Graude-msk.ru

Ремонт бытовой техники
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лабораторный блок питания своими руками

Лабораторный блок питания своими руками

Все мастера, занимающиеся ремонтом электронной аппаратуры, знают о важности наличия лабораторного блока питания, с помощью которого можно получать различные значения напряжения и тока для использования при зарядке устройств, питании, тестировании схем и т. д. В продаже имеется много разновидностей таких аппаратов, но опытным радиолюбителям вполне по силам изготовить лабораторный блок питания своими руками. Использовать для этого можно бывшие в употреблении детали и корпуса, дополнив их новыми элементами.

Самостоятельная сборка БП

Самостоятельная сборка БП

Регулируемый блок питания 0…16В 5А.

Предлагаем вашему вниманию универсальный блок питания, который имеет на выходе два постоянных стабилизированных напряжения 5 и 12,6 вольт, а также регулируемый выход, позволяющий изменять выходное напряжение в пределах от 0 до 16 вольт. Последний выдерживает ток нагрузки порядка 5 ампер. Токи стабилизаторов DA1 и DA2 соответствуют техническим характеристикам этих элементов. Приведенная ниже схема публиковалась в 2011 году в одном из выпусков журнала “Радиомир”.

Блок питания обладает следующими характеристиками:

● Сетевое напряжение …………………………………………………………….……………. 180-230 В;● Мощность, потребляемая от сети …………………………………………………..….…….…120 Вт;● Выходное напряжение первого канала …………. ……. …..… 5 В при токе до 2 ампер;● Выходное напряжение второго канала …………. …….12,6 В при токе до 1,5 ампер;● Выходное напряжение регулируемого канала . … 0 – 16 В при токе до 5 ампер.

Принципиальная схема изображена на рисунке ниже.

Рассмотрим схему этого стабилизатора.Сетевое напряжение 220 вольт поступает на входной фильтр от помех, собранный на T1 и двух конденсаторах С1 и С2 (был взят готовый от БП компьютера), далее на понижающий трансформатор Т2. Выпрямитель реализован на диодной сборке КВР206, правда остается не понятно, эта сборка диодов расчитана на Uобрат=600В, но ток она способна пропустить всего 2 ампера. Технические характеристики смотри на картинке ниже.

Вместо нее наверно лучше было бы поставить, например, KBU6G, (RS604) мост 6А, 400В. Параметры этой диодной сборки такие:

— Максимальное постоянное обратное напряжение, В ………………………..………….400;- Максимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток, А …………………………..6;- Максимальное импульсное обратное напряжение, В ……………………..…………….480;- Максимальный допустимый прямой импульсный ток, А ……………..…..…………….250;- Максимальный обратный ток, мкА …………………………………………………………. 10;- Максимальное прямое напряжение, В ………………………………………………………. 1.

Или, например, 8GBU06 (GBU8J), Диодный мост, 8А 600В.

При неимении подобных диодных сборок, выпрямительный мост можно собрать из отдельных диодов, способных выдерживать большие токи. Например, можно использовать Д231, Д213, Д246, или подобные.

Пятивольтовый канал собран на микросхеме 7805 (КР142ЕН5А). Это стабилизатор фиксированного напряжения. Вот его параметры:

— Тип ……………………………..…. …. ….… нерегулируемый- Выходное напряжение, В……….……….…. ……. ………. 5- Ток нагрузки, А………………………….………. ……………… 2- Тип корпуса ……………………………….………. ….. TO220- Максимальное входное напряжение, В …. …..15- Нестабильность по напряжению, % . 0.05- Нeстабильность по току, % …………………. ………..1.33- Температурный диапазон, C………………. …. ….-10…70

Двенадцативольтовый канал реализован на стабилизаторе фиксированного напряжения 7812 (КР142ЕН8Б).

Технические характеристики 7812 (КР142ЕН8Б):- Тип . нерегулируемый- Выходное напряжение, В. 12- Ток нагрузки, А . 1,5- Тип корпуса. TO220- Максимальное входное напряжение, В. 35- Нестабильность по напряжению, %. 0.05- Нeстабильность по току, %. 0,67- Температурный диапазон, C. -10…70

Импортным аналогом КР142ЕН8Б является микросхема A7812C.

Обратите внимание, выходное напряжение этого канала на 0,6 вольта сделано больше, чем напряжение, которое выдает микросхема (за счет диода VD2), т.е. на ее выходе получается 12,6 вольт. Это сделано для того, чтобы была возможность при необходимости подзарядить 12 вольтовый аккумулятор.

