Еще одна конструкция мощного стабилизатора напряжения… Как сказал один мой знакомый, только мельком глянув на схему – «Сразу видно, кто делал…». Да, всё тот же стабилизатор на мосфетах с  регулируемым стабилитроном TL431 и отдельной пусковой кнопкой. Отличия от предыдущих схем и конструкций – только в «обвязке», то есть в схеме защиты и формирования  24в. для источника опорного напряжения. Корпус, как всегда - от чего-то непонятного, поэтому не судите строго за прикольные надписи на передней панели.

Принципиальная схема.

Сетевой фильтр, силовой трансформатор, выпрямитель на диодах Шоттки,  схема плавного запуска, плавная регулировка оборотов кулера и  токовое реле на герконе для системы защиты по току – всё уже ставшее стандартным. Проверенные и надёжные решения… Теперь отличия: полное входное напряжение выпрямителя (порядка 20-22в на холостом ходу) подаётся на вход микросхемы U1, являющейся линейным стабилизатором напряжения +5в. Благодаря наличию у этой микросхемы дополнительного вывода «ON/OFF», появилась возможность управления стабилизатором (включения, перезапуска и отключения при срабатывании защиты) путём подачи управляющего напряжения прямо на этот вывод без каких-либо дополнительных схем на транзисторах. При подаче питания на вход U1 выходное напряжение будет отсуствовать, так как на управляющем выводе её – логический уровень 0. При нажатии на кнопку «Пуск» на управляющем выводе её появляется логическая 1, стабилизатор U1 включается, на выходе его устанавливается напряжение +5в, от которого питается модуль стабилизированного повышающего преобразователя напряжения U2. Преобразователь слегка подгружен резистором R13 для ускорения разряда фильтровых конденсаторов внутри модуля при срабатывании защиты.  Напряжение +24в  через R12 поступает на параллельный стабилизатор TL431... Силовая часть стабилизатора особенностей не имеет и ничем не отличается от предыдущих схем. Выходное напряжение стабилизатора через VD2 и подстроечный резистор R17 поступает на управляющий вход U1 и удерживает её во включенном состоянии и после отпускания кнопки «Пуск». При КЗ на выходе или при срабатывании токового реле К1 на управляющем входе U1 появляется логический 0, стабилизатор запирается, что приводит к обесточиванию нагрузки. Повторный запуск возможен сразу же по нажатию «Пуск» . По логике работы данная конструкция  стабилизатора ничем не отличается от более ранних, но благодаря применению специализированной микросхемы и гибридного DC-DC конвертера появилась возможность существенно уменьшить количество деталей, упростить монтаж и наладку устройства, избавиться от дополнительного трансформатора с выпрямителем или ещё одной обмотки на силовом трансформаторе.

 Детали и наладка.

Данное схемное решение может быть применено в стабилизаторах на самые разные токи. При этом изменения коснутся лишь силового трансформатора, выпрямителя и силовой части стабилизатора. Да и при двух транзисторах IRFP064 ток нагрузки может достигать 50А, чего более чем достаточно для большинства применений. Типы и номиналы применённых деталей показаны на схеме. На фото показан вариант схемы на ток до 20А. При бОльших токах нагрузки необходимо лишь уменьшить номиналы уравнительных резисторов в истоках мощных транзисторов вдвое, то есть включить им в параллель по ещё одному такому же и уменьшить число витков токового теле. Для тока 40А реле должно иметь всего два витка. Регулирующие транзисторы лучше всего взять в корпусе ТО-247. Именно под них и рассчитана плата. Части платы, по которым протекают большие токи, облужены толстым слоем припоя.  При использовании транзисторов в корпусах ТО-220, возможно, придётся применить бОльшее их число впараллель, особенно в случае, если входное напряжение до стабилизатора завышено. Оптимальный режим получается при напряжении на вторичной обмотке трансформатора порядка 2х16в.

Плата изготовлена из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2мм при помощи резака. Расположение деталей ясно из фото. Всё керамические конденсаторы – smd, электролитические С5-С8 – танталовые. Реле системы плавного запуска  - на 12в, ток контактов – 5А каждый. Наладка при исправных деталях и правильном монтаже сводится к установке выходного напряжения 13.8в подстроечеым резистором R19 и установке на управляющем выводе U1 подстроечным резистором R17 минимального напряжения, при котором она удерживается во включённом состоянии. Обычно это порядка 1.5в. Установка минимального напряжения существенно ускоряет отключение стабилизатора при срабатывании защиты. Терморезистор системы оборотов двигатели кулера имеет тепловой контакт с радиатором через болт, крепящий плату к радиатору.

Практическая конструкция блока питания имеет некоторые отличия от первоначальной макетной. Во-первых, из-за особенностей применённого силового  трансформатора пришлось применить мостовую схему выпрямителя. Мост KBPC5010 виден на фотографии и установлен на корпусе БП рядом с платой стабилизатора. Индикатор тока сделан трёхдиапазонным – 10, 15 и 30А и пределы переключаются уже имеющимся на корпусе галетным переключателем. Максимальный ток БП равен 30А, для этого пришлось вдвое уменьшить номиналы уравнительных резисторов.

Стабилизатор обладает высокой стабильностью выходного напряжения, низким уровнем пульсаций (измерить даже не удалось), надёжно отключается при превышении тока нагрузки или КЗ на выходе. Опасения, что преобразователь будет создавать ВЧ помехи, не оправдались – мощность преобразователя очень мала и вся схема находится в металлическом корпусе.

P.S. Один из моих коллег в шутку назвал данную схему «Последний писк». И, действительно, на данном этапе трудно придумать что-то проще и лучше. Пусть будет называться ПП-1, то есть «Последний Писк» вариант 1. :)