9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лабораторный блок питания своими руками 0-30 В

Лабораторный блок питания своими руками 0-30 В

  • Схема БП с регулировкой U / I
  • Список элементов схемы
  • Печатная плата для сборки
  • Схема подключения охлаждения

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

Классификация лабораторных источников питания

Лабораторные источники питания можно классифицировать по самым разным параметрам. Наиболее популярный метод классификации – по принципу действия, в соответствии с которым все источники питания можно разделить на импульсные и линейные. Последние также называют трансформаторными.

Каждый из типов блоков имеет свои преимущества. Так, к примеру, импульсный блок питания характеризуется высоким коэффициентом полезного действия и значительно большей мощностью по сравнению с трансформаторными агрегатами. В тоже время линейный источник питания обладает такими достоинствами как простота и надежность конструкции, а также низкая стоимость ремонта и ценовая доступность запчастей.

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

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

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

Какой выбрать?

Как нетрудно догадаться, но выбор нужного нам прибора зависит от бюджета, что часто бывает. Часто. Бывает. Очень. Более «навороченные» устройства стоят дороже. Но для домашних ремонтов подойдет следующая конфигурация:

  • одноканальный, одно- или двухполярное питание
  • выходное напряжение 0-30 В
  • выходной ток до 2-3 А
  • ограничение по току

Со стрелочными показометрами будет дешевле; линейного типа (трансформаторный) — дешевле. Кстати, о показометрах — почему они дешевле? Ну тут всё просто. Стрелки не отображают сотые и десятые вольт/ампер; больше погрешность — меньше цена.

Читать еще:  «Баба на чайник» своими руками. Оформляем кухню в русском стиле

Однополярное питание — на черной клемме БП будет 0 В, на красной положительный потенциал. При двухполярном питании на черной клемме вместо ноля будет отрицательный потенциал (например -10В относительно ноля). Выходной ток — максимальный ток, который может выдать прибор. Ограничение по току — возможность выставлять максимальных выходной ток (например, когда при КЗ будут течь не все 3 А, а установленные вами 0.5 А).

С этим тоже разобрались. Теперь выбор стоит за следующим — покупать или сделать самому? Если покупать в Украине, то цена на подобный по параметрам (0-30 В, 5 А) самый дешевый блок питания на момент написания статьи составит более $80. Делать подобный самому — дешевле. Да, возможно, сделанный вручную будет уступать по красоте заводским приборам. Но из плюсов такого выбора стоит отметить что при одинаково затраченных средствах можно собрать более функциональное устройство; при надлежащем конструировании это будет более надёжный/качественный БП. К тому же это опыт, который дорогого стоит. В общем, выбираем вариант «сделать своими руками».

Лабораторный блок питания 30в 5а, результат

Плата управления собранная на макетке.

Плата основного диодного моста.

Транзисторы установлены на радиатор от Cooler Master CMDK8, этот боксовый куллер способен рассеивать мощность до 95 Вт.

Внутри блока расположен 80мм дополнительный вентилятор, охлаждающий диодный мост и трансформатор, а также обдувающий радиатор транзисторов с тыльной стороны.

Все это добро засунуто в добротный радиолюбительский корпус, оставшийся со времен СССР. Вот таким вышел у нас лабораторный блок питания своими руками.

Подключение цифрового вольтамперметра избавило нас от измерительных стрелочных приборов.

Демонстрация работы:

В работе с максимальным током в 5 А транзисторы остаются теплыми благодаря хорошей системе охлаждения, температура основного диодного моста также в норме, т.к. там используются мощные диоды Шоттки и вентилятор, который охлаждает этот мост и трансформатор. При полной нагрузке все таки происходит небольшой нагрев трансформатора. Вес блока составил порядка 4 кг.

Уже изготовив данный блок, пришла идея, как можно немного переделать схему и получить этот лабораторный блок питания с нуля вольт. Но это уже будет другая история…

Импульсный блок питания

В наши дни преимущественное большинство используемых блоков питания – это агрегаты импульсного типа. Эти блоки представляют собой фактически инверторную систему. Принцип их работы прост – происходит предварительное выпрямление входного напряжения, после чего оно преобразуется в импульсы с увеличенной частотой и необходимыми параметрами скважности. В импульсных блоках питания используются небольшие трансформаторы, которых более чем достаточно, поскольку увеличение частоты повышает эффективность трансформатора, а значит нет необходимости в больших габаритах. Нередко сердечник трансформатора изготавливается из ферромагнитных материалов, что, помимо всего прочего, существенно облегчает конструкцию.

Читать еще:  Гидропоника для выращивания клубники своими руками

Что же обеспечивает стабилизацию напряжения? Эту функцию берёт на себя отрицательная обратная связь, которая поддерживает выходное напряжение на одном уровне. При этом не учитывается величина нагрузки и колебания входного напряжения. Импульсный блок питания, также возможно сделать, своими руками, но в этом случае основными компонентами являются, линейный регулятор — LM7809, либо ШИМ контроллер TL494, а также импульсный трансформатор Т1.

Схема простого импульсного блока питания

Наиболее востребованным среди профессионалов импульсным агрегатом, который пользуется спросом и среди любителей, и среди профессионалов, считается импульсный блок питания MAISHENG MS305D – эталон компактности и удобства. Этот лабораторный источник импульсного типа идеально подходит для стабильной работы самых разных электронных схем и устройств. Конструкцией предусмотрена возможность настраивать параметры переменного тока в диапазоне от 0 до 5 А и напряжения от 0 до 30 В, защита от кз, перегрева и перегрузки по току. Данная модель укомплектована плавными регуляторами, которые облегчают точный подбор напряжения и тока. Прибор оснащен удобным цифровым дисплеем, на котором в реальном времени отображаются параметры напряжения и переменного тока.

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

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

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

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

Читать еще:  Недорогой ветряк своими руками

Какой выбрать?

Как нетрудно догадаться, но выбор нужного нам прибора зависит от бюджета, что часто бывает. Часто. Бывает. Очень. Более «навороченные» устройства стоят дороже. Но для домашних ремонтов подойдет следующая конфигурация:

  • одноканальный, одно- или двухполярное питание
  • выходное напряжение 0-30 В
  • выходной ток до 2-3 А
  • ограничение по току

Со стрелочными показометрами будет дешевле; линейного типа (трансформаторный) — дешевле. Кстати, о показометрах — почему они дешевле? Ну тут всё просто. Стрелки не отображают сотые и десятые вольт/ампер; больше погрешность — меньше цена.

Однополярное питание — на черной клемме БП будет 0 В, на красной положительный потенциал. При двухполярном питании на черной клемме вместо ноля будет отрицательный потенциал (например -10В относительно ноля). Выходной ток — максимальный ток, который может выдать прибор. Ограничение по току — возможность выставлять максимальных выходной ток (например, когда при КЗ будут течь не все 3 А, а установленные вами 0.5 А).

С этим тоже разобрались. Теперь выбор стоит за следующим — покупать или сделать самому? Если покупать в Украине, то цена на подобный по параметрам (0-30 В, 5 А) самый дешевый блок питания на момент написания статьи составит более $80. Делать подобный самому — дешевле. Да, возможно, сделанный вручную будет уступать по красоте заводским приборам. Но из плюсов такого выбора стоит отметить что при одинаково затраченных средствах можно собрать более функциональное устройство; при надлежащем конструировании это будет более надёжный/качественный БП. К тому же это опыт, который дорогого стоит. В общем, выбираем вариант «сделать своими руками».

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

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

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector