Лабораторные источники питания

Любая электронная схема, узел и даже отдельная радиодеталь требует для работы подключения к источнику элеектрической энергии. Для различных применений нам потребуются два источника питания, принципиально отличающиеся друг от друга родом выходного напряжения (тока) – постоянного и переменного.

Лабораторный источник питания переменного тока

Трансформатор

Для проверки работоспособности узлов работающих от переменного тока можно использовать силовой трансформатор. Для обеспечения достаточно большой мощности подойдут трансформаторы питания от старых ламповых телевизоров. Для радиолюбительских целей достаточно трансфорамтора мощностью 250÷500 ВА.

В зависимости от назначения, схемы могут требовать питания переменным напряжением разной величины, поэтому вторичную обмотку трансформатора нужно перемотать и сделать несколько отводов с наиболее востребованными напряжениями. На рисунке L1 и L2 -  первичная и вторичная обмотки соответственно. Как правило, в качестве первичной обмотки используется уцелевшая заводская, поскольку чаще рассчитана на напряжение потребительской сети и мощность трансформатора. Заводская вторичная обмотка аккуратно удаляется, а на её месте наматывается новая, с ответвлениями для получения различных величин напряжения.

 

 Схема лабораторного трансформатора с многовыводной вторичной обмоткой.

Пунктирной линией изображён проводник, связывающий нулевые выводы обмоток трансформатора с клеммой заземляющего устройства. Его желательно использовать в целях электробезопасности, т.к. при испытаниях и регулировках велик риск прикосновения радиолюбителя руками к точкам с разностью электрических потенциалов, представляющей опасность жизни и здоровью человека. При этом на входе питания трансформатора, а ещё лучше, на вводе питающей сети лаборатории, необходимо использовать УЗО или дифавтомат, выполняющий его функции. Если на вторичной обмотке предусмотрено формирование напряжения не выше 48 В, то этот проводник выполнять не следует, вторичная обмотка при этом будет изолирована от опасного напряжения сети и не будет представлять угрозы поражения человека электрическим током.

Рассмотренный вариант источника питания достаточно прост в изготовлении, не имеет подвижных механических частей, что делает его достаточно надёжным.

ЛАТР

В большинстве случаев для питания радиолюбительских самоделок достаточно трансформатора с магазином напряжений. Но порой возникает необходимость исследовать влияние напряжения на некоторые характеристики устройства, при этом желательно изменять напряжение не ступенчато, а плавно, например, повышать от нуля до предполагаемого напряжения питания. 

Для таких целей хорошо подойдёт ЛАТР. Название этого устройства является аббревиатурой лабораторного автотрансформатора

Схема его представлена на рисунке. ЛАТР, как автотрансформатор, имеет только одну обмотку. Один конец обмотки является общим выводом входной и выходной цепей, клеммы которых обозначены как 0. Для подключения питания ЛАТРА сделан вывод ближе ко второму концу обмотки Ф, после которого есть ещё ряд витков, что позволяет получить напряжение на выходе ЛАТРа немного выше питающего. Обмотка ЛАТРа намотана в один слой проволокой на тороидальном сердечнике. С одного торца тора на обмотке удалена изоляция для получения контакта с бегунком, который перемещаясь от витка к витку по кругу с помощью ручки вращения подаёт на клемму нагрузки регулируемое напряжение.

Схема ЛАТРа.

ЛАТР со снятым кожухом.

В изготовлении ЛАТР гораздо сложней обычного трансформатора из-за механических частей, рекомендую приобрести готовый.

Поскольку выходная цепь ЛАТРа связана с входной, необходимо всегда помнить о мерах предосторожности при работе с ним и страховать свой риск включением защитных устройств на вводе питающей сети лаборатории или самого ЛАТРа, таких как УЗО или дифавтомат.

Лабораторный источник питания постоянного тока

Подавляющее большинство электронных схем требуют для работы источник постоянного тока. Самый простой вариант получить его, это подключить к выходу трансформатора или ЛАТРа диодный выпрямитель с фильтрующим конденсатором, как показано на рисунке.

На рисунке б) в схему включен разделительный трансформатор, который изолирует выходную цепь от потребительской сети в целях электробезопасности, но при этом он может играть роль понижающего трансформатора для получения достаточно больших токов нагрузки.

Преимуществом данных схем является простота реализации. Недостатком может быть значительный коэффициент пульсаций и нестабильное выходное напряжение при питании устройств достаточно большой мощности.

Для получения более компактных источников питания с более стабильной нагрузочной характеристикой и возможностью, изготавливают импульсные источники питания. Схемы таких устройств разнообразны. Оптимальным критерием выбора схемы такого источника для радиолюбительской лаборатории является возможность регулировать на выходе как напряжение, так и ток нагрузки с автоматической стабилизацией и ограничением этих величин.

Элементы питания и аккумуляторы

Кроме сетевых источников питания не стоит забывать и о гальванических элементах питания и аккумуляторах, которые могут быть просто незаменимы в полевых условиях.