Читайте так же:
Регулировка мощности 380 вольт

Схема, защищающая стабилизатор от перегрузки и КЗ выполнена на микросхеме DA3 (TL431). Она представляет собой трехвыводной регулируемый прецизионный параллельный стабилизатор с высокой температурной стабильностью. Выпускается фирмами MOTOROLA и TEXAS INSTRUMENTS. Изготавливается в корпусах как для обычного, так и поверхностного монтажа (смотри рисунок ниже).

Параметры TL431: для увеличения таблицы кликните на изображении.

Аналоги TL431 : 142ЕН19 , HA17431A , AS2431A1D , IR9431N , LM431BCM , TL431ACD , AS2431A1LP , KA431ACZ , LM431BCZ , KA431AD , LM431BIM , SPX431LS , AS2431B1LP , HA17431VP и другие.

На транзисторе VT1 (КТ829А) собран собственно сам регулятор 0 – 16 вольт. Параметры транзистора смотри ниже.

Импортными аналогами КТ829А являются: 2SD686 , 2SD691 , 2SD692 , BD263A , BD265А , BD267A , BD335 , BD647 , BD681 , BDW23C , BDX53C.При увеличении напряжения на резисторе R8 при перегрузках или коротком замыкании на выходе регулируемого канала, произойдет открытие DA3, которая в свою очередь зашунтирует базу VT1 и ограничит выходной ток стабилизатора. Необходимый ток ограничения можно выставить сопротивлением R7. Автор статьи утверждает, что вместо микросхемы DA3 возможно поставить любой транзистор не большой мощности с обратной проводимостью. Резистор R8 намотан нихромом 1мм на 2 ваттный резистор типа МЛТ.Зеленый светодиод HL2 индицирует наличие напряжения на выходе. HL1 горит при подключенном блоке питания к сети 220 вольт.

Печатная плата устройства изображена на следующем рисунке.

В качестве амперметра применена головка на 100 мкА (например, можно поставить М2003), которая подключена к шунту RS1. Шунт можно изготовить путем намотки 10 витков медного провода диаметром 0,8мм на оправку диаметром 8мм. Чтобы подогнать показания измерительной головки , последовательно ей подключают подстроечный резистор (можно многооборотный), и с помощью него подгоняют показания относительно эталонного амперметра, включенного последовательно с нагрузкой. В качестве эталонного амперметра можно использовать цифровой мультиметр, включенный в режим измерения больших токов.Электролит С3 (смотри схему), ставьте вольт на 35, меньше утечки, меньше греться будет.Трансформатор выбирайте ватт на 150 – 200, например, перемотанный ТС-180 (200) от старых телевизоров, или типа ТПП-292 (293, 294, 303). На вторичной обмотке должно быт порядка 18 – 24 вольт, и чтобы она могла выдерживать ток порядка 5 – 6 ампер.Микросхемы стабилизаторов можно закрепить к металлическому корпусу блока питания через слюду. VT1 ставится на радиатор. При подстройке резистора R7, его оставляют в таком положении, когда при плавном вращении ручки потенциометра R3 напряжение на нагрузке перестает расти.

Гибридный лабораторный блок питания PS-3010PL

Лабораторный блок питания Крепыш

— гарантия год. Техническая поддержка от разработчика.

Снят с производства

Общее описание

Лабораторный блок питания PS-3010PL «Крепыш II» является регулируемым источником напряжения и тока с максимальным выходным напряжением 30В, максимальным выходным током 10А и максимальной выходной мощностью 200Вт.

Установка (программирование) выходных параметров осуществляется двумя энкодерами с встроенной кнопкой, один энкодер предназначен для установки напряжения, второй для установки тока. Вход в режим регулировки и выбор регулируемого разряда осуществляется нажатием энкодера.

В лабораторном источнике питания используется многоступенчатое преобразование: резонансный преобразователь -> синхронный step-down -> линейный стабилизатор, чем обеспечивается высокое быстродействие блока питания, малые пульсации выходного напряжения и тока, относительно малый вес и габариты источника питания.

Лабораторный блок питания имеет режим Вольтметр, который позволяет измерять напряжение на клеммах блока питания при отключенном выходе, что удобно например при зарядке аккумуляторных батарей.

Для управления режимами токовой защиты, режимом Вольтметр и пр. настроек в блоке питания реализовано пользовательское меню.

Читайте так же:
Регулировка пластиковых окон старого образца

Точность и стабильность

В лабораторном блоке питания PS-3010PL используются прецизионные термостабильные резисторы с ТКС 25 ppm/C, константановый датчик тока, термостабильный ИОН с ТКН 25-100 ppm/C и другие термостабильные компоненты, чем обеспечивается высокая стабильность установленных напряжения и тока. В процессе работы блока питания не требуется подстройка установленных параметров.

Измерение выходного напряжения и тока осуществляется 16-ти битным сигма-дельта АЦП, что обеспечивает высокую точность измерения.

Калибровка и проверка блока питания проводится с использованием прецизионного мультиметра SANWA PC5000a, имеющего базовую погрешность 0,03%.

Реальная защита от переполюсовки

Важной особенностью блока питания является наличие быстродействующей защиты от переполюсовки (отрицательного напряжения на входе). Большинство лабораторных блоков питания имеют на выходе диод, подключенный анодом к минусу, а катодом к плюсу выхода. Предполагается, что данный диод защищает от переполюсовки, что весьма спорно. При подключении блока питания с диодом к источнику ЭДС (аккумулятор, схема с заряженными электролитическими конденсаторами на входе) в обратной полярности, диод оказывается прямосмещённым и вся энергия источника ЭДС протекает через этот диод, при этом может выйти из строя как сам лабораторный блок питания так и входные цепи питаемого устройства. По сути этот диод защищает не питаемое устройство, а источник питания. В лабораторном блоке питания нет диода на выходе и реализована быстродействующая защита от переполюсовки: при наличии отрицательного напряжения на входе (менее минус 0,5В) силовой выход блока питания полностью отключается от выходных клемм , остаются подключенными только измерительные цепи сопротивление которых более 200 кОм. При этом на семисегментных индикаторах отображаются мигающие знаки —-, что сигнализирует о наличии отрицательного напряжения на входе. При снятии отрицательного напряжения блок питания переходит в штатный режим.
Защита от переполюсовки может быть установлена в пассивный режим (отключена), в данном режиме отключение выхода происходит не по признаку отрицательного напряжения на выходе, а при протекании через блок тока свыше 10,5А, время реакции примерно 2мс. Пассивный режим необходим при последовательном соединении блока питания с другими источниками или при работе на индуктивную нагрузку при коммутации которой возникают кратковременные выбросы отрицательного напряжения.

Режимы токовой защиты

Лабораторный блок питания имеет быстродействующую защиту по току и относительно малую емкость на выходе блока питания, что обеспечивает быстрый спад выходного напряжения при перегрузке по току. Быстрый спад выходного напряжения особенно важен при питании слаботочных электронных устройств.

Токовая защита блока питания имеет два режима: Ограничение и Триггер. В режиме Ограничение выходной ток ограничивается на заданном уровне, в режиме Триггер при превышении выходного тока в течение примерно 10мс ток ограничивается на заданном уровне, после чего происходит отключение выхода. При отключении выхода по превышению тока в режиме Триггер индикатор СС часто мигает, сброс индикации осуществляется энкодером тока.

Схема регулировки тока и напряжения для лабораторного блока питания

Прежде всего необходимо сформулировать свои требования к техническим характеристикам БП. У любых источников питания есть две важнейших характеристики: выходное напряжение и максимальный выходной ток, который БП сможет отдавать в нагрузку. Выходное напряжение должно регулироваться — ведь не будете же вы к каждой новой конструкции покупать свой отдельный источник питания.

Блок питания для лаборатории радиолюбителя

Также желательна и регулировка выходного тока, чтобы в случае чего его можно было ограничить определенным значением. Защита от короткого замыкания в нагрузке тоже нужна — ведь от ошибок никто не застрахован. Свежеспаянное устройство может закоротить цепи питания, погубив и себя, и БП. Пульсации выходного напряжения — еще один важный параметр, на который следует обратить внимание, выбирая БП. Чем меньше значение пульсаций выходного напряжения, тем лучше для вашего устройства.

Читайте так же:
Регулировка мансардных окон fakro

К покупным источникам питания можно повысить требования.

Обратите внимание на:

  • способ индикации выходного напряжения и тока — аналоговый или цифровой;
  • одноканальность или двухканальность БП;
  • регулировку напряжения и тока — аналоговая или цифровая (проще говоря — кнопочная или «крутилкой»);
  • шаг изменения выходного напряжения и тока, точность установки этих параметров;
  • внешний вид, наконец, и удобство управления.

Рекомендуемые блоки питания

Если есть возможность приобрести готовые источники питания, то вполне подойдет одноканальный БП фирмы MCP с регулируемым напряжением и током, у которого регулируемое выходное напряжение в диапазоне 0 — 30 В, регулируемый выходной ток, максимальный ток — 5 А. Есть защита от КЗ в нагрузке.

Одноканальный блок питания фирмы MCP

Или источники питания, выпускаемые компанией Matrix:

Одноканальный блок питания. Максимальное выходное напряжение у него 30 В, с регулировкой от нуля до 30, максимальный ток — 5А, также регулируемый. Регулировка аналоговая — переменными резисторами.

Блок питания Matrix

Более сложный блок питания — двухканальный, с раздельной регулировкой тока и напряжения в каждом канале.

Двухканальный блок питания с раздельной регулировкой тока и напряжения в каждом канале.

В этом устройстве два независимых канала — каждый со своей регулировкой тока и напряжения. Индикация также раздельная.

При всем разнообразии этих БП не следует забывать, что за все нужно платить. Самый простой источник питания может вам обойтись в 3500 рублей, ну а верхний предел и называть на стоит.

Лабораторный блок питания своими руками

Однако, вполне вероятно (и даже наверняка), что для начала вам будет достаточно более простого БП, который можно собрать самому. Он, конечно, будет не так красив, как фирменный — зато будет сделан вашими собственными руками, да и обойдется не в пример дешевле, а со своими обязанностями будет справляться не хуже.

Итак, у первого нашего БП регулируемое выходное напряжение в диапазоне 1,5 — 15 В и максимальный выходной ток 1А.

Схема блока питания показана на рисунке ниже.

Схема блока питания

Вам потребуется трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 13 — 15 В и выдерживающий ток 1 А. Мощность трансформатора — 15 — 20 Вт. Вполне подойдут готовые, например, от старых телевизоров или радиоприемников. Также потребуется диодный мост — VD1, с максимальным током не менее 1 А. Стабилитрон VD2 можно заменить на КС515 или любой другой с напряжением стабилизации 15 В. Переменный резистор R2 — любого типа; R1, R2 — также любого типа, мощностью 0,25 Вт. Транзистор VT1 — КТ315 с любым буквенным индексом или КТ3102, VT2 — КТ817, также с любой буквой. Конденсатор С1 — с рабочим напряжением не менее 25 В. С2 — керамический или пленочный — не имеет значения. Амперметр А — с током полного отклонения стрелки 1 — 2 А, вольтметр V — с напряжением полного отклонения стрелки 15 — 20 В.

Вообще, амперметр и вольтметр ставить не обязательно — БП будет прекрасно работать и без них. Эти приборы нужны для контроля за выходным напряжением БП и потребляемым нагрузкой током. А то и другое можно проконтролировать с помощью внешних приборов. Предохранитель F2 — на ток не более 2 А. Если его не установить, то в случае КЗ могут сгореть транзисторы и диодный мост. Транзистор VT2 нужно обязательно установить на радиатор площадью не менее 100 кв. см, иначе он может перегреться.

Читайте так же:
Металлический браслет для часов регулировка

Первое включение блока питания должно происходить, разумеется, без нагрузки. После включения устройства резистором R2 регулируем выходное напряжение и контролируем этот процесс по вольтметру V или внешнему прибору. Если все в порядке, можно подключать нагрузку.

Блок питания на микросхеме

Второй блок питания проще, поскольку в нем используется микросхема. Его выходное напряжение лежит в пределах 1,2…20 В с максимально допустимым током 1,0 А. Блок питания имеет встроенную систему защиты от перегрузки по току и превышению максимально допустимой температуры.

Технические характеристики:

  • Выходное напряжение, В: 1,2…20+5%
  • Номинальный ток нагрузки, А: 1,0
  • Максимальный ток нагрузки, А: 1,2
  • Минимальное входное напряжение переменного тока при номинальном токе нагрузки, не менее, В: 7,0 (при выходном напряжении не более 1,5 В)
  • Максимально допустимое входное напряжение переменного тока при номинальном токе нагрузки, не более, В: 26,0

Состоит блок питания из выпрямителя на диодах VD1…VD4, сглаживающего фильтра (конденсатор С1) и линейного стабилизатора напряжения на интегральной микросхеме DA1. Выходное напряжение стабилизатора устанавливается с помощью переменного резистора R1.

Блок питания на микросхеме

Диоды VD1…VD4 — КЦ405, VD5 и VD6 — любые кремниевые, на ток до 1 А.

На стабилизированный источник питания входное напряжение переменного тока необходимо подавать от понижающего трансформатора, который обеспечивает выходное напряжение не более 24 — 26 В при токе 1,2 А.

Обратите внимание, для нормальной работы микросхемы DA1 напряжение между входом и выходом микросхемы DA1 при максимальном выходном токе должно находиться в пределах 3…10 В.

Источник: журнал «Левша»

Вам также может пригодиться регенератор аккумуляторных батарей. Не пропустите интересную статтью!

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.

Читайте так же:
Как отрегулировать давление насосная станция для частного дома

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.

Блок в конечном виде

Для транзисторов необходимо подобрать подходящий радиатор, который сможет рассеивать тепло. Более того, внутри монтируется вентилятор, для охлаждения диодного моста. Еще один устанавливается на внешнем радиаторе, который будет обдувать транзисторы.

Для внутренней начинки желательно подобрать качественный корпус, так как вещь получилась серьезной. Все элементы следует хорошо зафиксировать. На фото лабораторного блока питания, можно заметить, что на замену стрелочным вольтметрам пришли цифрового устройства.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector