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

РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

У каждого радиолюбителя, регулярно занимающегося конструированием электронных устройств, думаю, имеется дома регулируемый блок питания. Штука действительно удобная и полезная, без которого, испробовав его в действии, обходиться становится трудно. Действительно, нужно ли нам проверить, например светодиод, то потребуется точно выставлять его рабочее напряжение, так как при значительном превышении подаваемого напряжения на светодиод, последний может просто сгореть. Также и с цифровыми схемами, выставляем выходное напряжение по мультиметру 5 вольт, или любое другое нужное нам и вперед.

Регулируемый блок питания с защитой и регулировкой тока самодельный

Многие начинающие радиолюбители, сначала собирают простой регулируемый блок питания, без регулировки выходного тока и защиты от короткого замыкания. Так было и со мной, лет 5 назад собрал простой БП с регулировкой только выходного напряжения от 0,6 до 11 вольт. Его схема приведена на рисунке ниже:

Регулируемый блок питания радиолюбителя схема

Но несколько месяцев назад решил провести апгрейд этого блока питания и дополнить его схему небольшой схемкой защиты от короткого замыкания. Эту схему нашел в одном из номеров журнала Радио. При более детальном изучении выяснилось, что схема во многом напоминает приведенную выше принципиальную схему, собранного мной ранее блока питания. При коротком замыкании в питаемой схеме светодиод индикации КЗ гаснет, сигнализируя об этом, и выходной ток становится равен 30 миллиампер. Было решено, взяв часть этой схемы дополнить свою, что и сделал. Оригинал, схему из журнала Радио, в которую входит дополнение, привожу на рисунке ниже:

Регулируемый блок питания с защитой схема из журнала Радио

На следующем рисунке показывается часть этой схемы, которую нужно будет собрать.

Схема защита от короткого замыкания

Номинал некоторых деталей, в частности резисторов R1 и R2, нужно пересчитать в сторону увеличения. Если у кого-то остались вопросы, куда подсоединять выходящие провода с этой схемы, приведу следующий рисунок:

Совмещение схем БП

Еще дополню, что в собираемой схеме, вне зависимости, будет это первая схема, или схема из журнала Радио необходимо поставить на выходе, между плюсом и минусом резистор 1 кОм. На схеме из журнала Радио это резистор R6. Дальше осталось протравить плату и собрать все вместе в корпусе блока питания. Зеркалить платы в программе Sprint Layout не нужно. Рисунок печатной платы защиты от короткого замыкания:

Рисунок печатной платы защиты от короткого замыкания

Примерно месяц назад мне попалась на глаза схема приставки регулятора выходного тока, которую можно было использовать совместно с этим блоком питания. Схему взял с этого сайта. Тогда собрал эту приставку в отдельном корпусе и решил подключать её по мере необходимости для зарядки аккумуляторов и тому подобных действий, где важен контроль выходного тока. Привожу схему приставки, транзистор кт3107 в ней заменил на кт361.

Регулировка выходного тока - схема приставки

Но впоследствии пришла в голову мысль соединить, для удобства, все это в одном корпусе. Открыл корпус блока питания и посмотрел, места осталось маловато, переменный резистор не поместится. В схеме регулятора тока используется мощный переменный резистор, имеющий довольно большие габариты. Вот как он выглядит:

Переменный резистор ППБ 15 Е

Тогда решил просто соединить оба корпуса на винты, сделав соединение между платами проводами. Также поставил тумблер на два положения: выход с регулируемым током и нерегулируемым. В первом случае, выход с основной платы блока питания соединялся с входом регулятора тока, а выход регулятора тока шел на зажимы на корпусе блока питания, а во втором случае, зажимы соединялись напрямую с выходом с основной платы блока питания. Коммутировалось все это шести контактным тумблером на 2 положения. Привожу рисунок печатной платы регулятора тока:

Читайте так же:
Блок питания с регулировкой напряжения на одном транзисторе

рисунок печатной платы регулятора тока

На рисунке печатной платы, R3.1 и R3.3 обозначены выводы переменного резистора первый и третий, считая слева. Если кто-то захочет повторить, привожу схему подключения тумблера для коммутации:

Схема коммутации тумблером в блоке питания с защитой

Печатные платы блока питания, схемы защиты и схемы регулировки тока прикрепил в архиве. Материал подготовил AKV.

Originally posted 2018-11-23 07:09:50. Republished by Blog Post Promoter

Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

Вебинар «Новые решения STMicroelectronics в области спутниковой навигации» (17.11.2021)

Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. Рисунок 1).

Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

  • устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30 В;
  • регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5 А;
  • индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;
  • защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.

В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19 В и ток нагрузки 3 А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.

Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на Рисунке 2.

Рисунок 2.Простейший трансформаторный блок питания.

Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220 В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220 В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15 В с максимальным током нагрузки до 2 А.

Читайте так же:
Схема регулировки яркости диодов

Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5 В и 12 В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания.

Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4 А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На Рисунке 3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.

Компоненты для сборки трансформаторного блока питания
Рисунок 3.Компоненты для сборки трансформаторного блока питания.

При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15 В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15×1.4=21 В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25 В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ на рабочее напряжение 50 В.

Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.

Монтаж блока питания в корпусе
Рисунок 4.Монтаж блока питания в корпусе.

Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8 МОм: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. Рисунок 5.).

Монтаж передней панели
Рисунок 5.Монтаж передней панели.

В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7 мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм 2 .

Резистор, выключатель, разъём питания
Рисунок 6.Резистор, выключатель, разъём питания.

На Рисунке 7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03 В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания; если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12 В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2 А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.

Читайте так же:
Как отрегулировать пластиковое окно если дует снизу

Схема блок питания с регулировкой выходного тока и напряжения

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

Блок питания для лаборатории радиолюбителя

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

К покупным источникам питания можно повысить требования.

Обратите внимание на:

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

Рекомендуемые блоки питания

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

Одноканальный блок питания фирмы MCP

Или источники питания, выпускаемые компанией Matrix:

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

Блок питания Matrix

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

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

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

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

Лабораторный блок питания своими руками

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

Читайте так же:
Синхронизация с новым компом

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

Схема блока питания показана на рисунке ниже.

Схема блока питания

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

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

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

Блок питания на микросхеме

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

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

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

Блок питания на микросхеме

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

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

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

Читайте так же:
Простой блок питания с регулировкой напряжения на микросхеме

Источник: журнал «Левша»

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

Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690

С платы блока ATX (с микросхемой TL494) выпаяны детали, относящиеся к ножкам 1,2,15,16. Также были удалены все вторичные выпрямители. Цепи управления и регулирования микросхемы TL494 переделаны согласно приведенной ниже схеме

Питание SB (Дежурный режим) изменено на 8,5V, чтобы хватило для вентилятора. Для этого был заменен резистор в верхнем плече оптрона с 4,7k на 11k.

Защита по превышению мощности не использовалась, так как в ней не было необходимости.
Выходной выпрямитель переделан по мостовой схеме.
В качестве нелинейной нагрузки применена схема на транзисторе VT3. Сопротивление ее зависит от выходного напряжения и поэтому становится возможным регулировка напряжения и тока нуля при сохранении высокого значения КПД.
Для обеспечения устойчивой работы микросхемы TL494 необходимо подобрать цепи коррекции R13, R14, C7, C9, C11.

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 (R16, C10) для устранения самовозбуждения в цепях управления.
Верхний предел установки напряжения подбираются резисторами R17 и R18. Верхний предел установки тока подбирается резистором R11.

↑ Конструкция и детали

Трансформатор выходной (Ш10×13, Н окна — 19 мм, ширина окна 7 мм) был разобран и перемотан.
Было снято:
20 вит 0,75 мм
2×4 вит 0,9 мм
2×3 вит 0,72 мм
2×3 вит 0,72 мм

Намотано:
170 вит 0,35 мм
20 вит 0,75 мм

Дроссель L1 (D — 23 мм) (также был перемотан). Сняты все обмотки и намотана обмотка из 600 витков провода 0,25 мм, из расчета 2 вит на Вольт выходного напряжения. Полученная индуктивность дросселя составила 29,62 мГн.

Выходной мост собран на высоковольтных диодах UF4007. На выходе моста установлен еще один диод UF4007 для обеспечения непрерывного тока через дроссель и облегчения переключения диодов моста.

Вентилятор монтируется наоборот – теперь он будет нагнетать холодный воздух внутрь БП: на радиатор и трансформатор.

Для измерения тока и напряжения применен вольтметр-амперметр на микросхеме PIC16F690 со шкалами для вольтметра до 400 Вольт и для измерения тока со шкалой до 600 миллиампер. Схема, плата и программа находятся в разделе «Файлы». Моя датагорская статья по теме: «Вольтметр-амперметр переменного тока с вычислением мощности на PIC16F690».

Конструктивно все элементы размещены в корпусе блока ATX. Радиатор с диодами удален, так как диоды моста в нем не нуждаются. Сетевые разъемы убраны и на их месте установлен выключатель и выходные гнезда. Сбоку на крышке блока находятся резисторы установки напряжения и тока и индикатор вольтметра-амперметра. Закреплены они на фальшпанели с внутренней стороны крышки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector