Щупы для лабораторного блока питания своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 16.09.2024
Лабораторный блок питания (ЛБП), представленный в этой статье, имеет простую, но в то же время надежную и хорошо повторяемую схему. В качестве основных компонентов устройства используются биполярные транзисторы. ЛБП может служить для: тестирования силовых транзисторов, питания светодиодов (LED-панелей), зарядки различных типов аккумуляторов, питания электронных устройств напряжением 0–40В и током до 2,5А.
В качестве защиты от короткого замыкания лабораторного блока питания используется стабилизация выходного тока. Порог максимального тока можно установить с помощью подстроечного резистора в пределе 0,5–2,5А. Регулировка тока нагрузки в процессе эксплуатации выполняется от нуля до установленного порога с помощью переменного резистора.
Верхний предел выходного напряжения также может быть установлен с помощью подстроечного резистора в диапазоне 10–40В. Регулировка выходного напряжения в процессе эксплуатации осуществляется переменным резистором от нуля до установленного порога.
Схема лабораторного блока питания на транзисторах
Схема ЛБП надежная и имеет хорошую повторяемость, взята она из журнала Elektor Electronics №4 1999 года. Оригинал этой статьи можно скачать в формате PDF, ссылка под данной статьей.
На схеме присутствует только блок самого стабилизатора. Отсутствие выпрямителя обусловлено неопределенностью номиналов компонентов исходя из конкретных параметров лабораторного блока питания.
Транзисторы T5 и T6 образуют дифференциальный усилитель, который сравнивает часть опорного напряжения с напряжением на выходе ЛБП. Опорное напряжение образует параметрический стабилизатор R7D2D3. Часть его отбирается переменным резистором P1. Выходное значение напряжения берется с делителя P4R5.
Когда Uвых ЛБП возрастает, то и на делителе P4R5 падение напряжения увеличивается. Когда значение на делителе станет больше чем установленное потенциометром P1, то транзистор T5 прикроется больше чем T6 и на резисторе R2 падение увеличится. Вследствие чего транзистор T4 откроется и подтянет базу T3 к общему проводу (Gnd). Транзисторы T3, T4 и силовой регулирующий транзистор T1 прикроются, уменьшив выходное напряжение лабораторного блока питания, до тех пор, пока значения на базах (T5 и T6) дифференциального усилителя не станут равными.
Транзистор T7 отвечает за стабилизацию тока. Его датчиком является резистор R4, через который протекает весть ток нагрузки. При возрастании тока на датчике R4, а, следовательно, и на цепи P3R6P2 падение напряжения также повысится. Это падение через токоограничивающий резистор R8 попадает на базу T7. При достижении определенного значения транзистор T7 открывается и подтягивает базу T3 через резистор R2 к общему проводу (Gnd) и на выходе эмиттерного повторителя напряжение начнет снижаться. Так работает стабилизация тока.
Максимальный (предельно возможный) ток ЛБП устанавливается подстроечным резистором P3. При P3=0, максимальный выходной ток составит 2,5А, а при P3=250кОм максимальное значение составит 500мА.
Регулировка тока нагрузки ЛБП выполняется вращением движка потенциометра P2.
Максимальное (предельное) напряжение на выходе ЛБП устанавливается подстроечным резистором P4. При P4=0 максимальное Uout=10В, а при P4=25кОм Uout=40В.
Регулировка выходного напряжения осуществляется потенциометром P1.
Компоненты схемы
Резистор R7 должен быть мощностью 0,5Вт. Шунт R4 лучше поставить мощностью 5Вт (греется здорово).
В качестве стабилитрона D2 я установил BZX55C 2V4, а в качестве стабилитрона D3 я установил 1N4740A.
Силовой транзистор 2N3055 можно заменить на более мощный NPN транзистор, например TIP35C, 2SC5200 или другой им подобный, но напрямую в плату их устанавливать нельзя, цоколевка не подходит, необходимо редактировать печатную плату, поэтому устанавливаем на проводах.
Транзисторы BC547/BC557 меняются на BC546/BC556.
Транзисторы дифференциального каскада (T5 и T6) желательно подобрать по коэффициенту передачи тока (h21э).
Печатная плата лабораторного блока питания
Печатную плату ЛБП я разводил под свои нужды и размеры компонентов, ссылка на нее под статьей. При желании вы можете ее откорректировать под свои требования.
Размер печатной платы 84×65 мм. На ней есть подписи порядковых номеров компонентов и их значения.
