Лабораторный блок питания из бесперебойника своими руками 0 30в 0 10а
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 05.10.2024
Как неисправный или устаревший источник бесперебойного питания (UPS) переделать в лабораторный источник питания для радиолюбителя.
Основное назначение источников бесперебойного питания (ИБП) - непродолжительное питание различной офисной техники (в первую очередь, компьютеров) в аварийных ситуациях, когда отсутствует сетевое напряжение.
В состав ИБП входит аккумулятор (как правило, напряжением 12 В), повышающий преобразователь напряжения и узел управления. В дежурном режиме происходит подзарядка аккумулятора, в аварийном - включается преобразователь напряжения. Как и всё оборудование, ИБП выходят из строя или морально устаревают.
Поэтому их можно использовать как основу для изготовления, например, лабораторного блока питания (БП). Наиболее подходящими для этого могут быть ИБП, у которых преобразователи напряжения работают на низкой частоте (50. 60 Гц), и в их состав входит мощный повышающий трансформатор, который может работать и как понижающий.
Для изготовления лабораторного БП в качестве "донора" был использован ИБП KIN-325A. При разработке ставилась задача получить простую схему, применив при этом как можно больше элементов от "донора".
Кроме трансформатора и корпуса, были использованы мощные полевые транзисторы, выпрямительные диоды, микросхема счетверённого ОУ, электромагнитное реле, все светодиоды, варистор, некоторые разъёмы, а также оксидные и керамические конденсаторы.
Принципиальная схема
Схема БП показана на рис. 1. Сетевое напряжение через плавкую вставку FU1 и выключатель питания SA1 поступает на первичную обмотку трансформатора ТІ (маркировка - RT-425B).
Варистор RU1, включённый параллельно этой обмотке, совместно с плавкой вставкой защищают БП от повышенного сетевого напряжения. Через токоограничивающий резистор R1 и диод VD1 питается светодиод HL1, сигнализирующий о наличии сетевого напряжения.
Рис. 1. Принципиальная схема источника питания, для переделки старого бесперебойника (ИБП, UPS).
Мощный выпрямитель на диодных сборках VD2-VD5 подключён к обмотке II (с отводом посередине, номинальное напряжение 16 В) трансформатора Т1. В зависимости от положения контактов реле К1.1 выпрямитель работает как двухполупериодный с общим выводом трансформатора (показано на рис. 1) и выходным напряжением около 10 В или как мостовой с выходным напряжением около 20 В. Выходное напряжение этого выпрямителя поступает на регулирующий элемент - полевой транзистор VT1.
Конденсаторы С1 и С3 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения, резистор R2 - датчик тока. Резистор R17 обеспечивает минимальную нагрузку стабилизатора напряжения при отсутствии внешней нагрузки.
Маломощный выпрямитель собран на диодах VD6-VD9 и сглаживающих конденсаторах С2 и C5. От него питается параллельный стабилизатор напряжения на микросхеме DA1, ОУ DA2, реле К1 и вентилятор M1. Светодиод HL2 сигнализирует о наличии напряжения на выходе этого выпрямителя.
Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA2.3 и транзисторе VT1. Образцовое напряжение на регулятор напряжения - резистор R11 - поступает с выхода стабилизатора на микросхеме DA1. Выходное напряжение БП с движка подстроечного резистора R12 поступает на инвертирующий вход ОУ DA2.3. Этим резистором устанавливают максимальное выходное напряжение.
Регулируемый ограничитель тока собран на ОУ DA2.1 и DA2.2. Напряжение, пропорциональное выходному току с датчика - резистора R2, поступает на усилитель напряжения на ОУ DA2.1 и затем на ОУ DA2.2, который сравнивает его с образцовым, поступающим на его неинвертирующий вход с выхода резистивного делителя R4R7R8. Резисторами R7 и R8 устанавливают порог ограничения тока.
Транзистор VT2 управляет реле К1. Оно сработает, когда напряжение на затворе этого транзистора превысит пороговое значение (для указанного на схеме транзистора пороговое напряжение - 2. 4 В). Подстроечным резистором R19 устанавливают выходное напряжение БП, при превышении которого реле переключает выходное напряжение выпрямителя.
Транзистор VT3 совместно с терморезистором RK1 управляет вентилятором M1. Он включается, когда температура теплоотвода, на котором установлены транзистор VT1 и терморезистор, превысит заранее установленное значение. Пороговую температуру устанавливают резистором R15.
Напряжение питания терморезистора стабилизировано параметрическим стабилизатором VD11R16. Излишнее напряжение питания реле К1 падает на резисторе R13, а вентилятора М1 - на резисторе R18.
Если ток нагрузки не превышает порогового значения, напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA2.2 больше напряжения на инвертирующем, на его выходе присутствует напряжение, близкое к напряжению питания, поэтому диод VD10 закрыт, а ток через светодиод HL3 не протекает.
В этом случае управляющее напряжение на затвор полевого транзистора VT1 поступает с выхода ОУ DA2.3 через резистор R14 и работает стабилизатор напряжения. Если выходное напряжение стабилизатора менее 4 В, транзистор VT2 закрыт и реле К1 обесточено.
В этом случае на стоке транзистора VT1 напряжение - 10 В. При выходном напряжении более 4 В транзистор VT2 открывается и реле К1 срабатывает. В результате напряжение на стоке транзистора VT1 повышается до 20 В. Такое техническое решение позволяет повысить КПД устройства.
Когда ток нагрузки превысит пороговое значение, напряжение на выходе ОУ DA2.2 уменьшится, диод VD10 откроется и напряжение на затворе транзистора VT1 уменьшится до значения, обеспечивающего протекание установленного тока. В этом режиме через светодиод HL3 протекает ток, и он сигнализирует о переходе в режим ограничения тока.
Ток ограничения устанавливают резистором R8 в интервале 0. 0,5 А и R7 - в интервале 0. 5 А. Конденсаторы С4 и С6 обеспечивают устойчивость работы ограничителя тока. Увеличение их ёмкости повышает устойчивость, но снижает быстродействие ограничителя тока.
Детали и печатная плата
В устройстве применены постоянные резисторы - С2-23, Р1-4 или импортные, подстроечные - СП3-19, переменные - СП4-1, СПО. Чтобы шкала переменных резисторов, регулирующих напряжение или ток, была линейной, они должны быть группы А. Терморезистор - ММТ-1. Резистор R2 изготовлен из отрезка провода ПЭВ-2 0,4 длиной 150 мм.
Кроме функции датчика тока, он работает и как плавкий предохранитель при возникновении аварийных ситуаций. Оксидные конденсаторы - импортные, на месте неполярных можно использовать керамические К10-17.
Вентилятор - компьютерный с током потребления 100.150 мА, его ширина должна быть равна ширине теплоотвода. Реле - любое, рассчитанное на коммутируемый ток 10 А и номинальное напряжение обмотки 12. 15 В.XS2, XS3 - гнёзда или клеммники.
Большинство элементов размещены на двух печатных платах, изготовленных из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5.2 мм. На первой (рис. 2) собраны выпрямители, смонтированы транзисторы VT2, VT3 с "окружающими" их элементами и некоторые другие детали.
Рис. 2. Печатная плата 1 для схемы блока питания.
Печатные проводники, соединяющие элементы мощного выпрямителя, "усилены" - на них припаяны отрезки лужёного медного провода диаметром 1 мм. "Штатные" выводы трансформатора Т1 проводные, они снабжены двумя гнёздами.
Если планируется их использовать, на первой плате монтируют соответствующие им вилки, которые выпаивают из "родной" платы ИБП. На второй плате (рис. 3) смонтированы все микросхемы, светодиоды, а также некоторые другие элементы.
Рис. 3. Печатная плата 2 для схемы блока питания.
На стороне, свободной от печатных проводников, приклеен кнопочный выключатель SA1 (П2К или аналогичный). Светодиоды должны входить в "штатные" отверстия на передней стенке корпуса, к выключателю приклеивают "штатный" толкатель.
Первая плата установлена рядом с задней стенкой корпуса, вторая - вплотную к передней. Для крепления плат использованы по два шурупа и "штатные" крепёжные пластмассовые стойки на верхней крышке корпуса.
На ребристом теплоотводе с внешними размерами 30x60x90 мм (он установлен между платами) размещены транзистор VT1, терморезистор и вентилятор.
На терморезистор надевают термоусаживаемую трубку и затем приклеивают к теплоотводу рядом с транзистором. Поскольку при изменении температуры терморезистора полевой транзистор VT3 открывается и закрывается плавно, вентилятор начинает вращение и останавливается также плавно. Поэтому транзистор VT3 может заметно разогреваться и заменить его на маломощный, например 2N7000, нельзя.
На передней панели (рис. 4) в отверстиях установлены переменные резисторы и разъёмы XS2 и XS3, к которым припаяны резистор R17 и конденсатор С7. Блочная вилка XP1 и гнездо XS1 - "родные", они размещены на задней стенке в нижней её части.
Рис. 4. Фото переделанного блока бесперебойного питания в лабораторный источник питания.
Гнездо XS1 можно использовать для подключения какого-либо устройства, работающего одновременно с лабораторным БП, например осциллографа.
Налаживание начинают с установки максимального выходного напряжения. Делают это с помощью резистора R12, движок резистора R11 при этом должен быть в верхнем по схеме положении. Если встраивать вольтметр в блок питания не планируется, резистор R11 снабжают ручкой с указателем и градуируют его шкалу.
При открытом транзисторе VT2 подборкой резистора R13 устанавливают на реле К1 номинальное напряжение, а при открытом VT3 резистором R18 устанавливают напряжение 12 В на вентиляторе M1. Температуру включения вентилятора устанавливают резистором R15.
Налаживание
Для налаживания ограничителя тока к выходу БП подключают последовательно соединённые амперметр и нагрузочный переменный резистор сопротивлением 10.15 Ом и мощностью 50 Вт.
Движки резисторов R4 и R7 устанавливают в левое по схеме положение, движок R8 - в правое. Нагрузочный резистор должен иметь максимальное сопротивление.
При выходном напряжении около 10 В нагрузочным резистором устанавливают ток 5 А, а резистором R5 - напряжение 0,9.1 В на выходе ОУ DA2.1.
С помощью нагрузочного резистора увеличивают выходной ток нагрузки до 6 А и, плавно вращая движок резистора R4, добиваются включения светодиода HL3 (включения режима ограничения тока) и затем устанавливают резистором R4 выходной ток 5 А. При перемещении движка резистора R7 вправо (по схеме) выходной ток должен уменьшиться до нуля. В этом случае резистором R8 можно регулировать выходной ток в интервале 0.0,5 А.
Если встраивать амперметр в блок питания не планируется, шкалы этих резисторов градуируют. Для этого (в режиме ограничения тока) изменяют выходное напряжение и сопротивление нагрузки, устанавливают требуемое значение тока и наносят метки на шкалу.
При этом в интервале 0.0,5 А ток устанавливают резистором R8 (резистор R7 должен быть в положении "0"), а в интервале 0.5 А - резистором r7 (резистор R8 - в положении "0").
В режиме ограничения тока можно заряжать аккумуляторы и аккумуляторные батареи. Для этого устанавливают конечное напряжение и ток зарядки, а затем подключают аккумуляторную батарею (аккумулятор).
Дальнейшее направление доработки предложенного блока питания - установка встроенного цифрового вольтметра, амперметра или комбинированного измерительного устройства.
Выпрямленное напряжение равное 19V подаётся на цифровой амперметр далее на регулятор тока выполненный
стабилизации тока. Стабилизация напряжения выполнена по стандартной схеме на TL431. Но для того чтобы
сток VT2 гальванически был соединён с "-" выхода применили инвертор на VT3 в режиме стабилизатора тока.
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
| 0 |
Komandor58 Вы правы. Но это реальная схема. В первоночальной схеме у меня не было шестивольтовой подпитки и для выставления ограничения тока (закорачивая выход) амперметр не светился и я его поставил до стабилизатора. В последствии не стал переносить на выход, так как при ХХ стабилизатор "кушает" меньше 10 мА. При повторении схемы амперметр можно поставить на выход.
| 0 |
| 0 |
error Амперметр работает. Куплен в магазине "Эскор" без опознавательных знаков с двумя разъёмами по два провода. Один на питание, другой от шунта. Один питающий (чёрный) гальванически соединён с шунтом, поэтому амперметр включен в схему тремя проводами. У вольтметра было только два провода, поэтому измерительную и питающую цепи пришлось разъединять, так как меньше 4,5V он не показывал.
| 0 |
по этой схеме амперметр работать не будет. он в отличии от вольтметра не переносит гальванической связи с измеряемой величеной. хотя тут и не указана положительная запитка схемы амперметра.
| 0 |
| 0 |
Есть даже место для монеток! Возле регуляторов напряжения! Хороший вид заработка! Хочешь току - башляй 1 ру!
На этой странице вы найдёте видеоинструкции, схемы и советы по сборке лабораторного блока питания из китайских модулей своими руками. Здесь представлены два варианта регулируемых блоков питания: полноразмерный “всё-в-одном” с мощностью около 100 Ватт и размерами корпуса 170х120х45 мм, а также мини-версия с отдельным блоком питания, мощностью 50 Ватт (100 Ватт пик), и компактным корпусом 100х60х25 мм. Оба проекта имеют регулируемое напряжение, регулируемый ток (ограничение по току), вольтметр и амперметр. Делитесь своими вариантами исполнения в теме проекта в нашем сообществе!
ВАМ ОБЯЗАТЕЛЬНО ПРИГОДИТСЯ
Паяльники, припой
Мультиметры
Радиодетали
Блоки питания
Инструменты
Шуруповёрты
КИТАЙСКИЕ ЛБП
300W, 0-30V, 0-10A, CC/CV, QC
300W, 30V/10A или 60V/5A, CC/CV
DIY ВЕРСИЯ
ВИДЕО
КОРПУС ПОД 3D ПЕЧАТЬ
КОМПОНЕНТЫ
AC DC 24V 6A
DC ВС XL4016
40 мм вентилятор
Выключатель
Термореле
Термореле мини
Понижайка
Гнёзда С8
Гнёзда С8
Провод С8
Силовой провод
Гнёзда под банану
Клеммник
Банана – крокодилы
USB 1 выход 3A
USB 2 выхода
USB QC 4.0
МИНИ ВЕРСИЯ
ВИДЕО
КОРПУС ПОД 3D ПЕЧАТЬ
Крутой корпус от Андрея Бесараба (EVERYLIGHT). Файлы можно скачать с Яндекс.диска или из статьи (статья включает рекомендации по сборке)
Обычно для переделки компьютерных блоков питания используют блоки ATX, собранные на микросхемах TL494 (KA7500), но в последнее время такие блоки не попадаются. Их стали собирать на более специализированных микросхемах, на которых сложнее сделать регулировку тока и напряжения с нуля. По этой причине был взят для доработки старый блок типа AT на 200W, который был в наличии.
Содержание / Contents
↑ Этапы переделки
1. Вмонтирована плата зарядного устройства от мобильного телефона Nokia AC-12E с доработкой. В принципе можно использовать и другие зарядные устройства.
Доработка заключалась в перемотке III обмотки трансформатора и установке дополнительного диода и конденсатора. После переделки блок стал выдавать напряжения +8V для питания вентилятора и вольтметра-амперметра и +20V для питания микросхемы управления TL494N.
2. С платы блока AT выпаяны детали самозапуска первичной цепи и цепи регулировки выходного напряжения. Также были удалены все вторичные выпрямители.
Выходной выпрямитель переделан по мостовой схеме. Использованы три диодных сборки MBR20100CT. Дроссель перемотан — диаметр кольца 27 мм, 50 витков в 2 провода ПЭЛ 1 мм. В качестве нелинейной нагрузки применена лампа накаливания 26V 0,12A. С ней напряжение и ток хорошо регулируются от нуля.
Для обеспечения устойчивой работы микросхемы изменены цепи коррекции. Для грубой и точной регулировок напряжения и тока применено особое подключение потенциометров. Такое подключение позволяет плавно изменять напряжение и ток в любом месте при любом положении потенциометра грубой регулировки.
Особого внимания требует шунт, провода для регулировки и измерения должны подключатся непосредственно к его выводам, так как напряжение, снимаемое с него невелико. На схеме эти подключения показаны фиолетовыми стрелками. Измеряемое напряжение для цепи регулирования снимается с делителя с коррекцией для устранения самовозбуждения в цепях управления.
Верхний предел установки напряжения подбираются резисторами R38, R39 и R40. Верхний предел установки тока подбирается резистором R13.
3. Для измерения тока и напряжения применен вольтметр-амперметр
4. Программа для микроконтроллера написана на СИ (mikroC PRO for PIC)и снабжена комментариями.
↑ Конструкция и детали
Конструктивно все элементы размещены в корпусе блока AT. Плата зарядного устройства закреплена на радиаторе с силовыми транзисторами. Сетевые разъемы убраны и на их месте установлен выключатель и выходные зажимы. Сбоку на крышке блока находятся резисторы установки напряжения и тока и индикатор вольтметра-амперметра. Закреплены они на фальшпанели с внутренней стороны крышки.
↑ Замеченные особенности недостатки
В качестве базового блока использован блок AT 200 W. К сожалению, он имеет довольно маленький радиатор для силовых транзисторов. При этом вентилятор подключен к напряжению 8 Вольт (для уменьшения создаваемого шума), поэтому токи больше 6 – 7 Ампер , снимать можно только кратковременно, во избежание перегрева транзисторов.
Читайте также: