Блок питания с регулятором напряжения и тока

Попалась в интернете недавно любопытная схемка простого, но довольно неплохого блока питания начального уровня, способного выдавать 0-24 В при ток до 5 ампер. В блоке питания предусмотрена защита, то есть ограничение максимального тока при перегрузке. В приложенном архиве есть печатная плата и документ, где приведено описание настройки данного блока, и ссылка на сайт автора. Прежде чем собирать, прочитайте внимательно описание.

Схема БП с регулировкой тока и напряжения

Изначально на фото печатной платы автора были ошибки, печатка была скопирована и доработана, ошибки устранены.

Вот фото моего варианта БП, вид готовой платы, и можно посмотреть как примерно применить корпус от старого компьютерного ATX. Регулировка сделана 0-20 В 1,5 А. Конденсатор С4 под такой ток поставлен на 100 мкФ 35 В.

При коротком замыкании максимум ограниченного тока выдается и загорается светодиод, вывел резистор ограничителя на переднюю панель.

Индикатор для блока питания

Провёл у себя ревизию, нашёл пару простеньких стрелочных головок М68501 для этого БП. Просидел пол дня над созданием экрана для него, но таки нарисовал его и точно настроил под требуемые выходные напряжения.

Сопротивление используемой головки индикатора и применённый резистор указаны в прилагаемом файле на индикаторе. Выкладываю переднюю панель блока, если кому понадобится для переделки корпус от блока питания АТХ, проще будет переставить надписи и что-то добавить, чем создавать с нуля. Если потребуются другие напряжения, шкалу можно просто подкалибровать, это уже проще будет. Вот готовый вид регулируемого источника питания:

Плёнка — самоклейка типа "бамбук". Индикатор имеет подсветку зелёного цвета. Красный светодиод Attention указывает на включившуюся защиту от перегрузки.

Дополнения от BFG5000

Максимальный ток ограничения можно сделать более 10 А. На кулер — кренка 12 вольт плюс температурный регулятор оборотов — с 40 градусов начинает увеличивать обороты. Ошибка схемы особо не влияет на работу, но судя по замерам при КЗ — появляется прирост проходящей мощности.

Силовой транзистор установил 2n3055, все остальное тоже зарубежные аналоги, кроме BC548 — поставил КТ3102. Получился действительно неубиваемый БП. Для новичков-радиолюбителей самое-то.

Выходной конденсатор поставлен на 100 мкФ, напряжение не скачет, регулировка плавная и без видимых задержек. Ставил из расчёта как указано автором: 100 мкф ёмкости на 1 А тока. Авторы: Igoran и BFG5000.

Обсудить статью БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Простейший метод добавить мощности подсевшему 12 В аккумулятору для запуска двигателя авто.

Всем привет! Давно хочу написать, но все не хватает времени, а сегодня вот как-то не могу найти чем заняться…напишу об очередной доработке блока питания. Предыдущая часть здесь www.drive2.ru/b/2195993/

Блок питания активно использовался все это время, и показал себя с отличной стороны. Использовал его в основном для всяких поделок и несколько раз для подкачки колес компрессором. Подкачка колес была непростым испытанием, ток несколько раз переваливал за 10А. Насчет самого блока питания, я не сомневался, что он выдержит такую нагрузку, но вольтамперметр рассчитан на ток до 10А, а глядя на проводки которыми он подключается и разъем, думаю, и того меньше! Но все на удивление выдержало.

И вот решил я расширить универсальность прибора, добавив ограничение по току, чтобы можно было заряжать автомобильный аккумулятор, да и любой другой аккум. В инете есть много схем о переделке компьютерного БП с ограничением по току. Как и с регулировкой напряжения, с ограничением по току может справляться все та же TL494. Но эти переделки показались мне слишком сложными, и я решил пойти другим путем. На али был найден подходящий понижающий DC-DC преобразователь с регулировкой напряжения и тока. Вот ссылочка. Вход от 7 до 32В, выход — от 0,8 до 28В, максимальный ток 12А.

После этого я принялся все переделывать. Выбросил все лишнее из БП, убрал регулировку напряжения, впаял в плату подстроечный резистор и выставил напряжение около 17В, чтобы на выходе было около 15В. Все провода заменил на качественный медный провод сечением более 3 квадратов. Все разъемы выкинул, все на пайке. К вольтамперметру тоже протянул нормальный провод и припаял прямо к плате. Преобразователь закрепил внутри корпуса. Вентилятор запитал от шины +5В (на ней сейчас около 7В). Добавил на корпус резиновые ножки. Вообщем все сделал не на страх, а на совесть.

Теперь всем доволен…почти))) Хочу еще вентилятор переставить, чтобы он вдувал воздух вовнутрь, но имеющийся кулер этого не позволяет сделать, так как крепеж у него только с одной стороны. И пора обновить красочку. Уже перестал считать, во сколько он мне обошелся, так как наверное уже смог бы купить готовый аналогичный БП, но самому сделать ведь интереснее))

Лабораторный блок питания может пригодится практически каждому радиолюбителю для отладки и работы с электроникой. В данной статье мы рассмотрим сборку лабораторного блока питания, схема которого довольно известна в сети интернет. Схема является довольно популярной, была собрана множеством радиолюбителей по всему миру. В виду её популярности, в Китае так же наладили производство кит-набора, с помощью которого можно спаять схему, немного сэкономив на времени при изготовлении печатной платы, и поиске компонентов. Я решил заказать этот набор, и посмотреть что из этого получится. В блоке питания имеется регулировка как по току, так и напряжению. Данный пост будет содержать минимум теории, и больше фото для показа что в итоге получилось.

Принципиальная схема блока питания:

Схема найдена в интернете, некоторые компоненты на схеме выше заменены советскими аналогами, в целом схема идентична.

Сам набор с компонентами добрался в таком виде:

Перед началом сборки выяснилось что некоторые компоненты пришли ни тех номиналов. Что касается подобного рода посылок, то это довольно распространённая практика. Поэтому рекомендуется всегда проверять элементы перед сборкой. В моём случае шунтирующий резистор (R7) оказался 47 Ом, а должен быть 0.47 Ом. Кроме того операционники оказались с дефектом, и после сборки не регулировалось напряжение и ток. Всё исправилось заменой этих компонентов. Читал в интернете, у некоторых схема начинает работать сразу после сборки. У некоторых приходят с дефектами или неправильными номиналами элементов. Очевидно, мне попалось и то и другое, в общем с ситуацией разобрался, и плата собрана и работает.

На схеме так же имеется стабилизатор напряжения 7824, я решил заменить его на 7812, который будет выдавать 12 В для запитки куллера + индикатора напряжения и тока.

В качестве трансформатора временно решил использовать от старого бесперебойника. Плата вывозит нагрузку на 3А, однако легко дорабатывается некоторой заменой компонентов. После этого при необходимости можно повысить выдаваемый ток блоком питания. Протестировав схему, стало понятно, что радиатор на выходном транзисторе маловат в своих габаритах, и не справляется с рассеиванием тепла. После чего решил прикрутить транзистор на радиатор от старого 478-го процессора. Как положено, с использованием термопасты для лучшей проводимости, т.к. узел весьма показался мне уязвимым в вопросе перегрева.

Решил повесить нагрузку в пару ампер на блок питания, посмотреть как быстро будет греться радиатор на транзиcторе. Минуты две при такой нагрузке радиатор спокойно рассеивает температуру после чего уже требуется принудительное охлаждение. Решил немного доработать охлаждение радиатора, и вместо того, чтобы вентилятор жужал постоянно, сделал схему, которая будет включать его при пиковых нагрузках. В сети интернет есть схема, которая реализована за счёт необычной способности транзистора КТ315 менять свои свойства при смене температуры.

Схема регулятора оборотов вентилятора охлаждения:

Собрал эту схему довольно быстро, она так же популярна в сети интернет. Особенность этой схемы в том, что в качестве датчика выступает транзистор КТ315. Этот транзистор к счастью оказался под рукой. Что касается VT2 то я решил заменить его современным аналогом, т.к. в магазинах всё реже можно найти детали старой базы.

Самое время делать корпус для блока питания и собирать это всё дело в кучу. Т.к. под рукой оказался корпус от бесперебойника компьютера, решил попробовать затолкать в него все компоненты, а так же сделать более правильную "морду", с регуляторами индикаторами и тумблером.

Переменные резисторы решил заказать другие, т.к. регулировка с многооборотистым резистором гораздо плавнее. В ходе испытаний выяснилось что индикатор напряжения имеет погрешность 0,01В, а вот что касается тока, то там наблюдается нелинейность в измерении. Исправляется пайкой одной перемычки на плате (в сети много об этом есть постов). Крепёж под "бананы", а так же тумблер включения питания.

Вот такая тушка под корпус лабораторника, переднюю и заднюю панель я открутил, так как она не пригодится, и панели у прибора будут другие.

В качестве материала для панели решил взять гетинакс, толщиной 5 мм. Причина такого выбора в том что его легко обрабатывать, диэлектрик, да и оказался под рукой.

Отверстия сверлились свёрлами и отрезными дисками для бор машины. Процесс изготовления корпуса — творческий, а поэтому в моём случае затянуться на больше чем ожидалось).

Элементы на панели вырезанные из листа гетинакса не стыковались с отверстиями которые были на железном корпусе. Таким образом чтобы разместить элементы потребовалось так же немного подрезать сам металлический корпус.

Урезая корпус под нужды элементов управления, это его значительно ослабляет в плане жесткости. Я же стремился сделать его более надёжным и качественным. В итоге простая переделка перешла в фазу "глубокой" переделки, в ходе чего была срезана задняя панель полностью, и добавлены рёбра жесткости.

Для примерки первый крепёж был сделан что называется на "шару" для того чтобы немного прикинуть размещение элементов. В ходе чего было выяснено, что так же потребуется сделать дополнительную планку по центру, чтобы прикрутить к ней два радиатора, и пару схем.

Сделал всё как задумал, хоть и можно было проще затолкать как получиться, но хотелось сделать как виделось правильным. Оставил запас места под трансформатор большего размера. Сам трансформатор разместил по центру, для более правильной развесовки прибора, а так же рассеивания тепла. Радиатор разместил ближе к задней стенке где находится вентилятор кулера. Сама плата блока питания так же находится ближе к кулеру. Плата управления ближе к передней панели, и в таком положении, чтобы место в центральной части где находится трансформатор оставалась в запасе.

Немного творческого беспорядка, на пару дней, в итоге подогнал все элементы по местам, и спаял узлы в последствии. Радиатор изолировал от корпуса, в итоге были сделаны специальные посадочные площадки из гетинакса которые одной стороной крепились к корпусу другой к радиатору. Получился некий пазл, которой держал всё это дело прочно на своих местах.

После первой сборки и спайки самоё время проверить работоспособность прибора. После сборки прибор включился но регулировалось напряжение и ток. В итоге выяснилось, что многооборотистые резисторы были припаяны немного неправильно, и это дело быстро исправилось. В целом, всё практически готово. Датчик регулятора скорости вращения вентилятора (транзистор КТ315) так же был прикручен около выходного транзистора блока питания, который размещался на радиаторе. Таким образом он быстрее реагирует на смену температуры выходного транзистора не дожидаясь нагрева всего радиатора.

Регуляторы на переменные резисторы мне показались довольно габаритными для этой панели, поэтому ставить их пока не стал, и заказал другие специальные для данного типа резисторов.

Читать еще: Реле рр 380 регулировка напряжения

Вот такой получился танк. На задней панели сделаны отверстия под для вентилятора, предохранитель, а так же гнездо питания на 220 В. Центральный контакт гнезда как и положено заземлил на корпус блока питания. Хотя в наших розетках и нету третей точки — заземления, но пускай будет хотя бы в приборе, на будущее.

Проводка в блоке так же была связана, чтобы не было механического воздействия на места припоя при эксплуатации прибора.

В дальнейшем прибор так же планируется дорабатываться и в плане мощности, и возможно немного по внешнему виду. А пока результат он выглядит таким вот образом.

Сама плата с базовыми элементами способна выдавать от 0 до 30 Вольт, с током от 0 до 3 Ампер. Осциллограммы к сожалению показать не могу, т.к. нет осциллографа под рукой. Конечно это не много, ну и не мало тоже. По этой причине в дальнейшем планируется доработка в сторону увеличения мощности, путем замены элементной базы, от трансформатора до транзисторов. Разумеется насколько это позволят сами дорожки платы.

Выбор лабораторного блока питания (часть 1)

В статье рассматривается ассортимент присутствующих на рынке лабораторных источников питания в доступном ценовом сегменте, от устройств хобби-класса до полупрофессиональных. Анализируются особенности приборов, достоинства и недостатки, сравниваются по критерию цена-качество. Приведены ссылки на источники информации, использованные при составлении обзора.

Содержание

Классификация

"одноканальные";
"двухканальные" (имеют два регулируемых выхода напряжения);
"трёхканальные" (три выхода: как правило, 2 регулируемых, и 1 нерегулируемый +5В)

напряжение: 0..15В(18В) ..30В(32В) ..(50В)60В
ток: 0..2А(3А) ..5А ..10А ..20А ..30А

Линейные (классические трансформаторные),
Импульсные (для больших мощностей).

Максимальная выдаваемая мощность (напряжение и ток) отражена числом (обычно 4-значным, редко 3- или 5-), например: "3005" (напряжение до 30В и максимальный ток до 5А); "1502" (до 15В и до 2А)
Буквы до номера — это код производителя ("PS..", "HY..", "AX..")
Второе число после чёрточки — число каналов (например, два канала "HY3005-2", три канала "HY3005-3")

BAKKU, DazHeng, ZHAOXIN(дешёвый Китай — эти БП ненадёжные, часто горят)(ха! подобно Mastech, стал завозить добротный Китай и продавать под своей торговой маркой)(своих заводов не имеет — это только Российская торговая марка, завозит избранные модели добротных китайских БП и клеит свою лейбу)(хороший Китай — самый ходовой в бюджетном классе)(оптимум функционала и качества — я рекомендую!)(их прецизионные блоки питания "NRP", известные в России как "АКИП",внесены в Госреестр РФФ)(молодая китайская фирма, избравшая приоритетом высокое качество продукции — поэтому их осциллографы и блоки питания внесены в Госреестр РФФ!) и другие прецизионные и специализированные БП, обычным людям недоступные.

Одноканальные блоки питания

Они самые дешёвые.

И их самый разнообразный выбор моделей:

по мощностям: маломощные до 3А, средние до 5А, мощные до 30А, сверхмощные до 60А и выше.
по индикации: цифровые LED (светодиодные), цифровые LCD (жидкокристаллические), аналоговые стрелочные индикаторы.
по управлению: аналоговые крутилки потенциометры, цифровые крутилки энкодеры, цифровые кнопки.
по разнообразию брендов — на любой выбор цена/качество.

(схемы принципиальные на БП Mastech я нашёл тут)

Присутствует режим "стабилизации тока" (полезнейшая функция!)
Есть всевозможные защиты выхода: от переполюсовки, от перенапряжения, от перенагрузки.
В отличие от дешёвых БП, вес Axiomet больше на 20%-50% — т.е. внутри явно много железа! И главное: тут большой силовой трансформатор — а значит больше и запас мощности, и надёжность устройства. (разбирали, смотрели — действительно, габариты трансформатора внушают!)
Для охлаждения: На задней стенке стоит большой, безшумный и неломающийся радиатор. Кулеров нет! Внутри тоже: все силовые компоненты, где требуется, посажены на собственные радиаторы.
Внутри AXIOMET тоже выглядит очень опрятно: все провода подвязаны и закреплены, все контакты в изоляции, на корпусе больше опорных стоек и стяжек… (на сборке — не экономили)
Корпус сделан добротно: большие и надёжные клеммы, удобные кнопки и крутилки… Радует удобная мелочь: ручка сверху на корпусе, для переноски.
Индикация: AXIOMET делает лабораторные БП только с цифровыми LCD-индикаторами. (В условиях низкой освещённости их плохо видно — это не очень удобно, LED были бы лучше… Но в условиях хорошей освещённости — наоборот, лучше видно LCD, чем LED!)

Также присутствует режим "стабилизации тока"
На выходе выдаёт до 60В! (вообще, это редкая особенность: большинство лабораторных БП средней мощности выдают только до 50В)
Область применения: множество электрических схем, для которых напряжения до 30В мало — где требуется повышенное до 50..60В (это отдельный класс схем — и под них заточен отдельный класс лабораторных БП)(аккредитация Росстандартом, признание метрологов — это очень круто!)
Регулировка осуществляется: четырьмя эргономичными крутилками, а не цифровыми кнопками (хочу отметить, лично мне крутилки гораздо удобнее)
Для охлаждения: сзади также имеется большой охладительный радиатор

Одноканальные БП пониженной мощности

Есть также целый ряд моделей пониженной мощности (на меньшие напряжения и ток, и дешевле) — годятся для ремонта мобильных телефонов:

HY1502D (до 15V 2A, LCD-индикаторы)
HY1503D (до 15V 3A, LCD-индикаторы)
HY1505D (до 15V 5A, LCD-индикаторы)
HY1802D (до 18V 2A, LCD-индикаторы)
HY1803D (до 18V 3A, LCD-индикаторы)

HY1502C (до 15V 2A, два стрелочных индикатора)
HY1503C (до 15V 3A, два стрелочных индикатора)
HY1505C (до 15V 5A, два стрелочных индикатора)

Бренд HYelec — рекомендую! По качеству это — "хороший китай"!
Все представленные модели — линейные блоки питания (производитель обещает пульсации <0.5mVrms)
Все представленные модели имеют режим "стабилизации тока" (в отличие от аналогичных дешёвых "бюджетных" моделей, в которых "стабилизации тока" нет — о них ниже)
Основные достоинства: сниженная цена, по сравнению с моделью "3005" (на 30В 5А), но с сохранением всех функций и характеристик старшей модели! (конечно, за исключением того, что максимально генерируемое напряжение и ток понижены)
Про возможные применения — почитайте отзыв на "HY1503D" от DI HALT (автора блога и основателя сообщества EasyElectronics.ru)
Если вам не нужны повышенные напряжения и токи, тогда эти блоки питания — хороший выбор для вас. Например, их вполне достаточно для мастерских по ремонту мобильных телефонов.

Для тех, кто хочет сэкономить деньги (про бюджетники)

Использованы некачественные комплектующие и без запаса мощности.
Силовой трансформатор также недостаточной мощности — ниже заявленной.
И из-за удешевлённых компонентов, блоки питания НЕ держат заявленные режимы (перегреваются, а на предельных режимах сгорают).
Схемотехнически: упрощены схемы управления (например, вместо каскадов на операционных усилителях — просто транзисторные каскады); упрощены схемы защиты от нештатных режимов.
Для охлаждения: вместо радиаторов, силовые элементы в лучшем случае посажены на алюминиевую пластинку, а то и просто висят в воздухе. А на задней стенке стоит один ШУМНЫЙ кулер и всё это обдувает. (Ну, так как все элементы работают в режиме перегрузки, то это наверное был единственный выход, чтобы оно хоть как-то работало. )
Хлипкие клеммы, корпус, шнуры.
Внутри: качество монтажа компонентов — самое что ни на есть "китайское", пайка посредственная, корпусные крепления упрощены, провода болтаются.
Достаточно высок процент заводского брака.
Преимущество единственное — цена! Но это очень веское преимущество, потому что их цена: в 2 раза меньше, чем у аналогичных HYelec!

Схемы, переделка и модернизация "DAZHENG PS-1502DD (15В 2А)":
отзыв от Microsin,
отзыв от Alex_EXE,
отзыв от Paul Freeman,
тема на форуме Radiokot,
тема на форуме EasyElectronics.ru
Обзор, тестирование и комментарии "DAZHENG PS-305D (30В 5А)": статья от Яростанмаш

Итак, если вы решились экономить, то рекомендую обратить внимание на следующие модели:

Здесь есть "стабилизатор тока", что очень полезно! И если сравнивать с хорошим китайским аналогом "HYelec HY3005", то "ZHAOXIN RXN-305D" поддерживает все те же функции, и не уступает по характеристикам стабилизации напряжения и тока (по крайней мере заявленным на сайте, хотя метрологическую экспертизу им никто не проводил)! Между ними значительная разница — только в качестве внутреннего исполнения, монтажа… Но HYelec — и стоит в два раза дороже!
Как свидетельствует гарантийная статистика: если в нём нет заводского брака, то при соблюдении щадящих режимов работы, этот блок питания прослужит вам долго.
Важно: не используйте этот блок питания на предельных режимах! Возьмите за правило: на длительное время — нагружать не более чем на 80%; лишь кратковременно — допустимо на 100%

В этой модели нет режима "стабилизации тока", даже не ищите, — есть только "простая защита от перегрузки и КЗ"! Соответственно, область его применения значительно сокращается.
Внимание! У модели "1502" есть конструктивная недоделка (смотри схему принципиальную): из-за упрощённой реализации (только стабилизатор LM723 и усилитель тока на биполярных транзисторах) — не терпит пониженного выходного напряжения! Потому что тогда на силовом регулирующем транзисторе выделяется большая мощность: тем больше, чем ниже выходное напряжение, т.е. соответственно, чем больше падение напряжения на этом транзисторе… Транзистор перегревается и сгорает — это самая частая причина выхода этой модели из строя! Таким образом, при малом выходном напряжении — рекомендуется брать ток не больше 0,5-0,7А.
И ещё обязательно, сразу после покупки, сделайте в этом БП маленькую доделку: на главный силовой регулирующий транзистор (что выведен на заднюю стенку корпуса) прикрепите большой радиатор! Это очень важно для выживания этой модели!

Имейте в виду, что ещё есть похожая модель "BAKKU BK-1502DD" — в ней триггерная "защита от перегрузки по току": чтобы её сбросить, надо выключить питание. Возможно такое поведение где-то и имеет смысл… Но Microsin поругал её в своём отзыве: "Самая неприятная вещь в источнике питания PS-1502DD — триггерная защита по току. Она очень неудобная — для её сброса нужно полностью выключать питание и ждать пару секунд. С такой защитой ручка регулировки тока почти теряет смысл."
Купить можно за 320грн.=40$=1200руб.

Стрелочные индикаторы

Шкала стрелочного индикатора неточная: например, если блок питания рассчитан до 5А — то и амперметр соответственно проградуирован до 5А — следовательно, трудно разглядеть десятые доли ампера, и вообще невозможно сотые! (Аналогичное справедливо и для напряжения.) А для цифровых трёхразрядных индикаторов, которые стоят во всех даже самых дешёвых БП, — это вообще не проблема.
Снять точный номинал потребляемого тока, точно подстроить напряжение — на стрелочных блоках питания это проблема — они для другого предназначены… Выбирайте стрелочные блоки питания, для работы с устройствами, которым не требуется точных напряжений питания.
Шкала стрелочного индикатора плохо масштабируется: Так что, если вы потом решите переделать свой блок питания, то учтите что расширить ему диапазоны не удастся! Поэтому и на запчасти он менее ценен.

Режим работы "стабилизация тока" в лабораторных БП

У блоков питания средней мощности (до 5А) есть интереснейшая возможность: режим "стабилизации тока"!

Со "стабилизацией напряжения" всё понятно — блок питания держит на выходе заданное напряжение, и старается его удержать при любом потребляемом нагрузкой токе, пока мощности хватит.
А вот "стабилизатор тока" — это когда при превышении заданного предела потребления тока, БП начинает автоматически понижать Uвых, чтобы удержать ток на заданном пределе Imax.
А если ограничивать и ток, и напряжение — то блок питания будет стремиться выдавать меньший минимум.

В противоположность этому, "простая защита от перегрузки и КЗ" (которая используется только в самых дешёвых блоках питания, или только в очень мощных) — означает, что при превышении заданного предела потребления Imax, блок питания просто пикнет и вообще отключит выходное напряжение, трактуя ситуацию как КЗ. После внештатной ситуации, блок питания включается вновь: опционально, либо сам автоматически через несколько секунд, либо только после ручного сброса по питанию (т.н. триггерная защита).

Когда я рассчитывал токоограничивающий резистор (простейший драйвер) для белого сверхяркого светодиода, то конечно стремился не потерять ни один Люмен яркости, но при этом и удержать светодиоды в допустимом режиме. В расчётах всё получается очень просто. Но в действительности всё сложнее: светодиоды имеют диапазон допустимых токов, а величина тока очень влияет на яркость. Однако, при перегреве — они действительно сгорают очень быстро!
Возникла подзадача: определить оптимальную величину тока для конкретной модели, конкретного производителя светодиода… Даташит тут не решение: там указан широкий диапазон и лишь «безопасных» токов (а можно и больше, если осторожно). В таких случаях, найти оптимум можно только экспериментально! А для подобных экспериментов необходим источник тока. Тогда я много наэкспериментировался и в полной мере оценил всю полезность «источника тока» в лабораторном БП! Ну, и светодиодов пожёг тоже немало… 😉

Лабораторный блок питания

Для питания различных схем нужны разные блоки питания с разными напряжениями и токами, для таких целей в мастерской необходим регулируемый блок питания, то есть лабораторный блок питания. Цены на такие устройства довольно внушительны и поэтому придется собирать лабораторный блок питания своими руками. Из того что у меня есть в закромах получится неплохой прибор с выходом до 18В и током до 2.5А, для индикации подойдет только что пришедший с Китая цифровой вольтметр, но обо всем по порядку.

Во первых максимальные выходные параметры были выбраны в связи с имеющимся свободным трансформатором от стерео колонок 2*17В 2А. обмотки подключены параллельно. После диодного моста с конденсаторами напряжение подрастет примерно до 24В. Надо учитывать, что напряжение должно быть с запасом. Падение на транзисторах несколько вольт плюс под нагрузкой еще просядет на несколько вольт, чистыми останется 19В поэтому 18В это стабильный максимум, что можно выжать. Нагрузка в 2,5А выбрана так, что бы сильно не нагружать обмотки трансформатора, в таком режиме трансформатор будет себя лучше чувствовать, потому что нагружен будет на 70-80%. Чем питать разобрался, теперь что что питать

Теперь пора выбрать схему для лабораторного блока питания. Схема была выбрана, собрана и опробована, это простой и доступный лабораторный блок питания (ПИДБП) V14.Схема была взята с форума Паяльника и немного переделана под свои выходные напряжения и токи

На DA1.3 собран индикатор перегрузки по току. Когда идет ограничение по току, этот индикатор указывает об этом
Для измерения тока нагрузки на DA1.4 собран усилитель напряжения пересчитанный на усиление в 5 раз. Когда нагрузка максимальна на резисторе R20 падение 0,5В, это напряжение усиливается и на выходе ОУ напряжение, равное по значению току потребления.

Ну и на первых двух компараторах собрано сердце схемы. Это стабилизатор тока управляющий стабилизатором напряжения. Я собирал нечто похожее, только в схеме управление током и напряжением было независимо. Подробно описывать как работает последовательное включение стабилизаторов не буду, можете почитать о параллельном в статье простое зарядное устройство своими руками, принцип работы схож.
В схеме были пересчитаны R12R14 для выходного напряжения в 18В, а R11 для регулировки напряжения был заменен на 5к. R20 пересчитан на ток 2,5А, при максимальном токе на R20 должно быть падение 0,5В. R20 рассчитывается по простой формуле из закона Ома R20=0.5(В)Iмакс(А)

Что бы схемку сделать немного практичней добавил схемку защиты от короткого замыкания и переполюсовки. Эта схема хорошо себя зарекомендовала и леплю её куда попало))
Короче определился, что где буду использовать. Собрал все компоненты в кучу, развел печатную плату и все распаял

Как видно выходные транзисторы использовал КТ803А в параллельном включении. Общая рассеиваемая мощность 120Вт, максимальный ток 20А напряжение пробоя 60В. Оба транзисторы выведены проводами на общий радиатор за пределы корпуса. Кстати корпус использовал от старой пластиковой музыкальной колонки

Печатная плата готова, корпус есть. транзисторы на радиаторе. Пришло время окончательно определиться какие задачи будут выполняться лабораторным блоком питания и развести переднюю панель. Панель буду рисовать в SPL6.

На панеле размещу вольтметр, регулятор напряжения и тока.
Переключатель измерение вольт и ампер.
Два индикатора перегрузка и защита от КЗ
Переключатель между выходом с диодного моста и выходом ЛБП
Переключатель между ЛБП и зарядным. Минусовой выход либо с ЛБП либо с защиты от переполюсовки и кз
Теперь зная что где будет, можно сложить общую схему лабораторного блока питания и раскидывать косы проводов от платы к передней панеле. Вот что вышло

Думаю пора собирать все в корпус
Вот фото платы собранной окончательно

А вот так все выглядит в корпусе.

После сборки всего в корпус можно попробовать включить лабораторный питальник в розетку. На выходе 18,5В
Первое включение лабораторного блока питания под нагрузкой 50% в качестве нагрузки двигатель от шуруповерта 12В. Кстати по индикатору перегрузка видно, что блок питания в режиме ограничения тока. На индикаторе ток потребления 1,28А

Вот такой лабораторный блок питания у меня получился

В качестве индикатора использовал вольтметр из Китая, предварительно его переделав. Вольтметр указывал тоже напряжения от которого питался, я решил разделить эти каналы, что бы была возможность измерять от 0В до 20В. Я убрал резистор соединяющий контакты питания и измерения напряжения, он помечен красным на фото. Запитал индикатор от опорного напряжения схемы 12В

Такой вольтметр можно заказать на AliExpress. вот ссылка

Если нужны результаты испытаний этого блока, пожалуйста напишите в комментариях.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения 30в 10а

QUOTE (Jack.Black @ Nov 11 2007, 07:57 PM)

А как ты включил абмотки трансформатора если две последовательно то напряжение в переменке будет 26,8в , после диодного моста и кондера напряжение увеличевается в 1,4 раза (корень из 2 )
26,8 *1,4=37,52
тогда тебе надо использовать одну абмотку на 20в в постоянном 28в.

QUOTE (Мицар @ Nov 11 2007, 10:45 PM)

yorgi, вполне возможно, что одна из причин, в ОУ. Напряжения его питания желательно привести к норме, либо поставить другой ОУ, по-моему у К1408УД1 напряжение питания 40В, уних даже цоколёвка совпадает. И я думаю, что можно будет получить на выходе заявленные 30В. А если не ставить другой ОУ, то для уменьшения отритцательного питающего напряжения необходимо поставить резистор 300-470 Ом между диодным мостом и конденсатором С2, и параллельно С2 поставить стабилитрон КС515 или ему аналогичный. Попробуйте начать с последнего -это проще и быстрее. И ещё перед тем как переделывать, замерьте напряжение на выходе ОУ во время изменения тока нагрузки, а затем после переделки.

QUOTE (Мицар @ Nov 11 2007, 10:45 PM)

QUOTE (yorgi @ Nov 11 2007, 11:52 PM)

мож нада купить просто lm301? я даже и не наю

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

Похоже у тебя сгорел операционник. Я вчера сибирал на монтажке эту схему — регулировка напряжения плавная ( использовал 140УД608). На самой схеме возможен "косяк" плюс питания операционника, если регулируется напряжение от нуля питается от отдельного источника, или со входа схемы (красна линия)

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

Вот схема из книги про стабилизаторы

Присоединённое изображение

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

В принципе тоже самое можно сделать без операционника например сх.1. Тоже схема рабочая (вчера проверял). Защита от КЗ работает. Единственно мне не понравилась как работает ограничение тока. Напряжение на выходе при ограничении тока примерно 3 — 5 вольт, поэтому можно сжечь проверяемую схему.

Это сообщение отредактировал GSL — Nov 19 2007, 03:02 PM

Присоединённое изображение

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

Если подать отрицательное напряжение смещения то, можно получить пределы регулировки от нуля вольт. Сх.2

Присоединённое изображение

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

Можно собрать б/п на транзисторах сх.3 Здесь при КЗ и при ограничении тока напряжение на выходе 0вольт. http://vrtp.ru/index.php?showtopic=7133

Это сообщение отредактировал GSL — Nov 19 2007, 03:04 PM

Присоединённое изображение

вопрос к GSL
а какие напряжения у тебя были на выходе трансформатора? когда ты собирал схему на на к140уд608? в этой схеме для меня не обязательно регулировка от 0 вольт. А распиновка выводов у 140уд608 такая же как и на lm301. и какое напряжение питания 140уд608.

Это сообщение отредактировал yorgi — Nov 20 2007, 08:48 AM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

QUOTE (iennefer @ Nov 21 2007, 12:46 AM)

Чувак, ты бы фотку скинул своей приблуды, мы бы сразу нашли косяк, тут в схемах с тремя деталями находили 4 ошибки!!!!
Даже если их там нет то будут!!!!

хорошо, но я уже собрал себе блок без операционника , я так понял он мне не нужен! я просто взял пару деталей со схемы и получился отличный блок!

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Группа: Cоучастник
Сообщений: 743
Пользователь №: 17855
Регистрация: 15-February 07
Место жительства: Москва

Вот ещё варианты схем с ограничением тока и регулировкой на операционниках сделаных по такому же принципу работы что и схема в начале обсуждения, но на нашей элементной базе. http://irls.narod.ru/bp/bp35.htm
и ещё http://irls.narod.ru/bp/bp20.htm
Кстате обратите внимание в этих схемах питание операционника от отдельного источника питания, как и в первоисточнике.

Это сообщение отредактировал GSL — Nov 21 2007, 11:59 AM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 18
Пользователь №: 39913
Регистрация: 30-November 08
Место жительства: Украина г. Киев

QUOTE (yorgi @ Nov 21 2007, 04:48 PM)

мне нужно вобщем не сложный блок питания, который выдает напряжение не обязательно от нуля! от 2 до 15 вольт с головой хватит! и чтобы защита срабатывала на 3 амперах!а также был мин коэф пульсаций.

Группа: Cоучастник
Сообщений: 45
Пользователь №: 93514
Регистрация: 23-June 12

Чет у меня не получается чтоб эта схема регулировала напряжение от 0 вольт,

Группа: Cоучастник
Сообщений: 1193
Пользователь №: 101931
Регистрация: 23-July 13
Место жительства: Penza

Мне всегда было интересно а что запитывают от лабораторного блока питания с выходным напряжением 0,1 или 0,2 или 0,5 или 0,8 вольт?

Присоединённое изображение

Группа: Admin
Сообщений: 40949
Пользователь №: 3
Регистрация: 26-January 05
Место жительства: Москва слезам не верит.

подать смещение, на транзистор, варикап, прочие, подумать применения найдутся. Работая с свч полевиками задача подать на затвор 0.1. 1 в стоит очень часто, как и подвигать частоту в ВЦОшке

основное на мой взгляд это не регулировка от 0, это не максимальный ток, его можно увеличивать без затруднений, основное это пульсация, шум и стабильность выходного напряжения.

Не задавайте вопросы технического характера в личку, все-равно отправлю на форум.

Хотя бы раз в год уезжай туда, где ты еще не был!

Билль о рабах Вирджиния, 1779 г.:
«Ни один раб не должен хранить или переносить оружие, если только у него нет письменного приказа хозяина или если он не находится в присутствии хозяина».

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7050
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

А какие проблемы на выход бп, поставить переменный резистор и будет регулировка от нуля.А схем работающих от напряжения питания ниже 0.5 В, я что-то не припомню.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 20 2020, 08:27 PM

Группа: Admin
Сообщений: 40949
Пользователь №: 3
Регистрация: 26-January 05
Место жительства: Москва слезам не верит.

Не задавайте вопросы технического характера в личку, все-равно отправлю на форум.

Хотя бы раз в год уезжай туда, где ты еще не был!

Группа: Cоучастник
Сообщений: 1334
Пользователь №: 7121
Регистрация: 7-April 06
Место жительства: РФ

Блок питания с регулировкой тока и напряжения 30в 10а

Я немного увлекся гальванопластикой (про это еще расскажу), и для нее мне понадобился новый блок питания. Требования к нему примерно такие – 10А выходного тока при максимальном напряжении порядка 5В. Конечно-же, взгляд сразу упал на кучу ненужных компьютерных блоков питания.

Конечно, идея переделать компьютерный блок питания в лабораторный не нова. В интернетах я нашел несколько конструкций, но решил, что еще одна – не помешает. В процессе переделки, я сделал просто дофига ошибок, поэтому, если решитесь сделать и себе такой блок питания, учитывайте их, и у вас получится лучше!

Внимание! Несмотря на то, что складывается впечатление, что этот проект — для новичков, ничего подобного – проект довольно сложный! Имейте ввиду.

Конструкция

Мощность того блока питания, который я вытащил из-под кровати – 250Вт. Если я сделаю БП 5В/10А, то пропадает драгоценная моща! Не дело! Подымем напряжение до 25В, может сгодится, к примеру, для зарядки аккумуляторов – там нужно напряжение порядка 15В.

Для дальнейших действий нужно сначала найти схему на исходный блок. В принципе, все схемы БП известны и гуглятся. Что именно нужно гуглить – написано на плате.

Мне мою схему подкинул друг. Вот она. (Откроется в новом окне)

Да-да, нам придется лазить во всех этих кишках. В этом нам поможет даташит на TL494

Итак, первое, что нам нужно сделать – проверить, какое максимальное напряжение может выдать блок питания по шинам +12 и +5 вольт. Для этого удаляем предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.

Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у нас на выходе – максимальное напряжение.

Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей. PS_ON обычно подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать. А вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим – она использует выходные напряжение и, после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе C28.

Итак, бп запустился. Появились выходные максимальные напряжения.

Внимание! Выходные напряжения – больше тех, на которые рассчитаны выходные конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Я хотел поменять конденсаторы, поэтому мне их было не жалко, а вот глаза не поменяешь. Аккуратно!

Итак, подучилось по +12В – 24В, а по +5В – 9.6В. Похоже, запас по напряжению ровно в 2 раза. Ну и прекрасно! Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20В, а выходной ток – на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200Вт мощи.

С параметрами, вроде бы, определились.

Теперь нужно сделать управляющую электронику. Жестяной корпус БП меня не удовлетворил(и, как оказалось, зря) – он так и норовит поцарапать что-то, да еще и соединен с землей (это помешает мерить ток дешевыми операционниками).

В качестве корпуса, я выбрал Z-2W, конторы Maszczyk

Я измерил излучаемый блоком питания шум – он оказался вполне небольшим, так что, вполне можно использовать пластиковый корпус.

После корпуса я сел за Corel Draw и прикинул, как должна выглядеть передняя панель:

Электроника

Я решил разбить электронику на две части – фальш-панель и управляющая электроника. Причина для такого разбиения – банально не хватило места на лицевой панели, чтобы вместить еще и управляющую электронику.

В качестве основного источника питания для своей электроники я выбрал standby источник. Было замечено, что если его хорошенько нагрузить, то он перестает пищать, поэтому идеальными оказались 7-сегментные индикаторы — и блок питания подгрузят и напряжение с током покажут.

Фальш-панель:

На ней индикаторы, потенциометры, светодиод. Для того, чтобы не тащить кучу проводов к 7-сегментникам, я использовал сдвиговые регистры 74AC164. Почему AC, а не HC ? У HC максимальный суммарный ток всех ножек – 50мА, а у AC – по 25мА на каждую ножку. Ток индикаторов я выбрал 20мА, тоесть 74HC164 точно бы не хватило по току.

Управляющая электроника – тут все слегка посложнее.

В процессе составления схемы, я конкретно налажал, за что и поплатился кучей перемычек на плате. Вам-же предоставляется исправленная схема.

Если кратко, то – U1A – диф. усилитель тока. При максимальном тока, на выходе получается 2.56В, что совпадает с опорным у АЦП контроллера.

U1B – собственно токовый компаратор – если ток превышает порог, заданный резисторами, tl494 “затыкается”

U2A – индикатор того, что БП работает в режиме ограничения тока.

U2B – компаратор напряжения.

U3A, U3B – повторители с переменников. Дело в том, что переменники относительно высокоомные, да еще и сопротивление их меняется. Это значительно усложнит компенсацию обратной связи. А вот если их привести к одному сопротивлению, то все становится значительно проще.

С контроллером все понятно – это банальная атмега8, да еще и в дипе, которая лежала в загашнике. Прошивка относительно простая, и сделана между паяниями левой лапой. Но, нем не менее, рабочая.

Контроллер работает на 8МГц от RC генератора (нужно поставить соответствующие фюзы)

По хорошему, измерение тока нужно перенести на “высокую сторону”, тогда можно будет мереть напряжение непосредственно на нагрузке. В этой схеме при больших токах в измеренном напряжении будет ошибка до 200мВ. Я слажал и каюсь. Надеюсь, вы не повторите моих ошибок.

Переделка выходной части

Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой (кликабельно):

Синфазный дроссель я немного переделал – соединил последовательно обмотку которая для 12В и две обмотки для 5в, в итоге получилось около 100мкГн, что дофига. Еще я заменил конденсатор тремя включенными параллельно 1000мкФ/25В

После модификации, выход выглядит так:

Настройка

Запускаем. Офигиваем от количества шума!

300мВ! Пачки, похоже на возбуждение обратной связи. Тормозим ОС до предела, пачки не исчезают. Значит, дело не в ОС

Долго тыкавшись, я нашел, что причина такого шума – провод! О_о Простой двужильный двухметровый провод! Если подключить осциллограф до него, или включить конденсатор прямо на щуп осциллографа, пульсации уменьшаются до 20мВ ! Это явление я толком не могу объяснить. Может, кто-то из вас, поделится? Теперь, понятно что делать – в питающейся схеме должен быть конденсатор, и конденсатор нужно повесить непосредственно на клеммы БП.

Кстати, насчет Y – конденсаторов. Китайцы сэкономили на них и не поставили. Итак, выходное напряжение без Y-конденсаторов

А теперь – с Y конденсатором:

Лучше? Несомненно! Более того, после установки Y – конденсаторов сразу-же перестал глючить измеритель тока!

Еще я поставил X2 – конденсатор, чтобы хоть как-то поменьше хлама в сети было. К сожалению, похожего синфазного дросселя у меня нет, но как только найду – сразу поставлю.

Обратная связь.

Про нее я написал отдельную статейку, читайте

Охлаждение

Вот тут пришлось повозиться! После нескольких секунд под полной нагрузкой вопрос о необходимости активного охлаждения был снят. Больше всех грелась выходная диодная сборка.

В сборке стоят обычные диоды, я думал заменить их диодами Шоттки. Но обратное напряжение на этих диодах оказалось порядка 100 вольт, а как известно, высоковольтные диоды шоттки не намного лучше обычных диодов.

Поэтому, пришлось прикрутить кучу дополнительных радиаторов (сколько влезло) и организовать активное охлаждение.

Откуда брать питание для вентилятора? Вот и я долго думал, но таки придумал. tl494 питается от источника напряжением 25В. Берем его (с перемычки J3 на схеме) и понижаем стабилизатором 7812.

Для продуваемости пришлось вырезать крышку под 120мм вентилятор, и прицепить соответствующую решетку, а сам вентилятор поставить на 80мм. Единственное место, где это можно было сделать – это верхняя крышка, а поэтому конструкция получилась очень плохая – с верху может упасть какая-то металлическая хрень и замкнуть внутренние цепи блока питания. Ставлю себе 2 балла. Не стоило уходить от корпуса блока питания! Не повторяйте моих ошибок!

Вентилятор никак не крепится. Его просто прижимает верхняя крышка. Так вот хорошо с размерами я попал.

Результаты

Итог. Итак, этот блок питания работает уже неделю, и можно сказать, что он довольно надежен. К моему удивлению, он очень слабо излучает, и это хорошо!

Я попытался описать подводные камни, на которые сам нарвался. Надеюсь, вы не повторите их! Удачи!

Добрый день. Хотелось бы уточнить номиналы резисторов R3, R8, R14 и R18, параметры L1 в управляющей электронике, номиналы резисторов R22 и R25 в фальшпанеле, а также возможно ли выложить печатные платы. Спасибо.

Автору конечно респект за разработку! Но для повторения нужно сначала расколдовать схему управления БП, котораые в ПДФе. Блин! Что заставляет вас сначала зашифровывать схему? А тот, для кого это здесь выложено, потом расшифровывает эту схему. Какой же дебил так так придумал. Неужели нельзя было нормально нарисовать обе схемы управления (pdf) на одном листе и без всяких ссылок типа: Vref, AGND… Что за бездарность такая. BSVi — тебе большой минус по черчению схем! Ты бездарность. Никогда больше этого не делай. Попроси специалистов сделать это

Автор проделал приличную работу и написал полезную статью.
Насчет схем, уж извините, наоборот, Вы показываете свою безграмотность
Возьмите пример применения любой импортной микросхемы (App Note), и Вы увидите там такой же стиль оформления электрических схем.

Этот стиль, кстати, весьма удобен тем, что даже достаточно объемная схема остается легко читаемой, а не превращается в трудночитаемую «вермишель».

0 0 голоса

Рейтинг статьи