Лабораторный блок питания 0-30в, 0-2а

Лабораторный блок питания 0-30В, 0-2А

В данной статье представлен проект моего лабораторного блока питания 30В/2А. Схема может выглядеть сложной, но это не так.

Трансформатор Tr1 преобразует напряжение 220V в 30V, которое выпрямляется диодным мостом G2 и сглаживается конденсатором C5. Транзисторы Т3 и Т6 образуют транзистор Дарлингтона. Напряжение на его базе контролируется не простым потенциометром, а «электронным потенциометром» с обратной связью. Его преимущество состоит в том что выходное напряжение независимо от нагрузки.

Обратная связь

Представьте, что вы подключаете устройство которое включает и выключает лампу и требует 4,75 . 5,25V питания. Когда лампа не горит, он потребляет только 5 мА. Когда лампа горит, ток возрастает до, допустим, 1А. Вы подключает устройство к источнику питания, провода которого имеют сопротивление 1Ω и настраиваете напряжение на выходе на 5V. Лампа включается. Падение напряжения на проводах теперь будет 1В, и до устройства дойдет только 4V. Этого недостаточно и устройство выключается, выключая лампы. Устройство снова получает 5В и включает лампу. Напряжение питания падает до 4В и всё начинается сначала.

Средством от этого является использование толстого провода или обратной связи. Первый вариант подходит когда устройство подключается надолго и провода короткие. Но мы делаем лабораторный блок питания поэтому будем использовать второй вариант. Вы наверное уже заметили R14. Это 0.5Ω тока ограничительный резистор, который будет обсуждаться позже. Он дает нам падение напряжения в 0.5В в любом случае.

В схеме выше есть обратная связь между FB+ и FBGND. R19 и R16 являются делителем напряжения на 2. R13 ограничивает ток и передает его на не инвертирующий вывод ОУ U2. Инвертирующий вывод ОУ U2 подключен к потенциометру P2 через резистор R17. U3 это интегральный 15В стабилизатор напряжения. Для большей стабильности он подключен к отдельной обмотке трансформатора (или отдельному трансформатору), отдельному диодному мосту G1 и сглаживающему конденсатору C3.

Vp = 0.5 ∙ VOUT, Vn = 0 . 15В. Если Vp> Vn, на выходе U2 15В. При этом T5 закрыт и на базе транзисторов T3/T6 будет 0В. При этом роль нагрузки на выходе будет выполнять С2 до Vp Vn. В этот момент все начинается снова. Опять мы видим, что ОУ U2 пытается сохранить Vp равно Vn. U2 используется как усилитель: она усиливает напряжение с Р2 в 2 раза (потому что R19 и R16 это делитель на 2). С Vn от 0 до 15В, VOUT будет от 0 до 30В.

Когда T5 закрывается, на С2 может быть до 30В. Так как напряжение базы T3 0В, -30В будет между базой Т3 и эмиттером Т6. Тем не менее, T6 может не выдержать напряжения менее -7В. R5 и R20 это делитель напряжения -30В для сохранности Т6.

Ограничитель тока

Когда выходной ток увеличивается, напряжение на R14 также будет увеличиваться. Это напряжение усиливается ОУ U1. Коэффициентом усиления можно управлять с помощью потенциометра P1. Когда выходное напряжение U1 превышает 0.6В Т2 открывается. Через него ток течет в T1, который также открывается. Когда ток с R3 попадает на T5, напряжение на выходе снизится до 0, и останется таким до того как переключатель SW1 замкнут.

ВНИМАНИЕ: Уберите нагрузку до замыкания SW1. Защита от перегрузки не работает пока SW1 закрыта!

Вы можете удивиться, почему напряжение с R14 сначала делится на R9 и R10, а затем усиливается U1. В худшем случае, OUT замкнут GND. Это означает, что через R14 будет течь полное выходное напряжение (до 30В), что сожжет ОУ U1.

Защита

При выключении питания, на C3 и C5 может на некоторое время остаться заряд. С C5 гораздо больше С3 и вероятно, что C3 будет разряжен в то время, как C5 прежнему заряжен. Если C3 пуст, U2 перестает функционировать, T5 будет открыт и напряжение с С5 будет на выходе! Защитная схема на Т4 предотвратит это. В то время, как есть напряжение на Т4 все работает как надо. Когда U2 перестает получать напряжение, Т4 открывается. В этом случае, T5 закрывается и ток перестает идти на R18 и D5. При этом выходное напряжение остается 0В.

Радиокомпоненты

При построении этого блока питания, вы можете столкнуться с некоторыми трудностями при покупке компонентов.

Трансформатор Tr1 — это 30V трансформатор с дополнительной обмоткой 20В. Если вы не можете найти трансформатор с двумя обмотками вы можете использовать 2 трансформатора.
Максимальное напряжение на С5 будет 30V ∙ √2 — 1.4 = 41V. Поэтому я выбрал для С2 конденсатор с максимальным напряжением 80В, максимальным пиковым током 5000мА и максимальным постоянным током 3300мА.

Максимальная рассеиваемая мощность в R4 412/3k3 = 0.51W. Как правило, в таком случае берётся следующее по ряду значение, в данном случае 1 Вт. Но напряжение на R4 не будет постоянно 41V, а только в течение коротких периодов времени, поэтому можно использовать 0,5 Вт резистор.
T6 — это мощный транзистор. Его минимальный коэффициент усиления по току составляет 20, поэтому максимальный ток в Т3 2A/20 = 0.10A. Максимальная рассеиваемая мощность 41V ∙ 0.10A = 4.1W. Согласно справочнику, максимальная рассеиваемая мощность без радиатора 2 Вт, так что это транзистор нуждается в радиаторе. Не используйте TIP41, так как его VCE = 40В. Используйте TIP41A/B/C.

T1 может быть любым PNP транзистором. T2 может быть любым транзистором NPN. T4 и T5 могут быть любыми транзисторами с VCE > 45В.
Максимальная рассеиваемая мощность R14 составляет 32 ∙ 0,5 = 4,5 Вт. Следующий доступный значение 5W.

ОУ U1 и U2 я использовал CA3140. Не используйте более дешевый LM741, они не подходят.

Если вы хотите получить напряжение на выходе больше или меньше 30 В, необходимо изменить не только трансформатор. Кроме того, необходимы рассчитанные на большее напряжение С2, С5, T4 и T5. Также необходимо пересчитать делители R19/R16 и R9/R10.

Сборка

Вы можете скачать печатную плату в нескольких форматах JPEG, EPS и HPGL ниже.

Компоненты, не включённые в печатную плату: трансформатор Tr1, диодная сборка G2, конденсаторы С5, С2 и диод D1. Они установлены в корпусе. Плюс конденсатора C5 подключается к контакту VSIN на плате, и его минус подключен к контакту VSGND на плате. С2 и D1 подключены непосредственно к выходным клеммам.

20В обмотка трансформатора подключена к контактам AC20A и AC20B на печатной плате.
Транзистор Т6, потенциометры P1 и P2, переключатель SW1 и светодиод D3 указаны на печатной плате, но не установлены на ней. Транзистор Т6 присоединён к радиатору и проводами подключен к плате. Остальные элементы выведены на переднюю панель и подключены к плате проводами. Выводы GND и OUT являются выходными клеммами. FB + и FBGND это контакты обратной связи. Я вывел их рядом с OUT и GND.

Рекомендуется использовать гнезда для U1 и U2 для их быстрой замены в случае поломки.

Простой регулируемый блок питания 0-30в

Всем давно известно, что без нормального регулируемого блока питания не возможно запустить ни один девайс сделанный своими руками. Ведь блок питания это основа радиолюбительской лаборатории, поэтому в этой статье я расскажу, как сделать простой регулируемый блок питания из доступных деталей всего на двух транзисторах. На этом рисунке изображена простая для изготовления схема регулируемого блока питания.

Читайте также  Как правильно паять?

Схема регулируемого блока питания на транзисторах

Эта схема очень неприхотлива в радиодеталях по этому, собрать её может каждый начинающий радиолюбитель практически из того, что имеется под рукой. Диодный мост Br1 пойдет практически любой с силой тока не менее 3А. Если нет диодного моста, замените его подходящими диодами. Конденсатор С1 можно заменить любым от 1000 мкФ до 10 000 мкФ. Переменный резистор Р1 от 5 до 10 кОм. Транзистор Т1 КТ815, BD137, BD139 транзистор Т2 КТ805, КТ819, TIP41, MJE13009 и многие другие советские и импортные аналоги, подбираются согласно требуемой нагрузке и мощности источника питания.

Диод D1 с силой тока не менее 3А, можно вообще заменить перемычкой, он защищает конденсатор C2 от переполюсовки при подключении к блоку питания аккумулятора. Источником питания для этой схемы может служить любой трансформатор от 12 до 30 вольт. Для своего блока питания я использовал тороидальный трансформатор от музыкального центра с двумя последовательно соединенными обмотками по 13,5В и силой тока 3,5А. После выпрямления напряжения на выходе получилось 30 вольт.

Все детали блока питания я, как всегда разместил на печатной плате размером 6,5 на 4,5 см. При установке транзисторов обратите внимание на цоколевку. Например у транзистора КТ819 ножки располагаются так ECB, а у транзистора MJE13009 так BCE, по этому транзисторы лучше всего соединить с платой небольшими кусочками провода и тогда у вас не возникнет проблем с правильной установкой транзисторов на радиаторе.

Печатная плата регулируемого блока питания 0-30В

Два транзистора установите на одном радиаторе без изоляционных прокладок потому, что коллекторы транзисторов на схеме соединяются вместе. Не забудьте места крепления транзисторов смазать термопастой. Диодную сборку желательно закрепить на небольшом радиаторе, она тоже не слабо нагревается. Для контроля выходных характеристик желательно установить универсальный китайский измерительный прибор (УКИП) обозначенный на схеме V/A1.

Все компоненты блока питания я разместил в стандартном корпусе от компьютерного блока питания. Только из за большого размера тороидального трансформатора от музыкального центра вентилятор пришлось разместить снаружи, но это на технические характеристики блока питания особо не влияет.

Благодаря мощному 3,5 амперному тороидальному трансформатору этот универсальный регулируемый блок питания я использую для питания различных самоделок и в качестве зарядного устройства для небольших аккумуляторов.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том как работает регулируемый блок питания.

Лабораторный блок питания 0-30в, 0-2а

Текущее время: Пт июл 30, 2021 01:51:32

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Лабораторный блок питания 0-30в 0-3А

Страница 1 из 2 [ Сообщений: 40 ] На страницу 1 , 2 След.

не подскажете как работает узел защиты по току,
и еще какие детали и чем Вы заменили (если заменили),

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Последний раз редактировалось Demo65 Сб мар 29, 2014 13:28:02, всего редактировалось 1 раз.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

_________________
«То, что я понял, — прекрасно, из этого я заключаю, что остальное, что я не понял, — тоже прекрасно». Сократ.

При замене в современном автомобиле электромеханических реле на интеллектуальные силовые ключи PROFET производства Infineon необходимо учитывать особенности их коммутации по сравнению с «сухими контактами» реле, а также особенности управления с их помощью различными типами нагрузок.

Спасибо большое Neon.

Demo65 , нет, еще не начал, но спасибо что предупредили!

Вебинар посвящен проектированию и интеграции встроенных и внешних антенн Quectel для сотовых модемов, устройств навигации и передачи данных 2,4 ГГц. На вебинаре вы познакомитесь с продуктовой линейкой и способами решения проблем проектирования. В программе: выбор типа антенны; ключевые проблемы, влияющие на эффективность работы антенны; требования к сертификации ОТА; практическое измерение параметров антенн.

А ЗАЧЕМ 2 ТЕМУ ПО ЭТОМУ БП? УЖЕ ЕСТЬ ТОПИК

Добавлено after 1 minute 24 seconds:
viewtopic.php?f=11&t=97550

Добавлено after 2 minutes 6 seconds:
БЮЛИН 40 СТРАНИЦ ОГБСУЖДЕНИЙ НИКТО ЧИТАТЬ не хочет все читают что проше задать свой вопрос в НОВОЙ ТЕМЕ

_________________
Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

А ЗАЧЕМ 2 ТЕМУ ПО ЭТОМУ БП? УЖЕ ЕСТЬ ТОПИК

Добавлено after 1 minute 24 seconds:
viewtopic.php?f=11&t=97550

Добавлено after 2 minutes 6 seconds:
БЮЛИН 40 СТРАНИЦ ОГБСУЖДЕНИЙ НИКТО ЧИТАТЬ не хочет все читают что проше задать свой вопрос в НОВОЙ ТЕМЕ

Эта схема не много отличается .

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

_________________
Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

_________________
Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами.
Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний.
Умный и у дурака научится, а дураку и ..
Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает
и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot] , ST7FOX и гости: 17

лабораторные блоки питания 174

Страница: 1 2 3 4 5

HY10010E, лабораторный блок питания 0-100В/10А
MASTER

HY30001E, лабораторный блок питания импульсный 0-300В/1A
MASTER

HY30002E, лабораторный блок питания импульсный 0-300В/2A
MASTER

HY3003, лабораторный блок питания 0-30В/3A
MASTER

HY3003F-2, лабораторный блок питания 0-30В/3Ax2 (аналог HY3003-2)
MASTER

HY3003F-3, лабораторный блок питания 0-30В/3Ax2, 5В/3A (аналог HY3003-3)
MASTER

HY3005, лабораторный блок питания 0-30В/5A
MASTER

HY3005B, лабораторный блок питания 0-30В/5A
MASTER

HY3005F, лабораторный блок питания 0-30В/5A, 5В/3А
MASTER

HY3005F-2, лабораторный блок питания 0-30В/5Ax2 (аналог HY3005-2)
MASTER

HY3005F-3, лабораторный блок питания 0-30В/5Ax2, 5В/3A (аналог HY3005-3)
MASTER

HY3005F-3, лабораторный блок питания 0-30В/5Ax2, 5В/3A (уценка, вмятина на корпусе)
MASTER

HY3005M-3, лабораторный блок питания 0-30В/5Ax2, 5В/3A
MASTER

HY3010E, лабораторный блок питания импульсный 0-30В/10A
MASTER

HY3020E, лабораторный блок питания импульсный 0-30В/20A
MASTER

HY3020E, лабораторный блок питания импульсный 0-30В/20A (уценка, вмятина на корпусе)
MASTER

HY3030E, лабораторный блок питания импульсный 0-30В/30A
MASTER

HY5002-2, лабораторный блок питания 0-50В/2Ax2
MASTER

HY5003, лабораторный блок питания 0-50В/3A
MASTER

HY5005E, лабораторный блок питания импульсный 0-50В/5A
MASTER

HY5005E-2, лабораторный блок питания импульсный 0-50В/5Aх2
MASTER

HY5010E, лабораторный блок питания импульсный 0-50В/10A
MASTER

HY5020E, лабораторный блок питания импульсный 0-50В/20A
MASTER

HY5030E, лабораторный блок питания импульсный 0-50В/30A
MASTER

HY6005E-2, лабораторный блок питания импульсный 0-60В/5Aх2
MASTER

PSU-24V, блок пит SICK 24В PNP/NPN
Sick

UTP3305, лабораторный блок питания 3 кан. 0-32В/5Ax2, 5В/5A
Uni-Trend

UTP3315TFL-II, лабораторный блок питания 1 кан. 0-30В/5A
Uni-Trend

Источник питания YH305D
YH

ELEMENT 1502D+, лабораторный блок питания 15В/2А (USB выход)
ELEMENT

ELEMENT 1502DD, лабораторный блок питания 15В/2А
ELEMENT

YH1501S, USB лабораторный блок питания 15В/1А
Yihua

Лабораторные блоки питания — какие они бывают (подборка-путеводитель)

Лабораторные блоки питания (ЛБП) отличаются от «обычных» тем, что позволяют менять и контролировать свои параметры (напряжение и ток), подстраивая их под требования питаемого устройства.

К лабораторным блокам питания также часто применяются повышенные требования по «чистоте» выходного напряжения, но единых требований в этом отношении нет — всё зависит от области применения.

Лабораторные блоки питания существуют с незапамятных времён; и кое-где даже до сих пор используются древнесоветские изделия (а собственно, почему бы и нет, если они находятся в работоспособном состоянии?!). Пример, как они выглядели (один из вариантов) — здесь.

Лабораторные блоки питания могут быть импульсными и линейными, а также иметь аналоговую или цифровую регулировку параметров.

Кроме лабораторных блоков питания, существуют и более простые регулируемые блоки питания. Они позволяют только установить напряжение на выходе, а контроля и регулировки выходного тока не имеют. Они не будут рассматриваться в этой статье, хотя в каких-то случаях и могут заменить ЛБП.

Подборку начнём с простого, но мощного импульсного лабораторного блока питания LW-K3010D (обзор).

По обычаям маркировки современных ЛБП, их максимальные выходные напряжение и ток указываются прямо в наименовании (как правило). Например, для данного блока это — 30 Вольт и 10 Ампер.

Но данный ЛБП всё-таки будет исключением: на самом деле он может отдать более высокое напряжение — до 32 Вольт («бонус» в 2 Вольта от производителя). По току он просто соответствует заявленным характеристикам без запаса.

Этот блок имеет чисто аналоговую настройку выходных параметров.

При этом напряжение устанавливается довольно точно (до 0.1 В) с помощью многооборотного переменника; а величина выходного тока стабилизации — наоборот, устанавливается довольно грубо с помощью «обычного» переменника.

К положительным качествам этого блока можно отнести не только высокую отдаваемую мощность, но и вертикальную конструкцию, занимающую мало места на столе.

Цена на момент составления подборки — около $50 — 60 при доставке в Россию.

Приобрести его можно на Алиэкспресс: Вариант 1 и Вариант 2.

Далее рассмотрим семейство импульсных лабораторных блоков питания от того же производителя (Longwei), но более продвинутых и дорогих: от PS-302DF (30 В, 2 А) и до PS-1003DF (100 В, 3 А); всего — целых 10 (!) вариантов комбинаций напряжения и тока:

Это семейство блоков питания имеет всё ещё чисто аналоговое управление, но уже улучшенное: имеются регуляторы грубой и точной настройки как по напряжению, так и по току.

Кроме того, улучшена индикация: добавлены показания мощности; и все индикаторы сделаны 4-значными.

И, до кучи, блоки имеют выход USB 5V 2A для зарядки мобильников. 🙂

Цена — от $75 с учётом доставки за стандартный блок PS-3010DF (30 В, 10 А) ссылка; и до $126 за самый высоковольтный PS-1003DF (100 В, 3 А) ссылка.

Существует также серия похожих по параметрам импульсных блоков питания компании Wanptek, но с другим дизайном. Эта серия включает восемь блоков с разными комбинациями токов и напряжений: от NPS306W (30 В, 6 А) и до NPS1203W (120 В, 3 А).

Один из серии этих блоков может отдать напряжение до 120 В; в то время, как у конкурентов максимум обычно составляет 100 В.

Эти блоки питания имеют узкую конструкцию, занимающую мало места на рабочем столе.

Индикация может быть трёх- или четырёхзначной; имеется индикатор мощности, отдаваемой в нагрузку.

Цена блоков — от $53 и до $86.

Приобрести его можно на Алиэкспресс можно по ссылкам: Вариант 1 или Вариант 2.

Для тех, кто любит «погорячее», можно рекомендовать импульсный лабораторный блок питания Gophert CPS-3232 (32 В, 32 А). Итого, мощность — свыше киловатта!

Этот лабораторный блок питания имеет плоскую конструкцию, в связи с чем удобнее его будет применять на рабочем месте, оборудованном дополнительными уровнями рабочего пространства над столом.

Но, поскольку блок — импульсный, то вес его не слишком большой — около 2.2 кг; несмотря на очень высокую мощность.

Блок имеет цифровое управление, но несколько «заковыристое»: с одним регулятором-энкодером и кнопочками переключения регулируемого параметра (ток или напряжение). Возможности запомнить несколько настроек нет.

Кроме того, по отзывам, его вентилятор может иметь повышенную шумность.

Цена — конечно же, не маленькая: около $157.

Посмотреть актуальные цены и/или купить блоки питания этого мощного семейства на Алиэкспресс можно здесь. По этой же ссылке можно найти другие блоки с параметрами от 16 В / 60 А до 36 В / 30 А.

Следующий лабораторный блок питания — KORAD KA3005D (30 В, 5 А).

Он не отличается высокой мощностью, зато отличается продвинутым цифровым управлением: он может запоминать несколько настроек. Кроме того, напряжение и ток могут устанавливаться с высокой точностью; что обеспечивается 4-значными индикаторами.

Блок питания — не из дешевых, цена составляет около $86 с учётом доставки.

Посмотреть актуальную цену и/или купить на Алиэкспресс можно здесь.

И, наконец, самый необычный из рассматриваемых сегодня лабораторных блоков питания — 3-канальный линейный лабораторный блок питания KORAD KA3305P.

Как и положено линейным блокам питания, он содержит много металла в виде трансформаторов и радиаторов, и потому — очень тяжелый. Его вес — 9.4 кг.

Один из его каналов — фиксированный и отдаёт напряжение 5 В при токе до 3 Ампер. Остальные два канала — регулируемые в пределах 0-30 В с током 0-5 А. Регулируемые каналы могут работать как «сами по себе», так и включены в параллельный или последовательный режим (инструкция — на сайте продавца, ссылка — далее).

Кроме того, этот блок питания имеет возможность запоминания нескольких настроек и интерфейс USB для связи с компьютером.

Цена на этот блок непременно заставит потребителя этот блок питания уважать и обращаться с ним с осторожностью. Она составляет $284 с учётом доставки в Россию. Что интересно — он уже может попасть под новый российский закон об уплате пошлины с товаров стоимостью свыше $200 (тут могут быть «тонкости», поскольку часть стоимости относится к доставке).

Посмотреть актуальную цену и/или купить на Алиэкспресс можно здесь.

Только что приведённая небольшая подборка не может охватить всё многообразие моделей лабораторных блоков питания, но показывает основные их классы.

Лабораторные блоки питания могут отличаться не только по мощности, но и по способу управления (цифровое или аналоговое), наличию памяти режимов, индицируемым параметрам, количеству каналов, и, наконец, по способу формирования выходного напряжения — импульсные или линейные блоки питания.

Линейные блоки питания — самые дорогие и тяжелые, поэтому их применение должно быть технически оправдано. Обычно они применяются в тех сферах, где предъявляются повышенные требования к уровню высокочастотных пульсаций и помех.

Во всех остальных случаях можно применять импульсные блоки питания, цена на которые — достаточно гуманная.

ЛАБОРАТОРНЫЙ БП 0-30 ВОЛЬТ — СХЕМА

С тех пор как возобновил свою радиолюбительскую деятельность, меня часто посещала мысль о качественном и универсальном лабораторном блоке питания. Имевшийся в наличии и произведенный лет 20 назад блок питания имел лишь два напряжения на выходе – 9 и 12 вольт при токе порядка одного Ампера. Остальные необходимые в практике напряжения приходилось «выкручивать» добавляя разные стабилизаторы напряжения, а для получения напряжений выше 12 Вольт — использовать трансформатор и разные преобразователи.

Такая ситуация порядком надоела и стал присматривать схему лабораторника в интернете для повторения. Как оказалось многие из них это одна и та же схема на операционных усилителях, но в разных вариациях. При этом на форумах обсуждения этих схем на тему их работоспособности и параметров напоминали тему диссертаций. Повторять и тратиться на сомнительные схемы не хотелось, и во время очередного похода на Алиэкспресс вдруг набрел на набор конструктора линейного блока питания с вполне приличными параметрами: регулируемым напряжением от 0 до 30 Вольт и током до 3 Ампер. Цена в 7,5 $, делала процесс самостоятельной покупки компонентов, разработки и травлением платы просто бессмысленным. В итоге, получил по почте вот такой набор:

Не взирая на цену набора, качество изготовления платы могу назвать отменным. В комплекте даже оказалось два лишних конденсатора на 0,1 мкф. Бонус — пригодятся)). Все что нужно сделать самому – это «включив режим внимания», расставить компоненты по своим местам и спаять. Китайские товарищи позаботились о том, чтобы перепутать, что либо смог только человек, впервые узнавший о батарейке и лампочке – на плату нанесена шелкография с номиналами компонентов. В финале получается вот такая плата:

Характеристики лабораторного блока питания

  • входное напряжение: 24 В переменного тока;
  • выходное напряжение: от 0 до 30 В (регулируемое);
  • выходной ток: 2 мА — 3 А (регулируемый);
  • пульсации выходного напряжения: менее 0.01%
  • размер платы 84 х 85 мм;
  • защита от короткого замыкания;
  • защита по превышению установленной величины тока.
  • О превышении установленного тока сигнализирует светодиод.

Для получения полноценного блока следует добавить лишь три компонента – трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 24 вольта при 220 вольтах на входе (важный момент, о котором подробно ниже) и током 3,5-4 А, радиатор для выходного транзистора и кулер на 24 Вольта для охлаждения радиатора при большом токе нагрузки. Кстати, в интернете нашлась и схема данного блока питания:

Из основных узлов схемы можно выделить:

  • диодный мост и фильтрующий конденсатор;
  • регулирующий узел на транзисторах VT1 и VT2;
  • узел защиты на транзисторе VT3 отключает выход, пока питание операционных усилителей не будет нормальным
  • стабилизатор питания вентилятора на микросхеме 7824;
  • на элементах R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5 построен узел формирования отрицательного полюса питания операционных усилителей. Наличие этого узла обуславливает питание всей схемы именно переменным током от трансформатора;
  • выходные конденсатор С9 и защитный диод VD9.

Отдельно нужно остановиться на некоторых компонентах примененных в схеме:

  • выпрямительные диоды 1N5408, выбраны впритык – максимальный выпрямленный ток 3 Ампера. И хоть диоды в мосте работают попеременно, все же не будет лишним заменить их более мощными, например диодами Шотки на 5 А;
  • стабилизатор питания вентилятора на микросхеме 7824 выбран на мой взгляд не совсем удачно – под рукой у многих радиолюбителей наверняка найдутся вентиляторы на 12 вольт от компьютеров, а вот куллеры на 24 В встречаются гораздо реже. Покупать такой не стал, решив заменить 7824 на 7812, но в процессе испытаний БП отказался от этой идеи. Дело в том, что при входном переменном напряжении в 24 В, после диодного моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 Вольта. Микросхема 7824 прекрасно справится с задачей рассеивания лишних 9, 84 Вольта, а вот 7812 приходится тяжко, рассеивая в тепло 21,84 Вольта.

Кроме того, входное напряжение для микросхем 7805-7818 регламентировано производителем на уровне 35 Вольт, для 7824 на уровне 40 Вольт. Таким образом, в случае простой замены 7824 на 7812, последняя будет работать на грани. Вот ссылка на даташит.

Учитывая вышеприведенное, имевшийся в наличии кулер на 12 Вольт подключил через стабилизатор 7812, запитав ее от выхода штатного стабилизатора 7824. Таким образом, схема питания кулера получилась хоть и двухступенчатой, но надежной.

Операционные усилители TL081, согласно даташита требуют двуполярное питание +/- 18 Вольт – в целом 36 Вольт и это максимальное значение. Рекомендуемое +/- 15.

И вот тут начинается самое интересное относительно переменного входного напряжения величиной 24 Вольта! Если взять трансформатор, который при 220 В на входе, выдает 24 В на выходе, то опять же после моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 В.

Таким образом, до достижения критической величины остается всего 2,16 Вольта. При увеличении напряжения в сети до 230 Вольт (а такое бывает в нашей сети), с фильтрующего конденсатора снимем уже 39,4 Вольта постоянного напряжения, что приведет к гибели операционных усилителей.

Выхода тут два: либо заменить операционные усилители другими, с более высоким допустимым напряжением питания, либо уменьшить количество витков во вторичной обмотке трансформатора. Я пошел по второму пути, подобрав количество витков во вторичной обмотке на уровне 22-23 Вольта при 220 В на входе. На выходе БП получил 27,7 Вольта, что меня вполне устроило.

В качестве радиатора для транзистора D1047 нашел в закромах радиатор процессора. На нем же закрепил стабилизатор напряжения 7812. Дополнительно установил плату контроля оборотов вращения вентилятора. Ею со мной поделился донорский компьютерный блок питания ПК. Терморезистор закрепил между ребер радиатора.

При токе в нагрузке до 2,5 А вентилятор вращается на средних оборотах, при повышении тока до 3 А в течении длительного времени вентилятор включается на полую мощность и снижает температуру радиатора.

Индикатор цифровой для блока

Для визуализации показаний напряжения и тока в нагрузке применил вольтамперметр DSN-VC288, который обладает следующими характеристиками:

  • диапазон измерений: 0-100 В 0-10A;
  • рабочий ток: 20mA;
  • точность измерения: 1%;
  • дисплей: 0.28 » (Два цвета: синий (напряжение), красный (сила тока);
  • минимальный шаг измерения напряжения: 0,1 В;
  • минимальный шаг измерения силы тока: 0,01 A;
  • рабочая температура: от -15 до 70 °С;
  • размер: 47 х 28 х 16 мм;
  • рабочее напряжение, необходимое для работы электроники ампервольтметра: 4,5 – 30 В.

Учитывая диапазон рабочего напряжения существует два способа подключения:

  • Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне от 4,5 до 30 Вольт, то тогда схема подключения выглядит так:

  • Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне 0-4,5 В или выше 30 Вольт, то до 4,5 Вольт ампервольтметр не запустится, а при напряжении более 30 Вольт он просто выйдет из строя, во избежание чего следует воспользоваться следующей схемой:

В случае с данным блоком питания, напряжение для питания ампервольтметра есть из чего выбрать. В блоке питания есть два стабилизатора – 7824 и 7812. До 7824 длина провода получалась короче, поэтому запитал прибор от него, подпаяв провод к выходу микросхемы.

О проводах из комплекта

  • провода трехконтактного разъема тонкие и выполнены проводом 26AWG – толще тут и не нужно. Цветная изоляция интуитивно понятна – красный это питание электроники модуля, черный это масса, желтый — измерительный провод;
  • провода двухконтрактного разъема – это провода токоизмерительные и выполнены толстым проводом 18AWG.

При подключении и сравнении показаний с показаниями мультиметра, расхождения составили 0,2 Вольта. Производитель предусмотрел подстроечные сопротивления на плате для калибровки показаний напряжения и тока, что является большим плюсом. В некоторых экземплярах наблюдается отличные от нуля показания амперметра без нагрузки. Оказалось, что решить проблему можно сбросом показаний амперметра, как показано ниже:

Картинка из интернета, потому прошу простить за грамматические ошибки в надписях. В общем со схемотехникой закончили — переходим к изготовлению коробки.

Добавить комментарий