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

СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно. Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, остановился на нижеследующей конструкции. Диапазон регулирования напряжения 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте спокойно снимаю более 5-ти Ампер. Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD16х2. Единственным недостатком данной конструкции считаю невозможность трансформации данного источника питания в двуполярный и некорректность показания потребляемого тока нагрузкой в случае объединения полюсов — вместе. В мои цели ставилась задача питать в основном схемы однополярного питания по сему даже двух каналов, как говорится, с головой. Итак, схема узла индикации на МК с его вышеописанными функциями:

Измерения силы тока и напряжения I — до 10 А, U — до 30 В, схема имеет два канала, на фото показания напряжения до 78L05 и после, имеется возможность калибровки под имеющиеся шунты в наличии. Несколько прошивок для ATMega8 есть на форуме, проверенны мной не все. В схеме в качестве операционного усилителя использована микросхема МСР602, ее возможная замена — LM2904 или LM358, тогда подключать питание ОУ нужно к 12 вольтам. На плате заменил перемычкой диод по входу стабилизатора и дроссель по питанию, стабилизатор необходимо ставить на радиатор — греется значительно.

цифровая индикация на ЖК и контроллере ATMega8

Для корректного отображения величин токов необходимо обратить внимание на сечение и длину проводников включенных от шунта к измерительной части. Совет такой — длина минимальная, сечение максимальное. Для самого лабораторного источника питания, была собрана схема:

Радиосхема лабораторного источника питания

Завелась сразу же, регулировка выходного напряжения плавная, так же, как и порог защиты по току. Печать под ЛУТ пришлось подгонять, вот что получилось:

Подключение переменных резисторов:

Подключение переменных резисторов к блоку питания

Цоколевка некоторых полупроводников ЛИП

R2 = 82 Ohm 1/4W
R3 = 220 Ohm 1/4W
R4 = 4,7 KOhm 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W
R7 = 0,47 Ohm 5W
R8, R11 = 27 KOhm 1/4W
R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W
R10 = 270 KOhm 1/4W
R12, R18 = 56KOhm 1/4W
R14 = 1,5 KOhm 1/4W
R15, R16 = 1 KOhm 1/4W
R17 = 33 Ohm 1/4W
R22 = 3,9 KOhm 1/4W
RV1 = 100K trimmer
P1, P2 = 10KOhm
C1 = 3300 uF/50V
C2, C3 = 47uF/50V
C4 = 100nF polyester
C5 = 200nF polyester
C6 = 100pF ceramic
C7 = 10uF/50V
C8 = 330pF ceramic
C9 = 100pF ceramic
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 diode 2A — RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V Zener
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 diode 1A
Q1 = BC548, NPN transistor or BC547
Q2 = 2N2219 NPN transistor
Q3 = BC557, PNP transistor or BC327
Q4 = 2N3055 NPN power transistor
U1, U2, U3 = TL081
D12 = LED

Готовые платы выглядят в моём варианте так:

Готовые платы лабораторного источника питания

С дисплеем проверял, работает отлично — как вольтметр, так и амперметр, проблема тут в другом, а именно: иногда возникает необходимость в двухполярном напряжении питания, у меня вторичные обмотки трансформатора отдельные, видно из фото стоят два моста, то есть полностью два независимых друг от друга канала. Но вот канал измерения общий и имеет общий минус, посему создать среднюю точку в блоке питания не получится, из-за общего минуса через измерительную часть. Вот и думаю либо делать на каждый канал собственную независимую измерительную часть, или может не так уж часто мне нужен источник с двухполярным питанием и общим нулем. Далее привожу печатную плату, та что пока вытравилась:

Читайте так же:
Монитор viewsonic регулировка высоты

привожу печатную плату источника питания

После сборки, первое: выставляем фьюзы именно так:

выставляем фьюзы для ЛИП

Собрав один канал, убедился в его работоспособности:

Сборка блока цифровой индикации, на ЖК и контроллере

Сборка цифровой индикации, на ЖК и контроллере

Пока сегодня включен левый канал измерительной части, правая висит в воздухе, посему ток показыват почти максимум. Кулер правого канала ещё не поставил, но суть ясна из левого.

