Univerzální napájecí zdroje se běžně označují jako „laboratorní“ napájecí zdroje. Musí mít sadu parametrů, které jim umožní použití pro širokou škálu operací. Jedná se zpravidla o regulované obvody schopné dodávat napětí v poměrně širokém rozsahu napětí a proudů. Kromě toho musí zajistit bezpečnost zařízení k nim připojených, to znamená mít ochranu proti zkratu, přetížení a přehřátí.
Dříve byla taková zařízení sestavována na tranzistorech a operačních zesilovačích jako hlavní a regulační prvky proto měly poměrně složitý design a nebylo snadné je vyrobit a na staveništi. V současné době existuje mnoho specializovaných integrovaných obvodů (IC) obsahujících v jednom balíčku téměř připravený stabilizátor napájecího zdroje s velmi vysokými charakteristikami a ochranou pro všechny hlavní parametry.
Proto i začínající radioamatéři nebo jen lidé, kteří vědí, jak používat páječku, mohou snadno vyrobit dobrou laboratorní napájecí jednotku.
Tento článek poskytuje schéma a popis takového napájecího zdroje (viz. níže uvedený diagram).
Je schopen vydávat stabilizované napětí od 0 do 30 voltů při proudu 8 ampérů. A při výměně výkonových prvků za jiné může být maximální napětí a proud vyšší. Obvod má plynulé nastavení výstupního napětí v rozsahu 0... 30 voltů a ochranu proti zkratu a přetížení na výstupu. Lze jej sestavit jak na domácí komponenty, tak na jejich importované protějšky.
Obvod je založen na mikroobvodu stabilizátoru typu KR142EN12A, poskytuje všechny základní kvalitativní charakteristiky celého napájecího zdroje a jeho ochranných funkcí. Může být nahrazen importovaným analogem LM317 bez jakýchkoli změn v obvodu (ale při výměně nezapomeňte zkontrolovat pinout - umístění terminálů každého konkrétního IC podle technického popisu na ní!).
U normálního, typického spínacího obvodu mají tyto mikroobvody nižší regulační limit napětí řádově 1,2... 1,3 voltu. V zde zobrazeném obvodu není zahrnutí zcela obvyklé, výstup "1" integrovaného obvodu je připojen k "běžnému" vodiči ne přímo, ale prostřednictvím stabilizátoru VD1 a proměnného odporu R4.
Kromě toho, jak je patrné z grafu, je na tento kolík aplikováno malé záporné předpětí „minus“ 5 voltů. Když je odpor R4 malý, přivede se na pin „1“ záporné napětí a „uzavře“ mikroobvod. Napětí na výstupu napájecí jednotky (PSU) je nulové.
Se zvyšujícím se odporem R1 se mikroobvod stabilizátoru postupně otevírá a napětí na výstupu napájecího zdroje stoupá na maximální možnou hodnotu. Pro zde zobrazené součásti je tato hodnota +30 voltů.
Pokud je zátěž nízká a výstupní proud není velký, pracuje IC pouze v normálním režimu. Pokud proud v zátěži překročí maximální přípustný pro tento mikroobvod 1,5 ampér, vstoupí do provozu další stupeň na tranzistorech, který funguje jako „klíč“ a protéká proudem. V tomto případě IC funguje jako ovládací prvek a nadále plní své hlavní funkce - stabilizaci výstupního napětí a ochranu proti zkratům a přetížení.
Stabilizátor KS113A je ve skutečnosti nízkonapěťová Zenerova dioda 1,3 voltu. V případě potřeby je možné jej nahradit zenerovou diodou KS133 nebo podobnou importovanou diodou (stabilizační napětí 1... 3,9 voltu). Variabilní rezistor R4 lze nastavit s odporem 2,2 až 4,7 kOhm.
Mikroobvod a výkonný tranzistor KT819 (nebo podobný importovaný) musí být instalovány na chladičích, efektivní jejichž chladicí povrch musí mít plochu dostatečnou k odvádění tepla při maximálním zatížení jednotky výživa. Je možné je instalovat na jeden společný chladič, ale měla by se použít izolační tepelně vodivá těsnění. Výkon rezistoru: R1, R5 - 1 W, R2 - 2 W, R3, R4 - 0,5 W.