Простой высоковольтный блок питания.

Схем и конструкций высоковольтных, регулируемых блоков питания в интернете не так уж и много, а простых и нормально работающих вообще трудно найти.
Давно была задумка собрать простой и из доступных деталей, высоковольтный регулируемый блок питания, для работы с ламповыми схемами. К импульсным БП душа не лежит, так как в планах приёмо-усилительные конструкции на лампах, и для этой цели желательно иметь обычный линейный БП.
После долгих поисков и практических опытов, предлагаю Вашему вниманию высоковольтный блок питания их доступных деталей, который нормально и надёжно работает.

Выходное напряжение данного блока питания регулируется от 9-10 до 250 вольт, ток нагрузки до 0,2 А, что более чем достаточно для конструкций, содержащих от одной до нескольких радиоламп. То есть пока мне этого вполне достаточно, а если потребуется больше, то потом сделаю БП по другому варианту.
Блок питания не боится коротких замыканий на выходе, ток короткого замыкания блока питания составляет 0,25 - 0,3 А.
На выходе блока питания так же имеется переменное выходное напряжение 6,3 вольта, служащее для питания накальных цепей радиоламп.

Как уже говорилось, блок питания собран из доступных радиодеталей. В качестве регулирующего и стабилизирующего элемента, в блоке питания применён распространённый, трёх выводной стабилизатор из серии LM317.
Эти стабилизаторы вполне могут работать и на высоких напряжениях, так как они не имеют земляного вывода и видят только разницу напряжений между входом и выходом, которая по паспортным данным не должна превышать напряжения 40 вольт.
Если соблюдать это условие, то выходное напряжение блока питания может быть гораздо выше паспортных данных этого стабилизатора (1,2-37 вольт). Поддерживает это условие дополнительный высоковольтный полевый транзистор, типа IRF840.
Блок питания собран в корпусе от компьютерного БП, схема блока питания изображена ниже на рисунке.

Здесь транзистор VT1 следит за тем, чтобы напряжение между входом и выходом стабилизатора LM317 не превышало 18-20 вольт (можно выбирать до 30-ти вольт), которое обеспечивается стабилитронами VD3, VD4.
Однако, если не принять специальных мер, микросхема может быть повреждена при коротком замыкании выхода. Поэтому на выход микросхемы включена RC цепочка (C3, R7) которая улучшает переходную характеристику и шунтирует вывод ADJ, а R3, D5 защищают вывод ADJ микросхемы во время короткого замыкания. Ток короткого замыкания ограничивает резистор R2, от него так же зависит и ток нагрузки (ток стабилизации) блока питания.

Если ток нагрузки БП планируется не выше 100 мА, то выходной транзистор можно оставить один, а если ток нагрузки желателен 150-200 мА и выше, то соответственно выходному транзистору в параллель (на схеме изображен пунктиром), подключается ещё такой же подобный транзистор (или несколько), так как ток короткого замыкания схемы выше тока стабилизации процентов на 50, и при КЗ на выходном транзисторе будет рассеиваться порядочная мощность и транзистор может быть быстро выведен из строя. Чтобы этого не случилось, ток короткого замыкания должен быть в области безопасной работы выходного транзистора (транзисторов).

Ток стабилизации, а также ток короткого замыкания в схеме зависит, как от резистора R2, так и от стабилитронов VD3, VD4.
Например, если в схеме поставить стабилитроны на 15 вольт (то есть их общее напряжение стабилизации 30 вольт), то для тока нагрузки в 100 мА, сопротивление резистора R2 должно быть в районе 200-220 Ом, и соответственно при коротком замыкании, да и при потреблении нагрузкой 100 мА, на нём будет рассеиваться мощность в несколько Ватт, и нужно будет ставить в схему цементный резистор мощностью 5 Вт. Поэтому я поставил стабилитроны с напряжением стабилизации 18-20 вольт, при этом резистор R2 можно ставить меньшего сопротивления и соответственно меньшей мощности, то есть 43-47 Ом (МЛТ-2).

Да, ещё должен сказать об особенности этой схемы блока питания. При максимальном выходном напряжении блока питания 250 вольт, переменный резистор R6 имеет общую величину (вместе с резистором R5) 25 кОм, и на нём рассеивается мощность больше 2-х Ватт. То есть переменный резистор должен иметь мощность не менее 2-х Ватт, а ещё лучше 4-5 Вт.
Я сначала поставил переменный резистор СПО-0,5 (есть кучка из старых запасов), который после включения БП почти сразу приказал "долго жить". Потом нашёл в загашниках резистор СПО-2 (на мощность 2 Ватт) на 22 кОм. Он в принципе уже держался нормально (был тёпленький), но максимальное выходное напряжение БП было около 230 Вольт. Не хватало для регулирования нескольких кОм. Можно было конечно включить последовательно с ним дополнительный резистор на 2-3 кОм, при этом минимальное выходное напряжение БП повысится, но я пошёл другим путём.

В загашниках так же имелись ещё переменные резисторы типов СП-1 (1 Ватт). Я взял такой резистор на 47 кОм и параллельно ему подключил постоянный резистор МЛТ-1 на 51 кОм. Общее сопротивление получилось около 25 кОм, напряжение БП регулируется от 9 до 250-260 вольт. Резисторы не греются, нелинейность регулировки практически не заметна. Так что такой вариант тоже вполне имеет право на жизнь.
Если найдёте подобные резисторы, то оптимальный вариант будет переменник на 47-68 кОм, и параллельно ему подобрать постоянный резистор так, чтобы общее сопротивление было 24-26 кОм.

Чтобы блок питания работал надёжно, себе я сразу поставил на выход два полевых транзистора, стабилитроны получились на 19 вольт, резистор R2 47 Ом. Ток нагрузки блока питания получился 150-160 мА, причём при его изменении от нуля до максимума выходное напряжение практически не изменяется. Для меня этого вполне пока хватит.
Силовой трансформатор подошел по габаритам и удачно поместился в корпус компьютерного блока питания.
Использовался так же и штатный радиатор от компьютерного БП и часть печатной платы, на которой он был установлен. Старые детали соответственно все были выпаяны, на радиаторе размещены два полевых транзистора и регулятор LM317 соответственно через тепло-проводящие прокладки.

Монтаж выполнен навесным способом, и часть деталей ещё размещены на небольшой дополнительной плате, установленной рядом с радиатором. Так как деталей не много, печатку поэтому не делал.
Вольтметр поставил стрелочный малогабаритный, шкала его была на 3 В, и с дополнительным резистором шкала стала на 300 Вольт.
Вы соответственно из индикаторов можете ставить себе всё, что посчитаете нужным. Это просто мой выбор, и я его Вам ни в коем случае не навязываю.
Амперметр (миллиамперметр) ставить не стал, так как в таком БП в нём нет необходимости.

Трансформатор, как я уже сказал, у меня подобран по размеру корпуса, выходное напряжение его вторичной обмотки где-то около 230 Вольт (холостой ход).
Соответственно, если применить более мощный трансформатор с напряжением вторичной обмотки 250-280 Вольт, то выходное напряжение блока питания можно повысить до 300-350 Вольт, конденсатор фильтра С1 должен быть тогда на рабочее напряжение не ниже 450 Вольт.
Необходимо будет ещё увеличить сопротивление переменного резистора R6 (33-47 кОм), так как максимальный предел регулирования напряжения зависит от его величины. Естественно можно повысить и ток нагрузки, установив параллельно выходным транзисторам ещё один, и подобрав величину резистора R2.

Штатный вентилятор я оставил в корпусе, подключив его через выпрямитель к обмотке 6,3 Вольт. Закрутился он у меня практически в полную силу, и с порядочным шумом. Пришлось последовательно с выпрямителем поставить резистор на 120 Ом, крутиться он стал медленней и шум стал почти не слышен. Так и оставил, и ещё подключил сюда же и светодиод для индикации включения БП.
Выключатель питания остался штатный, который размещён на задней стенке БП. Может это и не совсем удобно, и нужно было его вынести на переднюю панель, но пока устраивает.
В принципе всё, что планировал Вам рассказать. Удачи Вам в конструировании.