включен левый канал измерительной части источника питания

Вместо диодов пока что в левом канале (он снизу под платой правого) диодного моста который в ходе экспериментов выкинул, хоть и 10А, поставил мост на 35А на радиатор под кулер.

Задняя панель ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Провода второго канала вторички трансформатора пока висят в воздухе.

ФОТО СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Итог: напряжение стабилизации прыгает в пределах 0.01 вольт во всем диапазоне напряжений, максимальный ток который смог снять — 9.8 А, хватит с головой, тем более, что рассчитывал получить не больше трёх ампер. Погрешность измерения — в пределах 1%.

Недостаток: данный блок питания не могу трансформировать в двухполярный из-за общего минуса измерительной части, да и поразмыслив решил, что оконечники мне не настраивать, поэтому отказался от схемы полностью независимых каналов. Ещё одним из недостатков, на мой взгляд, данной измерительной схемы считаю то, что если соединить полюса — вместе по выходу мы теряем информативность по току потребления нагрузкой из-за общего корпуса измерительной части. Происходит это в следствии запараллеливания шунтов обоих каналов. А в общем источник питания получился совсем не плохой и скоро будет статья о его модернизации. Автор конструкции: ГУБЕРНАТОР

Форум по обсуждению материала СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Волновое управление, двухфазное и способ регулирования тока в обмотках шаговых двигателей.

Устройство для использования разъёма USB в качестве прикуривателя — разборка и схема.

Схема гитарного комбо-усилителя с блоком эффектов на базе микросхем TDA2052, PT2399 и TL072.

Радиоприемники — обзор базовых конфигураций приёмной аппаратуры, этапы развития схемотехники.

Лабораторный блок питания своими руками

Сегодня вы узнаете как собрать надёжный лабораторный блок питания с регулировкой тока и напряжения. Использоваться будут готовые компоненты и модули, поэтому, если следовать схеме и инструкции, сложностей в сборке возникнуть не должно. Основным компонентом в схеме, будет модуль DC-DC преобразователя , который можно приобрести на Алиэкспресс, все ссылки будут в конце статьи.

Основные характеристики DC-DC преобразователя:

  • Входное напряжение 5 — 40 Вольт;
  • Выходное напряжение 1.2 — 35 Вольт;
  • Выходной ток (мах) 9 Ампер, желательно установить кулер.

Схема блока питания:

Как уже говорилось выше, схема простая, сетевое напряжение поступает на трансформатор, имеется сетевой выключатель и предохранитель, напряжение понижается трансформатором, верхняя честь схемы силовая. Переменное напряжение поступает на диодный мост и сглаживающий конденсатор. Далее поступает на DC-DC преобразователь, с преобразователя напряжение поступает на выходные клеммы. Минус схемы разрывается приборчиком, для удобства, регулировочные резисторы вынесены с платы.

Читайте так же:
Регулировка прижима верхней петли пластикового окна

Нижняя предназначена для питания вольтамперметра. Трансформатор имеет отдельную обмотку, как и с силовой обмоткой, переменное напряжение поступает на диодный мост и фильтрующий конденсатор. Далее установлен линейный стабилизатор на 5 Вольт.

Схема блока питания

Компоненты

Со схемой разобрались, теперь переходим к компонентам.
Корпусом лабораторного блока питания будет служить старый корпус от регулятора паяльника. Регулятор паяльника еще времен СССР, очень добротный.

Лабораторный блок питания своими руками

Передняя панель будет из композитного пластика. Состоит пластик из двух пластин алюминия и пластика между ним, с одной стороны, он белый, с второй черный. Черная сторона будет лицевой.

Лабораторный блок питания своими руками

Понижающий трансформатор от старого оборудования, уже не помню какого. Его пришлось слегка доработать, сделал отвод на 22 Вольта, полная обмотка на 27 Вольт. Если оставить, то после диодного моста напряжение более 30 Вольт. Это много для стабилизатора 7805, установленного на DC-DC преобразователе . Он питает операционный усилитель схемы. Хоть и заявлено 40 Вольт, при учете максимального для 7805 в 30 Вольт.

Лабораторный блок питания своими руками

Понижающий преобразователь постоянного тока.

Понижающий преобразователь постоянного тока.

