Споры о том, что лучше - трансформаторный блок питания или же импульсный, ведутся давно и безрезультатно. Приверженцы есть и у тех и у других и число их практически не меняется. На мой же взгляд эти "священные войны" совершенно бессмысленны, а правда, как всегда - где-то посередине. И у тех и у других конструкций есть свои преимущества и недостатки. Трансформаторные значительно проще конструктивно и схематически, их изготовление доступно даже радиолюбителю весьма невысокой квалификации, они явно надёжнее и не создают помех радиоприёму. Зато они тяжелее и крупнее. Есть смысл их использовать в стационарных условиях. Импульсные же лёгки и компактны, имеют гораздо более высокий КПД,  но значительно сложнее в сборке и настройке. При некачественном изготовлении могут стать источником радиопомех, весьма чувствительны к качеству электрической сети и надёжность их оставляет желать лучшего. Особенно же отпугивает радиолюбителей сложность конструкции, которая резко растёт с ростом мощности. А всевозможные сетевые фильтры и устройства защиты подчас по сложности и числу компонентов превосходят собственно блок питания. В то же время промышленностью выпускаются готовые модули импульсных преобразователей напряжения, которые при минимуме внешних деталей позволяют создавать простые, надёжные и не нуждающиеся ни в какой наладке мощные блоки питания.

Так, американская компания Powercube производит модуль 300HD12-300. (с 300 вольт на 12, 300 ватт).  Конструкция блока питания для низковольтной любительской аппаратуры с использованием этого модуля представлена в этой статье.

Принципиальная схема.

Если бы не моё патологическое желание минимизировать излучаемые импульсным блоком питания радиочастотные помехи, то конструкцию, несомненно, можно было бы ещё значительно упростить. Немного о работе блока питания: Сетевое напряжение подаётся на сетевой фильтр FL-1 со встроенной сетевой розеткой для стандартного трёхпроводного шнура. Фильтр используется готовый, промышленного производства и рассчитан на максимальный ток 3А. Затем через два термистора THR1 и THR2, ограничивающих зарядный ток C3,  (можно бы и через один, конечно) сетевое напряжение поступает на сетевой выключатель и на плавкий предохранитель. После них,  при включённом SA1 - на дополнительный сетевой фильтр на дросселе Dr1 и конденсаторах С1 и С2. Затем - на диодный мост Br1. В качестве моста применён готовый диодный мост на обратное напряжение 1000в и ток 8А. Выпрямленное и отфильтрованное на С3 постоянное напряжение 310в подаётся непосредственно на вход модуля преобразователя. Светодиод HL1 зелёного цвета индицирует включение устройства в сеть, а также через него и резистор R1 разряжается С3 при отключении устройства от сети. Конденсаторы С6, С7 и С15 позволяют дополнительно снизить излучаемые модулем радиочастотные помехи. Также параллельно входным клеммам модуля включён варистор TNR1, защищающий модуль от перенапряжений, в том числе очень кратковременных, которыми подчас грешат наши сети...  С выходных клемм модуля постоянное напряжение 13.8в подаётся на выходной фильтр, образованный конденсаторами С4, С5, С8-С14 и дросселем Dr2. При помощи резистора R3 производится точная установка требуемого выходного напряжения.  При отсуствии R3 выходное напряжение будет в точности равно 12в.  Резистор R2 - нагрузочный, облегчает запуск блока питания при отключенной нагрузке. Резистор R5 - можно не устанавливать, но он оказался полезным для снижения напряжения до нормы на реле К1, которое рассчитано ровно на 12в. Немного следует остановится на схеме пуска модуля. При соединении через резистор R4 вывода On/Off модуля с минусовой клеммой -In модуль отключается. При включени блока сетевым выключателем, работа модуля запрещена, так как эти точки соединены чарез нормальнозамкнутые контакты кнопки SB1 и реле К1. При нажатии на SB1 "Start", её контакты размыкаются и происходит запуск модуля. На его выходе появляется постоянное напряжение, реле К1 срабатывает и размыкает своими контактами пусковую цепь. Теперь даже после отпускания кнопки SB1 блок питания останется включенным. При срабатывании защиты модуля по току или при перегреве, при КЗ на выходе, выходное напряжение пропадает, реле К1 отпускает и модуль отключается, переходя в состояние ожидания. Это позволило избавиться от постоянных перезапусков блока питания при наличии постоянной перегрузки по выходу или КЗ в цепи нагрузки, а также исключить запуск блока питания в процессе заряда С3 при включении в сеть, когда напряжение на нём ещё не достигло максимума. Светодиод HL2 красного цвета индицирует наличие выходного напряжения, VD1 - защитный, от бросков напряжения самоиндукции К1.    

 Детали, наладка и конструктив.

Ни в какой наладке правильно собранный блок питания не нуждается, кроме установки выходного напряжения при помощи подбора R3.

Конструктивно блок питания собран в корпусе от убитого таксистами сибишного усилителя ЕА-300, удачно сочетающего в себе подходящие габариты, мощный радиатор и экранированный корпус. Благодаря такому отличному отводу тепла, кулер для охлаждения не понадобился. Схема собрана на куске двухстороннего фольгированного текстолита толщиной 2мм, дорожки и площадки сформированы при помощи резака, лишняя фольга удалена. Фото платы приведено ниже. Сетевой фильтр готовый, любого типа, на ток 3А, таких полно в компьютерных блоках питания. Дроссель Dr1 также взят готовый, от компьютерного БП, конденсаторы С1 и С2 - керамические, фильтровые, на напряжение 500в. С6 и С15 - керамические на напряжение 2КV, С7 - фторопластовый или полипропиленовый на 630в.
С14 - танталовый на рабочее напряжение 20в, С5 и С8 - керамические КМ-6, С4 и С9 - фторопластовые. Электролитические конденсаторы выходного фильтра очень желательно применить специально разработанные с низким ESR. Такие используются на материнских платах компьютеров. Рабочее напряжение всех электролитических конденсаторов - 16в. Dr2 - взят готовый от какого-то мощного блока питания, при самостоятельном изготовлении его можно намотать как на ферритовом старжне, так и на кольце с проницаемостью 1000-2000 в один слой до заполнения эмалированныи проводом диаметром порядка 2мм. В моём случае индуктивность дросселя составила 3мкГн. Реле К1 - любое маломощное и малогабаритное, на рабочее напряжение 12в, имеющее контакт на переключение. Кнопка SB1 - любая, имеющая нормальнозамкнутый контакт и размыкающаяся при нажатии.

Участки платы, по которым протекают большие выходные токи, следует облудить толстым слоем припоя, модуль преобразователя и диодный мост установлены непосредственно на радиатор. (про КПТ-8 не забываем!).

При испытании блок питания показал следующие результаты: ток нагрузки 25А держит длительно и надёжно при условии достаточного охлаждения радиатора. При этом выходное напряжение на клеммах просаживается всего на 0.05в. Также без проблем работает при токе нагрузки 30А. При таком токе испытывался два часа в непрерывном режиме, правда пришлось поддувать на корпус внешним кулером, конвекции уже не хватало. Защита по току срабатывает при токе нагрузки более 33А или при КЗ на выходе. При срабатывании защиты блок мгновенно и надёжно отключается. ВЧ пульсации на выходе измерить не удалось при помощи С1-65А - собственные шумы осциллографа были больше. Исследование при помощи носимого средневолнового приёмника также показали отличные результаты - помеха от зарядника сотового телефона была значительно больше, чем от нагруженного БП. При использовании блока питания с трансивером также не было слышно никаких "жужжалок". Резкие изменения тока нагрузки при переходе на передачу и при работе CW к срабатыванию защиты не привели, что иногда наблюдалось при использованнии переделанных блоков питания от компьютеров. В целом БП зарекомендовал себя простым, легким и надёжным в работе.

Конструкция в картинках.

     UA1ZH © 2013