С тех пор как возобновил свою радиолюбительскую деятельность, меня часто посещала мысль о качественном и универсальном . Имевшийся в наличии и произведенный лет 20 назад блок питания имел лишь два напряжения на выходе - 9 и 12 вольт при токе порядка одного Ампера. Остальные необходимые в практике напряжения приходилось «выкручивать» добавляя разные стабилизаторы напряжения, а для получения напряжений выше 12 Вольт - использовать трансформатор и разные преобразователи.
Такая ситуация порядком надоела и стал присматривать схему лабораторника в интернете для повторения. Как оказалось многие из них это одна и та же схема на операционных усилителях, но в разных вариациях. При этом на форумах обсуждения этих схем на тему их работоспособности и параметров напоминали тему диссертаций. Повторять и тратиться на сомнительные схемы не хотелось, и во время очередного похода на Алиэкспресс вдруг набрел на набор конструктора линейного блока питания с вполне приличными параметрами: регулируемым напряжением от 0 до 30 Вольт и током до 3 Ампер. Цена в 7,5 $, делала процесс самостоятельной покупки компонентов, разработки и травлением платы просто бессмысленным. В итоге, получил по почте вот такой набор:
Не взирая на цену набора, качество изготовления платы могу назвать отменным. В комплекте даже оказалось два лишних конденсатора на 0,1 мкф. Бонус - пригодятся)). Все что нужно сделать самому - это «включив режим внимания», расставить компоненты по своим местам и спаять. Китайские товарищи позаботились о том, чтобы перепутать, что либо смог только человек, впервые узнавший о батарейке и лампочке - на плату нанесена шелкография с номиналами компонентов. В финале получается вот такая плата:
Для получения полноценного блока следует добавить лишь три компонента - трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 24 вольта при 220 вольтах на входе (важный момент, о котором подробно ниже) и током 3,5-4 А, радиатор для выходного транзистора и кулер на 24 Вольта для охлаждения радиатора при большом токе нагрузки. Кстати, в интернете нашлась и схема данного блока питания:
Из основных узлов схемы можно выделить:
Отдельно нужно остановиться на некоторых компонентах примененных в схеме:
Кроме того, входное напряжение для микросхем 7805-7818 регламентировано производителем на уровне 35 Вольт, для 7824 на уровне 40 Вольт. Таким образом, в случае простой замены 7824 на 7812, последняя будет работать на грани. Вот ссылка на даташит .
Учитывая вышеприведенное, имевшийся в наличии кулер на 12 Вольт подключил через стабилизатор 7812, запитав ее от выхода штатного стабилизатора 7824. Таким образом, схема питания кулера получилась хоть и двухступенчатой, но надежной.
Операционные усилители TL081, согласно даташита требуют двуполярное питание +/- 18 Вольт - в целом 36 Вольт и это максимальное значение. Рекомендуемое +/- 15.
И вот тут начинается самое интересное относительно переменного входного напряжения величиной 24 Вольта! Если взять трансформатор, который при 220 В на входе, выдает 24 В на выходе, то опять же после моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 В.
Таким образом, до достижения критической величины остается всего 2,16 Вольта. При увеличении напряжения в сети до 230 Вольт (а такое бывает в нашей сети), с фильтрующего конденсатора снимем уже 39,4 Вольта постоянного напряжения, что приведет к гибели операционных усилителей.
Выхода тут два: либо заменить операционные усилители другими, с более высоким допустимым напряжением питания, либо уменьшить количество витков во вторичной обмотке трансформатора. Я пошел по второму пути, подобрав количество витков во вторичной обмотке на уровне 22-23 Вольта при 220 В на входе. На выходе БП получил 27,7 Вольта, что меня вполне устроило.
В качестве радиатора для транзистора D1047 нашел в закромах радиатор процессора. На нем же закрепил стабилизатор напряжения 7812. Дополнительно установил плату контроля оборотов вращения вентилятора. Ею со мной поделился донорский компьютерный блок питания ПК. Терморезистор закрепил между ребер радиатора.
При токе в нагрузке до 2,5 А вентилятор вращается на средних оборотах, при повышении тока до 3 А в течении длительного времени вентилятор включается на полую мощность и снижает температуру радиатора.
Для визуализации показаний напряжения и тока в нагрузке применил вольтамперметр DSN-VC288, который обладает следующими характеристиками:
Учитывая диапазон рабочего напряжения существует два способа подключения:
В случае с данным блоком питания, напряжение для питания ампервольтметра есть из чего выбрать. В блоке питания есть два стабилизатора - 7824 и 7812. До 7824 длина провода получалась короче, поэтому запитал прибор от него, подпаяв провод к выходу микросхемы.
При подключении и сравнении показаний с показаниями мультиметра, расхождения составили 0,2 Вольта. Производитель предусмотрел подстроечные сопротивления на плате для калибровки показаний напряжения и тока, что является большим плюсом. В некоторых экземплярах наблюдается отличные от нуля показания амперметра без нагрузки. Оказалось, что решить проблему можно сбросом показаний амперметра, как показано ниже:
Картинка из интернета, потому прошу простить за грамматические ошибки в надписях. В общем со схемотехникой закончили -
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Характеристики источника питания постоянного тока | |
|
Выходное напряжение |
0 - 30 В (регулируемое) |
|
Выходной ток |
0 - 30 А (регулируемый) |
|
Входное напряжение |
220 В / 50 Гц (по умолчанию) |
|
Точность установки показаний |
напряжение: 0,01 В; ток: 0,01 A (± 1%) |
|
Стабильность напряжения |
≤ 0,2 % |
| Стабильность тока | ≤ 0,5 % |
| Влияние нагрузки | ≤ 0,5 % |
|
Пульсация и шум |
≤ 0,5 %, RMS |
| Охлаждение | воздушное охлаждение |
| Защита: | |
| OVP (защита от превышения выходных напряжений) | есть |
| OCP (защита от скачков тока при перегрузке любого из выходов) | есть |
| OTP (защита от перегрева) | есть |
| OPP (защита от перегрузки по суммарной мощности по всем каналам) | есть |
| Общие характеристики | |
| Цвет | белый |
| Дисплей |
4LED дисплей |
| Подсветка экрана | да |
| Диапазон температур хранения | -20°С - +80°С |
| Диапазон рабочих температур | 0°С - +40°С |
| Габариты |
285 мм х 200 мм х 150 мм |
| Комплектация | источник питания постоянного тока MAISHENG MP3030D – 1 шт |
|
кабель питания – 1 шт провода для источника питания (банан + крокодил) – 1 шт клеммы – 1 комплект инструкция по эксплуатации – 1 шт |
|
Выбор лабораторного блока питания прежде всего зависит от целей, которые преследует ремонтник или радиолюбитель. В зависимости от диапазона задач, исследований, диагностики может понадобиться прибор разной мощности. Maisheng MP3030D справится с широким кругом задач благодаря настройке напряжения от 0 до 30 Вольт, силы тока от 0 до 30 Ампер, при этом точность подстройки составляет один процент.
Управление лабораторным блоком питания осуществляется на передней панели посредством вращения потенциометров, все настройки осуществляются интуитивно, а в случае возникновения трудностей поможет входящая в комплект инструкция. Прибор хорошо подходит для различных экспериментов с нагрузкой – встроенный комплекс защит позволяет не бояться ошибок. Здесь встроена защита от перегрузки по суммарной мощности всех каналов, температурная защита, защита от скачков тока и превышения максимально допустимого напряжения.
MP3030D является регулируемым импульсным источником питания постоянного тока. Благодаря импульсной схеме обеспечивается высокая эффективность преобразования переменного тока в постоянный, с минимальными потерями. Уровень пульсации и шумов составляет низкие 0.5 процента RMS, чего достаточно для диагностики большинства современной аппаратуры. Прибор способен обеспечить стабилизацию как тока, так и напряжения. Основой его служит электронный стабилизатор, именно он определяет все выходные параметры устройства. Ошибка стабильности напряжения при работе составляет менее 0.2 процента, по току – на уровне 0.5 процента.
Блок питания оснащен удобным 4-разрядным дисплеем с подсветкой, дающим информацию о текущих выходных параметрах. Габариты MP3030D сравнительно небольшие, длина прибора не превышает 29 сантиметров. Модель нашла применение как импульсный источник тока для проверки светодиодов и LED панелей, для тестирования аккумуляторных батарей большой мощности, моторов, вентиляторов и другого оборудования. Используется в школах, лабораториях, на производственных линиях.
Купить Maisheng MP3030D и другие регулируемые источники постоянного напряжения можно в магазине Суперайс с быстрой доставкой по России и гарантией 1 год. Мы уверены в качестве товара и тщательно проверяем его перед отправкой. Работаем с юридическими и физическими лицами, по договору с организациями.
Мне потребовался качественный источник питания для тестирования усилителей, которые собирать я большой любитель. Усилители разные, питание разное. Выход: нужно сделать лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением от 0 до 30 Вольт.
А чтобы экспериментировать безопасно для здоровья и для железяк (мощные транзисторы не дешевы) у БП должен регулироваться и ток нагрузки.
Итак, чего я хотел от моего БП:
1. Защита от КЗ
2. Ограничение тока по установленному пределу
3. Плавная регулировка выходного напряжения
4. Двухполярность (0-30V; 0,002-3А)
Вот один из последних усилителей - «Ланзар». Он довольно мощный,
под него я стал делать ЛБП для моей домашней лаборатории
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»
Статья на английском в архиве
▼
🕗 26/05/12 ⚖️ 1,31 Mb ⇣ 429
Это лабороторный блок питания от 0 до 30вольт на выходе. Регулируется это все подстроечным резистором. Для простоты, индикатор тока и напряжения, был приобретен на всем известном китайском сайте.
Схема ЛБП 0-30В
В традиционных схемам избыток напряжения гаситься на регулирующем транзисторе, что сопровождается интенсивным выделением на нём тепла. В данной схеме применён фазовый регулятор переменного напряжения нагруженный силовым трансформатором.
Выходное напряжение и максимальный ток зависят в основном от применённого силового трансформатора и применённых диодов в выпрямительном мосте.
Фазовый регулятор напряжения построен на однопереходном транзисторе КТ117 . Схема регулятора проверена годами и зарекомендовала себя как надёжная, неприхотливая, имеющая плавную, линейную регулировку выходного напряжения. Собранная из исправных деталей, схема работает сразу и не нуждается в наладке. Мощность диодного моста Br1, предохранителя и тиристора зависит от необходимой мощности регулятора.
Выключатель S1 предназначен для выключения блока питания. S2 - для обесточивания розетки. S3 - для отключения сглаживающего конденсатора при зарядке аккумуляторов.
Блок питания собран в корпусе компьютерного блока питания
С индикатором заморачиваться не стал, и приобрёл готовый сдвоенный цифровой измеритель напряжения и тока. Он позволяет измерять напряжение от 0 до 100В, и ток от 0 до 10А.
Всем удачной сборки
Приведу еще схему-подключение индикатора напряжения и тока
В данном примере, аккумулятор-это питание от аккумулятора,или в нашем случае от блока питания.А лампа-это нагрузка,или как в нашем БП-выводы из корпуса плюс и минус.
Представляем проект стабилизированного источника питания постоянного тока с контролем защиты 0,002-3 А и выходного напряжения 0-30 В. Предельная мощность выхода почти 100 ватт — 30 В постоянного напряжения и ток 3 А, что идеально подходит для вашей радиолюбительской лаборатории. Здесь есть регулируемый выход на любое значение напряжения между 0 и 30 В. Схема эффективно контролирует выходной ток от нескольких мА (2 мА) и до максимального значения — трех ампер. Данная функция обеспечивает возможность экспериментировать с разными устройствами, ведь можно ограничить ток без всякого страха, что оно может быть повреждено, если что-то пойдет не так. Существует также визуальная индикация того, что произошла перегрузка, так что вы можете сразу увидеть, что ваши подключенные схемы превышают установленные лимиты.
Более подробно про номиналы радиоэлементов к данной схеме смотрите на форуме .
Начнем с сетевого трансформатора со вторичной обмоткой мощностью 24 В/3 A, который подключен через входные контакты 1 и 2. Переменное напряжение вторичной обмотки трансформаторов выпрямляется мостом, образованным четырьмя диодами D1-D4. Напряжение постоянного тока, на выходе моста сглаживается фильтром из конденсатор C1 и резистора R1.
Далее схема работает следующим образом: диод D8 — стабилитрон 5,6 В, здесь работает с нулевым током. Напряжение на выходе U1 постепенно увеличивается до его включения. Когда это происходит, схема стабилизируется и опорное напряжение (5,6 В) проходит через резистор R5. Ток, который течет через инвертирующий вход ОУ является незначительным, поэтому один и тот же ток проходит через R5 и R6, и, как два резисторы имеют то же самое значение напряжения между двумя из них в серии будет ровно в два раза больше напряжения по каждой из них. Таким образом, напряжение на выходе ОУ (выв. 6 U1) 11,2 В, в два раза больше опорного напряжения стабилитрона. ОУ U2 имеет постоянный коэффициент усиления примерно 3 по формуле A=(R11+R12)/R11, и поднимает контрольное напряжение 11.2 В до 33 В. Переменник RV1 и резистор R10 используются для регулировки выходного напряжения таким образом, что оно может быть снижено до 0 вольт.
Другой важной особенностью схемы является возможность задать максимальный выходной ток, который можно преобразовать от источника постоянного напряжения на постоянном токе. Чтобы сделать это возможным схема отслеживает падение напряжения на резисторе R25, который соединен последовательно с нагрузкой. Ответственным за эту функцию есть элемент U3. Инвертирующий вход U3 получает стабильное напряжение .
Конденсатор C4 увеличивают устойчивость схемы. Транзистор Q3 используется для обеспечения визуальной индикации ограничителя тока.
Теперь давайте рассмотрим основы построения электронной схемы на печатной плате. Она изготавливается из тонкого изоляционного материала, покрытого тонким слоем проводящей меди таким образом, чтобы сформировать необходимые проводники между различными компонентами схемы. Использование правильно спроектированной печатной платы — это очень важно, так как это ускоряет монтаж и значительно снижает вероятность допущения ошибок. Для защиты от окисления медь желательно лудить и покрыть специальным лаком.
В этом приборе лучше использовать цифровой измеритель, в целях повышения чувствительности и точности контроля напряжения выхода, так как стрелочные индикаторы не могут чётко зафиксировать небольшое (на десятки милливольт) изменение напряжения.
Проверьте свою пайку на возможные плохие контакты, КЗ через соседние дорожки или остатки флюса, который обычно и вызывает проблемы. Проверьте еще раз все внешние соединения со схемой, чтобы увидеть, все ли провода правильно подключены к плате. Убедитесь, что все полярные компоненты были припаяны в нужном направлении. Проверьте устройство на предмет неисправных или поврежденных компонентов. Файлы проекта .