Обратите внимание на номера выводов переменных резисторов P1 и P2 (P2 относительно P1 развернут на угол 180 0 ). У меня они устанавливаются на шлейфах, поэтому проблем с этим нет.
Потенциометры не рекомендую устанавливать через разъемы, показанные ниже на фото. При потере их контакта, может произойти скачок выходного напряжения или не работать стабилизация по току, что приведет к выходу из строя T1.
А вообще, я не советую применять 4-разрядные китайские вольтамперметры, похожие на мой, так как у них малая частота обновления показаний. Очень неудобно им пользоваться и устанавливать необходимое значение.
Транзистор T1 соединяется с печатной платой с помощью проводов, в соответствии с цоколевкой на 2N3055.
Выпрямитель лабораторного блока питания
На схеме выпрямитель отсутствует. Автор схемы предусматривает его расчет индивидуально, под необходимые параметры.
Диодный мост я установил с токовым запасом. Мост KBU610 рассчитан на 6А 1000В, а также на его корпусе есть отверстие для крепления теплоотвода. Также подойдет и любой другой диодный мост на 4А и мощнее. При выборе рекомендую взять запас, цена от этого возрастет незначительно.
Емкость фильтра выпрямителя для лабораторного блока питания также рассчитывается индивидуально, исходя из требований пульсаций и параметров трансформатора. На моей печатной плате имеются два посадочных места под электролитические конденсаторы 3300мкФ 50В. Можно обойтись и грубым расчетом – 1000мкФ на каждый 1А.
Трансформатор, примененный мною, имеет две обмотки по 25В, и каждая обмотка рассчитана на 1,8А. Эти обмотки я соединил параллельно (соблюдая фазировку).
Вообще ток обмотки должен быть рассчитан на превышение тока нагрузки в √2 раз, то есть для нагрузки 2А обмотка должна быть рассчитана на 2,8А.
Не стоит забывать и про выпрямленное напряжение, которое после выпрямления, на холостом ходу, на конденсаторе фильтра будет иметь значение в √2 раз больше. То есть, для трансформатора напряжением 25В после выпрямления на емкости фильтра (C4 и C5) получится примерно 35В постоянного тока.
Внимание! Для данного лабораторного блока питания я настоятельно рекомендую не применять трансформатор с напряжением вторичной обмотки более 27В. Это обусловлено напряжением перехода коллектор-эмиттер транзисторов BC547/BC557 (оно составляет 45В) и другими предельными параметрами примененных компонентов.
Охлаждение лабораторного блока питания
Самым горячим элементом лабораторного блока питания является регулирующий силовой транзистор T1. Тепло, рассеиваемое на нем пропорционально разнице между входным и выходным значениями напряжения. Транзистор 2N3055 способен рассеять максимум 115Вт.
Таким образом, если на входе стабилизатора 37В, а на выходе мы установим значение 3В, то при токе 2,5А на транзисторе рассеивается примерно (не учитывая падение на шунте R4):
Это рядом с максимумом, учитывая, что транзистор T1 будет работать в линейном режиме и отвести от него такое количество тепла будет очень сложно. Выходом будет применение радиатора с вентилятором от ПК или применение радиатора с достаточно большой площадью поверхности (читать ниже).
При эксплуатации лабораторного блока питания с нагрузкой 1,5А – 2,5А на диодный мост можно установить небольшой теплоотвод в виде алюминиевой пластинки.
Если представить максимально тяжелый режим и на выходе лабораторного блока питания будет короткое замыкание, то в этом случае на транзисторе T1 упадет практически все напряжение (без учета падения на R4), пусть это падение будет равно 35В (берем по максимуму). При этом максимальный ток будет равен 2,5А. Мощность, рассеиваемая на транзисторе T1, будет примерно равна 80-90 Вт. Для такой мощности необходим радиатор с площадью поверхности 1500 – 2000 см 2 .
Запуск и налаживание лабораторного блока питания
Пункты 8 и 9 рекомендую обязательно выполнять. Если не сработает схема стабилизации тока, и вы замкнете выход или нагрузите ЛБП больше чем положено, то моментально выйдет из строя силовой транзистор.
Печатная плата лабораторного блока питания на транзисторах СКАЧАТЬ
Лаборатория радиолюбителя.
Собираем лабораторный блок питания.
Часть 3.
В третьей части занятия мы с вами проверим работоспособность собранной радиолюбительской схемы – лабораторного блока питания и соберем простой корпус для нашей конструкции.
Проверяем исправность сетевого трансформатора, для чего к сетевой обмотке припаиваем шнур питания (сетевая обмотка обычно намотана самым тонким по диаметру проводом и имеет самое большое сопротивление обмотки – измеряется тестером) и измеряем переменное напряжение на вторичных обмотках трансформатора:
Как видите мой трансформатор исправен и выдает на вторичной обмотке без нагрузки переменное напряжение в 22 вольта.
Теперь проверяем работоспособность нашей схемы – сначала положительный канал, затем – отрицательный. Для этого припаиваем переменные сопротивления и подаем переменное напряжение с трансформатора в соответствии со схемой, замеряем минимальное и максимальное напряжения на выходах схемы и его изменение при повороте ручки сопротивления:
Как видите у меня блок питания выдает максимальное положительное напряжение без нагрузки в 26,8 вольта.
Особо хочется на данном этапе остановиться и поговорить о том, как мы будем контролировать выходные напряжения. Как я уже говорил раннее, для измерения выходного напряжения можно использовать измерительные головки двух типов – аналоговые (со стрелкой) или цифровые (с выводом на дисплей). В магазинах цена этих измерительных головок не сильно отличается у разных типов. Если использовать аналоговые головки с диапазоном измеряемого напряжения хотя бы на 30 вольт и не очень большого размера то возникает трудность в точном определении выходного напряжения. Я рекомендую вам использовать цифровые встраиваемые вольтметры:
Как видите, я использовал цифровые вольтметры постоянного тока с LCD дисплеем. В магазинах такие модули конечно дороговаты, но их цена резко уменьшается если заказать их через интернет на сайте производителя таких модулей. Характеристики этих вольтметров и где их можно приобрести я расскажу на форуме в соответствующей теме.
Приступаем к окончательной сборки устройства и корпуса к блоку питания. Для изготовления корпуса я использовал то, что у меня оказалось под рукой – оргстекло. Определяемся с размерами корпуса. Делать корпус маленьким, впритык, не совсем целесообразно. Корпус блока питания должен быть достаточно просторным и хорошо вентилироваться. Не исключено, что в дальнейшем вы захотите модернизировать эту конструкцию, как-то улучшить, и тогда вам не придется заниматься изготовлением нового корпуса. Ниже на картинках, с краткими комментариями, я покажу как можно быстро собрать корпус для вашей конструкции. А качество его изготовления, внешняя привлекательность целиком зависит от ваших “очумелых ручек”:
Далее, определяемся как и где у нас будут находится на передней панели приборы управления (переменные резисторы), экраны вольтметров, тумблер включения питания, выходные разъемы, светодиод индикации включения питания, примерно так (все зависит от вашей фантазии и удобством пользования):
Затем, на листе миллиметровой бумаги или обычной в клетку, более точно определяемся с расположением деталей и размерами отверстий под них:
Затем, накладываем этот лист бумаги на заготовку передней панели, и мелким сверлом делаем отверстия в центрах крепления наших деталей, а в прямоугольниках отверстия делаем по всем углам и после этого маркером переносим все размеры отверстий на оргстекло:
Далее, используя весь подручный инструмент, терпение и огромное желание пройти этот самый сложный этап, высверливаем и вырезаем все отверстия на панели. Вначале будет не очень красиво (можно сказать – отвратительно), но все это поправимо:
Но проявляя настойчивость и изобретательство, постепенно доводим панель до ума. И вот уже не так противно смотреть:
Как видите, вид уже более привлекательный, но все равно не совсем еще выравнены края и прямоугольные отверстия, отлично получились только круглые отверстия. Но все это устранится в ходе дальнейшей сборки корпуса. Далее начинаем собирать корпус. Для соединения стенок между собой я использовал маленькие мебельные уголки и подходящие винты с гайками:
Винты я использовал двух типов: те, что справа – для крепления боковых стенок к основанию, а те что сверху (большим диаметром) – для крепления верхней крышки, предварительно нарезав метчиком соответствующую резьбу в уголках для этих болтов:
Да, забыл о главном, прежде чем собирать корпус необходимо прикинуть как вы расположите плату и трансформатор на основании, заранее просверлить отверстия для их крепления (я крепил плату на два болта а трансформатор просто приклел клеем “Момент” к основанию). Также надо не забыть насверлить отверстий в основании платы и верхней крышки для обеспечения циркуляции воздуха внутри корпуса:
Собираем полностью корпус, естественно кроме верхней крышки:
Затем устанавливаем все внутренности, разъемы, переменные резисторы, цифровые вольтметры. Кроме того, к сожалению я сразу упустил этот момент, необходимо поставить (или на задней стенке, или на лицевой панели) держатель сетевого предохранителя с предохранителем. При этом сетевое напряжение мы подключаем так: один провод напрямую на трансформатор, а второй провод через держатель предохранителя и выключатель питания на второй вывод сетевой обмотки трансформатора. Наличие предохранителя в линии сетевого питания обязательное условие надежной и безопасной работы блока питания. Номинал предохранителя можно выбрать на 0.25 А, или вы можете его рассчитать самостоятельно (вспоминаем предварительные занятия).
Вот примерно такие внутренности в корпусе блока питания могут получиться и у вас. А вот так может получиться передняя панель:
Вид пока еще не очень привлекательный, а все потому, что лицевая панель пока существует в черновом варианте, так сказать, еще не облагорожена. А как ее облагородить и сделать внешний вид передней панели не хуже чем у заводских изделий я вам расскажу и покажу в разделе “Технологии” – “Описание программ”, где на примере нашего блока питания и программы для редактирования передних панелей Front Designer, мы рассмотрим разработку передних панелей радиолюбительских устройств.
И еще немного о корпусе устройства. После того как вы собрали каркас корпуса я рекомендую пройтись по всем местам соединения заготовок эпоксидным клеем (кроме верхней крышки). Это позволит усилить конструкцию, избежать в дальнейшей эксплуатации ненужных скрипов, скрыть неровности, а после высыхания клея шлифовкой выравнять все углы и неровности. Затем всю конструкцию (вместе с верхней крышкой) необходимо обезжирить и покрасить в любой понравившийся вам цвет. Краску для этого можно использовать автомобильную в баллончиках.
Если у вас есть вопросы, какие-то моменты вам не понятны, или вы хотите изучить или понять какой-то вопрос поглубже, то я жду вас на форуме в соответствующем разделе.
А вот такой у меня получилась передняя панель, после получасовой работы в программе Front Designer:
Сегодня мы соберем лабораторный блок питания своими руками. Разберемся в устройстве блока, подберем правильные компоненты, научимся правильно паять, собирать элементы на печатные платы.
Это — высококачественный лабораторный (и не только) блок питания с переменным регулируемым напряжением от 0 до 30 вольт. Цепь также включает электронный ограничитель по току на выходе, который эффективно регулирует выходной ток 2 мА из максимально возможного в этой цепи (3 А). Данная характеристика делает этот блок питания незаменимым в лаборатории, так как она дает возможность регулировать мощность, ограничивать максимальный ток, который подключаемое устройство может потреблять, без боязни ее повреждения, если что-то пойдет не так.
Есть также визуальный признак того, что этот ограничитель действует (светодиод), чтобы Вы могли видеть, что ваша цепь превышает допустимые пределы.
Принципиальная схема лабораторного блока питания представлена ниже:
Технические характеристики лабораторного блока питания
Особенности
— Небольшой размер, легко сделать, простая конструкция.
— Выходное напряжение легко регулируется.
— Ограничение выходного тока с визуальной индикацией.
— Защита от перегрузки и неправильного подключения.
Принцип работы
Начнем с того, что для лабораторного блока питания используется трансформатор с вторичной обмоткой 24В/3А, который подключается через входные зажимы 1 и 2 (качество выходного сигнала пропорционально качеству трансформатора). Напряжение переменного тока с вторичной обмотки трансформатора выпрямляется диодным мостом, сформированным диодами D1-D4. Пульсации выпрямленного напряжения DC на выходе диодного моста сглаживает фильтр, образованный резистором R1 и конденсатором С1. Цепь имеет некоторые особенности, которые делают этот блок питания отличным от других блоков этого класса.
Вместо использования обратной связи для управления выходным напряжением, в нашей цепи используется операционный усилитель, чтобы обеспечивать необходимое напряжение для стабильной работы. Это напряжение падает на выходе U1. Цепь работает благодаря зенеровскому диоду D8 — 5.6 V, который здесь работает при нулевом температурном коэффициенте тока. Напряжение на выходе U1 падает на диоде D8 включая его. Когда это происходит цепь стабилизируется также напряжение диода (5.6) падает на резисторе R5.
Ток который течет через опер. усилитель изменяется незначительно, а значит тот же ток будет течь через резисторы R5, R6, и так как оба резистора имеют одинаковую величину напряжения, то общее напряжение будет суммироваться как при их последовательном соединении. Таким образом напряжение, полученное на выходе опер. усилителя будет равно 11.2 вольт. Цепь с опер. усилителем U2 имеет постоянный коэффициент усиления приблизительно равный 3,согласно формуле A=(R11+R12)/R11 увеличивает напряжения 11.2 вольт приблизительно до 33 вольт. Триммер RV1 и резистор R10 использованы для установки выходных параметров напряжения, чтобы оно не уменьшилось до 0 вольт, независимо от величины других компонентов в цепи.
Другая очень важная характеристика цепи — это возможность получить максимальный выходной ток, который можно получить из p.s.u. Чтобы сделать это возможным напряжение падает на резисторе (R7), который связан последовательно с нагрузкой. IC отвечающий за эту функцию цепи — U3. Инвертированный сигнал на вход U3 равный 0 вольт подается через R21. В то же самое время, не изменяя сигнала того же самого IC можно задать любое значение напряжения посредством P2. Допустим, что для данного выхода напряжение равно несколько вольт, P2 установлен так, чтобы на входе IC был сигнал в 1 вольт. Если нагрузку усилить выходное напряжение будет постоянным и наличие R7 последовательно соединенного с выходом будет иметь незначительный эффект из-за своей низкой величины и из-за своей позиции за пределами цикла обратной связи управляющей цепи. Пока нагрузка и выходное напряжение постоянны цепь стабильно работает. Если нагрузку увеличить, чтобы напряжение на R7 было больше, чем 1 вольт, U3 включен и стабилизируется в исходные параметры. U3 работает не изменяя сигнал к U2 через D9. Таким образом напряжение через R7 постоянно и не увеличивается выше заданной величины (1 вольт в нашем примере) уменьшая выходное напряжение цепи. Это под силу устройству — поддерживать выходной сигнал постоянным и точным, что дает возможность получать на выходе 2 mA.
Конденсатор C8 делает цепь более устойчивой. Q3 необходим для управления LED всякий раз, когда вы используете индикатор ограничителя. Чтобы сделать это возможным для U2 (изменял выходное напряжение вплоть до 0 вольт) необходимо обеспечить отрицательную связь, которая делается посредством цепи C2 и C3. Та же отрицательная связь использована для U3. Отрицательное напряжение подается стабилизируясь посредством R3 и D7.
Для избежания неконтролируемых ситуаций есть своеобразная цепь защиты, построенная вокруг Q1. IC имеет внутреннюю защиту и не может быть поврежден.
U1- источник опорного напряжения, U2 — регулятор напряжения, U3 — стабилизатор тока.
Конструкция блока питания.
Прежде всего, давайте рассмотрим основы в построении электронных цепей на печатных платах — основы любого лабораторного блока питания. Плата сделана из тонкого изоляционного материала покрытого тонким проводящим слоем меди, которая формируется таким образом, чтобы элементы цепи можно было соединить проводниками как показано на принципиальной схеме. Необходимо правильно спроектировать печатную плату для избежания неправильной работы устройства. Для защиты платы в дальнейшем от окисления и сохранения ее в отличном состоянии ее необходимо покрыть специальным лаком, который защищает от окисления и облегчает пайку.
Пайка элементов в плату — единственный способ собрать лабораторный блок питания качественно и от того как вы это сделаете, будет зависеть успех вашей работы. Эта не очень сложно, если вы будете следовать нескольким правилам и тогда у вас не будет никаких проблем. Мощность паяльника, который вы используете, не должна превышать 25 Ватт. Жало должно быть тонким и чистым на протяжении всей работы. Для этого есть влажная своеобразная губка и время от времени вы можете очищать горячее жало, чтобы удалить все остатки, которые накапливаются на нем.
- НЕ пытайтесь очистить напильником или наждачной бумагой грязное или изношенное жало. Если оно не может быть очищено, замените его. На рынке есть много разнообразных паяльников, и вы также можете купить хороший флюс, чтобы получить хорошее соединение элементов во время пайки.
- НЕ используйте флюс если вы пользуетесь припоем, который уже содержит его. Большое количество флюса — одна из основных причин сбоя цепи. Если тем не менее вы должны использовать дополнительный флюс как при лужении медных проводов, необходимо очистить рабочую поверхность после окончания работы.
Для того, чтобы припаять элемент правильно, вы должны делать следующее:
— Зачищать выводы элементов наждачной бумагой (желательно с небольшим зерном).
— Сгибать выводы компонентов на правильном расстоянии от выхода из корпуса для удобного расположения на плате.
— Вы можете встретить элементы, выводы которых толще, чем отверстия в плате. В этом случае необходимо немного расширить отверстия, но не делайте их слишком большими – это затруднит пайку.
— Вставить элемент необходимо так, чтобы его выводы немного выступали от поверхности платы.
— Когда припой расплавится, он равномерно растечется по всей области вокруг отверстия (добиться этого можно при правильной температуре паяльника).
— Пайка одного элемента должна быть не более 5 секунд. Удалите излишки припоя и дождитесь пока припой на плате остынет естественно (не дуя на него). Если все сделали правильно, поверхность должна иметь яркий металлический оттенок, края должны быть гладкими. Если припой выглядит тусклыми, с трещинами, или имеет форму капли, то это называется сухой пайкой. Вы должны удалить его и сделать все снова. Но будьте осторожны, чтобы не перегреть дорожки, иначе они будут отставать от платы и легко ломаться.
— Когда вы паяете чувствительный элемент, необходимо держать его металлическим пинцетом или щипцами, которые будут поглощать лишнее тепло, чтобы не сжечь элемент.
— Когда вы завершаете вашу работу, обрежьте избыток от выводов элемента и можете очистить плату спиртом, чтобы удалить все остатки флюса.
Перед началом сборки блока питания необходимо найти все элементы и разделить их по группам. Для начала установите гнёзда для ICs и выводы для внешних связей и припаяйте их на свои места. Затем резисторы. Не забудьте разместить R7 на определенном расстоянии от печатной платы так как он очень сильно нагревается, особенно когда течет большой ток, и это может повредить её. Это также рекомендуется сделать для R1. затем размещайте конденсаторы не забывая про полярность электролитического и наконец припаивайте диоды и транзисторы, но будьте осторожны, чтобы не перегреть их и припаять их так как показано на схеме.
Установите силовой транзистор в heatsink. Чтобы сделать это необходимо следить за диаграммой и не забывать использовать изолятор (слюда) между телом транзистора и heatsink и специальное очищающее волокно, чтобы изолировать винты от heatsink.
Подсоедините изолированный провод к каждому выводу, будьте осторожны, чтобы сделать хорошее качественное соединение, так как здесь течет большой ток, особенно между эмиттером и коллектором транзистора.
Также при сборке блока питания неплохо было бы прикинуть где какой элемент будет находиться, для того, чтобы вычислить длину проводов, которые будут между PCB и потенциометрами, силовым транзистором и для входной и выходной связей.
Соедините потенциометры, LED и силовой транзистор и подключайте две пары концов для входной и выходной связей. Убедитесь по диаграмме, что вы все делаете правильно, старайтесь ни чего не перепутать, так как в цепи 15 внешних связей и допустив ошибку ее потом сложно будет найти. Также было бы неплохо использовать провода разных цветов.
Печатная плата лабораторного блока питания, ниже будет ссылка на скачивание печатки в формате .lay :
Что такое печатная плата, какие бывают виды плат и как её изготовить самостоятельно читайте в нашей статье.
Схема расположения элементов на плате блока питания:
Схема соединения переменных резисторов (потенциометров) для регулирования выходного тока и напряжения, а также соединение контактов силового транзистора блока питания:
Обозначение выводов транзисторов и операционного усилителя:
Обозначение клемм на схеме:
— 1 и 2 к трансформатору.
— 3 (+) и 4 (-) ВЫХОД DC.
— 5, 10 и 12 на P1.
— 6, 11 и 13 на P2.
— 7 (E), 8 (B), 9 (E) к транзистору Q4.
— LED нужно установить на внешней стороне платы.
Когда все внешние связи сделаны необходимо проверить плату и почистить ее, чтобы удалить остатки припоя. Убедитесь, что нет соединения между смежными дорожками которое может привести к короткому замыканию и если все хорошо — подсоедините трансформатор. И подключите вольтметр .
НЕ КАСАЙТЕСЬ ЛЮБОГО УЧАСТКА ЦЕПИ ПОКА ОН ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ.
Вольтметр должен показывать напряжение от 0 до 30 вольт в зависимости от того, в каком положении P1. Поворот P2 против часовой стрелки должен включать LED, показывая, что наш ограничитель работает.
Список элементов.
R1 = 2,2 кОм 1W
R2 = 82 Ом 1/4W
R3 = 220 Ом 1/4W
R4 = 4,7 кОм 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 кОм 1/4W
R7 = 0,47 Ом 5W
R8, R11 = 27 кОм 1/4W
R9, R19 = 2,2 кОм 1/4W
R10 = 270 кОм 1/4W
R12, R18 = 56кОм 1/4W
R14 = 1,5 кОм 1/4W
R15, R16 = 1 кОм 1/4W
R17 = 33 Ом 1/4W
R22 = 3,9 кОм 1/4W
RV1 = 100K триммер
P1, P2 = 10KOhm линейный потенциометр
C1 = 3300 uF/50V электролитический
C2, C3 = 47uF/50V электролитический
C4 = 100нФ полиэстр
C5 = 200нФ полиэстр
C6 = 100пФ керамический
C7 = 10uF/50V электролитический
C8 = 330пФ керамический
C9 = 100пФ керамический
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 диод 2A — RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V зенеревский
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 диод 1A
Q1 = BC548, NPN транзистор или BC547
Q2 = 2N2219 NPN транзистор — (Заменяют на КТ961А — все работает)
Q3 = BC557, PNP транзистор или BC327
Q4 = 2N3055 NPN силовой транзистор (заменить на КТ 827А)
U1, U2, U3 = TL081, опер. усилитель
D12 = LED диод
Что же касается остальной схемотехники и деталей, то трудностей нет. За исключением трансформатор — мотать пришлось. Ну это чисто из-за жадности, пол ведра их стоит в углу — не покупать же =))
Ну и чтобы не нарушать старую добрую традицию, я выкладываю результат своей работы на общий суд 🙂 пришлось по шаманить с колонкой, но в целом получилось не дурно :
Собственно лицевая панель — вынес потенциометры в левую часть в правой разместились амперметр и вольтметр + светодиод красного цвета, для индикации ограничения по току.
На следующей фотографии вид сзади. Тут я хотел показать способ монтажа кулера с радиатором от материнской платы. На этот радиатор с обратной стороны примостился силовой транзистор.
Вот и он, силовой транзистор КТ 827 А. Смонтирован на заднюю стенку. Пришлось просверлить отверстия под ножки, смазать все контактные части теплопроводной пастой и закрепить на гайки.
Вот они….внутренности! Собственно все в куче!
Немного крупнее внутрь корпуса
Лицевая панель с другой стороны
Поближе, тут видно как смонтирован силовой транзистор и трансформатор.
Плата блока питания сверху; тут я схитрил и транзисторы маломощные упаковал снизу платы. Тут их не видно, так что не удивляйтесь если не найдете их.
Вот и трансформатор. Перемотал на 25 вольт выходного напряжения ТВС-250 Грубо, кисло, не эстетично зато все работает как часы =) Вторую часть не использовал. Оставил место для творчества.
Нет лучше чем один раз увидеть, чем 100 раз услышать, таким видео приятно поделиться, видео сборки и теста блока питания:
Конструкции наших читателей!
Печатная плата и конструкция от DDREDD — Перейти на сайт (печатка переработанная и уменьшенная, БП двух полярный и с жк дисплеем). Можно взять отсюда печатку! Остальное по желанию.
Программа для открытия файлов в формате .lay — Тут
Ссылка на английскую версию с доработками и заменой некоторых деталей — Читать
— Замена 2n2219 возможна на КТ961А, bd139 либо вообще его убрать читайте на форуме
— Простое охлаждение силового транзистора — терморегулятор
Если у вас остались вопросы, либо вы в чем-то сомневаетесь можно обсудить статью на форуме
Хочу заметить, что на форме очень много уже разобранных вопросов, возможно ваш вопрос уже обсужден — не ленитесь, прочтите!
Здравствуйте. На днях решил, что мне срочно не хватает еще одного блока питания. Буду собирать давно проверенную схему регулируемого стабилизированного блока питания и использовать в качестве лабораторного блока питания.
Выбрал эту схему, так как собираю ее 4 раз и не разу не удалось сжечь силовой транзистор, запаса хватает с головой.
Преимущества самодельного лабораторного блока питания:
Плавная регулировка напряжения от 0 до 30В, а при доработке вытянет до 50В
Стабилизация тока от 0 до 1А, а при параллельной установке силовых транзисторов, ток ограничен вашей фантазией.
Есть защита от короткого замыкания. Блок питания в режиме стабилизации тока с нулем на выходе
Радует низкий уровень пульсаций на выходе БП
Схема лабораторного блока питания
Может кто-то узнает эту схему, это схема регулируемого блока питания со стабилизацией напряжения, именуемый ПиДБП V14 с форума Паяльник.
Подобную схему, очень-очень давно, я собирал для зарядного устройства из двух компараторов, но были проблемы со стабилизацией напряжения из-за того, что у меня компараторы работали паралельно. В поисках решения проблемы я нашел эту схему лабораторного БП, переделал под свои детали и полюбил ее за простоту и надежность. Кстати, спустя время вышла версия 16, в которой ребята тоже использовали параллельное включение и решили проблему со стабилизацией.
16 версию потом соберу, а пока V14 вкратце. Напряжение с моста фильтруется конденсаторами, емкость чем больше тем лучше. Источник опорного напряжения собран на стабилизаторе TL431 усиленный транзистором.
Ток стабилизируется компаратором DA1.2. Напряжение с токового шунта сравнивается с опорным с резисторного делителя R16R17R18.
Напряжение стабилизируется компаратором DA1.1 сравнивая напряжения с делителя R12R14R15 и делителя R10R11. ИОН-ом для питания R10R11 служит выход компаратора DA1.2.
Ну и остался транзисторный каскад. Я использовал 2SC945, КТ814 и КТ803А на массивный радиатор
Была изготовлена компактная печатная плата под LM358, в оригинальной схеме LM324.
Печатная плата лабораторного блока питания
Плата протравилась быстро, потом просверлилась самодельным сверлильным станком и начался процес сборки лабораторного блока питания
Для безопасной сборки буду собирать схему частями. Для начала собрал на плате все компоненты кроме транзистора VT3 и операционного усилителя LM358. Временно устанавливаю перемычку паралельно резистору R8 и подаю питание 21В от другого лабораторного блока питания. Блок питания не ушел в защиту и это уже радует, потребление миллиамперы и можно что то попробовать замерять. А мерять буду опорное напряжение которое в норме 12.6В, а так же отсутствие напряжение на выходе схемы БП.
Вот схематически изобразил, где ставить перемычку и карта напряжений.
Так же можно замерить напряжение на делителе R16R17R18, оно должно регулироваться от 30мВ до 500мВ.
Теперь установлю перемычку от ИОН к R7 как показано на схеме
Должно появиться напряжение почти равное напряжению питания, если так то все нормально.
Ну если все хорошо работает, то запаиваю компаратор и транзистор. Транзистор на проводах вывел на радиатор. Установил конечно через термопасту.
Подключаю опять 21В от лабораторного блока питания и пробую менять напряжение на выходе и если все регулируется пора к серьезным испытаниям.
Добавляю в схему диодный мостик и трансформатор со вторичкой 30В. Включаю в сеть через лампу, после моста 42В, на ИОН как и было 12.6В. Напряжение регулируется от 0 до 31В, исключу из цепи защитную лампу и ток проверю самодельной электронной нагрузкой.
Ток регулируется от 35мА и максимальный ток 1А при напряжении на выходе 31В.
При этом на диодном мосте под нагрузкой 33В, как раз 2В хватает на падение на транзисторах. К тому же заменю один кондей 2200мкФ на 4700мкФ и картина будет еще краше. На фото напряжение на диодном мосте под нагрузкой и без
Ну и еще один тест который на пену выведет диванных экспертов — это КЗ блока питания через амперметр.
Если не в курсе, то ток во всей цепи одинаковый и при таком включении амперметра, амперметр покажет ток проходящий по резистору, которым в данной ситуации являются все проводники, от транзистора до шунта.
Настройка регулируемого лабораторного блока питания
Что касаемо настройки, так тут делов на 5 сек. Подстроечным резистором R15 устанавливается максимальное выходное напряжение. Я только щас заметил, что этот резистор на фото отсутствует. В пробном варианте платы вместо него установил обычный резистор и что бы сократить время на подбор, я его паял с другой стороны платы.
Максимальный ток определяется шунтом R20. При максимальном токе на нем падение должно быть 500мВ. Что бы долго не считать: 0.5Ом-1А, 0.33Ом-1.5А, 0.25Ом-2А, 0.16Ом-3А, 0.1Ом-5А. Чем больше ток, тем больше силовых транзисторов и больше размер радиатора
Ну на этом наверное всем удачи с повторением схемы лабораторного блока питания.
Если вам нравятся мои статьи подписывайтесь на обновления, кнопки вверху страницы. А так же добавьте эту статью в закладки, что бы не потерять, кнопки под статьей справа
Читайте также: