Стабилизированный источник питания 12 В / 5 А при сборке источника питания большей мощности приходится сталкиваться с определенными трудностями — при линейном стабилизаторе с низким КПД возникают проблемы с охлаждением, при импульсном источнике необходимо использовать дроссель соответствующей конструкции с высоким качеством и подходящим типом сердечника, чтобы он работал даже при максимальном токе. Цель этой схемы — показать, что линейный стабилизатор может быть реализован простым способом, и избежать некоторые проблемы.
Чтобы добиться высокого КПД стабилизатора, необходимо использовать схему, работающую даже при небольшой разнице между входным и выходным напряжениями на стабилизаторе. Существуют схемные решения, которые работают даже при разнице напряжений менее 1В, эти схемы рассчитаны на небольшие токи. Предлагаемая схема реально была опробована, что при использовании подходящего силового транзистора этот стабилизатор работает даже при токах около 6А. Принципиальная схема стабилизированный источник питания 12 В / 5 А представлена на рисунке.
Ну и как всем должно быть понятно без трансформатора ни куда. Нам понадобится трансформатор на 12В / 8 (10)А, с четырьмя диодами, которые подходят нам по току (желательно использовать диодный мост, к примеру что-то типа вот такого GBPC3502 он надежно охлаждается и на достаточно большой ток) и конденсатор 15 000 мкФ / 25 В.
Этот блок питания выдает напряжение холостого хода около 18,5В, при нагрузке от 14,5 до 13,5В. При выходном напряжении около 12,2В разницы между входным и выходным напряжениями все же достаточно для надежной работы стабилизатора. При этих значениях может быть достигнут КПД около 80%, мощность около 10Вт на стабилизирующем транзисторе может быть довольно легко охлаждена. Напряжение на выходе стабилизатора изменяется под нагрузкой всего на десятки мВ, выходные пульсации составляют около 50 мВ (при токах 6А если ток более, необходимо увеличить емкость конденсатора фильтра перед стабилизатором до 20000 мкФ). Монтаж стабилизированный источник питания 12 В / 5 А выполнен на печатной плате, представленной на рисунке.
Ни чего сложного, резистор R3 выполняет двойную функцию, его сопротивление ограничивает ток короткого замыкания стабилизатора, а когда входное напряжение падает ниже 12В, он ограничивает ток, протекающий через переход e-b силового транзистора и T2 на землю.
В стабилизаторе применено два стабилитрона на плате есть место для двух последовательно соединенных стабилитронов. Такое решение позволяет точно настроить выходное напряжение (например использование стабилитронов на напряжение стабилизации, 2x 5V6 или 5V6 + 6V2) путем подходящего выбора пары стабилитронов D1, D2, это можно точно настроить, изменив сопротивление R2.
Если катод D1 подключен к выходному выводу стабилизатора, падение напряжения на «положительном» проводе может быть скомпенсировано, также, подключив конец R2, можно компенсировать падение на «отрицательном» проводе. Если вы не используете это решение, вы должны соединить катод D1 и резистор R2 с помощью проволочных перемычек на плате (см. расположение компонентов на печатной плате).
Также при использовании только одного стабилитрона необходимо заменить другой перемычкой. Кому не требуется точное выходное напряжение 12В — достаточно установить, например, 12,5В или даже больше, чтобы при максимальной нагрузке источника была разница между входным и выходным напряжением, например 0,9В, и таким образом, максимальная эффективность стабилизатора от 85 до 90%.