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

Схема лбп с регулировкой тока и напряжения

Схема лбп с регулировкой тока и напряжения

Здравствуйте дорогие друзья. В очередной своей статье, решил показать как собирался блок питания с регулировкой напряжения и тока. Схему я увидел в видео у Ака и решил сделать себе такое же устройство. Печатной платы с видео не было, я нарисовал её сам, она будет ниже. Сначала, я просто собрал схему навесным монтажом, но с первого раза она у меня почему то не заработала, наверно перепутал выводы транзисторов ну и собрал еще раз, но теперь она не могла просто не заработать.
Вот схема устройства.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и током, схема

Схема достаточно проста и не нуждается в наладке, все детали можно найти в старом телевизоре. Но я не разбирал телевизор, так как у меня все эти детали были, ну ладно не будем отклоняться от темы. Я нарисовал печатную плату в программе Sprint-Layout_5.0. и перенес её на плату.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и токомБлок питания с регулируемым выходным напряжением и током

Но у меня почему то плохо перенеслось и пришлось дорисовывать перманентным маркером. Далее кинул в раствор для травления.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и токомБлок питания с регулируемым выходным напряжением и током

Когда у меня плата протравилась, я промыл её хорошенько водой, если водой не помыть будет липкая. Просушил её, снял тонер растворителем и вот что получилось.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и токомБлок питания с регулируемым выходным напряжением и током

Самое то что мне не нравиться это сверление дырок в плате. Теперь начинается самое интересное и легкое — это лужение платы.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и токомБлок питания с регулируемым выходным напряжением и током

После лужения нам нужно снять все что осталось от флюса, сделаем это растворителем, просто протрем нашу плату. Теперь берем детали, я заранее их нашел у себя и вставляем в печатную плату согласно схеме.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и токомБлок питания с регулируемым выходным напряжением и током

Вот и все, можете радоваться, схема собрана. Вот печатная плата

Блок питания с регулируемым выходным напряжением и токомБлок питания с регулируемым выходным напряжением и током

Да и еще, на моём снимке нет выходного конденсатора, я его не поставил так как не нашел.

Вот список деталей:
Два транзистора кт818, кт815. Два электролитических конденсатора на 1000мкф (50-60вольт). Три постоянных резистора на 820 ом, 470 ом, 24 к. Два переменных резистора первый от (4,7к-10к)и второй 84к. И еще один диод 1N4007. Об остальном расскажет видео.

Небольшая доработка лабораторного БП на LM317. Регулировка величины ограничения тока.

Всем хорош мой лабораторный блок питания на LM317, описанный здесь.

удобен в работе, надёжен, т.к. имеет хорошую защиту, как от перегрева, так и от перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке. И не сосчитать уж сейчас сколько раз реально это выручало меня в практической работе. Но порог срабатывания штатной защиты от перегрузки по току, как и ток короткого замыкания, у LM317 достаточно большой и достигает 2…3А – в зависимости от падения напряжения на стабилизаторе и никак не регулируется, так что эффективно защищая себя, LM317 никак не защищает слаботочную схему (нагрузку) от перегрузки по току.

Читайте так же:
Что значит удалить и синхронизировать в айтюнс

Предлагаю вашему вниманию очень простой и надёжно работающий вариант защиты от перегрузки по току (далее – просто схемы защиты) с возможностью ступенчатой регулировки в широких пределах величины ограничения тока нагрузки LM317.

Упрощенная схема защиты для типового включения стабилизатора напряжения на LM317 представлена на рис.1. Вновь вводимые детали схемы защиты показаны красным цветом. Она состоит из датчика тока на резисторе R3 и регулирующего кремниевого транзистора VT1, включённых в отрицательный провод цепи питания стабилизатора. Резисторы R1 и R2 защищают транзистор от перегрузки по току соответственно по цепи базы и коллектора. При работе стабилизатора в штатном режиме по резистору R3 протекает ток нагрузки. Как только падение на нём достигнет напряжения открывания транзистора VТ1 (примерно 0,6 В), он откроется и через коллектор начнёт «притягивать» вывод 1 микросхемы к отрицательному (по отношению к общему проводу) потенциалу эмиттера, величина которого равна напряжению база/эмиттер за вычетом напряжения насыщения коллектор/эмиттер (т.е. 0.6В-0.1В)=0.5В. Схема переходит в режим стабилизации выходного тока на заданном уровне. Поскольку для полного запирания LM317 на её управляющий вывод 1 нужно подать отрицательное напряжение 1,25В, перед схемой защиты включен прямосмещённый кремниевый диод VD3, обеспечивающий дополнительный сдвиг уровня отрицательного напряжения на 0.7…0.8В.

Величина сопротивления резистора R3 задаёт порог срабатывания защиты и переход в режим стабилизации тока и может быть выбрана по формуле R[Ом]=0,6/I[А]. Для большей точности при выборе малых пределов срабатывания не забываем учесть ток потребления самой LM317 (примерно 5-6 мА), также протекающий через датчик тока. Например, показанный на схеме резистор 1.2 Ом задаёт порог 500 мА.

Полная принципиальная схема доработанного лабораторного блока питания представлена на рис.2. Схема защиты показана отдельно и имеет нумерацию деталей со знаком апострофа. В исходную схему БП она включается в разрыв отрицательно провода питания (точки. А и В) и к выводу 1 LM317 (точка С). Как видно, дополнительно к описанному выше введён переключатель пределов, обеспечивающий ступенчатую регулировку величины ограничения тока нагрузки LM317. В данном случае применён малогабаритный галетный переключатель на 6 положений и 2 направления. Пределы по току выбраны 20,50,100, 200, 500мА и 2А. Токовый датчик наименьшего предела 20 мА (резистор R3) во избежание скачкой выходного напряжения при переключении пределов подключён постоянно, а остальные резисторы-датчики тока подключаются параллельно нему. Поэтому расчёт их сопротивлений под свои требования должен учитывать эту особенность.

Номинал R3 рассчитываем так же как, как показано выше R3=0,6/(0,02+0,005)=24 Ома, а для остальных пределов сначала определяем требуемое сопротивление шунта Rтр[Ом]=0,6/I[А], а затем вычисляем номинал реального резистора Rn с учётом параллельно включённого R3:

Читайте так же:
Как отрегулировать колесо в шкаф купе

Диод должен быть кремниевый, рассчитанный на максимальный прямой ток не менее 3А, кроме указанного на схеме подойдут 1N5404, КД202, Д242 и т.п. В принципе можно поставить и Шоттки, но только 2 штуки последовательно. Транзистор любой с с усилением по току не менее 100 и допустимым током коллектора не менее 500 мА 2N2222, 2N5551 и т.п.

Всё детали схемы защиты смонтированы на галетном переключателе. Для большей надёжности обе группы контактов переключателя соединены параллельно.

Вид на монтаж сбоку

Вид на монтаж сзади

В качестве примера на фото показа реакция БП с установленным выходным напряжением +12.6В на замыкание выхода пинцетом на пределах защиты по току 200

Короткое замыкание на пределе 200 мА

Короткое замыкание на пределе 500 мА

Как видим, сопротивление пинцета примерно 0,3 Ома. Таким же образом теперь можно очень просто измерять номинал низкоомных резисторов. Да и вообще теперь, при наличии режима стабилизации тока, многие виды измерений существенно упрощаются: при токе 20 мА можно тестировать стабилитроны напряжением стабилизации до 24 В, заряжать аккумуляторы и многое другое.

Лабораторный блок питания 0-30В 3А

Вниманию читателя представлена схема полноценного лабораторного блока питания с регулировкой выходного напряжения и тока, а также с защитой от короткого замыкания на выходе. Данный лабораторный блок может полезно служить в качестве источника питания для запуска, проверки и ремонта различных устройств или для зарядки различных аккумуляторов. Лабораторный блок может обеспечить выходным током до 3А и напряжением до 30В.

Технические характеристики

Напряжение питания (AC) …..

Собственный ток потребления ….. менее 10мА

Выходной ток ….. 10мА-3А

Схема лабораторного блока питания

Лабораторный блок питания схема

Принцип работы схемы

Питание схемы двухполярное. Основное плечо (положительное) выпрямляется диодным мостом VD2, второе плечо (отрицательное), которым питаются ОУ U1 и U3, выпрямляется диодами VD1 и VD4. Также отрицательное плечо имеет стабилизацию -5.6В, которая обеспечивается стабилитроном VD5. Служит отрицательное плечо для более точной работы при низких входных напряжениях операционных усилителей (меньше 1В). Если на входе ОУ потенциал 0.2В относительно GND, то относительно отрицательной шины он будет уже 5.8В, что обеспечит меньшую погрешность и меньшие пульсации при усилении.

Источник опорного напряжения выполнен на операционном усилителе U2. За счет положительной обратной связи, организованной резистором R12, ОУ самовозбуждается. На его выходе начинает происходить рост напряжения до тех пор, пока на инвертирующем и неинвертирующем входах уровень сигналов не сравняется. Это произойдет тогда, когда на выходе U2 напряжение достигнет 11.2В. На входах в этот момент, за счет резистивных делителей, будет по 5.6В. Потенциал 11.2В будет опорным и стабильным (неизменным) при изменении входного напряжения.

Читайте так же:
Дрель аккумуляторная с регулировкой оборотов

Лабораторный блок питания 0-30В 3А

Регулировка напряжения лабораторного блока осуществляется с помощью переменного резистора RV2, который включен как потенциометр. Изменяя положение его ползунка, происходит деление опорного потенциала на неинвертирующем входе U3. На инвертирующий вход U3 через делитель R21R15 подается напряжение с выхода лабораторного блока питания. Изменяя опорное напряжение, будет происходить изменение выходного напряжения U3, которое поступает на эмиттерный повторитель. Эмиттерный повторитель состоит из транзисторов VT3 и VT4 включенных по схеме Дарлингтона, для увеличения коэффициента усиления. Транзистор Дарлингтона регулирует выходное напряжение лабораторного блока питания.

ЛБП своими руками

Ограничение по току лабораторного блока питания осуществляется потенциометром RV1. Потенциометр задает уровень опорного потенциала на неинвертирующем входе U1. На инвертирующий вход подается потенциал с датчика тока, в роли которого выступает шунт R20R23. Операционный усилитель U1 включен как компаратор. Когда на датчике тока а, следовательно, и на инвертирующем входе U1, напряжение станет больше чем на неинвертирующем входе, тогда на выходе U1 появиться отрицательный потенциал, который через диод VD7 поступит на 3 вывод U3, изменив его опорный потенциал. Таким образом, ограничение тока лабораторного блока питания обеспечивается через регулировку напряжения. Также отрицательный потенциал поступит на базу VT1 через делитель R4R5 и транзистор откроется, потечет коллекторный ток через резистор R3 и светодиод VD3, который засветится, обозначив включение режима ограничения тока.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения

Лабораторный блок своими руками

Защита от КЗ срабатывает через ограничение по току. Резистор R11, включенный в делитель напряжения R8, RV1 и R11, не позволит задать большой порог срабатывания (более 3А) компаратора U1 даже при максимальном сопротивлении потенциометра RV1. Я установил шунт R20R23 общим сопротивлением 0.75Ома, поэтому ток КЗ у меня ограничивается в пределе 2.8 Ампер. Для уменьшения тока короткого замыкания нужно увеличить сопротивление R20R23.

ЛБП с защитой от КЗ

Подстроечным резистором RV3 выставляется ноль на выходе лабораторного блока.

Компоненты лабораторного блока питания

Все номиналы компонентов указаны на схеме. Операционные усилители можно заменить на TL081, LM741.

Элементы VT3, VT4 и VD2 необходимо установить на радиатор. Если корпус ЛБП пластиковый, то изолировать элементы от теплоотвода нет необходимости. Если корпус металлический, то изолировать обязательно, так как коллекторы, а значит и фланцы VT3 и VT4 соединены с положительной шиной питания.

Площадь поверхности теплоотвода будет зависеть от выходного тока, при котором будет эксплуатироваться лабораторный блок питания. Так при эксплуатации его на токах до 3А необходим радиатор с площадью поверхности 600см 2 . Также, чем больше разность между входным и выходным напряжениями, тем больше тепла будет рассеиваться на силовом транзисторе.

Читайте так же:
Как отрегулировать пластиковое окно winkhaus

Выбор трансформатора

К выбору трансформатора для этого лабораторного блока нужно отнестись ответственно.

Напряжение вторичной обмотки не должно превышать 24В переменного тока. Связано это с максимальным напряжением питания операционных усилителей TL071 (TL081), которое находится в пределах ±18В (для однополярного напряжения +36В). Выпрямленное напряжение на конденсаторе C3 (без нагрузки) будет в 1.41 раз больше переменного. Так для трансформатора с вторичной обмоткой 24В выпрямленное напряжение будет приблизительно +34В. Также по схеме видно, что минусовые выводы питания операционных усилителей U1 и U3 соединены не с общей шиной, а с отрицательным плечом -5.6В, которое организовано элементами VD1, VD4, R6, C4 и VD5. Таким образом, питание U1 и U3 осуществляется от +39.5В относительно отрицательного плеча, что уже на пределе возможностей TL071 и TL081. При нагрузке блока питания напряжение просядет, но все же…

Поэтому, выходное напряжение трансформатора для данного лабораторного блока ни в коем случае не должно превышать 24В переменного тока, входное не должно быть ниже 12В, так как опорный потенциал на выходе U2 равен удвоенному напряжению стабилитрона VD6 (5.6В), то есть 11.2 Вольта.

Выходной ток трансформатора должен соответствовать выходной нагрузке лабораторного блока. Если он будет эксплуатироваться на токах до 3А, то и ток вторичной обмотки должен быть не ниже 3А.

Регулируемый блок питания на TL494

Большинство блоков питания (БП) изготавливается нерегулируемыми. Это удобно и просто для производителей, а также для самих пользователей. Если вам нужно напряжение 5 В, то вы просто подключите нужный источник питания и не будете думать о совместимости напряжений или других параметров.

В противном случае, если, например, с предыдущего включения было выставлено другое напряжение, пусть 30 В, то схема потребителя, рассчитанного максимум на 5В, может легко выйти из строя.

Поэтому регулируемый БП – достаточно специфичное устройство. Оно может пригодиться, например, для:

  • Проведения опытов и лабораторных работ в школе или других учебных заведениях;
  • Исследовательских центров и других организаций, занимающихся научной деятельностью;
  • Радиомастерских и точек ремонта бытовой или цифровой техники.
  • Радиолюбителей.

В зависимости от предполагаемых нагрузок и степени точности выходных параметров есть большое количество специальных готовых блоков питания. Но все они имеют один минус – кусающийся ценник.

Можно собрать аналогичный прибор за более приемлемую стоимость.

Проектирование БП – сложный процесс, требующий знаний и навыков. Есть два сильно отличающихся подхода к формированию напряжения:

  • На силовых трансформаторах;
  • На импульсных трансформаторах (ИБП).
Читайте так же:
Чем регулировать яркость в lcd дисплеях

Оба имеют свои плюсы и минусы. ИБП традиционно имеют сильно меньшие габариты и хорошие характеристики, но требуют защиты цепей от ВЧ-помех и не могут работать без нагрузки.

Основная идея импульсного преобразования заключается в том, чтобы повысить колебания тока так, чтобы ввести трансформатор в режим насыщения. В этом случае снижаются потери в сердечнике и КПД преобразования существенно возрастает (собственно, по этой причине и становится возможным уменьшение габаритов).

Соответственно, для создания колебаний нужен колебательный контур. Его можно построить на классических RC-элементах, а можно взять готовые таймеры.

Одним из самых широко распространённых и проверенных временем является ШИМ-контроллер TL494, он же КР1114ЕУ4.

Есть масса других аналогов – как полных, так и улучшенных.

К ключевым характеристикам микросхемы можно отнести следующие:

  • Поддерживается напряжение на входе и выходе – от 7 до 40 В;
  • Сила тока – рабочая до 200, максимальная – не более 250 мА.

Схемы блока питания

Проверенная и точно рабочая схема.

Рис. 1. Схемы блока питания

На выходе получаются следующие параметры:

  • Постоянное напряжение – от 0 до 30 В.
  • Ток – до 15 А.
  • Питание – от сети переменного тока.
  • Есть режим стабилизации напряжения.
  • Встроенная защита от КЗ.
  • Компактные размеры.

Основная сложность здесь заключается в расчёте и намотке трансформатора. Если вы проектируете свою схему – используйте специальное ПО (например, ExcellentIT). Для всех остальных – мы обозначили готовые модели, которые подойдут для сборки.

Перечень элементов указан на схеме.

Переделка имеющегося блока

Если у вас уже есть БП на базе TL494, но он не регулируется, схему можно доработать. Пример с регулируемыми напряжением и силой тока.

Рис. 2. Схема переделонного блока питания

Как это будет выглядеть на практике. Вы выпаиваете имеющуюся микросхему и собираете с ней новую обвязку, обозначенную на приведённой выше схеме. Теперь можно подключить обвязку вместо микросхемы.

За регулировку тока будет отвечать резистор R10, за напряжение отвечает R4.

Если обвязка будет устанавливаться в схемы с высокими напряжениями, то нужно заменить диоды и конденсаторы на подходящие по параметрам.

БП на базе понижающих трансформаторов

Достаточно простые в реализации. Используются доступные элементы.

Рис. 3. БП на базе понижающих трансформаторов

Рис. 4. БП на базе понижающих трансформаторов

Мнения читателей
  • Александр. / 17.12.2020 — 19:14

Виталий, Вы обратили внимание на плагиат. Так автор ещё и с ошибками пишет, грамотей.

Как не стыдно воровать материалы!

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector