряжение на вторичной обмотке, приведенное в описании трансформатора, — это эффективное напряжение. Пиковое напряжение почти в 1,5 раза выше. В используемом трансформаторе TEZ 2.0 / D — напряжение на нагруженной вторичной обмотке составляет 14 В, однако пиковое напряжение на незагруженном трансформаторе — оно может достигать 27 В, поэтому конденсаторы должны быть под напряжением 35-40 В 1 .
Для стабилизации выходного напряжения мы будем использовать встроенный стабилизатор напряжения: 78L12 для положительного напряжения и 79L12 — для отрицательного напряжения. Я не знаю, почему у них разный вывод, но мы должны помнить об этом во время сборки. Эти стабилизаторы имеют встроенные ограничители тока, которые не позволяют проводить ток выше 100 мА. Если мы превысим этот ток — они начнут понижать напряжение — пока оно не выключится. Эти системы требуют дополнительных 100 нФ конденсаторов на выходе.
Источник питания также имеет сигнальные диоды, указывающие, что на выходе есть напряжение. Красный диод — загорается при наличии напряжения на выходе положительного напряжения, синий — указывает на наличие отрицательного напряжения. Кроме того, расположен желтый диод, который сигнализирует о наличии сетевого напряжения 230 В. Он предупреждает о возможности поражения электрическим током и, если он светит — мы должны оставить блок питания в покое, и лучше не трогать его.
Блок питания может быть собран на универсальной печатной плате, соединяющей элементы тонким проводом — например, серебряным или медным проводом, удаленным из популярной витой пары. Наиболее удобный вход и выход будут обеспечены винтовыми соединениями.
Помните, что на плате есть напряжение от электросети, поэтому вы должны изолировать плату, хотя бы частично, изолировать ее снизу изолентой или поместить весь блок питания в коробку. Мы должны поставить переключатель на шнур питания, который отключает оба провода.
1 Напряжения конденсатора также имеют определенные значения — 6, 10, 12, 16, 25, 35, 40, 63 … Выбор конденсатора фильтра в источнике питания — мы выбираем напряжение, которое превышает напряжение вторичной обмотки трансформатора
