ГЛАВА 6
БЛОК ПИТАНИЯ
Бытовой компьютер работает в условиях сильных электромаг-
нитных помех от бытовых электроприборов (холодильник, пыле-
сос, электрокофемолка и т. д.). Самодельные компьютеры, как
правило, имеют простейшие блоки питания, не защищающие от
помех, распространяющихся по осветительной сети. Компьютер
наиболее чувствителен к помехам во время загрузки программы
с магнитофона. Часто приходится в это время просто отключать
холодильник.
Для защиты от помех можно принять различные меры. Это
проверка и затяжка всех соединений как в квартире (контакты
в счетчике, в розетках, пускателях, предохранителях), так и
квартирного ввода с распредщита, применение сетевого фильтра
в блоке питания компьютера, правильный выбор схемы стабили-
затора напряжения.
Наиболее чувствительны к помехам линейные стабилизаторы
на операционных усилителях из-за высокого петлевого усиле-
ния. Даже самая слабая помеха, наведенная на элементы такого
стабилизатора, усиливается в десятки тысяч раз и не всегда
конденсатор фильтра на его выходе может погасить ее.
Более помехоустойчив стабилизатор на микросхеме 142ВН5А,
обеспечивающей ток нагрузки до 3 А. Такой стабилизатор наи-
более простой в сборке и наладке. Однако, для снижения рас-
сеиваемой мощности и повышения к.п.д. стабилизатора разность
напряжений между входом и выходом микросхемы выбирают близ-
кой к минимально допустимой - 3 вольта. Из-за этого стабили-
затор становится более чувствителен к помехам отрицательной
полярности и понижению напряжения в сети, даже небольшому.
Наиболее устойчивы к импульсным помехам сети импульсные
стабилизаторы, которые получают все большее распространение,
благодаря высоким энергетическим показателям. Помеха спо-
собна разве что вызвать лишнее переключение регулирующего
элемента, что при высокой рабочей частоте такого стабилиза-
тора не окажет заметного влияния на выходное напряжение.
Однако, изготовление и наладка импульсного стабилизатора
может вызвать затруднение у людей, недостаточно знакомых с
электроникой. Для желающих все же собрать такой стабилиза-
тор можно рекомендовать схему из журнала "Радио" fr 7, 1989
г, статья "Стабилизированный сетевой преобразователь напря-
жения". Следует только учесть приведенные в конце статьи ре-
комендации по увеличению мощности и изменению выходного
напряжения стабилизатора.
Приведем схему блока питания, достаточно простую и имею-
щюю хорошие характеристики (рис. 6.1).
Дроссель Др предназначен для защиты от высокочастотных
сетевых помех и представляет собой восемь витков сложенных
вместе сетевых проводов на кольце из феррита 2000НМ диамет-
ром 16-24 мм. Цепь R1C1 тоже гасит сетевые помехи, а также
смягчает переходные процессы при включении и выключении пи-
тания, благодаря чему увеличивается срок службы выключателя
питания и ослабляются перенапряжения изоляции в трансформа-
торе. Трансформатор - любой, мощностью 12-15 Вт, с напряже-
нием на вторичной обмотке 8-9 В при токе 1-1,5 А. Для са-
мостоятельного изготовления трансформатора можно использо-
вать следующие данные:
Тип сердечника - ШЛ или 0L/IM 16x20
Первичная обмотка - 2200 витков провода ПЭВ 0,15мм
Вторичная обмотка - 85 витков провода ПЭВ 0,8мм
Очень полезен электростатический межобмоточный экран - один
слой намотанного виток к витку провода ПЭВ 0,2, один конец
которого соединен с общим проводом. Выпрямительный мост
КЦ402-405 с индексами А-Е, или четыре любых диода с допусти-
мым током не менее 1А. Микросхему КР142ЕН5А можно заменить
на К142ЕН5А (отличается только типом корпуса). Назначение
выводов микросхем КР142ЕН5А и К142ЕН5А показано на рис. 6.2.
Можно также применить микросхемы КР142ЕН5В или К142ЕН5В,
рассчитанные на меньший ток нагрузки - до 2 А. Этого, как
правило, достаточно для питания компьютера.
После сборки необходимо подключить к выходу блока питания
проволочный резистор мощностью 10 Вт и сопротивлением 5-8 Ом
и проверить напряжения на входе (9—11В) и на выходе (4,9-
5,1В). По возможности, следует с помощью осциллографа убе-
диться, что при минимальном напряжении, которое бывает в Ва-
шей сети, на выходе стабилизатора под нагрузкой не появля-
ется заметных пульсаций.
При отсутствии микросхемы стабилизатор можно собрать по
схеме на рис. 6.3. Такой стабилизатор имеет хотя и несколько
худшие, чем микросхема, но вполне удовлетворительные пара-
метры. К тому же минимальное падение напряжение на регулиру-
ющем транзисторе VT1 значительно ниже (менее 1В против ЗВ у
микросхемы) и такой стабилизатор менее чувствителен к пони-
жению напряжения в сети.
При использовании транзисторного стабилизатора сначала
включите его без нагрузки и отрегулируйте подстроечным ре-
зисторов выходное напряжение. Подключите нагрузку. Если нап-
ряжение резко уменьшится, подберите транзистор VT1 с более
высоким коэффициентом усиления (не менее 50 при токе 1А) или
уменьшите номинал резистора R2 до 33-43 Ом. Падение напря-
жения при подключении нагрузки на 0,4-0бВ можно считать нор-
мальным. Несколько улучшить параметры стабилизатора и умень-
шить пульсации на его выходе можно, заменив резистор R3 на
стабистор 2С119А (VD2). Вели при включении питания транзис-
торы стабилизатора не открываются, нужно между коллектором и
эмиттером транзистора VT1 включить резистор номиналом в пре-
делах 5-15 кОм (R5).
При испытаниях транзисторного стабилизатора с активной
нагрузкой необходимо подключать нагрузку после включения пи-
тания, так как такой стабилизатор плохо запускается под наг-
рузкой. Но если в качестве нагрузки подключен компьютер,
стабилизатор обычно запускается нормально. Вели это не так,
подбирайте резистор R5 в сторону уменьшения.
В транзисторном стабилизаторе в качестве VT1 кроме ука-
занных на схеме можно применить транзисторы КТ818, КТ837, в
крайнем случае германиевые - ГТ806, П213-214 (уменьшив номи-
нал R1 до 750 Ом), а в качестве VT2 - КТ608Б, КТ602БМ,
КТ503. Стабилитрон VD1 можно заменить на 2С433А.
Микросхему (рис. 6.1), или транзистор VT1 (рис. 6.3) не-
обходимо установить на теплоотвод площадью не менее 60
кв.см. Если при изготовлении компьютера было произведено
много замен микросхем серии 555 на серию 155 или 531, и пот-
ребляемый ток составил более 1А, необходимо пропорционально
повысить мощность трансформатора, увеличить площадь теплоот-
вода и применить более мощные диоды в выпрямителе (например
КД202), а также увеличить емкость конденсатора С2 до 6000
мкФ и поставить предохранитель ПР2 на 2 ампера. Для транзис-
торного стабилизатора потребуется также подобрать транзистор
VT1 по коэффициенту усиления.
Подключать блок питания к компьютеру необходимо как можно
более короткими проводами сечением не менее 1 кв.мм, или
даже разместить блок питания (или хотя бы только стабилиза-
тор) в корпусе компьютера.