Вольт-ампер метр:

Так же понадобятся клеммы, с данном случаи используются стары советские.

Клеммы советские

Конденсатор на 4700 мкф*63 Вольта. Из расчета 1000 мкф на 1 Ампер. На модуле установлены еще 2*470 мкф.

Лабораторный блок питания своими руками

Диодный мост можно взять и единый, но у меня остался от старого проекта. Собран на 4-х диодах Д242.

Лабораторный блок питания своими руками

Изготовление блока питания

На дне корпуса размечаем, сверлим отверстия под: трансформатор, диодный мост, модуль. Все спаиваем соответственно схемы. С модуля выпаял два подстроечных резистора. Вместо них припаял провода. На токовый 3 провода, на напряжение два.

Лабораторный блок питания своими руками

Питать Вольтамперметр буду через линейный стабилизатор на 5 Вольт. Диодный мост КЦ402 и конденсатор небольшой емкости.

Лабораторный блок питания своими руками

На задней панели делаю разметку под сетевой разъем и предохранитель. Все аккуратно выпиливаю и устанавливаю.

Лабораторный блок питания своими руками

На передней панели размечаю и вырезаю все отверстия. Тут будут: выходные клеммы, сетевой выключатель, резисторы тока и напряжения, Вольтамперметр.

Лабораторный блок питания своими руками

Распаял все элементы устанавливаемые изнутри. Сетевой выключатель коммутирует оба сетевых провода. Первоначально хотел применить другой.

Лабораторный блок питания своими руками

Устанавливаем все элементы передней панели. Плюсовая клемма отмечена красной краской. Ручки резисторов разного цвета. Красная по цвету отображения Вольт. Желтая по току. Пока что не подписывал где ток и напряжение. Позже буду менять резисторы на многооборотные, ручки возможно тоже поменяю.

Лабораторный блок питания своими руками

Верхнюю крышку покрасил. Между передней панелью и крышкой была слишком большая щель, ее закрыл небольшим уголком. При проверке блок выдал 9 Ампер на коротком, при 28 Вольтах, что составило чуть больше 250 Ватт.

Лабораторный блок питания своими руками

Такой вот Лабораторный Блок Питания получился. Им можно как питать разного рода устройства, также заряжать аккумуляторы. Первоначально хотел применить импульсный источник на 24 Вольта, но попался трансформатор нужных габаритов. Так же, стараюсь собирать устройство из того что есть. Всем спасибо за внимание!

Схема лабораторного блока питания с регулировкой тока 30 вольт

Универсальный блок питания — незаменимая вещь, которая обязательно должна присутствовать в мастерской любого радиолюбителя. Протестировать только что разработанную схему, проверить попавшееся под руку устройство, зарядить аккумулятор, срочно запитать какой-нибудь медицинский прибор, у которого родной блок питания внезапно вышел из строя или просто сели батарейки.

Читайте так же:
Как самому отрегулировать механические часы

Да мало ли для его может потребоваться постоянное напряжение. И хорошо бы, чтобы величину этого постоянного напряжения можно было бы в некоторых пределах регулировать, а еще лучше — наличие у блока питания регулировки тока, чтобы по достижении определенной величины тока, напряжение бы больше не повышалось, а удерживалось бы на таком уровне, чтобы заданный ток нагрузки ни в коем случае не оказался бы превышен.

Описанные потребности в полной мере способен удовлетворить лабораторный блок питания, который по сути и является универсальным источником питания. И не только радиолюбителю, но и любому домашнему мастеру желательно иметь в хозяйстве такой универсальный источник электричества.

Универсальные лабораторные блоки пиатния выпускаются они на различные максимальные ток и напряжение. На лицевой панели такого блока питания, кроме ручек грубой и точной регулировки напряжения и тока, имеются вольтметр и амперметр, а также разъемы для присоединения щупов и кнопка-выключатель. Щупы и сетевой кабель идут в комплекте.

Блоки питания такого плана имеют, как правило, очень нехитрое устройство. Давайте для примера рассмотрим упрощенную схему элементарного лабораторного блока питания, имеющего следующие выходные параметры: постоянное напряжение регулируется в пределах от 0 до 30 В, а ток — от 0 до 5 А. Сетевой трансформатор с выпрямителем, а также вольтметр с амперметром на схеме не показаны.

Исходное постоянное напряжение получается в таких блоках, как правило, путем выпрямления переменного тока, который берется со вторичной обмотки сетевого трансформатора, пропускается через диодный мост и заряжает конденсатор.

Далее это постоянное напряжение, скажем, в районе 35 вольт, подается на схему регулятора напряжения, выполненного на базе микросхемы LM317 – регулируемого интегрального стабилизатора напряжения. Данная трехвыводная микросхема позволяет ограничить выходное напряжение таким образом, чтобы напряжение между ее 2 и 3 выводами сохранялось бы на уровне 1,25 вольт.

Поскольку сама микросхема LM317 имеет ограничение по току до 1,5 А, в схеме блока питания присутствует мощный биполярный транзистор MJ2955, и весь рабочий ток, вплоть до 5 ампер, идет именно через него. Внутри корпуса блока питания данный транзистор закреплен на радиаторе значительной площади. А микросхема LM317 включается в цепь базы этого мощного транзистора, и лишь управляет ее током.

Напряжение выхода задается нижним по схеме регулировочным резистором: чем его сопротивление выше — тем меньшее напряжение будет на выходе, ток базы транзистора MJ2955 при этом ограничивается схемой LM317, как только выходное напряжение достигнет установленного нижним резистором значения (см. даташит на LM317).

Операционный усилитель 301A предназначен здесь для защиты выхода блока питания по току: когда установленный ток превышен (его задает верхний по схеме регулировочный резистор), на выходе операционного усилителя появляется отрицательное напряжение, при этом загорается светодиод СИД, а поскольку потенциал 2 вывода микросхемы LM317 из-за этого понижается, выходное напряжение опять же уменьшается (по тому же механизму, как и ограничение напряжения с помощью нижнего по схеме регулировочного резистора), ток базы транзистора MJ2955 снова ограничен микросхемой LM317.

Читайте так же:
Кабель синхронизации для вспышек canon

Ранее ЭлектроВести писали о поисках удобного источника питания, обзор внешнего аккумулятора на 6000мАч.

Двух-канальный мощный лабораторный блок питания.

Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно.
Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, я остановился на этой разработке.
Этот блок питания хорош для повторения, но его выходное напряжение зависило от напряжения питания операционного усилителя TL081, и если оно было +31В, то на выходе этого БП максимальное напряжение не было больше.
Расчётное выходное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора этого БП было 24В, постоянка на входе стабилизатора (после моста) +31В. При повышении нагрузки на выходе до расчетной (для меня — 5А), выходное напряжение БП падало, и в следствии того, питание ОУ соответственно гуляло, т.е. прослеживалось как вариант — не стабильность выходного напряжения при граничных токах (не очень приятно случилось, когда гонял усилок на TDA7293, и при max мощности чуть в разнос не пошел. ).
Для устранения этого недостатка, в ниже описываемой конструкции своего БП, я повысил напряжение на входе стабилизатора до +45В и соответственно, чтобы не вышли из строя ОУ, (граничное питание у TL081 — 36 вольт), поставил параметрический стабилизатор на цепи питания ОУ.

Диапазон регулирования напряжения в своём блоке питания оставил 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте я спокойно снимаю с него более 5-ти Ампер. Для каждого канала блока питания на трансформаторе имеется своя обмотка.

Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также защита от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD8x2, LSD16x1 или на LSD16х2.
Кстати об индикации;
В вышеупомянутом блоке питания, индикация тока и напряжения, так же была выполнена на ЖК-дисплее, но на одном индикаторе, и автору пришлось мудрить с подключением такого индикатора к двух-полярному БП.
Я пошёл другим путём и поставил на каждый канал свой собственный индикатор тока и напряжения. В итоге получил два полностью независимых блока питания (канала), которые можно включать и параллельно и последовательно (двух-полярное или удвоенное), где ток нагрузки каждого канала до 5А.

Для упрощения намотки силового трансформатора, я в схему БП добавил стабилизатор для питания вольтамперметра, и теперь каждый канал стабилизатора БП и вольтамперметра питается от одной обмотки.
Схему и описание вольтамперметра приводить здесь (дублировать) не вижу смысла, я их взял отсюда, а ещё можно посмотреть и здесь.

И так привожу схему блока питания одного канала, второй абсолютно идентичен.

highslide.js

Вся схема одного канала блока питания собрана на печатной плате. размером 125х65 мм.

highslide.js

highslide.js

Выходные транзисторы и диодный мост установлены отдельно, для каждого канала на своём радиаторе.

highslide.js

Изначально в качестве выходных транзисторов использовал три штуки КТ819Г в пластмассовом корпусе(ТО220) и 10-ти амперный диодный мост на канал.
Диодный мост устанавливался на плату блока питания и имел свой отдельный радиатор.

Читайте так же:
Регулировка уровня воды в бачке унитаза geberit

highslide.js

Потом в процессе эксплуатации блока питания в тяжёлых условиях, выходные транзисторы не выдержали издевательств и "полетели" от перегрева. Так же и диодный мост на 10 ампер не очень хорошо себя вёл.
Поэтому в качестве выходных транзисторов поставил силовые TIP35C (две штуки в параллель, корпус ТО-247), ставил так же и TIP142 (аналог — кт827), тоже нормально себя ведут.

highslide.js

Ну соответственно поменял и диодный мост (на 24 А) и поставил его так же на общий радиатор.
При испытаниях у меня максимальный ток нагрузки был 8 ампер, ну и выходные транзисторы грелись как утюги. В связи с этим пришлось ограничить максимальный ток нагрузки до 5-ти ампер, поставить вентиляторы на каждый радиатор, так же ещё поставил термозащиту от перегрева.

highslide.js

После года эксплуатации, усовершенствованного таким образом блока питания, и в качестве лабораторного БП, и в качестве зарядного, и при параллельной и последовательной работе его каналов, никаких нареканий к нему нет.

highslide.js

Вся схема блока питания, как я уже говорил выше, собрана на печатной плате, размером 125х65 мм.
Схема соединений платы с регуляторами, силовым трансформатором, выходными транзисторами и др. соединениями, показана на рисунке ниже.

Общая компоновка всех блоков внутри корпуса.

highslide.js

highslide.js

highslide.js

Силовой трансформатор применённый в блоке питания с расчётной мощностью около 350 Вт. Первичная обмотка намотана проводом, диаметром 0,7-0,8 мм, и две вторичных обмотки — проводом 1,2-1,5 мм. с выходным напряжением 32-33 вольта.
Моточные данные трансформатора не привожу, так как мотал давно, да и они мало, что дадут. На практике каждый радиолюбитель ставит себе такой транс, который найдёт, или сумеет достать, лишь бы мощность транса была не меньше необходимой.

Теперь краткое пояснение по куску схемы внесённых изменений и дополнений оригинала.

highslide.js

На транзисторах VT1, VT2, и операционном усилителе DA1, собрана схема защиты от перегрева.
Терморезистор R2 — датчик перегрева. Он устанавливается на радиатор выходных транзисторов. Светодиод — индикатор перегрева.
Выход операционника, через буферный транзистор VT3 управляет реле К1, которое контактом К1.1 при перегреве, замыкает средний вывод резистора регулировки напряжения на общий провод, уменьшая тем самым выходное напряжение блока питания до нуля.
На транзисторе VT4 собран стабилизатор на 12 вольт, для питания вольтамперметра своего канала.

Следующая схема термозащиты рассчитана на питание от пятивольтового источника. В ней использован вентилятор на рабочее напряжение 5вольт.
Её добавил наш пользователь сайта Юрий (Yura_rus). Может кому и пригодится, если имеются 5-ти вольтовые вентиляторы.

highslide.js

Ниже в прикреплении (в архиве) собраны все необходимые файлы и материалы для сборки данного блока питания.
Если по сборке и наладке этого БП у кого-то возникнут какие либо вопросы и непонятки, то задавайте их здесь в аналогичной теме. По возможности постараюсь ответить и помочь разобраться со всеми трудностями, возникшими в процессе сборки этого БП.

Удачи всем и всего наилучшего!

/> Архив "Двух-канальный мощный лабораторный блок питания"."

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector