Лабораторный блок питания 0-30в, 0-2а

Содержание

Поделки своими руками для автолюбителей

Универсальный источник питания 0-30 В с регулировкой тока от 0-3 А

Представляю схему универсального источника питания, который обеспечивает на выходе регулируемое напряжение от 0 до 30 В, с возможностью ограничения тока в нагрузке в пределах 0…3 А. Такие источники питания ещё принято называть лабораторными.

Без него не обходится радиолюбительская практика и ремонтные работы, связанные с электроникой. Кто-то может подумать, а зачем? Ведь есть LM317 и 338, где всё намного проще…
Приведу пример. Допустим, вы занимаетесь ремонтом некоего устройства, и после замены вышедших из строя деталей пришло время первого включения. Устройство питается, скажем, напряжением 12 В потребляя 300 мА. Существует вероятность, что после ремонта остались скрытые дефекты, и, если его сразу подключить к блоку питания на 12 В…, скачок тока и «бах». А применив рассматриваемый блок питания методика включения будет следующая: выставляем на источнике 12 В в холостом режиме, ручку ограничения тока выкручиваем в нуль, подключаем устройство и плавно прибавляем ток, отслеживаем показания амперметра. Т.е. таким образом можно вовремя остановится, видя верхний предел потребления и тем самым не проделывать двойную работу по ремонту.

Данный источник питания можно использовать и в качестве зарядного устройства, правда придётся вручную отслеживать зарядный ток и отключать батарею.

Простота и гибкость делают эту схему поистине универсальной. Заявленные диапазоны напряжения и тока легко меняются в обе стороны, причём без изменения схемного решения, заменой транзисторов, датчика-резистора, входного и опорного напряжения.

Входное напряжение для схемы обеспечивают трансформатор на 24 В Т1, диодный мост VD1 и конденсаторы С1, С2. Напряжение для питания счетверённого ОУ DA1 LM324, берётся с регулируемого стабилизатора VD2. При указанных значениях R2 и R3 оно равно 10,7 В. Это же напряжение учувствует для формирования значений регулировки.

Силовой регулирующий элемент — составной транзистор VT1 структуры pnp TIP126. В зависимости от сопротивления между его базой и общим проводом, он может находится в разных состояниях: полностью открыт — максимальное напряжение на выходе, полностью закрыт — нуль на выходе, и обладать определённым сопротивлением, чем и обеспечивается регулировка.

Сопротивление между базой VT1 и GND — резистор R7 и npn переход транзистора VT2. Транзистором VT2 BD139 управляют две независимые схемы — регулировка выходного напряжения и ограничения тока через нагрузку.

Регулировка выходного напряжения осуществляется переменным резистором R5, который вместе с R4 образует делитель напряжения со стабилизатора VD2. Это напряжение подаётся на положительный вход (3) DA1.1. На отрицательный вход (2) DA1.1 приходит напряжение с выхода схемы через делитель R9, R10. Какое бы значение напряжения мы бы не подали на вход 3 (изменяя сопротивление R5) выход (1) будет открывать/закрывать транзистор VT2, а значит и менять сопротивление в цепи базы VT1 таким образом, чтобы значения на входах 3 и 2 сравнялись. Этим и осуществляется регулировка выходного напряжения.

Регулировка ограничения тока
Датчиком тока в схеме является резистор R20, падение напряжения на котором будет зависеть от протекающего тока через нагрузку. Это падение напряжения приходит на вход 5 DA1.2. Вход 6 (отрицательный) подключен через R18 к общему проводу. Этот каскад с ООС работает в качестве усилителя напряжения.

Установка тока ограничения производится переменным резистором R14, напряжение с которого поступает на вход 9 DA1.3. На положительный вход 10 приходит напряжение с DA1.2. В нормальном режиме (нет ограничения) на выходе 8 DA1.3 действуют отрицательные значения напряжения в мВ, которые через каскад на DA1.4 поступают на базу VT3. В таком режиме VT3 заперт и не оказывает влияния на работу схемы регулировки напряжения.

Как только падение напряжения на R20 превысит заданный порог, выход DA1.4 станет положительным и в работу вступает VT3. Сопротивление перехода VT3 подключает базу транзистора VT2 к общему проводу, тем самым прикрывая его, следовательно, напряжение на выходе будет падать до значения (в зависимости от величины перегрузки) равновесия регулировочных каскадов.

Печатная плата показана на рисунке сверху. В схеме я не стал указывать амперметр и вольтметр, т.к. при нынешнем изобилии приборов давать конкретные рекомендации не имеет смысла. Переменные резисторы можно использовать с запайкой на плату или выносные. Радиатор для охлаждения VT1 в пассивном режиме должен иметь площадь не менее 400 см2, т.к. в «тяжёлых» режимах (малое выходное напряжение и большой ток) на нём выделяется значительная тепловая энергия. Как я уже сказал, понимая принцип работы этой схемы, её можно адаптировать практически под любые напряжения и токи.

Автор: Автор сайта

Лабораторный блок питания 0-30в

  • Главная
  • Статьи
  • Лабораторный блок питания 0-30в

Категории статей

Лабораторный блок питания 0-30в

Блок питания для домашней лаборатории 0 …30В, током нагрузки 4А.

Данную схему я взял в интернете, много лет назад. Причина, по которой я решил ее выложить – в оригинале есть ошибки, которые я исправил. Поэтому, можете смело брать схему и делать этот блок питания. У меня он работает уже на протяжении четырех лет.

Данный блок питания построен на распространенной радио элементной базе и не содержит дефицитных деталей. Особенностью блока является то, что регулируемая микросхема DA4 не требует двух полярного питания. На микросхеме DA1 введена плавная регулировка выходного тока в интервале 0 … 3А (согласно схеме). Этот предел можно расширить и до 5А, пересчитав резистор R4. В авторском варианте резистор R7 заменен на подстроечный, т.к. плавная регулировка тока не требовалась. Ограничение тока при установленных номиналах деталей наступает при токе 3,2А и выходное напряжение упадет до 0. Ограничение тока подбирается резистором R7. Во время ограничения тока включается светодиод HL1, сигнализируя о коротком замыкании в нагрузке блока питания или превышении выбранного значения тока резистором R7. Если резистором R7 выбран порог срабатывания 1,5А, то при превышении данного порога на выходе микросхемы появиться низкое напряжение (-1,4В) и на базе транзистора VT2 установится 127мВ. Напряжение на выходе блока питания становиться равным » 1мкВ, что для большинства радиолюбительских задач нормально, а на блоке индикации напряжения будет стоять 00,0 вольт. Светодиод HL1 будет светиться. При нормальной работе узла перегрузки по току на базе микросхемы DA1 будет напряжение 5,5В и диод HL1 светиться не будет.

Характеристики блока питания следующие:

Выходное напряжение регулируется от 0 до 30 В.

Выходной ток 4А.

Работа микросхемы DA4 особенностей не имеет и работает она в режиме однополярного питания. На ножку 7 подается 9В, ножка 4 соединена с общей шиной. В отличие от большинства микросхем серии 140УД… добиться нулевого уровня на выходе блока питания при таком включении весьма трудновато. Экспериментальным путем выбор сделан на микросхему КР140УД17А. При таком схемном решении удалось получить на выходе блока питания напряжение 156 мкВ, что на индикаторе будет отображаться как 00,0В.

Конденсатор С5 предотвращает возбуждение блока питания.

При исправных деталях и безошибочном монтаже блок питания начинает работать сразу. Резистором R12 установлен верхний уровень выходного напряжения, в пределах 30,03В. Стабилитрон VD5 применен для стабилизации напряжения на регулирующем резисторе R16 и, если блок питания работает без сбоев, от стабилитрона можно отказаться. Если резистор R7 применен как подстроечный, то им устанавливают порог срабатывания при превышении максимального тока.

Транзистор VT1 устанавливается на радиатор. Площадь радиатора рассчитывается по формуле: S = 10In*(Uвх. – Uвых.), где S – площадь поверхности радиатора (см 2 ); In – максимальный ток потребляемый нагрузкой; Uвх. – входное напряжение (В); Uвых. – выходное напряжение (В).

Схема блока питания показана на рис.1, печатная плата на рисунках 2 и 3.

(для увеличения кликните по изображениям)

То, что выделено красным, ошибки, которые я исправил. Если так не сделать схема не работает.

Резисторы R7 и R12 многооборотные СП5-2. Вместо диодной сборки RS602 можно применить диодную сборку RS407, RS603, в зависимости от тока потребления, или диоды 242 с любым буквенным индексом, но разместить их надо отдельно от печатной платы. Входное напряжение на конденсаторе C1 может варьироваться в пределах 35… 40В без изменения номиналов деталей. Трансформатор Т1 должен быть рассчитан на мощность не менее 100 Вт, ток обмотки II не менее 5 А при напряжении 35 … 40 В. Ток обмотки III не менее 1 А. Обмотка III ДОЛЖНА(иначе схема работать не будет, это одна из ошибок) быть с отводом от середины, который подключается к общей шине блока питания. В печатной плате предусмотрена для этой цели контактная площадка. Размер печатной платы блока питания 110 х 75 мм. Транзистор КТ825 составной и стоит он немало, поэтому его можно заменить транзисторами, как показано на рисунке 4.

Читайте также:  Irda своими руками

Транзисторы могут быть с буквенными индексами Б – Г, соединенных по схеме Дарлингтона.

В авторском варианте применен транзистор TIP147. Его внешний вид показан на рис. 5.

Резистор R4 – отрезок нихромовой проволоки диаметром 1мм и длиной около 7см (подбирается экспериментально). Микросхемы DA2, DA3 и DA5 допустимо заменить отечественными аналогами К142ЕН8А, КР1168ЕН5 и К142ЕН5А. Если панель цифровой индикации применяться не будет, то вместо микросхемы DA2 можно применить КР1157ЕН902 , а микросхему DA5 исключить. Резистор R16 переменный с зависимостью группы А. В авторском варианте применен переменный резистор ППБ-3А номиналом 2,2К – 5% .

Если не предъявлять к узлу защиты больших требований, а требоваться он будет только для защиты блока питания от перегрузки по току и КЗ, то такой узел можно применить по схеме на рис.6, а печатную плату немного переработать.

Узел защиты собран на транзисторах VT1 и VT2 разной структуры, резисторах R1 – R3 и конденсаторе С1. Ток короткого замыкания 16мА. Резистором R1 регулируют порог срабатывания защитного блока. При нормальной работе блока на эмиттере транзистора VT2 напряжение порядка 7 В и на работу блока питания влияния не оказывает. При срабатывание защиты напряжение на эмиттере транзистора VT2 падает до 1,2 В и через диод VD4 подается на базу транзистора VT2 блока питания. Напряжение на выходе блока питания падает до 0 В. и Светодиод HL1 сигнализирует о срабатывании защиты. При нормальной работе блока питания и узла защиты светодиод – горит, при срабатывании защиты – гаснет. При использовании узла защиты на рис.6 микросхему DA3 и конденсаторы С3, С5 можно из схемы исключить.

Цифровая панель служить для визуального контроля напряжения и тока блока питания. Она может быть использована отдельно от блока питания с другими конструкциями, выполняя вышеназванные задачи.

Вольтметр и амперметр я взял отсюда.

Вот несколько фото моего блока питания, на которых видно, что я еще прикрепил вентилятор для охлаждения, питания которого, я взял с третьей обмотки трансформатора, предварительно намотав ее с этим расчетом.

(для увеличения кликните по изображениям)

(18.11.2017) Пользователь Александр переделал схему на болле современные детали:

” Доброго времени суток я тут засев за расчеты данного блока, увидел потенциал доработки. Переход на современную базу ну и немного изменил схему без особых усложнений. “

Есть печатная плата в формате Sprint Layout 6. Со слов автора, все работает:

. как раз закончил макетировать работает отлично . . высылаю платку, заркалить надо. Вид дан со стороны дорожек.

Александр, благодарен вам за проделаную работу!

Лабораторный блок питания своими руками

Подача напряжения питания для различной электронной аппаратуры может осуществляться не только от заводских устройств. Блок питания (БП) своими руками можно сделать и в домашних условиях. В том случае, когда такой аппарат нужен для постоянной работы с различными напряжениями при регулировке: усилителей, генераторов и других самодельных схем, желательно, чтобы он был лабораторным.

Схемы блоков питания

Напряжение лабораторного БП располагается в интервале от 0 до 35 вольт. Для этой цели подходят схемы, по которым можно собрать следующие БП:

  • однополярный;
  • двуполярный;
  • лабораторный импульсный.

Конструкции подобных устройств обычно собраны либо на обычных трансформаторах напряжения (ТН), либо на импульсных трансформаторах (ИТ).

Внимание! Отличие ИТ от ТН в том, что на обмотки ТН подается синусоидальное переменное напряжение, а на обмотки ИТ приходят однополярные импульсы. Схема включения обоих абсолютно идентична.

Простой лабораторный

Однополярный БП с возможностью регулировать выходное напряжение можно собрать по схеме, в которую входят:

  • понижающий трансформатор Tr ( 220/12…30 В);
  • диодный мост Dr для выпрямления пониженного переменного напряжения;
  • электролитический конденсатор С1 (4700 мкФ*50В) для сглаживания пульсации переменной составляющей;
  • потенциометр для регулировки выходного напряжения Р1 5 кОм;
  • сопротивления R1, R2, R3 номиналом 1кОм, 5,1 кОм и 10 кОм, соответственно;
  • два транзистора: Т1 КТ815 и Т2 КТ805, которые желательно установить на теплоотводы;
  • для контроля напряжения на выходе устанавливают цифровой вольтамперметр, с интервалом измерений от 1,5 до 30 В.

В коллекторную цепь транзистора Т2 включены: С2 10 мкф * 50 В и диод Д1.

К сведению. Диод устанавливают для защиты С2 от переполюсовки при подключении к аккумуляторам для подзарядки. Если такая процедура не предусмотрена, можно заменить его перемычкой. Все диоды должны выдерживать ток не менее 3 А.

Двухполярный источник питания

Для питания усилителей низкой частоты (УНЧ), имеющих два “плеча” усиления возникает необходимость в применении двухполярного БП.

Важно! Если монтировать лабораторный БП, стоит остановить внимание именно на аналогичной схеме. Источник питания должен поддерживать любые форматы выдаваемого постоянного напряжения.

Для такой схемы допустимо применять трансформатор с двумя обмотками на 28 В и одной на 12 В. Первые две – для усилителя, третья – для питания охлаждающего вентилятора. Если таковой не окажется, то достаточно двух обмоток равного напряжения.

Для регулировки выходного тока применены наборы резисторов R6-R9, подключаемые с помощью сдвоенного галетного переключателя (5 положений). Резисторы подбирают такой мощности, чтобы они выдерживали ток более 3 А.

Внимание! Установленные светодиоды гаснут при срабатывании защиты по току, если он превышает значение 3 А.

Переменный резистор R нужно брать сдвоенный номиналом 4.7 Ом. Так проще осуществлять регулировку по обоим плечам. Стабилитроны VD1 Д814 соединены последовательно для получения 28 В (14+14).

Для диодного моста можно взять диоды подходящей мощности, рассчитанные на ток до 8 А. Допустимо устанавливать диодную сборку типа KBU 808 или аналогичную. Транзисторы КТ818 и КТ819 необходимо установить на радиаторы.

Подбираемые транзисторы должны иметь коэффициент усиления от 90 до 340. БП после сборки не требует специальной наладки.

Лабораторный импульсный бп

Отличительной чертой ИПБ является рабочая частота, которая в сто раз выше частоты сети. Это дает возможность получить большее напряжение при меньшем количестве витков обмотки.

Информация. Чтобы получить 12 В на выходе ИПБ с током 1 А для сетевого трансформатора достаточно 5 витков при сечении провода 0,6-0,7 мм.

Простой полярный ИП можно собрать, используя импульсные трансформаторы от компьютерного БП.

Лабораторный блок питания своими руками можно собрать по схеме приведенной ниже.

Данный источник питания собран на микросхеме TL494.

Важно! Для управления Т3 и Т4 используется схема, в которую входит управляющий Тr2. Это связано с тем, что встроенные ключевые элементы микросхемы не имеют достаточной мощности.

Трансформатор Тr1 (управляющий) берут от компьютерного БП, он «раскачивается» при помощи транзисторов Т1 и Т2.

Особенности сборки схемы:

  • для минимизации потерь при выпрямлении используют диоды Шоттки;
  • ESR электролитов в фильтрах на выходе должен быть как можно ниже;
  • дроссель L6 от старых БП применяют без изменения обмоток;
  • дроссель L5 перематывают, намотав на ферритовое кольцо медный провод диаметром 1,5 мм, набрав 50 витков;
  • Т3, Т4 и D15 крепят на радиаторы, предварительно отформатировав выводы;
  • для питания микросхемы, управления током и напряжением применяют отдельную схему на Tr3 BV EI 382 1189.

Вторичная обмотка выдает 12 В, которые выпрямляются и сглаживаются при помощи конденсатора. Микросхема линейного стабилизатора 7805 стабилизирует его до 5 В для питания схемы индикации.

Внимание! Допустимо использовать в этом БП любую схему вольтамперметра. В таком случае микросхема для стабилизации 5 В не понадобится.

Изготовление печатной платы и сборка

Схема подразумевает изготовление трёх печатных плат. Платы подбираются для корпуса Kradex Z4A.

Платы выполнены из фольгированного гетинакса путем фотопечати и протравки дорожек.

Настройка блока питания

Правильно собранное устройство не нуждается в особой регулировке. Необходимо лишь подстроить диапазоны регулировки тока и напряжения.

Четыре операционных усилителя в микросхеме LM324 осуществляют регулировку тока и напряжения. Микросхема питается через фильтр, собранный на L1, C1 и С2.

Чтобы настроить схему регулировки, нужно подобрать элементы, помеченные звёздочкой, для маркировки регулирующих диапазонов.

Индикация

Для индикации обычно используются устройства индикации и модуль измерения на микроконтроллерах. Питание таких контроллеров лежит в пределах 3-5 В.

Рекомендации по улучшению надежности

Лабораторный бп должен простоять под нагрузкой не менее 2 часов. После этого проверяют температуру корпусов трансформаторов, работу теплоотводов. При намотке трансформаторов для снижения шума при работе намотку обмоток осуществляют плотно виток к витку. Готовую конструкцию заливают парафином. При установке элементов на радиаторы места контактов промазывают теплопроводящей пастой.

В корпусе просверливают ряд отверстий, напротив теплоотводов, сверху дополнительно устанавливают кулер.

Читайте также:  Отладочная плата для устройств на мк atmega8/48/88/168/328

Защита блока питания

Токовая стабилизация (защита) микросхемы LM324 срабатывает при превышении установленного токового порога. В этом случае на микросхему приходит сигнал о понижении напряжения. Красный светодиод служит индикатором повышения напряжения или возникновения короткого замыкания. В рабочем режиме светится зеленый светодиод.

Советы по оформлению корпуса

Корпус Kradex Z4A позволяет выводить элементы управления и индикации, как на лицевую, так и на боковые панели. Ручки регулировки, индикатор лучше всего устанавливать на лицевую панель. Разъем для выходного напряжения можно крепить где угодно.

Собранный своими руками лабораторный блок питания с использованием мощных полевых транзисторов и импульсных трансформаторов незаменим для работы. В качестве индикаторов желательно использовать цифровые электронные ампервольтметры.

Видео

Лабораторный блок питания 0-30в, 0-2а

Основа схемы позаимствована мной из какой-то книги по схемотехнике. Очень удачная схема лабораторного блока питания. Пользуюсь этим блоком питания более трех лет, и все это время он безотказно работает. Не боится перегрузок и КЗ. Особенно удобно для проверки и отладки различных устройств. С его помощью я заряжаю аккумуляторы до15А/Ч.

Основу БП составляет стабилизатор LM317 (аналог к142ЕН12А). Он работает с внешним делителем напряжения в измерительном элементе, что позволяет регулировать выходное напряжение в очень широких пределах – от 1,3 до 37 В. Регулирующий элемент стабилизатора включен в плюсовой провод питания.

Выходной ток (ток нагрузки) – до 1 А. В паре с мощным транзистором стабилизатор позволяет отдавать значительно больший ток.

Для защиты БП и стабилизации выходного тока служит м/с LM301A. Питание у нее двух полярное +/- 22v. Контроль выходного тока ведется на резисторе R5. Регулировка ограничения выходного тока производится резисторами Р1 и Р2 (номиналы могут отличаться в зависимости от R5). В случае превышения потребляемого тока (перегрузки) на выходе LM301A появляется отрицательное напряжение, которое через D1 и LED1 уменьшает выходное напряжение БП, при этом загорается LED1.

Лабораторный блок питания 0. 30 В

Лабораторный блок питания 0. 30 В.

Данная конструкция разрабатывалась из-за невозможности достать деталей (в частности микросхем) в нашем городе. В голову пришла идея заменить микросхему радиоэлементами, которые были под руками. В результате родился блок питания, который мне уже служит 5 лет. Никаких сбоев я не наблюдал. Элементы защиты по току и КЗ можно вставить любые, поэтому в данной статье не приводятся. глубленный анализ БП не производился, но параметры для моей работы с ним, более чем приемлемы. Индикация БП цифровая, на микросхеме 572ПВ2 и три разряда АЛС321Б (можно использовать АЛС324Б или аналогичные). На выходе БП можно получить от 0 до 30 вольт. Входное напряжение можно варьировать от 34,5 до 39 вольт. В зависимости от нагрузки (мной испытывался диапазон от 10мА до 4,5А), где падение напряжения составляло не более 0,2 вольта. Максимальный ток моего варианта составлял 3,2 А. Прототипом данной конструкции является БП с применением микросхем серии 140УД. или 553У. В данном БП микросхему заменяет узел на транзисторах Q1 – Q5.

Для питания узла я использовал отдельные секции обмоток силового трансформатора и микросхемы КР142ЕН5 и импортную 7905. Плюсовое плечо по току рассчитано и для питания цифровой части БП. Плюсовая часть соединяется с точкой А, а минусовая с точкой В. Резистор R11-22Kom. Резистор R6 типа СП5-многооборотный, 1Ком. С его помощью регулируется нижний предел БП, т.е. 0v. Не удивляйтесь, что в схеме стоят резисторы 4,72кОм, 19,8кОм и т.д.. Просто это номиналы резисторов которые у меня были. R13-4,7kOm, R5-20kOm, R4-2,2kOm. Мной использованы резисторы R12-1wT, R8, R9, R1, *R10 – 0,5wT, остальные 0,25wT. Транзисторы Q2,Q4,Q5 – КТ315Д. Конденсатор С2-100мКф на 10в. Резистором R10 регулируют верхний предел выходного напряжения. Транзистор Q4-КТ827А.

Если у Вас возникнут вопросы пишите: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Анатолий Николаевич Патрин, г.Кирсанов Тамбовской обл.

Примечание от создателей сайта.

Описанный здесь стабилизатор имеет высокие параметры по стабилизации и выходному току. Я делал аналогичные схемы и на дискретных элементах и на операционых усилителях. А при введении защиты по току, описанной в указанных выше статьях, такой блок питания является еще и практически “несгораемым” при любых нагрузках. Двуполярный стабилизатор изготовленный в виде и размере книги – спрgочника по транзисторам Горюнова на торе 40Вт 2х20В – 2х2А чесно работает и сейчас с 1978 года. Единственное замечание на предельных режимах разогревается градусов до 60! Но габариты требуют жертв.

К сожалению, анализируя интерес посетителей сайта на основании данных рейтинговых серверов эту статью пролистывают, скорее всего из-за неудачно нарисованной схемы. Я постарался исправить положение – несколько раскрыл ядро схемы. Правда от лени просто нарисовал от руки просиживая время в очередной приемной по основной работе и отсканировал. Немного коряво, но я так и не нащел должного редактора схем, чтоб удобно и быстро можно рабротать где-нибудь на выезде. (Этот текст пишется в очередной очереди на КПК “ASUS”). Считайте написанные выше фразы извинениями.

А вот и сама схема. (Для увеличения в отдельном окне щелкните два раза мышкой по схеме.)

Немного от себя о принципе ее работы. Дифкаскад на транзисторах Q5,Q7 выполняет функции входных транзисторов аналога операционного усилителя, с выхода которого – коллекторы транзисторов Q3,Q1 управляющее напряжение поступает на выходной усилитель постоянного тока (УПТ) на транзисторах Q6,Q4, являющихся выходным каскадом стабилизатора напряжения. Транзисторы Q1 и Q2 – генераторы тока. Q2 стабилизирует ток дифкаскада, обеспечивая тем самым температурную стабильность. Q1 – токовое зеркало, повышает выходное сопротивление миниоперационного усилителя на дискретныз элементах Q5,Q7,Q3,Q1,Q2, позволяя отдавть больщие токи в управляемые цепи транзисторы Q4,Q6 и обеспечивает температурные параметры выходного каскада миниоперационника.

Трансформатор T1 любой из имеющихся в наличии желательно на П-образном железе. Тогда можно использовать симметричные обмотки со средней точкой. Ведь к этой схеме легко создать источник питания другой полярности поменяв транзисторы на комплементарные. Не забудте сменить и полярность диодов и конденсаторов. Впрочем в качестве трансформатора подойдет и любой другой, а если не делать дополнительный источник обратной полярности, то мощная обмотка II может быть и и без стедней точки, а вместо диодов D4,D5 стоит поставить диодный мост. Не обязательно, чтобы напряжения обмоток Iа и Iб были равны. Схема позволяет работать при пременных напряжениях 5-10 В на обмотках Iа и Iб. Напряжение и ток обмотки II определяют выходные параметры стабилизатора.

Лабораторный блок питания своими руками 0-30 В

Многие уже успешно повторили и давно используют проект лабораторного БП от Electronics-lab. Повторил его и я сделав несколько изменений в схеме блока питания. Трансформатор представляет собой тороид 400 Вт 4×12 В, в котором 2 обмотки соединены для источника питания, а другая используется для питания измерительных приборов. Если говорить о них, тут использовались 2 цифровых мультиметра, потому что они стоят всего 300 рублей за пару, и их достаточно для показа А/V. Они питаются от источника питания, схема которого основана на базовом включении LM317.

Схема БП с регулировкой U / I

Блок питания этот собран по ставшей уже классической среди радиолюбителей схеме, повторённой без преувеличения сотни раз. Он имеет защиту от короткого замыкания / перегрузки. Всё было собрано из элементов, доступных в каждом магазине деталей.

Список элементов схемы

  • R1 = 2,2 кОм 1 Вт
  • R2 = 82 Ом 1/4 Вт
  • R3 = 220 Ом 1/4 Вт
  • R4 = 4,7 кОм 1/4 Вт
  • R5, R6, R13, R20, R21 = 10 кОм 1/4 Вт
  • R7 = 0,47 Ом 5W
  • R 8, R 11 = 27 кОм 1 / 4W
  • R9, R19 = 2,2 кОм 1 / 4W
  • R10 = 270 кОм 1 / 4W
  • R 12, R 18 = 56KOhm 1 / 4W
  • R14 = 1,5 кОм 1 / 4W
  • R15 , R16 = 1 кОм 1/4 Вт
  • R17 = 33 Ом 1/4 Вт
  • R22 = 3,9 кОм 1/4 Вт
  • RV1 = переменный 100 кОм
  • P1, P2 = 10 кОм линейные
  • C1 = 3300 мкФ / 50 В
  • C2, C3 = 47 мкФ / 50 В
  • C4 = 100 нФ
  • C5 = 200 нФ
  • C6 = керамика 100 пФ
  • C7 = 10 мкФ / 50 В
  • C8 = 330 пФ керамика
  • C9 = 100 пФ керамика
  • D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 диод 2 A — RAX GI837U
  • D5, D6 = 1N4148
  • D7, D8 = 5,6 В стабилитрон
  • D9, D10 = 1N4148
  • D11 = 1N4001 диод 1 A
  • Q1 = BC548 или BC547
  • Q2 = 2N2219
  • Q3 = BC557 или BC327
  • Q4 = 2N3055 силовой транзистор
  • U1, U2, U3 = TL081
  • D12 = светодиод

Методы измерения напряжения и тока выхода в таком источнике питания зависят от ваших возможностей и пожеланий. Когда дело доходит до напряжения, следует использовать любой вольтметр и подключать его к выходным клеммам устройства. Измерение тока в данном случае проводилось с помощью светодиодной линейки и микросхемы LM3915.

Чтобы иметь возможность измерять ток таким способом, напряжение возникающее на резисторе R7 должно быть первоначально усилено, поскольку LM3915 требует более высоких напряжений для измерения (на резисторе R7 при 3 A ток будет около 1,5 В). Усилить это напряжение надо с помощью операционного усилителя (по схеме неинвертирующего усилителя), и из-за того, что источник питания также имеет отрицательные напряжения, придется делать дополнительный канал питания.

Лучше питать дополнительный операционный усилитель так же, как U3. Усиливая напряжение с резистора R7, можно соблазниться регулируемым усилением (простая замена 2 или 3 резисторов с помощью переключателя), благодаря которому получим различные диапазоны измерения тока — полезные при низких токах. Также при настройке LM3915 может быть линейка или точка — по желанию.

Читайте также:  Термостат на элементе пельтье

Печатная плата для сборки

Плата разделена на 2 части, чтобы собрать всё как модуль на радиаторе. Использовались транзисторы BD249. Поскольку они хуже отводят тепло к радиатору, поставили 2 шт. Если ток блока питания будет увеличен до 5 А, стоит подумать о дальнейшем увеличении количества транзисторов, чтобы уменьшить мощность рассеиваемую на них.

Плата лабораторного БП — вид деталей

Что касается регулирования ограничения тока, для охвата диапазона до 5 А необходимо изменить значение резистора R18. Используя потенциометры со значениями, такими как перечисленные в списке компонентов, для 5 А резистор R18 должен быть заменен на значение около 33 кОм. На это может влиять разброс параметров стабилитрона который задает напряжение на выходе U1. Конечно следует использовать и более мощный трансформатор.

Печатные платы должны быть соединены с помощью двухрядных угловых штырьков. Большая плата имеет все элементы на исходной, кроме 4-х выпрямительных диодов (D1-D4). Тут использовался мостовой выпрямитель прикрученный к радиатору. На плате имеются только монтажные отверстия для соединения диодного моста с помощью проволочных секций.

Рисунок дорожек (сторона пайки) выполнен в черном цвете и может быть использован в качестве маски для повторения платы. Далее показано расположение элементов, а дорожки (вид через плату) изображены серым цветом. Элементы отмечены синим цветом и соответствующие описания находятся внутри или рядом с ними. Перемычки отмечены красным, а зеленые цифры рядом с контактными площадками соответствуют номерам на схеме и используются для подключения трансформатора, потенциометров, транзистора Q4 и выходных клемм источника питания. Меньшая плата предназначена для 2 транзисторов T1 и T2 BD249 (вместо оригинального транзистора Q4).

В описании этого источника питания трансформатор должен иметь напряжение 24 В, но есть некоторые сомнения по поводу этого напряжения. Схема также выдает -5 В для питания операционных усилителей. Выпрямленное напряжение от трансформатора даст нам около 36 В, а эти -5 В в сумме дадут более 40 В для операционных усилителей (U2 и U3). Параметры этих микросхем не предусматривают такое высокое напряжение, и даже если они сгорят — плохо когда радиоэлементы работают на пределе своих возможностей. Советуем использовать трансформатор с более низким напряжением — около 21 В, что означает максимальное выходное напряжение составит 28 В.

Также проведена замена моста выпрямителя и отказ от отдельных диодов, используемых в пользу 8A-200V KBU8D. Следующие изменения — это конденсатор C1 4400/100 В, резистор R1 на 5 Вт, дополнительные операционные усилители. Использовались LM318 и Q2 транзистор — KD503, для которого установлен охлаждающий вентилятор, что видно на фотографиях. Несмотря на использование пластикового корпуса, радиатор плюс вентилятор достаточны для хорошего отвода тепла. Если речь идет о вентиляторе, он включается в зависимости от температуры. Блок питания работает действительно отлично. Стоимость сборки не превышает 1000 рублей, из которых самый дорогой элемент — трансформатор.

Цифровые измерители DT-832 играют роль амперметра и вольтметра. Это кажется самым простым решением и, конечно же, дешевым (как вариант — купить LED модуль).

Естественно блок питания имеет защиту и ограничение по току. Можно увеличить выходной ток до 5 А, необходимо лишь заменить несколько элементов (увеличить их мощность), дополнительно улучшить охлаждение на транзисторе или параллельно подключить несколько так, чтобы регулирование стало возможным до 5 А.

Если не хотите ставить кулер — ставьте переключение обмоток для снижения мощности на силовом транзисторе. При 5 В и 3 А например слишком большая мощность высвобождается транзистором в воздух, поэтому переключение обмоток спасает от перегрева.

Схема подключения охлаждения

Вот схема контроллера вентилятора и реле. Датчик температуры в этой схеме — транзистор T8 — BD135.

PicHobby.lg.ua

Полезные изобретения на микроконтроллерах

Лабораторный блок питания 1,2 … 30В/4А с цифровой индикацией.

Задумка.

В лаборатории каждого радиолюбителя должен быть лабораторный блок питания с возможностью регулировки выходного напряжения и тока, с защитой от коротких замыканий и индикацией «на борту». Идеальным решением может стать покупной блок питания. Однако многие, ради спортивного интереса, собирают блоки питания самостоятельно. Вот и у меня появилась необходимость в блоке питания. Решил собрать самостоятельно. В качестве основы выбрал набор Мастер Кит NK037. Подробнее ознакомиться с набором можно на сайте masterkit.ru. В качестве индикации выбрал вольтметр на PIC16F676. Проверить автомобильные форсунки совсем не сложно. В статье – Устройство проверки форсунок на PIC12F615 описывается электроника для стенда.

Технические характеристики блока питания:

  1. Выходное напряжение – 1.1 … 25В;
  2. Максимальный выходной ток – 4А;
  3. Защита от короткого замыкания;
  4. Цифровая индикация.

О схеме.

Принципиальная схема стабилизатора напряжения из набора NK037 показана на рисунке 1

Рисунок 1 – Принципиальная схема стабилизатора напряжения

Основа схемы – интегральный стабилизатор напряжения LM317. Схема набора NK037 не сильно отличается от типового включения микросхемы LM317 из даташита. Отличие выделено красным контуром. Транзистор VT2 – это токовый ключ, а на транзисторе VT1 собрана защита от превышения тока. Как показала практика, защита от превышения тока сразу не запускается и нуждается в наладке. Сам не стал возиться с этой защитой и просто ее исключил. На рисунке 2 показана схема стабилизатора напряжения с моими корректировками.

Рисунок 2 – Принципиальная схема стабилизатора напряжения + небольшие корректировки.

В набор NK037 не входит понижающий сетевой трансформатор, так что придется покупать отдельно. Напряжение на вторичной обмотке должно быть не менее 27-28В. Ну, а ток не менее 4А. Перечень всех компонентов, необходимых для сборки набора, приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Перечень компонентов для стабилизатора напряжения.
Позиционное обозначениеНаименованиеАналог/замена
С1Конденсатор электролитический – 4700мкФх50В
С2Конденсатор керамический – 0,1мкФх50В
С3,С4Конденсатор электролитический – 10мкФх50В
DA1Интегральный стабилизатор LM317
GДиодный мост RS405KBL06
R1Резистор 5 Вт 0,22 Ом
R2Резистор 2Вт 1,8…2,7 Ом
R3Резистор 0,125Вт 4,7 кОм
R4Резистор 0,125Вт 22 Ом
R5Резистор 0,125Вт 220 Ом
VDДиод 1N4007
VT1Транзистор КТ814
VT2Транзистор КТ818

О печатной плате.

На рисунках 3, 4 показана печатная плата и размещение компонентов.

Рисунок 3 – Печатная плата стабилизатора напряжения.

Рисунок 4 – Размещение компонентов.

Внешний вид готовой платы показан на рисунке 5.

Рисунок 5 – Внешний вид готовой платы набора NK037.

Транзистор VT2, микросхема DA1 и переменный резистор с платы вынесены.

На рисунке 6 можно посмотреть внешний вид вольтметра на PIC16F676. Вольтметр будет использоваться для последующей индикации выходного напряжения.

Рисунок 6 – Внешний вид вольтметра на PIC16F676.

О сборке.

А теперь самое интересное – сборка лабораторного блока питания.

В качестве основы, для крепления двух плат и радиаторов, выбрал обычный ламинат толщиною около 8мм.

Рисунок 7 – Основа для двух плат и радиаторов.

Саму основу, чуть позже, буду крепить к металлическому корпусу, а пока, чтоб не мешались шляпки винтов, засверливаю их под потай.

Рисунок 8 – Засверливаем ламинат под потай.

Рисунок 9 – Засверливаем ламинат под потай.

Вот что получилось – рисунок 10.

Рисунок 10 – Две платы и радиаторы на основании из ламината.

В качестве сетевого понижающего трансформатора использовал трансформатор с тороидальным сердечником, который закрепил к корпусу при помощи мебельной петли и длинного винта. Под трансформатор наклеил двухсторонний скотч, исключающий скольжение. Рисунки 11,12.

Рисунок 11 – Крепление трансформатора к корпусу блока питания.

Рисунок 12 – Снизу трансформатора приклеен двухсторонний скотч.

Сам корпус состоит из двух г-образных пластин, которые винтами скрепляются между собою. Передняя и задняя панели сделаны из гетинакса.

В задней панели насверлил отверстий для вентиляции, а также отверстие для сетевого шнура и предохранителя – рисунок 13.

Рисунок 13 – Внешний вид задней панели.

Отверстия сверлил, используя шаблон – рисунок 14.

Рисунок 14 – Шаблон для задней панели.

Сетевой шнур к задней панели прикрепил, используя небольшой хомут – рисунок 15.

Рисунок 15 – Крепление сетевого шнура к задней панели.

На передней панели лабораторного блока питания закрепил индикатор, переменный резистор, клеммы для проводов питания, кнопку включения сети и светодиод. Рисунки 16-18.

Рисунок 16 – Крепление индикатора на передней панели.

Рисунок 17 – Крепление индикатора на передней панели.

Рисунок 18 – Крепление сетевого выключателя и светодиода.

Внешний вид передней панели – рисунок 19.

Рисунок 19 – Внешний вид передней панели лабораторного блока питания.

Ко дну корпуса прикрутил резиновые ножки, чтоб не скользил по столу – рисунок 20.

Рисунок 20 – Резиновые ножки, чтоб блок питания не скользил.

Фото готового лабораторного блока питания можно посмотреть на рисунках 21, 22

Рисунок 21 – Готовый лабораторный блок питания.

Рисунок 22 – Готовый лабораторный блок питания.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector