Самодельный регулируемый блок питания: Самодельные блоки питания

Содержание

Самодельный регулируемый блок питания от 0 до 14 Вольт


Здравствуйте уважаемые читатели сайта . У каждого радиолюбителя, в его домашней лаборатории, обязательно должен быть регулируемый блок питания, позволяющий выдавать постоянное напряжение от 0 до 14 Вольт при токе нагрузки до 500mA. Причем такой блок питания должен обеспечивать защиту от короткого замыкания

на выходе, чтобы не «сжечь» проверяемую или ремонтируемую конструкцию, и не выйти из строя самому.

Эта статья, в первую очередь, рассчитана на начинающих радиолюбителей, а идею написания этой статьи подсказал Кирилл Г

. За что ему отдельное спасибо.

Предлагаю Вашему вниманию схему простого регулируемого блока питания, который был собран мной еще в 80-е годы (в то время, я учился в 8 классе), а схема была взята из приложения к журналу «Юный Техник» №10 за 1985 год. Схема немного отличается от оригинала изменением некоторых германиевых деталей на кремниевые.

Как видите, схема простая и не содержит дорогих деталей. Рассмотрим ее работу.

Разновидности и типы блоков питания

Перед тем как приступить к сборке устройства, необходимо ознакомиться с видами и типами блоков питания. Каждая модель имеет свои характерные особенности.

К ним относят:

  • стабилизированные типы. Они отвечают за бесперебойную работу электрического устройства;
  • бесперебойные виды. Они позволяют работать прибору даже при отключении от электрической цепи.


Монтаж элементов

По окончании протравливания, плату ополаскивают, снимают с дорожек защиту и обезжиривают. Очень тонким сверлом сверлятся отверстия в плате под элементы. Затем элементы вставляют в отверстия и подпаивают к дорожкам, после чего дорожки лудят с помощью олова.

Классификация по принципу работы

По принципу работы они классифицируются на следующие типы. К ним относят:

Импульсный. Он представляет собой инверторную систему, в которой происходит преобразование переменного тока в постоянное высокочастотное напряжение.

Для того чтобы сделать импульсный блок питания своими руками необходимо приобрести специальную гальваническую развязку, которая будет передавать преобразованную мощность к трансформаторной установке.

Трансформаторный. Он состоит из понижающего трансформатора и специального выпрямителя. Он в дальнейшем преобразовывает переменную мощность в постоянную. Здесь дополнительно устанавливают фильтр-конденсатор. Он позволяет сгладить чрезмерную пульсацию и колебания в процессе работы устройства.

Как правильно рассчитать число витков

При перемотке вторичной катушки, нужно знать, какому напряжению соответствует виток. Если перематывать первичную обмотку не планируется, нет нужды рассчитывать ни сечение провода, ни его свойства. Проблема с первичной обмоткой заключается в большом количестве витков тонкой проволоки, из которой он состоит.

Для расчета вторичной обмотки, делают 10 витков и подключают трансформатор в сеть. Измеряют напряжение на выводах, после чего делят его на 10, после чего 12 делится на полученное число. Результат и будет необходимым количеством витков, причем рекомендуется увеличить его на 10% для компенсации падения напряжения.

Мастер-класс по изготовлению регулируемого блока питания

Как сделать подобное устройство в домашних условиях? Подробная инструкция как сделать блок питания своими руками поможет справиться с поставленной задачей. Первым делом необходимо иметь четкое представление, для каких целей будет собрано это устройство.

Главными принципами работы сооружения является подача максимального тока, который в дальнейшем будет направлен в сторону нагрузки. Помимо этого он будет обеспечивать выходное напряжение. Благодаря этому электрический прибор может нормально функционировать.

Сделать мощный блок питания своими руками достаточно просто. Здесь устанавливают специальный ограничитель выходного напряжения, который позволяет регулировать процесс подачи тока при помощи рукоятки.

Например, устройство на выходе дает от 3 до 15 Вт, а прибор требует 5 Вт. Для этого определенным положением регулятора меняем диапазон преобразованной мощности.

Требования к источнику питания

Вне зависимости от того, на какое напряжение рассчитан шуруповерт, к блоку питания предъявляются особые требования: при высокой нагрузке на инструмент, например, при закручивании длинных шурупов в твердую древесину или в режиме сверления ток потребления двигателя может повышаться до десятка ампер. Если в режиме холостого хода потребляемый ток составляет не более 1-2 А и достаточно блока питания с мощностью 30-40 Вт, то для нормальной работы требуется мощность порядка 200 Вт.

С аккумуляторными батареями все просто. Специфика их работы такова, что они способны на короткое время выдавать большие токи, восстанавливая рабочее напряжение во время простоя. Возникает вопрос: зарядное устройство для любого шуруповёрта имеет малый вес и габариты, почему бы не использовать его в качестве источника напряжения? Ответ – однозначно нет. Зарядное устройство рассчитано на выдачу малого тока в течение длительного времени, нам же требуются большие токи на короткий срок. Поэтому внешний блок питания должен иметь запас по мощности.

Из чего можно сделать блок питания?

Для понадобятся следующие детали:

  • трансформатор;
  • диодный мост;
  • микросхема;
  • конденсаторный фильтр;
  • дросселя;
  • блоки защиты;
  • стабилизатор напряжения.

Трансформатор может иметь мощность в пределах 10 Вт. Как правило, его обмотка способна выдержать напряжение от 220 Вт до 250 вт. Вторичная обмотка проводит от 20 до 50 Вт.

Эту деталь можно купить в специализированном отделе или найти в любом старом электроприборе.

Микросхема выпускается под определенной маркировкой (PDIP – 8). Здесь можно делать неограниченное количество проводящих электрических дорожек.

Диодный мост делают из четырех диодов размером 0,2 х 0,5 мм. Изделия серии SOIC значительно уменьшают перепады электрического напряжения.

Блоки защиты будут выполнены из двух предохранителей марки FU2. При срабатывании данных изделий вырабатывается ток мощностью 0,16А. Дроссели L1 и L2 можно сделать самостоятельно. Для этого понадобятся два элемента из магнитного феррита. Их размер должен быть К 17,5 х 8,3 х 6 мм.

Подсоединение всех элементов осуществляются по определенной схеме, которая представлена ниже. Здесь каждая деталь обозначена соответствующим обозначением. На фото самодельного блока питания изображено готовое устройство.

Диоды

Выбор диодов определяется силой тока на вторичной обмотке. Для данных целей подойдут кремниевые полупроводники, только не высокочастотные, поскольку те предназначены для выполнения других задач.

Для того чтобы устройство получилось компактным, хорошим решением будет применение диодных сборок из четырех элементов. На два вывода подается питание с трансформатора, с двух других снимают выпрямленный ток.

После диодного моста настоятельно рекомендуется в схеме предусмотреть стабилитрон с подходящими параметрами, поскольку в течение дня далеко не факт, что входное напряжение будет стабильно 220 вольт. Если подать на первичную обмотку большее напряжение, то выходное тоже будет больше чем 12 вольт.

Фильтр

В блоках трансформаторного типа фильтрация и отсечение переменных, составляющих являются обязательными. С этой целью в данных устройствах используются электролитические конденсаторы с большой емкостью.

Назначение

Электролитический конденсатор, выполняющий роль фильтра в этих устройствах используется как при работе блока с постоянным, так и переменным напряжением. Но в некоторых случаях выбор конденсатора может быть другим.

Недостатки предлагаемых рынком моделей ЭТ


В дешевых моделях отсутствует специальная защита от перегруза

Несмотря на экономичную и хорошо отработанную схему блоки питания на ЭТ имеют целый ряд недостатков, к которым принято относить:

  • отсутствие в простейших китайских моделях специальной защиты от перегруза;
  • вызванная этим необходимость обязательной доработки схемы;
  • во многих рыночных образцах отсутствует входное фильтрующее устройство, что вынуждает добавлять в нее сглаживающий электролитический конденсатор (он ставится после «мощного» дросселя).

К перечисленным недостаткам обычно относят «жесткий» режим работы высоковольтных транзисторов, включенных по ключевой схеме.

При случайном замыкании по выходу (КЗ) эти элементы просто «сгорают», что приводит к необходимости срочного обновления всего электронного модуля. Нередко при этом выходит из строя и выпрямитель на полупроводниковых диодах, также нуждающийся в замене.

Заниматься ремонтом ЭТ нецелесообразно, поскольку стоит он практически копейки. Гораздо проще и дешевле приобрести новый модуль и переделать его под свои нужды.

Изготовление корпуса

Для изготовления корпуса блока питания идеально подойдут алюминиевые уголки и пластины. Сначала необходимо сделать своеобразный скелет конструкции, который впоследствии можно обшить листами из алюминия подходящей формы. Для уменьшения веса блока питания можно в качестве обшивки использовать более тонкий металл. Изготовить блок питания 12В своими руками из таких подручных материалов несложно.

Идеально подойдет корпус от микроволновой печи. Во-первых, металл достаточно тонкий и легкий. Во-вторых, если сделать все аккуратно, то лакокрасочное покрытие не повредится, поэтому внешний вид останется привлекательным. В-третьих, размер обшивки микроволновой печи довольно большой, что позволяет сделать практически любой корпус.

Достоинства электронных преобразователей


К числу основных достоинств устройств, построенных на основе ЭТ, относят следующие особенности работы схемы:

  • выходной трансформатор блока питания не запустится без подсоединения к нему нагрузки – перейдет в активный режим, если только к нему подключен светильник с лампочкой;
  • помимо щадящего режима работы элементов электронной схемы это свойство ЭТ позволяет экономить на расходуемой электроэнергии;
  • в изделии легко реализуется система защиты от опасных перегрузок и коротких замыканий.

В качестве образца, используемого для самодельного изготовления блока питания на таком трансформаторе, нередко берутся более сложные полумостовые схемы. Обычно они построены на базе драйверов типа IR2153 или подобных ему электронных компонентов. В качестве дополнительной опции в них предусмотрен индикаторный светодиод, сигнализирующий о наличии высокочастотных колебаний.

Некоторые из достоинств электронных преобразователей относятся специалистами к недостаткам, мешающим самостоятельной переделке их в простейшие блоки питания.

Как протравить плату

Подготовленную и просушенную плату поместите в раствор хлорного железа. Насыщенность его должна быть такой, чтобы медь как можно быстрее разъедалась. Если процесс идет медленно, то рекомендуется увеличить концентрацию хлорного железа в воде. Если и это не помогает, то попробуйте нагреть раствор. Для этого наберите в емкость воду, установите в нее банку с раствором (не забывайте о том, что его желательно хранить в пластиковой или стеклянной таре) и нагревайте на медленном огне. Теплая вода будет нагревать раствор хлорного железа.

Если у вас много времени либо нет хлорного железа, то воспользуйтесь смесью из соли и медного купороса. Плата подготавливается аналогичным образом, после чего помещается в раствор. Недостаток способа – плата блока питания травится очень медленно, потребуются почти сутки для полного исчезновения всей меди с поверхности текстолита. Но за неимением лучшего, можно использовать и такой вариант.

Стабилизация напряжения

После изготовления трансформатора обязательно проведите замер напряжения на выводах его вторичной обмотки. Если оно превышает значение 12 Вольт, то необходимо провести стабилизацию. Даже самый простой блок питания 12В плохо будет работать без этого. Следует учесть, что в питающей сети величина напряжения непостоянна. Подключите вольтметр к розетке и проведите замеры в разное время. Так, например, днем оно может подскочить до 240 Вольт, а вечером опуститься даже до 180. Все зависит от нагрузки на линию электропередач.

Если у вас в первичной обмотке трансформатора изменяется напряжение, то оно будет нестабильно и во вторичной. Чтобы компенсировать это, нужно применить устройства, называемые стабилизаторами напряжения. В нашем случае можно использовать стабилитроны с подходящей величиной параметров (тока и напряжения). Стабилитронов множество, подберите необходимые элементы до того, как делать 12В блок питания.

Существуют и более «продвинутые» элементы (типа КР142ЕН12), которые представляют собой комплект из нескольких стабилитронов и пассивных элементов. Их характеристики намного лучше. Также встречаются и зарубежные аналоги подобных устройств. Необходимо познакомиться с этими элементами до того, как сделать 12В блок питания вы решите самостоятельно.

Вспомогательные узлы

В конструкции можно реализовать вспомогательные узлы, например, индикаторы или переключатели напряжения. Главное не переусердствовать и делать устройство согласно всем нормам и рекомендациям.

Индикаторные светодиоды

В конструкции можно продумать светодиодные индикаторы, которые применяются в заводских блоках и подзарядных устройствах. Светодиоды служат сигнализатором о том, что полезная работа трансформатора производится и напряжение соответствует требуемому значению.

Амперметр и вольтметр

Для произведения расчетов и подбора элементов, а также для правильной сборки блока питания необходимо использовать амперметр и вольтметр.

Устройство и принцип действия ЭТ


Электронный трансформатор

Конструктивно этот элемент схемы содержит в своем составе следующие узлы:

  • мультивибратор – задающий генератор импульсов на мощных транзисторах;
  • мост, собранный на высоковольтных катушках индуктивности;
  • малогабаритный трансформатор напряжения 220 12.

Функцию генератора в схеме электронного трансформатора выполняет либо диодный тиристор, либо транзисторы, включенные по схеме коммутаторов мощных импульсов (их еще называют ключевыми). При работе этого электронного узла частота генерации задается с помощью переменного резистора и накопительной емкости (ее допускается регулировать в диапазоне от 30 до 35 кГц). Катушки индуктивности включены по частично мостовой схеме и намотаны на небольшом по размеру кольцевом сердечнике.

В этом модуле предусмотрена петля обратной связи, позволяющая повысить стабильность работы задающего генератора.

В составе схемы применены высоковольтные биполярные транзисторы (обычно – типа MGE 13001-13009). Конкретная марка выбирается в зависимости от мощности электронного трансформатора, основное назначение которого – понижать уровень выходного сигнала до заданной величины в 12 (24) Вольта. Его основное достоинство – небольшие габариты и малый вес, что позволяет снизить соответствующие параметры всего устройства.

Принцип работы трансформатора состоит в формировании генератором импульсного напряжения нужной амплитуды, которое после преобразования в трансформаторе снижается до требуемого уровня. Для нормальной работы галогенных ламп мощных токовых импульсов амплитудой 12 или 24 Вольта бывает вполне достаточно.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Правила безопасности и важные советы

При выполнении работы необходимо обладать базовыми знаниями в физике и электромеханике, а также соблюдать правила техники безопасности, использовать защитное обмундирование и пользоваться диэлектриками.

Что касается простого блока питания, то большинство сталкивается с одной и той же сложностью: на выходах из стандартных трансформаторов типовое значение напряжения составляет 15 В.

При подключении нагрузки к получившемуся блоку питания оно «проседает», так что нужный вольтаж подбирается экспериментальным путем.

Области применения

Эти устройства имеют очень широкую сферу применения. Давайте рассмотрим основные способы использования. Для экономии ресурса аккумуляторных батарей к самодельным блокам питания подключают низковольтный электроинструмент. Такие приборы используются для подключения светодиодных осветительных приборов, установке освещения в помещениях с высокой влажностью и опасностью поражения электрическим током и для многих других целей, не имеющих прямого отношения к радиоэлектронике.

Изготовление печатной платы

Подготовьте фольгированный текстолит, для этого обработайте металлический слой раствором соляной кислоты. Если такового нет, то можно использовать электролит, заливаемый в аккумуляторные батареи автомобилей. Эта процедура позволит обезжирить поверхность. Работайте в резиновых перчатках, чтобы исключить попадание растворов на кожу, ведь можно получить сильнейший ожог. После этого промойте водой с добавлением соды (можно мыла, чтобы нейтрализовать кислоту). И можно наносить рисунок печатной платы.

Сделать рисунок можно как с помощью специальной программы для компьютеров, так и вручную. Если вы изготовляете обычный блок питания 12В 2А, а не импульсный, то количество элементов минимально. Тогда при нанесении рисунка можно обойтись без программ для моделирования, достаточно нанести его на поверхность фольги перманентным маркером. Желательно сделать два-три слоя, дав предыдущему высохнуть. Неплохие результаты может дать применение лака (например, для ногтей). Правда, рисунок может выйти неровным из-за кисти.

Лучший самодельный блок питания. Регулируемый или «лабораторный» блок питания из модулей своими руками

Довольно часто приходится, на время тестирования, запитывать различные поделки или устройства. И пользоваться аккумуляторами, подбирая соответствующее напряжение, стало уже не в радость. Потому решил собрать регулируемый блок питания. Из нескольких вариантов которые пришли в голову, а менно: переделать из компьютерного ATX блока питания, или собрать линейный, или приобрести KIT набор, или собрать из готовых модулей — я выбрал последнее.

Данный вариант сборки мне приглянулся из-за нетребовательных познаний в облати электроники, скоростью сборки, и в случае чего, быстрой замены или добавления какого-либо из модулей. Общая стоимость всех комплектующих вышла около $15, а мощность в итоге получилась ~100 Ватт, при максимальном выходном напряжении 23В.

Для создания данного регулируемого блока питания понадобится:

  1. Импульсный блок питания 24В 4А
  2. Понижающий преобразователь на XL4015 4-38В в 1.25-36В 5А
  3. Вольт-амперметр 3 или 4 символьный
  4. Два понижающих преобразователя на LM2596 3-40В в 1.3-35В
  5. Два потенциометра 10К и ручки к ним
  6. Два терминала под бананы
  7. Кнопка вкл/выкл и разъем под питание 220В
  8. Вентилятор 12В, в моем случае слимовый на 80мм
  9. Корпус, какой угодно
  10. Стоечки и болтики для крепления плат
  11. Провода, я использовал от умершего блока питания ATX.

После нахождения и приобретения всех комплектующих приступаем к сборке по схеме ниже. По ней у нас получится регулируемый блок питания с изменением напряжения от 1.25В до 23В и ограничением тока до 5А, плюс дополнительная возможность зарядки устройств через порты USB, потребляемое количество силы тока, которых, будет отображаться на В-А метре.

Предварительно размечаем и вырезаем отверстия под вольт-амперметр, ручки потенциометров, терминалы, выходы USB на лицевой стороне корпуса.

В виде площадки для крепления модулей используем кусок пластика. Он защитит от нежелаемого короткого замыкания на корпус.

Размечаем и сверлим расположение отверстий плат, после чего вкручиваем стойки.

Прикручиваем пластиковую площадку к корпусу.

Выпаиваем на блоке питания клемму, и впаиваем по три провода на + и -, зараннее отрезаной длины. Одна пара пойдет на основной преобразователь, вторая на преобразователь для питания вентилятора и вольт-амперметра, третья на преобразователь для выходов USB.

Устанавливаем разъем питания 220В и кнопку вкл/выкл. Подпаиваем провода.

Прикручиваем блок питания и подключаем к клемме провода 220В.

С основным источником питания разобрались, теперь переходим к главному преобразователю.

Выпаиваем клеммы и подстроечные резисторы.

Припаиваем провода к потенциометрам, отвечающим за регулировку напряжения и тока, и к преобразователю.

Подпаиваем толстый красный провод от В-А метра и выходной плюс от основного пробразователя к выходной плюсовой клемме.

Готовим USB выход. Соединяем дата + и — у каждого USB отдельно, чтобы подключаемое устройство могло заряжаться, а не синхронизироваться. Припаиваем провода к запаралеленным + и — контактам питания. Провода лучше взять потолще.

Припаиваем желтый провод от В-А метра и минусовой от USB-выходов к выходной минусовой клемме.

Провода питания вентилятора и В-А метра подключаем к выходам дополнительного преобразователя. Для вентилятора можно собрать терморегулятор (схема ниже). Понадобится: силовой MOSFET транзистор (N канальный) (его я достал из обвязки питания процессора на материнской плате), подстроечник 10 кОм, сенсор температуры NTC с сопротивлением 10 кОм (термистор) (его достал из сломанного блока питания ATX). Термистор крепим термоклеем к микросхеме основного преобразователя, или к радиатору на этой микросхеме. Подстроечником настраиваем на определенную температуру срабатывания вентилятора, например, 40 градусов.

Подпаиваем к выходному плюсу другого, дополнительного преобразователя плюс выходов USB.

Берем одну пару проводов из блока питания и подпаиваем на вход основного преобразователя, потом вторую — на вход доп. преобразователя для USB, для обеспечения входящего напряжения.

Прикручиваем вентилятор с решеткой.

Припаиваем третью пару проводов из блока питания к доп. преобразователю для вентилятора и В-А метра. Прикручиваем все к площадке.

Подключаем провода к выходным клеммам.

Прикручиваем потенциометры на лицевую сторону корпуса.

Крепим USB-выходы. Для надежной фиксации было сделано П-образное крепление.

Настраиваем выходные напряжения на доп. преобразователях: на 5.3В, с учетом падения напряжения при подключении нагрузки к USB, и на 12В.

Стягиваем провода для аккуратного внутреннего вида.

Закрываем корпус крышкой.

Клеим ножки для устойчивости.

Регулируемый блок питания готов.

Видеоверсия обзора:

P.S. Можно сделать покупку чуть дешевле при помощи кешбека епн — — специализированная система возврата части потраченных денег на покупки с AliExpress, GearBest, Banggood, ASOS, Ozon. Использовав кешбек епн можно вернуть назад от 7% до 15% от потраченных в этих магазинах денег. Ну, а если есть желание заработать на покупках, тогда тебе сюда —

Из статьи вы узнаете, как изготовить блок питания регулируемый своими руками из доступных материалов. Его можно использовать для питания бытовой аппаратуры, а также для нужд собственной лаборатории. Источник постоянного напряжения может применяться для тестирования таких устройств, как реле-регулятор автомобильного генератора. Ведь при его диагностике возникает необходимость в двух напряжениях — 12 Вольт и свыше 16. А теперь рассмотрите особенности конструкции блока питания.

Трансформатор

Если устройство не планируется использовать для зарядки кислотных аккумуляторов и питания мощной аппаратуры, то нет необходимости в использовании крупных трансформаторов. Достаточно применить модели, мощность у которых не более 50 Вт. Правда, чтобы сделать регулируемый блок питания своими руками, потребуется немного изменить конструкцию преобразователя. Первым делом нужно определиться с тем, какой диапазон изменения напряжения будет на выходе. От этого параметра зависят характеристики трансформатора блока питания.

Допустим, вы выбрали диапазон 0-20 Вольт, значит, отталкиваться нужно от этих значений. Вторичная обмотка должна иметь на выходе переменное напряжение 20-22 Вольта. Следовательно, на трансформаторе оставляете первичную обмотку, поверх нее проводите намотку вторичной. Чтобы вычислить необходимое количество витков, проведите замер напряжения, которое получается с десяти. Десятая часть этого значения — это напряжение, получаемое с одного витка. После того как будет сделана вторичная обмотка, нужно произвести сборку и стяжку сердечника.

Выпрямитель

В качестве выпрямителя можно использовать как сборки, так и отдельные диоды. Перед тем как сделать регулируемый блок питания, проведите подбор всех его компонентов. Если высокая на выходе, то вам потребуется использовать мощные полупроводники. Желательно их устанавливать на алюминиевых радиаторах. Что касается схемы, то предпочтение нужно отдавать только мостовой, так как у нее намного выше КПД, меньше потерь напряжения при выпрямлении Однополупериодную схему использовать не рекомендуется, так как она малоэффективна, на выходе возникает много пульсаций, которые искажают сигнал и являются источником помех для радиоаппаратуры.

Блок стабилизации и регулировки

Для изготовления стабилизатора и разумнее всего использовать микросборку LM317. Дешевый и доступный каждому прибор, который позволит за считаные минуты собрать качественный блок питания регулируемый своими руками. Но его применение требует одной важной детали — эффективного охлаждения. Причем не только пассивного в виде радиаторов. Дело в том, что регулировка и стабилизация напряжения происходят по весьма интересной схеме. Устройство оставляет ровно то напряжение, которое необходимо, а вот излишки, поступающие на его вход, преобразуются в тепло. Поэтому без охлаждения вряд ли микросборка долго проработает.

Взгляните на схему, в ней нет ничего сверхсложного. Всего три вывода у сборки, на третий подается напряжение, со второго снимается, а первый необходим для соединения с минусом блока питания. Но здесь возникает маленькая особенность — если включить между минусом и первым выводом сборки сопротивление, то появляется возможность проводить регулировку напряжения на выходе. Причем блок питания регулируемый своими руками может изменять выходное напряжение как плавно, так и ступенчато. Но первый тип регулировки наиболее удобный, поэтому его используют чаще. Для реализации необходимо включить сопротивление переменное 5 кОм. Кроме того, между первым и вторым выводом сборки требуется установить постоянный резистор сопротивлением около 500 Ом.

Блок контроля силы тока и напряжения

Конечно, чтобы эксплуатация устройства была максимально удобной, необходимо проводить контроль выходных характеристик — напряжения и силы тока. Строится схема регулируемого блока питания таким образом, что амперметр включается в разрыв плюсового провода, а вольтметр — между выходами устройства. Но вопрос в другом — какой тип измерительных приборов использовать? Самый простой вариант — это установить два LED-дисплея, к которым подключить схему вольт- и амперметра, собранную на одном микроконтроллере.

Но в блок питания регулируемый, своими руками изготавливаемый, можно смонтировать пару дешевых китайских мультиметров. Благо их питание можно произвести непосредственно от устройства. Можно, конечно, использовать и стрелочные индикаторы, только в этом случае нужно проводить градуировку шкалы для

Корпус устройства

Изготавливать корпус лучше всего из легкого, но прочного металла. Идеальным вариантом окажется алюминий. Как уже было упомянуто, схема регулируемого блока питания содержит элементы, которые сильно нагреваются. Следовательно, внутри корпуса нужно монтировать радиатор, который для большей эффективности соединить можно с одной из стенок. Желательно наличие принудительного обдува. Для этой цели можно использовать термовыключатель в паре с вентилятором. Устанавливать их необходимо непосредственно на радиаторе охлаждения.

Те новички, которые только начинают изучение электроники спешат соорудить нечто сверхъестественное, вроде микрожучков для прослушки, лазерный резак из DVD-привода и так далее… и тому подобное… А что насчёт того, чтобы собрать блок питания с регулируемым выходным напряжением? Такой блок питания – это крайне необходимая вещь в мастерской каждого любителя электроники.

С чего же начать сборку блока питания?

Во-первых, необходимо определиться с требуемыми характеристиками, которым будет удовлетворять будущий блок питания. Основные параметры блока питания – это максимальный ток (I max ), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (U out ), которое будет на выходе блока питания. Также стоит определиться с тем, какой блок питания нам нужен: регулируемый или нерегулируемый .

Регулируемый блок питания

– это блок питания, выходное напряжение которого можно менять, например, в пределах от 3 до 12 вольт. Если нам надо 5 вольт — повернули ручку регулятора – получили 5 вольт на выходе, надо 3 вольта – опять повернул – получил на выходе 3 вольта.

Нерегулируемый блок питания – это блок питания с фиксированным выходным напряжением – его менять нельзя. Так, например, многим известный и широко распространённый блок питания «Электроника» Д2-27 является нерегулируемым и имеет на выходе 12 вольт напряжения. Также нерегулируемыми блоками питания являются всевозможные зарядники для сотовых телефонов, адаптеры модемов и роутеров. Все они, как правило, рассчитаны на какое-то одно выходное напряжение: 5, 9, 10 или 12 вольт.

Понятно, что для начинающего радиолюбителя наибольший интерес представляет именно регулируемый блок питания. Им можно запитать огромное количество как самодельных, так и промышленных устройств, рассчитанных на разное напряжение питания.

Далее нужно определиться со схемой блока питания. Схема должна быть простая, легка для повторения начинающими радиолюбителями. Тут лучше остановиться на схеме с обычным силовым трансформатором. Почему? Потому что найти подходящий трансформатор достаточно легко как на радиорынках, так и в старой бытовой электронике. Делать импульсный блок питания сложнее. Для импульсного блока питания необходимо изготавливать достаточно много моточных деталей, таких как высокочастотный трансформатор, дроссели фильтров и пр. Также импульсные блоки питания содержат больше радиоэлектронных компонентов, чем обычные блоки питания с силовым трансформатором.

Итак, предлагаемая к повторению схема регулируемого блока питания приведена на картинке (нажмите для увеличения).

Параметры блока питания:

    Выходное напряжение (U out ) – от 3,3…9 В;

    Максимальный ток нагрузки (I max ) – 0,5 A;

    Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения – 30 мВ.;

    Защита от перегрузки по току;

    Защита от появления на выходе повышенного напряжения;

    Высокий КПД.

Возможна доработка блока питания с целью увеличения выходного напряжения.

Принципиальная схема блока питания состоит из трёх частей: трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Трансформатор. Трансформатор Т1 понижает переменное сетевое напряжение (220-250 вольт), которое поступает на первичную обмотку трансформатора (I), до напряжения 12-20 вольт, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора (II). Также, по «совместительству», трансформатор служит гальванической развязкой между электросетью и питаемым устройством. Это очень важная функция. Если вдруг трансформатор выйдет из строя по какой-либо причине (скачок напряжения и пр.), то напряжение сети не сможет попасть на вторичную обмотку и, следовательно, на питаемое устройство. Как известно, первичная и вторичная обмотки трансформатора надёжно изолированы друг от друга. Это обстоятельство снижает риск поражения электрическим током.

Выпрямитель. Со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 пониженное переменное напряжение 12-20 вольт поступает на выпрямитель. Это уже классика. Выпрямитель состоит из диодного моста VD1, который выпрямляет переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора (II). Для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямительного моста стоит электролитический конденсатор C3 ёмкостью 2200 микрофарад.

Регулируемый импульсный стабилизатор.

Схема импульсного стабилизатора собрана на достаточно известной и доступной микросхеме DC/DC преобразователя – MC34063 .

Чтобы было понятно. Микросхема MC34063 является специализированным ШИМ-контроллером, разработанным для импульсных DC/DC преобразователей. Эта микросхема является ядром регулируемого импульсного стабилизатора, который используется в данном блоке питания.

Микросхема MC34063 снабжена узлом защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Выходной транзистор, встроенный в микросхему, способен отдать в нагрузку до 1,5 ампер тока. На базе специализированной микросхемы MC34063 можно собрать как повышающие (Step-Up ), так и понижающие (Step-Down ) DC/DC преобразователи. Так же возможно построение регулируемых импульсных стабилизаторов.

Особенности импульсных стабилизаторов.

К слову сказать, импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД по сравнению со стабилизаторами на микросхемах серии КР142ЕН (КРЕНки ), LM78xx, LM317 и др. И хотя блоки питания на базе этих микросхем очень просты для сборки, но они менее экономичны и требуют установки охлаждающего радиатора.

Микросхема MC34063 не нуждается в охлаждающем радиаторе. Стоит заметить, что данную микросхему можно довольно часто встретить в устройствах, которые работают автономно или же используют резервное питание. Использование импульсного стабилизатора увеличивает КПД устройства, а, следовательно, уменьшает энергопотребление от аккумулятора или батареи питания. За счёт этого увеличивается автономное время работы устройства от резервного источника питания.

Думаю, теперь понятно, чем хорош импульсный стабилизатор.

Детали и электронные компоненты.

Теперь немного о деталях, которые потребуются для сборки блока питания.


Силовые трансформаторы ТС-10-3М1 и ТП114-163М

Также подойдёт трансформатор ТС-10-3М1 с выходным напряжением около 15 вольт. В магазинах радиодеталей и на радиорынках можно найти подходящий трансформатор, главное, чтобы он соответствовал указанным параметрам.

Микросхема MC34063 . Микросхема MC34063 выпускается в корпусах DIP-8 (PDIP-8) для обычного монтажа в отверстия и в корпусе SO-8 (SOIC-8) для поверхностного монтажа. Естественно, в корпусе SOIC-8 микросхема обладает меньшими размерами, а расстояние между выводами составляет около 1,27 мм. Поэтому изготовить печатную плату для микросхемы в корпусе SOIC-8 сложнее, особенно тем, кто только недавно начал осваивать технологию изготовления печатных плат. Следовательно, лучше взять микросхему MC34063 в DIP-корпусе, которая больше по размерам, а расстояние между выводами у такого корпуса – 2,5 мм. Сделать печатную плату под корпус DIP-8 будет легче.

Дроссели. Дроссели L1 и L2 можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется два кольцевых магнитопровода из феррита 2000HM типоразмера К17,5 х 8,2 х 5 мм. Типоразмер расшифровывается так: 17,5 мм. – внешний диаметр кольца; 8,2 мм. — внутренний диаметр; а 5 мм. – высота кольцевого магнитопровода. Для намотки дросселя понадобиться провод ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. На каждое кольцо необходимо намотать 40 витков такого провода. Витки провода следует распределять по ферритовому кольцу равномерно. Перед намоткой, ферритовые кольца нужно обмотать лакотканью. Если лакоткани нет под рукой, то обмотать кольцо можно скотчем в три слоя. Стоит помнить, что ферритовые кольца могут быть уже покрашены – покрыты слоем краски. В таком случае обматывать кольца лакотканью не надо.

Кроме самодельных дросселей можно применить и готовые. В этом случае процесс сборки блока питания ускориться. Например, в качестве дросселей L1, L2 можно применить вот такие индуктивности для поверхностного монтажа (SMD — дроссель).


Как видим, на верхней части их корпуса указано значение индуктивности – 331, что расшифровывается как 330 микрогенри (330 мкГн). Также в качестве L1, L2 подойдут готовые дроссели с радиальными выводами для обычного монтажа в отверстия. Выглядят они вот так.


Величина индуктивности на них маркируется либо цветовым кодом, либо числовым. Для блока питания подойдут индуктивности с маркировкой 331 (т.е. 330 мкГн). С учётом допуска ±20%, который разрешён для элементов бытовой электроаппаратуры, также подойдут дроссели с индуктивностью 264 — 396 мкГн. Любой дроссель или катушка индуктивности рассчитана на определённый постоянный ток. Как правило, его максимальное значение (I DC max ) указывается в даташите на сам дроссель. Но на самом корпусе это значение не указывается. В таком случае можно ориентировочно определить значение максимально допустимого тока через дроссель по сечению провода, которым он намотан. Как уже говорилось, для самостоятельного изготовления дросселей L1, L2 необходим провод сечением 0,56 мм.

Дроссель L3 самодельный. Для его изготовления необходим магнитопровод из феррита 400HH или 600HH диаметром 10 мм. Найти такой можно в старинных радиоприёмниках. Там он используется в качестве магнитной антенны. От магнитопровода нужно отломать кусок длиной 11 мм. Сделать это достаточно легко, феррит легко ломается. Можно просто плотно зажать необходимый отрезок пассатижами и отломить излишки магнитопровода. Также можно зажать магнитопровод в тисках, а потом резко ударить по магнитопроводу. Если с первого раза аккуратно разломить магнитопровод не получиться, то можно повторить операцию.

Затем получившийся кусок магнитопровода нужно обмотать слоем бумажного скотча или лакоткани. Далее наматываем на магнитопровод 6 витков сложенного вдвое провода ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. Для того чтобы провод не размотался, обматываем его сверху скотчем. Те выводы проводов, с которых начиналась намотка дросселя, в последующем впаиваем в схему в том месте, где показаны точки на изображении L3. Эти точки указывают на начало намотки катушек проводом.

Дополнения.

В зависимости от нужд можно внести в конструкцию те или иные изменения.

Например, вместо стабилитрона VD3 типа 1N5348 (напряжение стабилизации – 11 вольт) в схему можно установить защитный диод – супрессор 1,5KE10CA .

Супрессор – это мощный защитный диод, по своим функциям схож со стабилитроном, однако, основная его роль в электронных схемах – защитная. Назначение супрессора – это подавление высоковольтных импульсных помех. Супрессор обладает высоким быстродействием и способен гасить мощные импульсы.

В отличие от стабилитрона 1N5348, супрессор 1.5KE10CA обладает высокой скоростью срабатывания, что, несомненно, скажется на быстродействии защиты.

В технической литературе и в среде общения радиолюбителей супрессор могут называть по-разному: защитный диод, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения, ограничительный диод. Супрессоры можно частенько встретить в импульсных блоках питания – там они служат защитой от перенапряжения питаемой схемы при неисправностях импульсного блока питания.

О назначении и параметрах защитных диодов можно узнать из статьи про супрессор .

Супрессор 1,5KE10C A имеет букву С в названии и является двунаправленным – полярность установки его в схему не имеет значения.

Если есть необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением, то переменный резистор R2 не устанавливают, а заменяют его проволочной перемычкой. Нужное выходное напряжение подбирают с помощью постоянного резистора R3. Его сопротивление рассчитывают по формуле:

U вых = 1,25 * (1+R4/R3)

После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:

R3 = (1,25 * R4)/(U вых – 1,25)

Если использовать данную формулу, то для U вых = 12 вольт потребуется резистор R3 с сопротивлением около 0,42 кОм (420 Ом). При расчётах, значение R4 берётся в килоомах (3,6 кОм). Результат для резистора R3 также получаем в килоомах.

Для более точной установки выходного напряжения U вых вместо R2 можно установить подстроечный резистор и выставить по вольтметру требуемое напряжение более точно.

При этом следует учесть, что стабилитрон или супрессор стоит устанавливать с напряжением стабилизации на 1…2 вольта больше, чем расчётное напряжение на выходе (U вых ) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8 CA или аналогичный ему.

Изготовление печатной платы.

Печатную плату для блока питания можно сделать разными способами. О двух методах изготовления печатных плат в домашних условиях уже рассказывалось на страницах сайта.

    Наиболее быстрый и комфортный способ – это изготовление печатной платы с помощью маркера для печатных плат. Применялся маркер Edding 792 . Показал он себя с лучшей стороны. Кстати, печатка для данного блока питания сделана как раз этим маркером.

    Второй метод подходит для тех, у кого в запасе есть много терпения и твёрдая рука. Это технология изготовления печатной платы корректирующим карандашом . Это, довольно простая и доступная технология пригодиться тем, кто не смог найти маркер для печатных плат, а делать платы ЛУТом не умеет или не имеет подходящего принтера.

    Третий метод похож на второй, только в нём используется цапонлак — Как сделать печатную плату с помощью цапонлака?

В общем, выбрать есть из чего.

Налаживание и проверка блока питания.

Чтобы проверить работоспособность блока питания его для начала нужно, конечно же, включить. Если искр, дыма и хлопков нет (такое вполне реально), то скорее БП работает. Первое время держитесь от него на некотором расстоянии. Если ошиблись при монтаже электролитических конденсаторов или поставили их на меньшее рабочее напряжение, то они могут «хлопнуть» — взорваться. Это сопровождается разбрызгиванием электролита во все стороны через защитный клапан на корпусе. Поэтому не торопитесь. Подробнее об электролитических конденсаторах можно почитать . Не ленитесь это прочитать – пригодиться не раз.

Внимание! Во время работы силовой трансформатор находиться под высоким напряжением! Пальцы к нему не совать! Не забывайте о правилах техники безопасности . Если надо что-то изменить в схеме, то сначала полностью отключаем блок питания от электросети, а потом делаем. По-другому никак – будьте внимательны!

Под занавес всего этого повествования хочу показать готовый блок питания, который был сделан своими руками.

Да, у него ещё нет корпуса, вольтметра и прочих «плюшек», которые облегчают работу с таким прибором. Но, несмотря на это, он работает и уже успел спалить офигенный трёхцветный мигающий светодиод из-за своего бестолкового хозяина, который любит безбашенно крутить регулятор напряжения . Желаю и вам, начинающие радиолюбители, собрать что-нибудь похожее!

Этот блок питания на микросхеме LM317, не требует каких – то особых знаний для сборки, и после правильного монтажа из исправных деталей, не нуждается в наладке. Несмотря на свою кажущуюся простоту, этот блок является надёжным источником питания цифровых устройств и имеет встроенную защиту от перегрева и перегрузки по току. Микросхема внутри себя имеет свыше двадцати транзисторов и является высокотехнологичным устройством, хотя снаружи выглядит как обычный транзистор.

Питание схемы рассчитано на напряжение до 40 вольт переменного тока, а на выходе можно получить от 1.2 до 30 вольт постоянного, стабилизированного напряжения. Регулировка от минимума до максимума потенциометром происходит очень плавно, без скачков и провалов. Ток на выходе до 1.5 ампер. Если потребляемый ток не планируется выше 250 миллиампер, то радиатор не нужен. При потреблении большей нагрузки, микросхему поместить на теплопроводную пасту к радиатору общей площадью рассеивания 350 – 400 или больше, миллиметров квадратных. Подбор трансформатора питания нужно рассчитывать исходя из того, что напряжение на входе в блок питания должно быть на 10 – 15 % больше, чем планируете получать на выходе. Мощность питающего трансформатора лучше взять с хорошим запасом, во избежание излишнего перегрева и на вход его обязательно поставить плавкий предохранитель, подобранный по мощности, для защиты от возможных неприятностей.
Нам, для изготовления этого нужного устройства, потребуются детали:

  • Микросхема LM317 или LM317T.
  • Выпрямительная сборка почти любая или отдельные четыре диода на ток не менее 1 ампер каждый.
  • Конденсатор C1 от 1000 МкФ и выше напряжением 50 вольт, он служит для сглаживания бросков напряжения питающей сети и, чем больше его ёмкость, тем более стабильным будет напряжение на выходе.
  • C2 и C4 – 0.047 МкФ. На крышке конденсатора цифра 104.
  • C3 – 1МкФ и больше напряжением 50 вольт. Этот конденсатор, так же можно применить большей ёмкости для повышения стабильности выходящего напряжения.
  • D5 и D6 – диоды, например 1N4007, или любые другие на ток 1 ампер или больше.
  • R1 – потенциометр на 10 Ком. Любого типа, но обязательно хороший, иначе выходное напряжение будет «прыгать».
  • R2 – 220 Ом, мощностью 0.25 – 0.5 ватт.
Перед подключением к схеме питающего напряжения, обязательно проверьте правильность монтажа и пайки элементов схемы.

Сборка регулируемого стабилизированного блока питания

Сборку я произвел на обычной макетной платы без всякого травления. Мне этот способ нравится из-за своей простоты. Благодаря ему схему можно собрать за считанные минуты.

Проверка блока питания

Вращением переменного резистора можно установить желаемое напряжение на выходе, что очень удобно.

Все мастера, занимающиеся ремонтом электронной аппаратуры, знают о важности наличия лабораторного блока питания, с помощью которого можно получать различные значения напряжения и тока для использования при зарядке устройств, питании, тестировании схем и т. д. В продаже имеется много разновидностей таких аппаратов, но опытным радиолюбителям вполне по силам изготовить лабораторный блок питания своими руками. Использовать для этого можно бывшие в употреблении детали и корпуса, дополнив их новыми элементами.

Простое устройство

Самый простой блок питания состоит всего из нескольких элементов. Начинающим радиолюбителям будет несложно разработать и собрать эти легкие схемы. Главный принцип – создать выпрямительную схему для получения постоянного тока. При этом уровень напряжения на выходе меняться не будет, он зависит от коэффициента трансформации.

Основные компоненты для схемы простого блока питания:

  1. Понижающий трансформатор;
  2. Выпрямительные диоды. Можно включить их по схеме моста и получить полноволновое выпрямление либо использовать полуволновое устройство с одним диодом;
  3. Конденсатор для сглаживания пульсаций. Выбирается электролитический тип емкостью 470-1000 мкФ;
  4. Проводники для монтажа схемы. Их поперечное сечение определяется величиной нагрузочного тока.

Для конструирования 12-вольтового БП нужен трансформатор, который понижал бы напряжение с 220 до 16 В, так как после выпрямителя напряжение немного уменьшается. Такие трансформаторы можно найти в бывших в употреблении компьютерных блоках питания или приобрести новые. Можно встретить рекомендации о самостоятельной перемотке трансформаторов, но на первых порах лучше обойтись без этого.

Диоды подойдут кремниевые. Для устройств небольших по мощности есть в продаже уже готовые мосты. Важно их правильно подсоединить.

Это основная часть схемы, пока еще не совсем готовая к использованию. Надо поставить дополнительно после диодного моста стабилитрон для получения лучшего выходного сигнала.

Получившееся устройство является обычным блоком питания без дополнительных функций и способно поддерживать небольшие нагрузочные токи, до 1 А. При этом возрастание тока может повредить компоненты схемы.

Чтобы получить мощный блок питания, достаточно в этой же конструкции установить один или более усилительных каскадов на транзисторных элементах TIP2955.

Важно! Для обеспечения температурного режима схемы на мощных транзисторах необходимо предусмотреть охлаждение: радиаторное или вентиляционное.

Регулируемый блок питания

Блоки питания с регулировкой по напряжению помогут решать более сложные задачи. Имеющиеся в продаже устройства различаются по параметрам регулирования, показателям мощности и др. и подбираются с учетом планируемого использования.

Простой регулируемый блок питания собирается по примерной схеме, представленной на рисунке.

Первая часть схемы с трансформатором, диодным мостом и сглаживающим конденсатором похожа на схему обычного БП без регулирования. В качестве трансформатора также можно использовать аппарат из старого блока питания, главное, чтобы он соответствовал выбранным параметрам по напряжению. Этот показатель для вторичной обмотки ограничивает регулирующий предел.

Как работает схема:

  1. Выпрямленное напряжение выходит к стабилитрону, который определяет максимальную величину U (можно взять на 15 В). Ограниченные параметры этих деталей по току требуют установки в схему транзисторного усилительного каскада;
  2. Резистор R2 является переменным. Меняя его сопротивление, можно получить разные величины выходного напряжения;
  3. Если регулировать также ток, то второй резистор устанавливается после транзисторного каскада. В данной схеме его нет.

Если требуется другой диапазон регулирования, надо установить трансформатор с соответствующими характеристиками, что потребует также включения другого стабилитрона и т. д. Для транзистора необходимо радиаторное охлаждение.

Измерительные приборы для простейшего регулируемого блока питания подойдут любые: аналоговые и цифровые.

Соорудив регулируемый блок питания своими руками, можно применять его для устройств, рассчитанных на различные значения рабочего и зарядного напряжения.

Двухполярный блок питания

Устройство двуполярного блока питания более сложное. Заниматься его конструированием могут опытные электронщики. В отличие от однополярных, такие БП на выходе обеспечивают напряжение со знаком «плюс» и «минус», что необходимо при питании усилителей.

Хотя изображенная на рисунке схема является простой, ее исполнение потребует определенных навыков и знаний:

  1. Потребуется трансформатор со вторичной обмоткой, разделенной на две половины;
  2. Одними из главных элементов служат интегральные транзисторные стабилизаторы: КР142ЕН12А – для прямого напряжения; КР142ЕН18А – для обратного;
  3. Для выпрямления напряжения используется диодный мост, можно его собрать на отдельных элементах или применить готовую сборку;
  4. Резисторы с переменным сопротивлением участвуют в регулировании напряжения;
  5. Для транзисторных элементов обязательно монтировать радиаторы охлаждения.

Двухполярный лабораторный блок питания потребует установки также контролирующих приборов. Сборка корпуса производится в зависимости от габаритов устройства.

Защита блока питания

Самый простой метод защиты БП – установка предохранителей с плавкими вставками. Есть предохранители с самостоятельным восстановлением, не требующие замены после перегорания (их ресурс ограничен). Но они не обеспечивают полноценной гарантии. Зачастую происходит повреждение транзистора до перегорания предохранителя. Радиолюбители разработали различные схемы с применением тиристоров и симисторов. Варианты можно найти в сети.

Для изготовления кожуха устройства каждый мастер использует доступные ему способы. При достаточном везении можно найти готовое вместилище для прибора, но все равно придется менять конструкцию фронтальной стенки, чтобы поместить туда контролирующие приборы и регулирующие ручки.

Некоторые идеи для изготовления:

  1. Измерить габариты всех компонентов и вырезать стенки из алюминиевых листов. На фронтальной поверхности нанести разметку и проделать необходимые отверстия;
  2. Скрепить конструкцию уголком;
  3. Нижнее основание БП с мощными трансформаторами должно быть усилено;
  4. Для внешней обработки прогрунтовать поверхность, покрасить и закрепить лаком;
  5. Схемные компоненты надежно изолируются от внешних стенок во избежание появления напряжения на корпусе при пробое. Для этого возможно проклеить стенки изнутри изолирующим материалом: толстым картоном, пластиком и т. д.

Многие устройства, особенно большой мощности, требуют установки охлаждающего вентилятора. Его можно сделать с функционированием в постоянном режиме либо изготовить схему автоматического включения и выключения по достижении заданных параметров.

Схема реализуется установкой термодатчика и микросхемы, обеспечивающей управление. Чтобы охлаждение было эффективным, необходим свободный доступ воздуха. Значит, задняя панель, около которой монтируют кулер и радиаторы, должна иметь отверстия.

Важно! Во время сборки и ремонта электротехнических устройств надо помнить об опасности поражения электрическим током. Конденсаторы, находившиеся под напряжением, разряжать обязательно.

Собрать качественный и надежный лабораторный блок питания своими руками возможно, если использовать исправные компоненты, четко просчитывать их параметры, пользоваться проверенными схемами и необходимыми приборами.

Видео

Самодельный лабораторный блок питания

2019-07-04

Всі статті →

Одним из самых необходимых инструментов для каждого радиолюбителя является блок  питания. Ведь без него иногда бывает достаточно сложно обойтись. Я считаю, что чем он лучше, тем удобнее и приятнее будет им пользоваться. Поэтому я бы хотел на своем примере рассказать, как собрать мощный ЛБП из, фактически, подручных средств и готовых китайских запчастей.

Главной особенностью данного проекта является низкая стоимость относительно заводских аналогов со схожими характеристиками и весьма широкий функционал. Так же не стоит забывать, что собирая устройство самостоятельно, можно заточить его под свои потребности и возможности кошелька, что тоже, как по мне, не маловажно.

В общем, поехали. Для простоты сборки я использовал готовые китайские модули и всё то, что нашел на даче в гараже. Итак, нам понадобятся:

— Блок питания:

Я брал на ebay с выходом 24В и 9А (китайцы любят в описании указывать завышенные характеристики, но мне повезло и он действительно выдал обещанное) . Так же хочу отметить, что сюда подойдет любой мощный БП, будь то зарядка от ноута, ATX от ПК и другие.

— Понижающий преобразователь:

https://arduino.ua/prod2163-ponijaushhii-preobrazovatel-5a-na-xl4015-s-regylirovkoi-toka-i-napryajeniya — макс. 5А

https://arduino.ua/prod1484-ponijaushhii-preobrazovatel-9a-s-regylirovkoi-toka-i-napryajeniya — макс. 9А.

Особенностями этих модулей являются защита от КЗ, ограничение по току и возможность заряжать литиевые (применяется технология cc-cv) и свинцовые АКБ без риска их перезарядить и испортить

— Вольт-амперметр: https://arduino.ua/prod1903-sdvoennii-svetodiodnii-cifrovoi-voltmetr-ampermetr-100v-10a

— Термостат: https://arduino.ua/prod1903-sdvoennii-svetodiodnii-cifrovoi-voltmetr-ampermetr-100v-10a

если нагрузка на первую понижайку будет больше 3-х ампер и 6-ти на вторую – охлаждение ставить ОБЯЗАТЕЛЬНО!

— А также прочая мелочевка: светодиоды, понижайки, куллеры, потенциометры (по 10КОм

каждый), USB выходы, разъемы (у меня стоят “бананы”) и т.д.

Корпус взял от подарочного набора конфет “Roshen”.

Для более точной настройки напряжения я бы рекомендовал поставить многооборотный потенциометр (для ограничения по току необязательно, так как диапазон там небольшой). Так

же на форумах некоторые умельцы пишут, что можно впаять резистор, если не ошибаюсь, на

10Ком параллельно крутилкам для поворота ручки на весь диапазон, но я решил не

экспериментировать и оставил как есть.

Схемы подключения:

Немного поколдовав паяльником и шуруповертом, через пару часов я собрал вот такой прибор:

На выходе он отдает 24В и 8,5А (на большее не решился), что равняется мощности в 204Вт.

На передней панели есть 2 USB выхода по 5В каждый для питания небольших устройств типа мини-паяльника или вытяжки (тоже мини-). Светодиоды с термостата и преобразователь я также вынес на нее. Хочу добавить, что выходной мощности этого ЛБП более чем достаточно для питания мини-ЧПУ станка или дрельки для сверления плат.

Дякуємо Вам за звернення! Ваш відгук з’явиться після модерації адміністратором.

Самодельный блок питания из модулей. Лабораторный блок питания из китайских компонентов. Это трудно назвать стабилизатором

Всем привет. У всех, кто занимается электроникой, должен быть . Если паять неохота или вы начинающий радиолюбитель — эта статья специально для вас написана. Сразу поговорим про характеристики блока питания и его отличие от популярных разновидностей БП на LM317 или LM338.

Модули для БП

Мы будем собирать импульсный блок питания, но паять ничего не будем, просто купим у китайцев уже спаянный модуль регулировки напряжения с ограничением тока, такой модуль может отдать 30 вольт 5 ампер. Согласитесь, что не каждый аналоговый БП на такое способен, да и какие потери в виде тепла, так как транзистор или микросхема лишнее напряжение берет на себя. О конкретном типе модуля и его схеме не пишу — они всякие бывают.

Теперь индикация — здесь мы тоже ничего изобретать не будем, возьмем готовый модуль индикации, как и с модулем управления напряжением.

Чем буде все это питать от сети 220 В — читаем дальше. Здесь есть два пути.

  1. Первый — искать готовый трансформатор или намотать свой.
  2. Второй — это взять импульсный БП на нужное напряжение и ток, или доработать под нужные характеристики.

И да, забыл сказать, что подать на модуль управления максимально без последствий можно 32 вольта, но лучше 30 вольт 5 ампер, с током нужно быть аккуратнее тоже, так как схема управления терпит 5 ампер, но не более, но отдаёт все что есть на трансформаторе потому и легко сгорает.

Сборка БП

Сам процесс сборки ещё занятнее дело. Давайте расскажу как у меня предстают дела с комплектующими.

  • Блок питания импульсный от ноутбука 19 вольт 3.5 ампер.
  • Модуль управления.
  • Модуль индикации.

Вот и все, да-да я ничего не забыл дописать, но наверное ещё нам нужен какой-то старый корпус. У меня от советской автомагнитолы пошёл в дело, также пойдет и любой другой, но отдельно хочу похвалить корпус от DVD привода ПК.

Собираем наш будущий блок питания, прежде чем прикрепить плати к корпусу, нужно их изолировать, я дал подложку из толстой пленки и тогда все платы можно прикрепить на двухсторонний скотч.

Но когда дело дошло к переменным резисторам для регулировки напряжения и ограничения тока я понял, что у меня их нет, ну не то что вообще нет — нужного номинала нет, а именно 10 К. Но на плате они есть, и я поступил следующим образом: нашёл два переменника спаленных (чтоб не жалко было), изъял ручки и думал их припаять к переменникам, что были на плате, почему были — я их выпаял, и залудил винт.

Но ничего не вышло, отцентрировать смог лишь когда через термоусадку сделал вот эту ерунду. Но она работала, меня устраивает, а как долго она будет работать — узнаем.

По желанию можно покрасить корпус, у меня это не очень хорошо получилось, но лучше чем просто металл.

В результате у нас получился очень компактный легкий лабораторный блок питания, обладающий защитой от короткого замыкания, ограничением тока, и разумеется, регулировкой напряжения. И все это делается очень плавно благодаря многооборотным резисторам, которые были выпаяны из платы управления. Регулировка напряжения оказалась от 0.8 вольт до 20. Ограничение тока от 20 мА до 4 А. Всем удачи, с вами был Kalyan.Super.Bos

Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА ГОТОВЫХ МОДУЛЯХ

Довольно часто приходится, на время тестирования, запитывать различные поделки или устройства. И пользоваться аккумуляторами, подбирая соответствующее напряжение, стало уже не в радость. Потому решил собрать регулируемый блок питания. Из нескольких вариантов которые пришли в голову, а менно: переделать из компьютерного ATX блока питания, или собрать линейный, или приобрести KIT набор, или собрать из готовых модулей — я выбрал последнее.

Данный вариант сборки мне приглянулся из-за нетребовательных познаний в облати электроники, скоростью сборки, и в случае чего, быстрой замены или добавления какого-либо из модулей. Общая стоимость всех комплектующих вышла около $15, а мощность в итоге получилась ~100 Ватт, при максимальном выходном напряжении 23В.

Для создания данного регулируемого блока питания понадобится:

  1. Импульсный блок питания 24В 4А
  2. Понижающий преобразователь на XL4015 4-38В в 1.25-36В 5А
  3. Вольт-амперметр 3 или 4 символьный
  4. Два понижающих преобразователя на LM2596 3-40В в 1.3-35В
  5. Два потенциометра 10К и ручки к ним
  6. Два терминала под бананы
  7. Кнопка вкл/выкл и разъем под питание 220В
  8. Вентилятор 12В, в моем случае слимовый на 80мм
  9. Корпус, какой угодно
  10. Стоечки и болтики для крепления плат
  11. Провода, я использовал от умершего блока питания ATX.

После нахождения и приобретения всех комплектующих приступаем к сборке по схеме ниже. По ней у нас получится регулируемый блок питания с изменением напряжения от 1.25В до 23В и ограничением тока до 5А, плюс дополнительная возможность зарядки устройств через порты USB, потребляемое количество силы тока, которых, будет отображаться на В-А метре.

Предварительно размечаем и вырезаем отверстия под вольт-амперметр, ручки потенциометров, терминалы, выходы USB на лицевой стороне корпуса.

В виде площадки для крепления модулей используем кусок пластика. Он защитит от нежелаемого короткого замыкания на корпус.

Размечаем и сверлим расположение отверстий плат, после чего вкручиваем стойки.

Прикручиваем пластиковую площадку к корпусу.

Выпаиваем на блоке питания клемму, и впаиваем по три провода на + и -, зараннее отрезаной длины. Одна пара пойдет на основной преобразователь, вторая на преобразователь для питания вентилятора и вольт-амперметра, третья на преобразователь для выходов USB.

Устанавливаем разъем питания 220В и кнопку вкл/выкл. Подпаиваем провода.

Прикручиваем блок питания и подключаем к клемме провода 220В.

С основным источником питания разобрались, теперь переходим к главному преобразователю.

Выпаиваем клеммы и подстроечные резисторы.

Припаиваем провода к потенциометрам, отвечающим за регулировку напряжения и тока, и к преобразователю.

Подпаиваем толстый красный провод от В-А метра и выходной плюс от основного пробразователя к выходной плюсовой клемме.

Готовим USB выход. Соединяем дата + и — у каждого USB отдельно, чтобы подключаемое устройство могло заряжаться, а не синхронизироваться. Припаиваем провода к запаралеленным + и — контактам питания. Провода лучше взять потолще.

Припаиваем желтый провод от В-А метра и минусовой от USB-выходов к выходной минусовой клемме.

Провода питания вентилятора и В-А метра подключаем к выходам дополнительного преобразователя. Для вентилятора можно собрать терморегулятор (схема ниже). Понадобится: силовой MOSFET транзистор (N канальный) (его я достал из обвязки питания процессора на материнской плате), подстроечник 10 кОм, сенсор температуры NTC с сопротивлением 10 кОм (термистор) (его достал из сломанного блока питания ATX). Термистор крепим термоклеем к микросхеме основного преобразователя, или к радиатору на этой микросхеме. Подстроечником настраиваем на определенную температуру срабатывания вентилятора, например, 40 градусов.

Подпаиваем к выходному плюсу другого, дополнительного преобразователя плюс выходов USB.

Берем одну пару проводов из блока питания и подпаиваем на вход основного преобразователя, потом вторую — на вход доп. преобразователя для USB, для обеспечения входящего напряжения.

Прикручиваем вентилятор с решеткой.

Припаиваем третью пару проводов из блока питания к доп. преобразователю для вентилятора и В-А метра. Прикручиваем все к площадке.

Подключаем провода к выходным клеммам.

Прикручиваем потенциометры на лицевую сторону корпуса.

Крепим USB-выходы. Для надежной фиксации было сделано П-образное крепление.

Настраиваем выходные напряжения на доп. преобразователях: на 5.3В, с учетом падения напряжения при подключении нагрузки к USB, и на 12В.

Стягиваем провода для аккуратного внутреннего вида.

Закрываем корпус крышкой.

Клеим ножки для устойчивости.

Регулируемый блок питания готов.

Видеоверсия обзора:

P.S. Можно сделать покупку чуть дешевле при помощи кешбека епн — — специализированная система возврата части потраченных денег на покупки с AliExpress, GearBest, Banggood, ASOS, Ozon. Использовав кешбек епн можно вернуть назад от 7% до 15% от потраченных в этих магазинах денег. Ну, а если есть желание заработать на покупках, тогда тебе сюда —

Заявлены довольно высокие параметры, а стоимость готового модуля меньше стоимости входящих в него деталей. Прельщают малые размеры платы.
Я решил приобрести несколько штук и испытать их. Надеюсь, мой опыт будет полезен не слишком опытным радиолюбителям.

Я купил на Aliexpress модули LM2596 , как на фото выше. Хотя на сайте были показаны твердотельные конденсаторы на напряжение 50 В, конденсаторы обычные, а половина модулей с конденсаторами на напряжение 16 В.

Это трудно назвать стабилизатором…

Можно подумать, что достаточно взять трансформатор, диодный мост, подключить к ним модуль, и перед нами стабилизатор с выходным напряжением 3…30 В и током до 2 А (кратковременно до 3 А).

Я так и сделал. Без нагрузки всё было хорошо. Трансформатор с двумя обмотками по 18 В и обещанным током до 1,5 А (провод на глаз был явно тонковат, так оно и оказалось).
Мне нужен был стабилизатор +-18 В и я выставил нужное напряжение.

При нагрузке 12 Ом ток 1,5 А, вот осциллограмма, 5 В /клетка по вертикали.

Это трудно назвать стабилизатором.

Причина проста и понятна: конденсатор на плате 200 мкФ, он служит только для нормальной работы DC-DC преобразователя. При подаче на вход напряжения от лабораторного блока питания, всё было нормально. Выход очевиден: надо питать стабилизатор от источника с малыми пульсациями, т. е. добавить после моста ёмкость.

Борьба с пульсациями

Вот напряжение при нагрузке 1,5 А на входе модуля без дополнительного конденсатора.

Увеличенная ёмкость на входе


С дополнительным конденсатором 4700 мкФ на входе, пульсации на выходе резко уменьшились, но при 1,5 А были ещё заметны. При уменьшении выходного напряжения до 16 В, идеальная прямая линия (2 В /клетка).


Падение напряжения на модуле DC-DC должно быть минимум 2…2,5 В.

Теперь можно смотреть пульсации на выходе импульсного преобразователя.


Видны небольшие пульсации с частотой 100 Гц промодулированные частотой несколько десятков кГц.

LC-фильтр на выходе

Datasheet на LM2596 рекомендует дополнительный LC фильтр на выходе. Так мы и сделаем. В качестве сердечника я использовал цилиндрический сердечник от неисправного БП компьютера и намотал обмотку в два слоя проводом 0,8 мм.


На плате красным цветом показано место для установки перемычки – общего провода двух каналов, стрелкой – место для припаивания общего провода, если не использовать клеммы.

Посмотрим, что стало с ВЧ-пульсациями.


Их больше нет. Остались небольшие пульсации с частотой 100 Гц.
Неидеально, но неплохо.

Замечу, что при увеличении выходного напряжения, дроссель в модуле начинает дребезжать и на выходе резко растёт ВЧ-помеха, стоит напряжение чуть уменьшить (всё это при нагрузке 12 Ом), помехи и шум полностью пропадают.

Итоговая схема включения модулей LM2596

Схема проста и очевидна.

При длительной нагрузке током 1 А детали заметно нагреваются: диодный мост, микросхема, дроссель модуля, больше всего дроссель (дополнительные дроссели холодные). Нагрев на ощупь 50 градусов.

При работе от лабораторного блока питания, нагрев при токах 1,5 и 2 А терпимый в течение нескольких минут. Для длительной работы с большими токами желателен теплоотвод на микросхему и дроссель большего размера.

Монтаж

Для монтажа модуля я применил самодельные «стойки» из луженого провода диаметром 1 мм.


Это обеспечило удобный монтаж и охлаждение модулей. Стойки можно сильно нагревать при пайке, они не сместятся в отличие от простых штырей. Эта же конструкция удобна, если надо припаять к плате внешние провода – хорошая жесткость и контакт.
Плата позволяет легко заменить при необходимости модуль DC-DC.

Общий вид платы с дросселями от половинок какого-то ферритового сердечника (индуктивность не критична).

Несмотря на крошечные размеры модуля DC-DC, общие размеры платы получились соизмеримыми с платой аналогового стабилизатора.

Выводы

1. Необходим трансформатор с сильноточной вторичной обмоткой или с запасом по напряжению, в этом случае ток нагрузки может превышать ток обмотки трансформатора.

2. При токах порядка 2 А и более желателен небольшой теплоотвод на диодный мост и микросхему 2596.

3. Конденсатор питания желателен большой ёмкости, это благоприятно сказывается на работе стабилизатора. Даже крупная и качественная ёмкость немного нагревается, следовательно желательно малое ESR.

4. Для подавления пульсаций с частотой преобразования, LC фильтр на выходе необходим.

5. Данный стабилизатор имеет явное преимущество перед обычным компенсационным в том, что может работать в широком диапазоне выходных напряжений, при малых напряжениях можно получить на выходе ток больше, чем может обеспечить трансформатор.

6. Модули позволяют сделать блок питания с неплохими параметрами просто и быстро, обойдя подводные камни изготовления плат для импульсных устройств, то есть хороши для начинающих радиолюбителей.

В этой статье я хочу рассказать и показать на фото свой лабораторный блок питания, который я собирал по блочно, на готовых модулях из Aliexpress. Об этих самых модулях я уже рассказывал по отдельности на сайте. Хотелось сделать простой, надежный, доступный по цене блок, с необходимыми параметрами и небольшими габаритами. В интернете посмотрел пару роликов о подобных блоках, заказал необходимые модули и собрал сам. Изначально в качестве источника питания был применен переделанный компьютерный БП. Но так как мне так и не удалось добиться от него нормальной работы (он довольно сильно грелся, и немного не дотягивал до расчетного максимального тока), решено было взять на том же Aliexpress. Максимальное рабочее напряжение для блока в большинстве случаев достаточно 0-30 Вольт, хотя была идея сделать от 0 до 50 Вольт.Источник питания, который я применил, отдает 36 Вольт и ток до 5 Ампер. Мощности в 180 Ватт для моих задач вполне достаточно. В качестве регулятора напряжения и тока (ограничения), использовал . В качестве индикатора выступает модуль В качестве корпуса был применен обычный пластиковый корпус типа Z1 (70x188x197 мм). В принципе этих модулей уже достаточно для построения лабораторника, но я добавил сюда еще , для того чтобы вывести 5 Вольт на USB разъемы расположенные на передней панели. Еще нам конечно же понадобятся пара выносных переменных резистора на 10 К, тумблер для включения/отключения питания, пара USB гнезд (я взял сдвоенное гнездо), и пара гнезд типа «банан», для подключения выходного кабеля. Крепим модули внутри корпуса, размечаем и сверлим переднюю панель.


Затем выпаиваем из модуля оба подстроечных резистора и припаиваем на их место переменные резисторы на проводах достаточной длинны (я последовательно резисторам на 10 К поставил еще на 1 К, для точной настройки, однако это не дало особого эффекта). Ну и дальше соединяем все модули согласно схеме.





Если делаете с USB, то не забудьте настроить модуль LM2596 на 5В. И обратите внимание что минусовый провод питания USB берется не с модуля LM2596, а с выходной массы БП (с минусового «банана»). Это необходимо для того чтобы когда вы подключаете что-то к USB блоку, вы видели потребляемый ток. В моем блоке можно заметить на фото еще один модуль — это тоже DC-DC, я его вместо LM2596 хотел оставить на роль питания USB, но он довольно прожорливый в холостом режиме, поэтому оставил LM-ку. Также у меня есть вентилятор. Если тоже захотите оборудовать блок вентилятором, то подберите подходящий по габаритам и на напряжение 5 В. Подключается он к плюсу и минусу модуля LM2596 (в этом случае минус берется от модуля, иначе на индикатор будет постоянно выводиться потребляемый вентилятором ток). Очень советую первое включение производить через лампу накаливания 40-60 Вт. Если что-то не так, в этом случае вы избежите фейерверка. У меня блок заработал сразу, и пока что с ним никаких проблем не было.






Компактный регулируемый блок питания 24В 5А

Решил переделать свой лабораторный блок питания. Хоть он и надежный, но тяжелый и занимает много места. На рабочем столе всегда не хватает. Планируя перестановку. Решил повесить навесную полку и под ней полно места. Идея пришла быстро, делаю навесной лабораторный блок питания.

Понадобится

Корпусом у меня будет коробка от старого модема. В ней полно места, да и собирать буду на модулях.

Силовой частью служит модуль из Китая. На выходе модуля 24 вольта и обещают внушительный ток, как для габаритов модуля.

Регулировать выходное напряжение, буду при помощи готового модуля. Модуль довольно распространенный, информации о нем много, цена очень хорошая.

Вместо подстроечных резисторов установлю регулировочные, отечественные. Лучше конечно взять проволочные резисторы, но я применю, какие есть. Так же нужно подобрать ручки на них.

Сетевой тумблер у меня Т3, у меня их валом.

Клеммы нужны разного цвета, чтоб не перепутать при подключении устройств.

Вольтамперметр из Китая. Очень хорошо себя зарекомендовал. Габариты в самый раз.

Изготовление лабораторного блока из китайских модулей

На корпусе делаю разметку под элементы передней панели. Вырезаю. Пластик довольно мягкий, можно вырезать острым ножом.

Примеряю место под модули. Сверлю отверстия, и устанавливаю модули. Сетевой модуль устанавливаю на втулки. Втулки нарезал из силиконовой трубки. Выходные провода с сетевого модуля сразу прикрутил. Вынес провода под регулировочные резисторы. Схему нет смысла рисовать, все банально просто. С сетевого модуля, провода идут на регулировочный модуль. На клеммы провода идут через вольтамперметр.

Припаял провода к резисторам. Нашел ручки, разного цвета. На резистор регулировки тока идет 3 провода, на напряжение 2.

Сетевой провод запаял на тумблер. С тумблера провода идут на модуль. Очень удобное место было под тумблер.

Для питания вольтамперметра применил стабилизатор. Собран стабилизатор на TL431. Можно его не ставить, но решил перестраховаться. Можно питать и от 24 вольт. Стабилизатор можно рассчитать в интернете.

Для плавности регулировки, параллельно регулировочному резистору установил постоянный резистор на 27 кОм.

Подключил к регулировочному модулю входные и выходные провода. Стабилизатор для вольтамперметра тоже прикрутил к модулю. Стабилизатор залил термо клеем.

Закрываю. Включаю. Подключил на выход автомобильную лампу. Стабилизация работает отлично.

Лабораторный блок питания отлично вписался в мастерской. Не занимает место. Удобно пользоваться

Ссылки на модули:

Смотрите видео

Самодельный блок питания.Пошаговая сборка. | Любитель самоделок

Здравствуйте любители самоделок.

Сегодня мы с вами наконец-то соберем и проверим регулируемый блок питания от нуля до двенадцати вольт.

Собирать мы будем по этой схеме:

Схема очень проста и интересна в сборке.

Как мы видим блок питание содержит два транзистора:

V1-из серии мп39-мп42 (можно и другие маломощные например кт315)
V2-из серии П213-П214 для него необходим радиатор.

Принцип работы блока питания я здесь описывать не буду, а сразу перейду к сборке чуда питания.

В качестве основы используется привычные для меня материал фанера

Длину и ширину я взял 10 на 15 см.

Толщина фанеры у меня 70 мм.

Из радиодеталей:

резисторы
R1-R4 на 510
R2- на 10к переменный
R3-1к.
Конденсаторы C1-C2 на 35 вольт и 1000 мк.

Трансформатор можно любой, я же взял со старого магнитофона.

Диодный мост тоже любой или как у меня собранный из четырех диодов.

В качестве опорных стоек использовал отрезок от медной проволоки,

которую нарезал на кусочки длиной два сантиметра и залудил.

Пришло время установить стойки на фанере.

Перед установкой наметьте места карандашом и сделайте отверстия шилом (удобнее будет забивать).

Диодный мост припаян к диодному мосту с нижней стороны.

Так же можно было использовать диодный мост типа шоколадка, тогда его можно приклеить прямо на фанерку.

Трансформатор и диодный мост я закрепил на фанерке само резами и на диоды сверху припаял фильтрующий конденсатор С1.

Сразу вывел провода с диодного моста.

Ну а далее как по схеме припаял провода.

Уложил их так чтобы глаз радовался ну и самому было приятно.

Так же как по схеме припаиваем все радиоэлементы.

Транзистор V2 установлен на радиатор.

Переменный резистор удлинен на проводах, Чтоб можно было разместить в дальнейшем в корпус.

После подачи питания 220 вольт, все заработало сразу ничего регулировать не пришлось.

Свои самодельный блок питания я использовал для питания всякой аппаратуры, подключал к автомобильному магнитофону все прекрасно работает.

Ну что же уважаемые любители самоделок подписывайтесь на канал и пробуйте собрать и другие мои самоделки например радиоприемник или усилитель.

Прецизионный лабораторный блок питания своими руками. Лучший самодельный 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 , 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 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.

С ув. Эдуард

Поддержите новые проекты монеткой, пролистайте страницу чуть ниже, будьте любезны.

Всем привет. Сегодня заключительный обзор, сборка лабораторного линейного блока питания. Сегодня много слесарных работ, изготовление корпуса и финальная сборка. Обзор размещен в блоге «DIY или Сделай Сам», надеюсь я тут никого не отвлекаю и не кому не мешаю тешить свой взгляд прелестями Лены и Игоря))). Всем кому интересны самоделки и радиотехника — Добро пожаловать!!!
ВНИМАНИЕ: Очень много букв и фото! Трафик!

Добро пожаловать радиолюбитель и любитель самоделок! Для начала давайте вспомним, этапы сборки лабораторного линейного блока питания. Непосредственно к данному обзору не имеет отношения, потому разместил под спойлер:

Этапы сборки

Сборка силового модуля. Плата, радиатор, силовой транзистор, 2 переменных многооборотных резистора и зеленый трансформатор (из Восьмидесятых ®) Как подсказал мудрый kirich , я самостоятельно собрал схему, которую китайцы продают в виде конструктора, для сборки блока питания. Я сначала расстроился, но потом решил, что, видать схема хороша, раз китайцы её копируют… В то же время вылезли и детские болячки этой схемы (которые полностью были скопированы китайцами), без замены микросхем на более «высоковольтные», на вход нельзя подавать больше 22 вольт переменного напряжения… И несколько более мелких проблем, которые подсказали мне наши форумчане, за что им огромное спасибо. Совсем недавно будущий инженер «AnnaSun » предложила избавления от трансформатора. Конечно каждый может модернизировать свой БП как угодно, можно и импульсник поставить в качестве источника питания. Но у любого импульсника (быть может кроме резонансных) на выходе куча помех, и эти помехи частично перейдут на выход ЛабБП… А если там имульсные помехи, то (ИМХО) это не ЛабБП. Потому я не буду избавляться от «зеленого трансформатора».


Поскольку это линейный блок питания, у него есть характерный и существенный недостаток, вся лишняя энергия выделяется на силовом транзисторе. Для примера, на вход мы подаем 24В переменного напряжения, которое после выпрямления и сглаживания превратится в 32-33В. Если на выход присоединить мощную нагрузку, потребляющую 3А при напряжении 5В, вся оставшаяся мощность (28В при токе 3А), а это 84Вт, будет рассеиваться на силовом транзисторе, переходя в тепло. Одним из способов предотвратить эту проблему, и соответственно повысить КПД, это поставить модуль ручного или автоматического переключения обмоток. Данный модуль был рассмотрен в :

Для удобства работы с блоком питания и возможности мгновенного отключения нагрузки, с схему был введен дополнительный модуль на реле, позволяющий включать или выключать нагрузку. Этому был посвящен .


К сожалению, из-за отсутствия нужных реле (нормально замкнутых), данный модуль работал некорректно, потому он будет заменен другим модулем, на D-триггере, позволяющий включать или выключать нагрузку при помощи одной кнопки.

Вкратце расскажу про новый модуль. Схема довольно известная (прислали мне в личку):


Немножко модифицировал её под свои нужды и собрал такую плату:


С обратной стороны:


На это раз никаких проблем не было. Все работает очень четко и управляется одной кнопкой. При подаче питания, на 13 выходе микросхемы всегда логический ноль, транзистор (2n5551) закрыт и реле обесточено — соответственно нагрузка не подключена. При нажатии кнопки, на выходе микросхемы появляется логическая единица, транзистор открывается и реле срабатывает подключая нагрузку. Повторное нажатие на кнопку возвращает микросхему в исходное состояние.

Какой же блок питания без индикатора напряжения и тока? Потому в я попытался сделать ампервольтметр самостоятельно. В принципе получился неплохой прибор, однако он имеет некоторую нелинейность в диапазоне от 0 до 3.2А. Эта погрешность никак не будет влиять при использовании данного измерителя, скажем в зарядном устройстве для АКБ автомобиля, но недопустима для Лабораторного БП, потому, я заменю этот модуль, китайскими щитовыми прецизионными и с дисплеями, имеющими 5 разрядов… А собранный мною модуль найдет применение в какой-нибудь другой самоделке.


Наконец-то приехали из Китая более высоковольтные микросхемы, о чем я Вам рассказал в . И теперь можно подавать на вход 24В переменного тока, не опасаясь, что пробьет микросхемы…

Теперь дело осталось за «малым», изготовить корпус и собрать все блоки вместе, чем я и займусь в этом финальном обзоре по данной тематике.
Поискав готовый корпус, ничего подходящего не нашел. У китайцев есть неплохие коробки, но, к сожалению, цена их, а особенно …

Отдать китайцам 60 баксов мне «жаба» не позволила, да и глупо такие деньги отдавать за корпус, можно еще немного добавить и купить . По крайней мере, корпус из этого Бп выйдет хороший.

Потому я поехал на строительный базар и купил 3 метра алюминиевого уголка. С его помощью будет собран каркас прибора.
Подготавливаем детали нужного размера. Расчерчиваем заготовки и спиливаем уголки при помощи отрезного диска. .



Затем выкладываем заготовки верхней и нижней панели, чтобы прикинуть, что получится.


Пробуем расположить модули внутри


Сборка идет на потайных винтах (под шляпку зенкером, разенковывается отверстие, что бы головка винта не выступала над уголком), и гайках с обратной стороны. Потихоньку появляются очертания каркаса блока питания:


И вот каркас собран… Не очень ровный, особенно по углам, но думаю, что покраска скроет все неровности:


Размеры каркаса под спойлером:

Измерение размеров

К сожалению времени мало свободного, потому слесарные работы продвигаются медленно. Вечерами за неделю изготовил лицевую панель из листа алюминия и панельку под вход питания и предохранитель.


Расчерчиваем будущие отверстия под Вольтметр и Амперметр. Посадочное гнездо должно быть размерами 45.5мм на 26.5мм
Обклеиваем посадочные отверстия малярным скотчем:


И отрезным диском, при помощи дремеля делаем пропилы (скотч нужен, что бы не выйти за размеры гнезд, и не испортить панель царапинами) Дремель быстро справляется с алюминием, но на 1 отверстие уходит 3-4

Опять была заминка, банально, кончились отрезные диски для дремеля, поиск по всем магазинам Алматы ни к чему не привел, потому пришлось ждать диски из Китая… Благо пришли быстро за 15 дней. Дальше работа пошла более весело и быстро…
Пропилил дремелем отверстия под цифровые индикаторы, и обработал напильником.


Ставим на «уголки» зеленый трансформатор


Примеряем радиатор с силовым транзистором. Он будет изолирован от корпуса, так как на радиаторе установлен транзистор в корпусе ТО-3, а там сложно изолировать коллектор транзистора от корпуса. Радиатор будет стоять за декоративной решеткой с вентилятором охлаждения.


Обработал наждачкой на бруске лицевую панель. Решил примерить все что будет на ней закреплено. Получается вот так:


Два цифровых измерителя, кнопка включения нагрузки, два многооборотных потенциометра, выходные клеммы и держатель светодиода «Ограничение тока». Вроде ничего не забыл?


С обратной стороны лицевой панели.
Разбираем все и красим черной краской с баллончика каркас блока питания.


На заднюю стенку прикрепляем на болты декоративную решетку (куплено на авторынке, анодированный алюминий для тюнига воздухозабора радиатора 2000 тенге (6.13USD))


Вот так получилось, вид с обратной стороны корпуса блока питания.


Ставим вентилятор для обдува радиатора с силовым транзистором. Я прикрепил его на пластиковые черные хомуты, держит хорошо, внешний вид не страдает, их почти не видно.


Возвращаем на место пластиковое основание каркаса с уже установленным силовым трансформатором.


Размечаем места крепления радиатора. Радиатор изолирован от корпуса прибора, т.к. на нем напряжение равное напряжению на коллекторе силового транзистора. Думаю, что он хорошо будет обдуваться вентилятором, что позволит значительно снизить температуру радиатора. Вентилятор будет управляться схемой снимающей информацию с датчика (терморезистора) закрепленного на радиаторе. Таким образом вентилятор не будет «молотить» в пустую, а будет включатся при достижении определенной температуры на радиаторе силового транзистора.


Прикрепляем на место лицевую панель, поглядеть что получилось.


Декоративной решетки осталось много, потому решил попробовать сделать П-образную крышку корпуса блока питания (на манер компьютерных корпусов), если не понравится, переделаю на что-нибудь другое.


Вид спереди. Пока решетка «наживлена» и еще не плотно прилегает к каркасу.


Вроде неплохо получается. Решетка достаточно прочная, можно смело ставить сверху что-либо, ну а про качество вентиляции внутри корпуса, даже не стоит говорить, вентиляция будет просто отличная, по сравнению с закрытыми корпусами.

Ну чтож, продолжаем сборку. Подключаем цифровой амперметр. Важно: не наступайте на мои грабли, не используйте штатный разъем, только пайка непосредственно к контактам разъема. Иначе будет в место тока в Амперах, показывать погоду на Марсе.


Провода для подключения амперметра, да и всех остальных вспомогательных устройств должны быть максимально короткими.
Между выходными клеммами (плюс-минус) установил панельку из фольгированного текстолита. Очень удобно прочертив изолирующие бороздки в медной фольге, создавать площадки для подключения всех вспомогательных устройств (амперметр, вольтметр, плата отключения нагрузки и т.п.)

Основная плата установлена рядом с радиатором выходного транзистора.

Плата переключения обмоток установлена над трансформатором, что позволило значительно сократить длину шлейфа проводов.

Наступил черед собрать модуль дополнительного питания для модуля переключения обмоток, амперметра, вольтметра и т.п.
Поскольку у нас линейный — аналоговый БП, будем использовать так же вариант на трансформаторе, никаких импульсных блоков питания. 🙂
Вытравливаем плату:


Впаиваем детали:


Тестируем, ставим латунные «ножки» и встраиваем модуль в корпус:

Ну вот, все блоки встроены (кроме модуля управления вентилятором, который будет изготовлен позже) и установлены на свои места. Провода подключены, предохранителя вставлены. Можно проводить первое включение. Осеняем себя крестом, закрываем глаза и даем питание…
Бабаха и белого дыма нет — уже хорошо… Вроде на холостом ходу ничего не греется… Нажимаем кнопку включения нагрузки — зажигается зеленый светодиод и щелкает реле. Вроде все пока нормально. Можно приступать к тестированию.

Как говорится, «скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается». Опять выплыли подводные камни. Модуль переключения обмоток трансформатора работает некорректно с силовым модулем. При напряжении переключения с первой обмотки на следующую происходит скачек напряжения, т.е при достижении 6.4В происходит скачек до 10.2В. Потом конечно можно уменьшить напряжение, но это не дело. Сначала я думал, что проблема в питании микросхем, поскольку их питание тоже от обмоток силового трансформатора, и соответственно растет с каждой последующей подключенной обмоткой. Потому попробовал дать питание на микросхемы с отдельного источника питания. Но это не помогло.
Потому есть 2 варианта: 1. Полностью переделать схему. 2. Отказаться от модуля автоматического переключения обмоток. Начну с 2 варианта. Полностью без переключения обмоток я остаться не могу, потому как вариант мириться с печкой мне не нравится, потому поставлю тумблер- переключатель позволяющий выбирать подаваемое напряжение на вход БП из 2-х вариантов 12В или 24В. Это конечно «полумера», но лучше чем вообще ничего.
Заодно решил поменять амперметр на другой подобный, но с зеленым цветом свечения цифр, поскольку красные цифры амперметра светятся довольно слабо и при солнечном свете их плохо видно. Вот что получилось:


Вроде так получше. Возможно, так же, что я заменю вольтметр на другой, т.к. 5 разрядов в вольтметре явно избыточно, 2 разряда после запятой вполне достаточно. Варианты замены у меня есть, так что проблем не будет.

Ставим переключатель и подключаем к нему провода. Проверяем.
При положении переключателя «вниз» — максимальное напряжение без нагрузки составило около 16В

При положении переключателя вверх — доступно максимальное напряжение для данного трансформатора 34В (без нагрузки)

Теперь ручки, долго не стал придумывать варианты и нашел пластмассовые дюбели подходящего диаметра, как внутреннего, так и внешнего.


Отрезаем трубочку нужной длины и надеваем на штоки переменных резисторов:


Затем надеваем ручки и фиксируем винтами. Поскольку трубка дюбеля достаточно мягкая, ручка фиксируется очень хорошо, что бы сорвать её необходимы значительные усилия.

Обзор получился очень большим. Потому не буду отнимать Ваше время и вкратце протестируем Лабораторный блок питания.
Помехи осциллографом мы уже смотрели в первом обзоре, и с тех пор ничего не изменилось в схемотехнике.
Потому проверим минимальное напряжение, ручка регулировки в крайнем левом положении:

Теперь максимальный ток

Ограничение тока в 1А

Максимальное ограничение тока, ручка регулировки тока в крайне правом положении:

На этом Всё мои дорогие радиогубители и сочувствующие… Спасибо всем, кто дочитал до конца. Прибор получился брутальный, тяжелый и я надеюсь надежный. До новых встреч в эфире!

UPD: Осциллограммы на выходе блока питания при включении напряжения:


И выключения напряжения:

UPD2: Друзья с форума «Паяльник» дали идею, как с минимальными переделками схемы запустить модуль переключения обмоток. Спасибо всем за проявленный интерес, буду доделывать прибор. Поэтому — продолжение следует. Добавить в избранное Понравилось +72 +134

Все мастера, занимающиеся ремонтом электронной аппаратуры, знают о важности наличия лабораторного блока питания, с помощью которого можно получать различные значения напряжения и тока для использования при зарядке устройств, питании, тестировании схем и т. д. В продаже имеется много разновидностей таких аппаратов, но опытным радиолюбителям вполне по силам изготовить лабораторный блок питания своими руками. Использовать для этого можно бывшие в употреблении детали и корпуса, дополнив их новыми элементами.

Простое устройство

Самый простой блок питания состоит всего из нескольких элементов. Начинающим радиолюбителям будет несложно разработать и собрать эти легкие схемы. Главный принцип – создать выпрямительную схему для получения постоянного тока. При этом уровень напряжения на выходе меняться не будет, он зависит от коэффициента трансформации.

Основные компоненты для схемы простого блока питания:

  1. Понижающий трансформатор;
  2. Выпрямительные диоды. Можно включить их по схеме моста и получить полноволновое выпрямление либо использовать полуволновое устройство с одним диодом;
  3. Конденсатор для сглаживания пульсаций. Выбирается электролитический тип емкостью 470-1000 мкФ;
  4. Проводники для монтажа схемы. Их поперечное сечение определяется величиной нагрузочного тока.

Для конструирования 12-вольтового БП нужен трансформатор, который понижал бы напряжение с 220 до 16 В, так как после выпрямителя напряжение немного уменьшается. Такие трансформаторы можно найти в бывших в употреблении компьютерных блоках питания или приобрести новые. Можно встретить рекомендации о самостоятельной перемотке трансформаторов, но на первых порах лучше обойтись без этого.

Диоды подойдут кремниевые. Для устройств небольших по мощности есть в продаже уже готовые мосты. Важно их правильно подсоединить.

Это основная часть схемы, пока еще не совсем готовая к использованию. Надо поставить дополнительно после диодного моста стабилитрон для получения лучшего выходного сигнала.

Получившееся устройство является обычным блоком питания без дополнительных функций и способно поддерживать небольшие нагрузочные токи, до 1 А. При этом возрастание тока может повредить компоненты схемы.

Чтобы получить мощный блок питания, достаточно в этой же конструкции установить один или более усилительных каскадов на транзисторных элементах TIP2955.

Важно! Для обеспечения температурного режима схемы на мощных транзисторах необходимо предусмотреть охлаждение: радиаторное или вентиляционное.

Регулируемый блок питания

Блоки питания с регулировкой по напряжению помогут решать более сложные задачи. Имеющиеся в продаже устройства различаются по параметрам регулирования, показателям мощности и др. и подбираются с учетом планируемого использования.

Простой регулируемый блок питания собирается по примерной схеме, представленной на рисунке.

Первая часть схемы с трансформатором, диодным мостом и сглаживающим конденсатором похожа на схему обычного БП без регулирования. В качестве трансформатора также можно использовать аппарат из старого блока питания, главное, чтобы он соответствовал выбранным параметрам по напряжению. Этот показатель для вторичной обмотки ограничивает регулирующий предел.

Как работает схема:

  1. Выпрямленное напряжение выходит к стабилитрону, который определяет максимальную величину U (можно взять на 15 В). Ограниченные параметры этих деталей по току требуют установки в схему транзисторного усилительного каскада;
  2. Резистор R2 является переменным. Меняя его сопротивление, можно получить разные величины выходного напряжения;
  3. Если регулировать также ток, то второй резистор устанавливается после транзисторного каскада. В данной схеме его нет.

Если требуется другой диапазон регулирования, надо установить трансформатор с соответствующими характеристиками, что потребует также включения другого стабилитрона и т. д. Для транзистора необходимо радиаторное охлаждение.

Измерительные приборы для простейшего регулируемого блока питания подойдут любые: аналоговые и цифровые.

Соорудив регулируемый блок питания своими руками, можно применять его для устройств, рассчитанных на различные значения рабочего и зарядного напряжения.

Двухполярный блок питания

Устройство двуполярного блока питания более сложное. Заниматься его конструированием могут опытные электронщики. В отличие от однополярных, такие БП на выходе обеспечивают напряжение со знаком «плюс» и «минус», что необходимо при питании усилителей.

Хотя изображенная на рисунке схема является простой, ее исполнение потребует определенных навыков и знаний:

  1. Потребуется трансформатор со вторичной обмоткой, разделенной на две половины;
  2. Одними из главных элементов служат интегральные транзисторные стабилизаторы: КР142ЕН12А – для прямого напряжения; КР142ЕН18А – для обратного;
  3. Для выпрямления напряжения используется диодный мост, можно его собрать на отдельных элементах или применить готовую сборку;
  4. Резисторы с переменным сопротивлением участвуют в регулировании напряжения;
  5. Для транзисторных элементов обязательно монтировать радиаторы охлаждения.

Двухполярный лабораторный блок питания потребует установки также контролирующих приборов. Сборка корпуса производится в зависимости от габаритов устройства.

Защита блока питания

Самый простой метод защиты БП – установка предохранителей с плавкими вставками. Есть предохранители с самостоятельным восстановлением, не требующие замены после перегорания (их ресурс ограничен). Но они не обеспечивают полноценной гарантии. Зачастую происходит повреждение транзистора до перегорания предохранителя. Радиолюбители разработали различные схемы с применением тиристоров и симисторов. Варианты можно найти в сети.

Для изготовления кожуха устройства каждый мастер использует доступные ему способы. При достаточном везении можно найти готовое вместилище для прибора, но все равно придется менять конструкцию фронтальной стенки, чтобы поместить туда контролирующие приборы и регулирующие ручки.

Некоторые идеи для изготовления:

  1. Измерить габариты всех компонентов и вырезать стенки из алюминиевых листов. На фронтальной поверхности нанести разметку и проделать необходимые отверстия;
  2. Скрепить конструкцию уголком;
  3. Нижнее основание БП с мощными трансформаторами должно быть усилено;
  4. Для внешней обработки прогрунтовать поверхность, покрасить и закрепить лаком;
  5. Схемные компоненты надежно изолируются от внешних стенок во избежание появления напряжения на корпусе при пробое. Для этого возможно проклеить стенки изнутри изолирующим материалом: толстым картоном, пластиком и т. д.

Многие устройства, особенно большой мощности, требуют установки охлаждающего вентилятора. Его можно сделать с функционированием в постоянном режиме либо изготовить схему автоматического включения и выключения по достижении заданных параметров.

Схема реализуется установкой термодатчика и микросхемы, обеспечивающей управление. Чтобы охлаждение было эффективным, необходим свободный доступ воздуха. Значит, задняя панель, около которой монтируют кулер и радиаторы, должна иметь отверстия.

Важно! Во время сборки и ремонта электротехнических устройств надо помнить об опасности поражения электрическим током. Конденсаторы, находившиеся под напряжением, разряжать обязательно.

Собрать качественный и надежный лабораторный блок питания своими руками возможно, если использовать исправные компоненты, четко просчитывать их параметры, пользоваться проверенными схемами и необходимыми приборами.

Видео

!
Если вы ищете схему простого и надежного линейного блока питания, то эта статья именно для вас. Тут вы найдете полную инструкцию по сборке, а также настройке данного блока питания. Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»).


Для начала немного предыстории. Совсем недавно автор переделывал свое рабочее место и в качестве третьего блока питания хотел установить именно линейный блок, так как иногда ему приходится собирать схемы, которые не переносят пульсации напряжения. А как нам известно, то у линейного блока на выходе, пульсация напряжения практически полностью отсутствует.


До этого момента линейные блоки автора не сильно интересовали, и он как-то особо не вникал в данную тему. Когда же пришла идея по построению такого блока, Роман сразу открыл всеми любимый и широко известный видеохостинг YouTube. В итоге после продолжительных поисков автор для себя смог выделить 2 схемы. Автором первой является AKA KASYAN (автор одноименного YouTube канала), а вторая схема построена на операционниках.


Но так как операционники могут работать на напряжении до 32В, то и выходное напряжение соответственно не могло превышать данного предела, а это значит эта схема отпадает.


Ладно, можно собрать схему от Касьяна, но и тут нас ждало разочарование. Данная схема боится статики. Это проявлялось взрывом транзисторов если взяться за выходные контакты.


Так было несколько раз. И тогда автор решил оставить данную схему в покое. Вы скажете, что в интернете полно схем линейных блоков питания.


Да, несомненно это так, но только эти две схемы упомянутые выше, имели нормально разведенные печатки, которое можно было просто скачать. Все остальное, либо без печаток, либо собрано навесным монтажом. А мы (радиолюбители) привыкли к тому, что все подается на блюдечке с голубой каёмочкой.


Автор решил развести нормальную печатку. Плата получилось довольно компактной. После проведенного тестирования данной схемы, на удивление она отлично проявила себя.


При такой простоте автору это так понравилось, что он даже решил сделать kit-набор из данной платы. Для этого необходимо преобразовать печатку в Gerber файл (файл с расширением.gbr, представляющий собой проект печатной платы для последующего изготовления фотошаблонов на различном оборудовании). Затем необходимо отправить платы на изготовление.

И вот спустя пару недель после заказа получаем наши долгожданные платы. Вскрыв посылку и рассмотрев платы поближе, можем убедиться, что все очень качественно и красиво получилось.


Итак, давайте уже запаяем данную плату и проверим ее в работе. Компонентов для установки не так уж много, паять от силы минут 20, не больше.


Закончили с пайкой. Производим первое включение. И тут нас ждет небольшое разочарование. Данная плата не обошлась без косяков. Проявились они в том, что при вращении ручки потенциометра влево идёт увеличение напряжения и тока, а при правом вращении происходит уменьшение.


Так произошло потому, что резисторы для данной платы автор вынес на провода (для последующей установки на корпус) и там без проблем можно было поменять направление вращения просто поменяв боковые контакты. Ну ладно, зато все остальное работает как положено.


Но все же автор исправил печатку, теперь там при правом вращении потенциометра идёт увеличение напряжения, все как и должно быть. Так что можете смело скачивать и повторять данную конструкцию (архив с данной печатной платой находится в описании под оригинальным видеороликом автора, необходимо пройти по ссылке ИСТОЧНИК в конце статьи).

А теперь давайте перейдем к детальному рассмотрению схемы и непосредственно самой платы. Схему вы можете видеть на своих экранах.


Данный блок питания оснащен регулятором напряжения и тока, а также системой защиты от короткого замыкания, которая просто необходима в таких блоках.


Представьте себе на минуточку, что происходит при коротком замыкании, когда на входе напряжение 36В. Получается, что все напряжение рассеивается на силовом транзисторе, который конечно же такого издевательства вряд ли выдержит.


Защиту тут можно настроить. С помощью вот этого подстроечного резистора выставляем любой ток срабатывания.


Здесь установлена релюшка защиты на 12В, а входное напряжение может достигать 40В. Поэтому необходимо было получить напряжение 12В.


Это можно реализовать с помощью параметрического стабилизатора на транзисторе и стабилитроне. Стабилитрон на 13В, так как идет падение напряжения на переходах коллектор-эмиттер двух транзисторов.


Итак, теперь можно приступать к тестам данного линейного блока питания. Подаем напряжение в 40В от лабораторного блока питания. На нагрузку вешаем лампочку рассчитанную на напряжение 36В, мощностью 100Вт.

Затем начинаем потихоньку вращать переменный резистор.


Как видим регулировка напряжения работает отлично. Теперь давайте попробуем регулировать ток.


Как можно наблюдать, при вращении второго резистора ток уменьшается, а это значит, что схема работает в штатном режиме.
Так как это линейный блок и все «лишнее» напряжение превращается в тепло, ему нужен радиатор довольно таки больших размеров. Для этих целей отлично зарекомендовали себя радиаторы от процессора компьютера. Такие радиаторы имеют большую площадь рассеивания, а если их еще оснастить вентилятором, то можно в принципе полностью забыть про перегрев транзистора.


А теперь о том, как работает защита. Выставляем необходимый ток с помощью подстроечного резистора. При коротком замыкании срабатывает реле. Пара его контактов размыкает выходную цепь и транзистор находится в безопасности.


Для возвращения в нормальный режим работы предусмотрена вот такая кнопка на размыкание, при нажатии на которую снимается защита.


Ну или же можно просто отключить блок от сети и подать напряжение снова. Таким образом, защита тоже выключится. Также на плате имеются 2 светодиода. Один сигнализирует про работу блока, а второй про срабатывание защиты.


Подводя итоги можно сказать, что блок получился очень классным и подойдет как для новичков, так и для уже опытных радиолюбителей. Так что скачивайте архив и собирайте себе такой блок.


Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Для настройки или ремонта радиотехнических устройств необходимо иметь несколько источников питания. У многих дома уже есть такие устройства, но, как правило, они имеют ограниченные эксплуатационные возможности (допустимый ток нагрузки до 1 А, а если и предусмотрена токовая защита, то она инерционна или без возможности регулировать — триггерная). В общем такие источники по своим техническим характеристикам не могут конкурировать с промышленными блоками питания. Приобретать же универсальный лабораторный промышленный источник довольно дорого.

Использование современной схемотехники и элементной базы позволяют сделать в домашних условиях источник питания, по основным техническим характеристикам не уступающий лучшим промышленным образцам. При этом он может быть простым в изготовлении и настройке.

Основные требования, которым должен удовлетворять такой источник питания: регулировка напряжения в диапазоне 0…30 В; способность обеспечить ток в нагрузке до 3 А при минимальных пульсациях; регулировка срабатывания токовой защиты. Кроме того, срабатывание защиты по току должно быть достаточно быстрым, чтобы исключить повреждение самого источника в случае короткого замыкания на выходе.

Возможность плавно регулировать в источнике питания ограничения тока позволяет при настройке внешних устройств исключить их повреждение.

Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемая ниже схема универсального источника питания. Кроме того, данный блок питания позволяет использовать его в качестве источника стабильного тока (до 3 А).

Основные технические характеристики источника питания:

плавная регулировка напряжения в диапазоне от 0 до 30 В;

напряжение пульсации при токе 3 А не более 1 мВ;

плавная регулировка тока ограничения (защиты) от 0 до 3 А;

коэффициент нестабильности по напряжению не хуже 0,001%/В;

коэффициент нестабильности по току не хуже 0,01%/В;

КПД источника не хуже 0,6.

Электрическая схема источника питания, рис. 4.10, состоит из схемы управления (узел А1), трансформатора (Т1), выпрямителя (VD5…VD8), силового регулирующего транзистора VT3 и блока коммутации обмоток трансформатора (А2).

Схема управления (А1) собрана на двух универсальных операционных усилителях (ОУ), расположенных в одном корпусе, и питается от отдельной обмотки трансформатора. Это обеспечивает регулировку выходного напряжения от нуля, а также более стабильную работу всего устройства. А для облегчения теплового режима работы силового регулирующего транзистора применен трансформатор с секционированной вторичной обмоткой. Отводы автоматически переключаются в

зависимости от уровня выходного напряжения при помощи реле К1, К2. Что позволяет, несмотря на большой ток в нагрузке, применить теплоотвод для VT3 небольших размеров, а также повысить КПД стабилизатора.

Блок коммутации (А2), чтобы при помощи всего двух реле обеспечить переключение четырех отводов трансформатора, выполняет их включение в следующей последовательности: при превышении выходного напряжения уровня 7,5 В — включается К1; при превышения уровня 15 В включается К2; при превышении 22 В-отключается К1 (в этом случае с обмоток трансформатора поступает максимальное напряжение). Указанные пороги задаются используемыми стабилитронами (VD11…VD13). Отключение реле при снижении напряжения выполняется в обратной последовательности, но с гистерезисом примерно 0,3 В, т.е. когда напряжение снизится на это значение ниже чем при включении, что исключает дребезг при переключении обмоток.

Схема управления (А1) состоит из стабилизатора напряжения и стабилизатора тока. При необходимости устройство может работать в любом из этих режимов. Режим зависит от положения регулятора «I» (R18).

Стабилизатор напряжения собран на элементах DA1.1-VT2-VT3. Работает схема стабилизатора следующим образом. Нужное выходное напряжение устанавливается резисторами «грубо» (R16) и «точно» (R17). В режиме стабилизации напряжения сигнал обратной связи по напряжению (-Uoc) с выхода (Х2) через делитель из резисторов R16-R17-R7 поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя DA1/2. На этот же вход через резисторы R3-R5-R7 подается опорное напряжение +9 В. В момент включения схемы на выходе DA1/12 будет увеличиваться положительное напряжение (оно через транзистор VT2 приходит на управление VT3) до тех пор, пока напряжение на выходных клеммах Х1-Х2 не достигнет установленного резисторами R16-R17 уровня. За счет отрицательной обратной связи по напряжению, поступающей с выхода Х2 на вход усилителя DA1/2, выполняется стабилизация выходного напряжения источника питания.

Как сделать мини-регулируемый источник питания от 1,2 В до 12 В

В этой статье я собираюсь описать, как легко сделать мини-регулируемый источник питания постоянного тока.

Используя этот регулируемый источник питания переменного тока в постоянный, вы можете получить любое напряжение от 1,2 В до 12 В

Вы можете использовать его для обеспечения питания
Практически для любых электронных схем и гаджетов, которые работают с напряжением от 1,2 до 12 В.
Он очень полезен в качестве источника питания для мини-лаборатории.

С его помощью также можно заряжать аккумуляторы.

Вам необходимо произвести:

  • Понижающий трансформатор 0-12

(Первичный вход этого трансформатора — 220 В или 110 В переменного тока
В соответствии с электросетью в вашей стране.
Вторичная или выходная мощность этого трансформатора 0-12.
Вы можете использовать трансформатор до 1 А)

  • Сетевой шнур переменного тока
  • Провод
  • Крокодиловый зажим
  • Шкаф блока питания или любой пластиковый ящик
  • Блок вольтметра постоянного тока (3 провода)
Вольтметр постоянного тока блок (3-х проводный)
  • Конденсатор — 1000мфд / 25в, 100мфд / 25в, 0.1Mf (керамика)

Как получить печатную плату Для этого проекта

я разработал схему и сделал ее на печатной плате. Вы можете скачать файл PCB Gerber отсюда . Затем загрузите файл Gerber на pcbway.com

PCB со стороны припоя Lm317PCB

Pcbway — ведущий мировой производитель печатных плат, предлагающий печатные платы отличного качества по разумной цене. 10 плат стоят всего 5 $ (без стоимости доставки)

Для заказа печатной платы просто зайдите на сайт www.pcbway.com
Загрузите файл Gerber, который вы скачали.

Вы можете узнать цену вашей печатной платы с помощью Instant Quote. Если вы хотите сделать заказ, вам необходимо создать учетную запись на pcbway и войти в свою учетную запись. введите свой адрес в свою учетную запись, затем установите некоторые параметры, такие как размер, цвет шелкографии и т. д., выберите курьера и разместите заказ.

Вот подробности о том, как разместить заказ в PCBWAY

Pcbway делает печатную плату быстро (время сборки 24 часа для двухслойной печатной платы), так что вы скоро получите ее в зависимости от вашего выбора курьера.

Сборка компонентов

Сборка компонентов очень проста. Все значения компонентов, полярность напечатаны на печатной плате, поэтому просто следуйте напечатанным компонентам на печатной плате. Вы можете установить потенциометр на печатную плату, но я использую два провода для подключения потенциометра 5 кОм для легкой установки в шкаф источника питания.

Детали должны быть установлены на печатной плате
  1. Lm 317 ic
  2. 7805 ic регулятора
  3. 220ohm резистор
  4. 1000mfd, 100mfd, 0.Конденсатор 1МФ
  5. ИН4007 — шт.
  6. Потенциометр 5k.

Принципиальная схема

Принципиальная схема мини-стабилизированного источника питания
О схеме

Для регулятора напряжения используется lm317.
4 В диод 4007 работает как выпрямительный мост. конденсаторы, используемые в качестве фильтров постоянного напряжения

Регулятор напряжения 7805, используемый для питания блока вольтметра, этот блок вольтметра может измерять до 100 В постоянного тока, но блок работает от 5 В

Таким образом, блок вольтметра имеет три красных провода для 5 В +
Черный для GND
и еще один желтый провод для измерения напряжения.(В на дюйм)

Установка трансформатора в шкаф

Вы должны установить трансформатор
Внутри шкафа с помощью 2 винтов и присоединить два провода сетевого шнура переменного тока к первичным (220 В) проводам трансформатора. Деформировать провод лентой .

Важно: аккуратно подсоедините правильные входные и выходные провода трансформатора. На трансформаторе 0-12 и 220 написано. Если подключить не тот провод, он может загореться.

Этот вход и выход трансформатора не имеют полярности, они вырабатывают переменное напряжение.По сути, он преобразует переменный ток 220 В в переменный ток 12 В.

Источник переменного тока и зажим «крокодил» для выхода постоянного тока

Подсоедините зажимы «крокодил» к проводам вывода напряжения. Теперь подключите вольтметр, выходные провода постоянного напряжения, 5 кОм и выходные провода трансформатора к печатной плате.

Как показано на схеме соединений ниже (также все напечатано на печатной плате)

подключение к печатной плате

Теперь используйте пластик или любой другой непроводящий материал, чтобы деформировать печатную плату и установить ее в шкаф.

Теперь он готов к использованию.

Важно: используйте больший радиатор на IC LM 317, если вы используете большую нагрузку, например двигатель, иначе микросхема будет горячей и перестанет работать через некоторое время.

Не стесняйтесь обращаться ко мне, используя комментарии, если у вас есть какие-либо вопросы или предложения.

Создание видео

Блок питания «сделай сам», чтобы оживить вашу электронику — Инновации и внедрение S2E8 — Действия

С тех пор, как было изобретено электричество, наша жизнь действительно сильно изменилась. Электричество не только дало нам свет по ночам, но и стало краеугольным камнем непрерывного развития технологий. Сегодня сложно представить нашу жизнь без электричества и энергоснабжения.Сегодня мы собираемся представить несколько удивительных проектов, которые могут генерировать, хранить или преобразовывать электричество.

1. Источник питания постоянного тока

Technoreview85 показывает нам подробное руководство по созданию источника питания постоянного тока. Он предлагает выходное напряжение от 1,2 до 12 вольт и может также использоваться в качестве зарядного устройства, что мало, но очень полезно.

2. Переменный лабораторный источник питания

Проект основан на регуляторе напряжения LM317, 3-сегментном светодиодном вольтметре, переключателе питания, выходных клеммах и аналоговом ву-метре, и все сегменты встроены в домино-бокс.

3.Smart Power Bank

Hacktuber также принес блестящую самодельную идею о создании Smart Power Bank, показывающего напряжение батареи. У него сумасшедший вид, потому что все необходимые детали помещаются внутри шприца.

4. Блок питания для SeraLab

Себастьяно Серафини изготовил блок питания Bench для своей лаборатории мобильной электроники, где он собрал все инструменты и компоненты для прототипирования электроники в закрытом ящике. Его также можно настроить с дополнительными функциями, которые вам нужны, а компактный дизайн позволяет сэкономить место в целом.

5. Измеритель заряда аккумулятора AA

Было бы очень полезно узнать оставшуюся емкость аккумулятора перед его использованием. Эту функцию выполняет измеритель заряда батареек AA от Catia Diaz. Оставшийся заряд интуитивно отображается светодиодом на плате.

6. Индикатор уровня заряда аккумулятора

Компания DIY King только что создала аналогичный проект индикатора уровня заряда аккумулятора, который значительно упрощает определение уровня заряда аккумулятора.

7.Arduino Battery Capacity Tester V2.0

Еще один проект с такой же функцией — Arduino Battery Capacity Tester от Debasish. Этот проект предназначен для измерения истинной емкости батарей, и он способен измерять емкость AA / AAA NiMh / NiCd, 18650 Li-ion, Li-Polymer и батарею. Он подходит практически для любого типа аккумулятора с номинальным напряжением ниже 5 В. И пользователи могут установить ток разряда с помощью кнопок.

8.TP4056 Зарядное устройство 3,7 В

The Tech Boy’s TP4056 3.Зарядное устройство 7 В, позволяющее сделать домашнее зарядное устройство 18650 3,7 В.

9. Супер простое зарядное устройство 18650

Простое зарядное устройство 18650 Стива Уилсона Куджура, в котором перечислены все детали, необходимые для его создания для 8 аккумуляторов.

10. Последовательный порт USB + зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

Зарядное устройство для аккумуляторов Jonathan Mackey USB Serial + Li-ion, упрощающее зарядку аккумуляторов.

11. Интеллектуальное зарядное устройство Arduino 4x ASCD 18650

Его отличает наличие сканера штрих-кода, который позволяет сканировать штрих-коды на аккумуляторах и вводить все данные в онлайн-портал базы данных.Таким образом, мы можем правильно отсортировать и проанализировать тенденции в отношении всех восстановленных литиевых батарей. 06:45? Зарядное устройство 18650

12. Контроллер заряда Arduino PWM Solar V2.02

Дебасиш Датта построил контроллер заряда Arduino PWM Solar. Это устройство, которое помещается между солнечной панелью и аккумуляторным блоком, чтобы контролировать количество электроэнергии, производимой солнечными панелями, поступающей в батареи. Основная функция — убедиться, что аккумулятор правильно заряжен и защищен от перезарядки.

13.Солнечный контроллер заряда с МППТ

Солнечный контроллер заряда с МРРТ производства Ильи. Он имеет систему защиты от превышения тока и напряжения и обеспечивает гарантированный срок службы не менее 10 лет. Это повысит надежность автономных мини-электростанций и снизит затраты на обслуживание оборудования.

https://www.youtube.com/redirect?event=video_description&redir_token=QUFFLUhqa1BIREJYcTNkWFZwTDJIak9iTVBuUGNldWh3Z3xBQ3Jtc0ttNmlwbmZGd0UzSnFBT09yNWdxeVl1cFVDbDFIRURUYVdIUXIwU0FVRG9sajVCNmRtbTlCT3pScFU5cUptS0hLNjk4bnhmWkE1ekRYWlJmbERHMlh3TGJGdk5ORGNCMGU2TGNRS2psYkplaWt1c1Rrbw&q=https%3A%2F%2Fwww.pcbway.com% 2Fproject% 2Fshareproject% 2FSolar_charge_controller_with_MPPT_1.html

Регулируемая цепь источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А (Часть 1/13)

Источники питания являются основой электронных схем. Схемы питания могут быть спроектированы разными способами. Могут быть регулируемые блоки питания или блоки питания с фиксированным напряжением. Схема источника питания рассчитывается по напряжению или диапазону подаваемого напряжения, а также по максимальному току, который она позволяет потреблять нагрузкой. Во-вторых, в домохозяйства подается напряжение переменного тока в качестве основного источника питания.Многие электрические приборы, такие как вентиляторы, люминесцентные лампы и другие, могут напрямую использовать переменное напряжение, но для работы большинства электронных устройств требуется преобразование переменного напряжения в постоянное. Любая схема внешнего источника питания должна преобразовывать переменное напряжение в постоянное для использования электронными устройствами. В этом проекте разработана регулируемая схема источника питания, которая вводит сеть переменного тока и обеспечивает выходное напряжение от 0 до 30 В 2 А постоянного тока.

Блок питания, разработанный в этом проекте, представляет собой регулируемый линейно регулируемый источник, поэтому выходное напряжение схемы является постоянным и изменяется механически с помощью переменного резистора.В этом типе питания к выходу подключается последовательно с нагрузкой линейный регулирующий элемент (переменный резистор). Линейный элемент, такой как BJT или FET, используется для обеспечения требуемых токов на выходе.

В разработанной здесь схеме питания биполярный переходной транзистор 2N3055 работает в линейном режиме с переменным сопротивлением. Переменное сопротивление помогает обеспечить соответствующее напряжение на выходе для любого тока в рабочем диапазоне. Нагрузки, запитываемые по цепи, могут иметь разную номинальную мощность.Нагрузки с высокой номинальной мощностью потребляют более высокие токи. В этой схеме блока питания транзистор 2N3055 помогает увеличить выходной ток блока питания до предела до 2 А.

Проектирование схемы источника питания — это пошаговый процесс, включающий понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, сглаживание напряжения постоянного тока, компенсацию переходных токов, регулирование напряжения, изменение напряжения, усиление тока и защиту от короткого замыкания.

Необходимые компоненты —

Фиг.1: Список компонентов, необходимых для регулируемого источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А

Блок-схема

Рис.2: Блок-схема регулируемого источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А

Подключение цепей —

Схема собирается поэтапно, каждая ступень служит определенной цели. Для понижения 230 В переменного тока используется трансформатор 18 — 0 — 18 В. Вторичная обмотка трансформатора соединена с мостовым выпрямителем.Полный мостовой выпрямитель создается путем соединения друг с другом четырех диодов SR560, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 подключены к одной из вторичной катушки, а катоды D4 и анод D3 подключены к другим концам вторичной катушки. Катоды D2 и D3 подключены, из которых одна клемма снята с выхода выпрямителя, а аноды D1 и D4 подключены, из которых другая клемма снята с выхода двухполупериодного выпрямителя.Предохранитель на 2 А последовательно подключается к выходной клемме катодных переходов D2-D3 для безопасности.

Конденсатор емкостью 470 мкФ (обозначенный на схеме как C1) подключен между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания. Для регулирования напряжения два стабилитрона номиналом 12 В и 18 В подключены последовательно параллельно сглаживающему конденсатору. Переменное сопротивление последовательно подключено к стабилитронам для регулировки напряжения, а конденсатор емкостью 10 мкФ (обозначен на схеме как C1) подключен параллельно для компенсации переходных токов.Два NPN-транзистора (обозначенные на схеме как Q1 и Q2) подключены в качестве усилителя пары Дарлингтона к одному из выходных выводов последовательно для достижения желаемого усиления по току. Выход пары Дарлингтона дополнительно подключен к NPN-транзистору (показан как Q3 на схемах) и сопротивлению (показанному как R3 на схемах) для защиты от короткого замыкания.

Нарисуйте схематическую диаграмму или распечатайте ее на бумаге и тщательно выполняйте каждое соединение. Только после проверки правильности каждого подключения подключите силовую цепь к источнику переменного тока.

Как работает проект —

Силовая цепь работает по четко определенным стадиям, каждая из которых служит определенной цели. Схема работает в следующих этапах —

1. Преобразование переменного тока в переменный

2. Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

3. Сглаживание

4. Компенсация переходного тока

5. Регулирование напряжения

6. Регулировка напряжения

7. Усиление тока

8.Защита от короткого замыкания

Преобразование переменного тока в переменный

Напряжение основных источников питания (электричество, подаваемое через промежуточный трансформатор после понижения линейного напряжения от генерирующей станции) составляет приблизительно 220–230 В переменного тока, которое необходимо дополнительно понизить до уровня 30 В. Для снижения напряжения 220 В переменного тока до 30 В переменного тока используется понижающий трансформатор.

В схеме наблюдается некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо использовать трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 30 В.Трансформатор должен обеспечивать на выходе ток 2А. Наиболее подходящий понижающий трансформатор, отвечающий указанным требованиям по напряжению и току, — 18–0–18 В / 2 А. Эта ступень трансформатора снижает сетевое напряжение до 36 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.

Рис. 3: Схема трансформатора 18-0-18 В

Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления.Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — это полуволновое выпрямление, а другое — полноволновое выпрямление. В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 36 В переменного тока в 36 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода соединены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к появлению сигнала постоянного тока на выходе.Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

Рис. 4: Принципиальная схема полноволнового выпрямителя

Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 проходят последовательно, в то время как диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении, и ток протекает через выходной контакт, проходя через D2, выходной контакт и D4. Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проходят последовательно, но диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и ток протекает через D3, выходную клемму и D1.Направление тока в обоих направлениях через выходную клемму в обоих условиях остается неизменным.

Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл полнополупериодного выпрямителя

Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл полнополупериодного выпрямителя

Диоды SR560 выбраны для создания двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 2 А и в состоянии обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 36 В.Поэтому в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды SR560.

Сглаживание

Как следует из названия, это процесс сглаживания или фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. На выходе двухполупериодного выпрямителя нет постоянного постоянного напряжения. Частота на выходе выпрямителя в два раза выше, чем у основных источников питания, но все же присутствуют пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя.Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе стабильное постоянное напряжение. Итак, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) большой емкости подключен к выходу схемы выпрямителя. Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих выбросов используется конденсатор. Этот конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает через него весь переменный ток на землю. На выходе среднее оставшееся постоянное напряжение более плавное и без пульсаций.

Рис.7: Принципиальная схема сглаживающего конденсатора

Компенсация переходных токов

К выходным клеммам силовой цепи параллельно подключен конденсатор (обозначенный на схеме как C2). Этот конденсатор помогает быстро реагировать на переходные процессы нагрузки. При изменении тока нагрузки на выходе возникает начальная нехватка тока, которая может быть восполнена этим выходным конденсатором.

Изменение выходного тока можно рассчитать с помощью

.

Выходной ток, Iout = C (dV / dt), где

dV = Максимально допустимое отклонение напряжения

dt = переходное время отклика

С учетом dv = 100 мВ

dt = 100 мкс

В этой схеме используется конденсатор емкостью 10 мкФ, так что,

C = 10 мкФ

Iout = 10u (0.1 / 100u)

Iout = 10 мА

Таким образом, можно сделать вывод, что выходной конденсатор будет реагировать на изменение тока 10 мА при переходном времени отклика 100 мкс.

Рис. 8: Принципиальная схема компенсатора переходных токов

Регулирование напряжения

Силовая цепь должна обеспечивать регулируемое и постоянное напряжение без каких-либо колебаний или колебаний. Для регулирования напряжения в схеме нужен линейный регулятор.Цель использования этого регулятора — поддерживать на выходе постоянное напряжение желаемого уровня.

Рис. 9: Принципиальная схема регулятора напряжения для регулируемого источника питания постоянного тока от 0 до 30 В, 2 А

В этой схеме максимальное напряжение на выходе должно быть 30 В, поэтому стабилитрон 30 В идеально подходит для регулирования напряжения на выходе. Здесь последовательно соединены два стабилитрона на 12 В и 18 В, что дает на выходе 30 В. Стабилитрон 30 В мощностью 1 Вт или другую комбинацию стабилитронов также можно использовать для получения 30 В на выходе.

Регулировка напряжения

Для регулировки выходного напряжения от 0 до 30 В к выходу подключен переменный резистор (на схемах RV1). Переменный зонд RV1 подключен к коллектору переключающего транзистора BC547 (на схемах показан как Q3). Изменяя этот резистор, эмиттер переключающего транзистора будет обеспечивать переменное напряжение от 0 до 30 В.

Усиление тока

Стабилитрон может выдавать ток только в миллиамперах.Следовательно, для получения высокого тока нагрузки на выходе какой-либо линейный элемент должен быть подключен последовательно с нагрузкой, которая могла бы потреблять требуемый ток. В этой схеме в качестве линейного элемента используется биполярный переходной транзистор NPN. Транзистор BC547 (на схемах показан как Q2) используется для обеспечения достаточного базового напряжения для биполярного транзистора NPN 2N3055 (обозначенного на схемах как Q1). Транзистор 2N3055 способен обеспечивать на выходе ток 2А. Транзисторы подключены в конфигурацию парного усилителя Дарлингтона для вывода желаемого усиления по току.В конфигурации пары Дарлингтона чистый коэффициент усиления по току представляет собой произведение коэффициентов усиления по току двух транзисторов.

Общий коэффициент усиления по току (hFE total) = коэффициент усиления по току транзистора 1 (hFE t1) x коэффициент усиления по току транзистора 2 (hFE t2)

Следовательно, текущий коэффициент усиления BC547 составляет 800, а коэффициент усиления 2N3055 составляет от 20 до 70, поэтому в среднем принимаем 50. Тогда

Общий прирост тока (всего hFE) = 800 * 50 = 40,000

Этого достаточно, чтобы поднять токи в миллиампер до уровня в амперах.

Защита от короткого замыкания

Для защиты от короткого замыкания переключающий транзистор BC547 (на схемах показан как Q3) и сопротивление, обозначенное на схемах как R2, подключаются последовательно перед выходом схемы.

Тестирование и меры предосторожности —

При сборке схемы следует соблюдать следующие меры предосторожности —

• Номинальный ток трансформатора, мостового выпрямителя и транзистора должен быть больше или равен требуемому выходному току.Только тогда схема может обеспечить достаточный ток на выходе.

• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимального требуемого выходного напряжения. Это связано с тем, что в цепи происходит падение напряжения из-за некоторых резистивных потерь. Таким образом, входное напряжение от трансформатора должно быть на 2–3 В больше максимального выходного напряжения.

• Конденсатор C1 на выходе выпрямителя используется для подавления сетевых шумов и устранения пульсаций.

• Конденсатор C2 на выходных клеммах силовой цепи помогает справляться с быстрыми переходными процессами и шумом на выходной нагрузке.Емкость этого конденсатора зависит от отклонения напряжения, колебаний тока и переходного времени отклика используемого конденсатора.

• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение. В противном случае конденсатор начнет пропускать ток из-за превышения напряжения на их пластинах и выйдет из строя.

• Используемые в цепи стабилитроны должны иметь номинальную мощность 1 Вт, в противном случае они будут повреждены из-за нагрева.

• По мере увеличения потребления тока на выходной нагрузке транзистор 2N3055 начинает нагреваться.Чтобы решить эту проблему, поперек него должен быть установлен надлежащий радиатор для отвода избыточного тепла. В противном случае транзистор может перегореть.

• Поскольку схема рассчитана на потребление максимального тока на выходе 2А, ​​предохранитель на 2А должен быть подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя. Этот предохранитель не позволит цепи потреблять ток более 2 А. При токе, потребляемом выше 2А, ​​предохранитель перегорает, отключая входное питание от цепи.

После того, как схема собрана, самое время ее протестировать.Подключите цепь к электросети и измените переменное сопротивление. Снимите показания напряжения и тока на выходной клемме силовой цепи с помощью мультиметра. Затем подключите фиксированные сопротивления в качестве нагрузки и снова проверьте показания напряжения и тока.

Во время тестирования без нагрузки выходное напряжение на регулируемом переменном сопротивлении изменялось на величину от 0,3 В до 30,3 В. Следовательно, при вычислении ошибки получается следующий процент ошибки —

% Ошибка = (Экспериментальное значение — Ожидаемое значение) * 100 / Ожидаемое значение

% Ошибка = (30.3–30) * 100/30

% Ошибка = 1%

Когда на выходе подключена нагрузка, максимальное напряжение считывается 30В. При нагрузке с сопротивлением 1 кОм выходное напряжение составляет 29,1 В, что показывает падение напряжения 0,9 В. Выходной ток измеряется 29,1 мА, поэтому рассеиваемая мощность при нагрузке с сопротивлением 1 кОм выглядит следующим образом —

Pout = Iout * Iout * R

Pвых = 0,0291 * 0,0291 * 1000

Pout = 0,84 Вт

Если используемое сопротивление нагрузки 470 Ом, тогда напряжение 28.Измеренное значение 9 В показывает падение напряжения 1,1 В, а измеренный ток составляет 61,4 мА. Итак, рассеиваемая мощность при нагрузке 470 Ом составляет

.

Pout = Iout * Iout * R

Pвых = 0,0614 * 0,0614 * 470

Pout = 1,7 Вт

Эту схему можно использовать в качестве адаптера питания для поддержки широкого спектра электронных приложений, таких как радиовещание, цифровые камеры, принтеры, ноутбуки и другие портативные электронные устройства. Его также можно использовать в качестве регулируемого источника постоянного тока для электронных устройств.

Маленький разговор о будущих поставках —

В ближайшем будущем высоковольтный постоянный ток (HVDC) может стать более популярным средством передачи энергии, поскольку все больше внимания уделяется возобновляемым источникам энергии. HVDC обычно используется только для передачи электроэнергии между странами и под водой. Это сделано для уменьшения потерь на индуктивность и емкость на больших расстояниях. Сопротивление, индуктивность и емкость провода практически невозможно изменить.Для передачи электроэнергии внутри страны в настоящее время предпочтительным методом является переменный ток. Переменный ток предпочтителен для передачи электроэнергии внутри страны, несмотря на потери из-за индуктивности и емкости, поскольку понижение напряжения переменного тока намного дешевле, чем понижение напряжения постоянного тока.

Напряжение переменного тока можно легко понизить с помощью трансформатора. Таким образом, в настоящее время домохозяйства получают электроэнергию переменного тока. Электростанции поставляют высокое напряжение переменного тока для снижения потерь мощности.Подобно тому, как напряжение переменного тока, подаваемое в дом, составляет 230 В, 50 Гц, тогда генерирующая станция подает 2300 В по проводу передачи, которое понижается до 230 В с помощью промежуточного трансформатора. Возможно, что в тот день, когда HVDC из возобновляемых источников станет обычным источником электропитания в домашних условиях, силовые цепи на основе полупроводников будут использоваться для понижения и регулирования напряжения.

Принципиальные схемы


Видео проекта


В папке: Учебные пособия


Примечания по проектированию источника питания — MCI Transformer Corporation

Руководство по применению базового блока питания

Используются четыре основных типа блоков питания:

  • Нерегулируемый линейный
  • Регулируемый линейный
  • Феррорезонанс
  • Переключение режима

Различия между четырьмя типами включают постоянное выходное напряжение, экономическую эффективность, размер, вес и пульсации.В этом руководстве объясняется каждый тип источника питания, описывается принцип работы и выделяются преимущества и недостатки каждого из них.

1. Нерегулируемый линейный источник питания

Нерегулируемые источники питания содержат четыре основных компонента: трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра и резистор утечки.

Блок питания этого типа из-за своей простоты является наименее дорогостоящим и наиболее надежным для требований низкого энергопотребления. Недостатком является непостоянство выходного напряжения.Оно будет варьироваться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, и пульсации не подходят для электронных приложений. Пульсации можно уменьшить, заменив конденсатор фильтра на фильтр IC (индуктор-конденсатор), но затраты на это изменение сделают использование регулируемого линейного источника питания более экономичным выбором.

2. Регулируемый линейный источник питания

Регулируемый линейный источник питания идентичен нерегулируемому линейному источнику питания, за исключением того, что вместо спускного резистора используется трехконтактный стабилизатор.

Регулируемый линейный источник питания решает все проблемы нерегулируемого источника питания, но не так эффективен, потому что трехконтактный регулятор будет рассеивать избыточную мощность в виде тепла, которое должно быть учтено в конструкции источника питания. Выходное напряжение имеет незначительные пульсации, очень маленькую регулировку нагрузки и высокую надежность, что делает его идеальным выбором для использования в электронных устройствах с низким энергопотреблением.

3. Источники питания феррорезонансные

Феррорезонансный источник питания очень похож на нерегулируемый источник питания, за исключением характеристик феррорезонансного трансформатора.

Феррорезонансный трансформатор будет обеспечивать постоянное выходное напряжение в широком диапазоне входного напряжения трансформатора. Проблемы с использованием феррорезонансного источника питания заключаются в том, что он очень чувствителен к незначительным изменениям частоты сети и не может быть переключен с 50 Гц на 60 Гц, и что трансформаторы рассеивают больше тепла, чем обычные трансформаторы. Эти источники питания тяжелее и будут иметь более слышимый шум от резонанса трансформатора, чем регулируемые линейные источники питания.

4. Импульсные источники питания

Импульсный источник питания имеет выпрямитель, конденсатор фильтра, последовательный транзистор, регулятор, трансформатор, но он более сложен, чем другие источники питания, которые мы обсуждали. Схема ниже представляет собой простую блок-схему и не отображает все компоненты источника питания.

Переменное напряжение выпрямляется до нерегулируемого постоянного напряжения с помощью последовательного транзистора и регулятора. Этот постоянный ток прерывается до постоянного высокочастотного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размер трансформатора и позволяет использовать источник питания гораздо меньшего размера.Недостатки этого типа источника питания состоят в том, что все трансформаторы должны изготавливаться по индивидуальному заказу, а сложность источника питания не подходит для низкопроизводительных или экономичных применений с низким энергопотреблением.


Выпрямительные схемы для регулируемых линейных источников питания

Из нашего предыдущего описания, регулируемый линейный источник питания является наиболее экономичной конструкцией с низким энергопотреблением, низким уровнем пульсаций и низким уровнем регулирования, который подходит для электронных приложений.В этом разделе мы объясним четыре основных используемых схемы выпрямления:

      • Полуволна
      • Полноволновой центральный отвод
      • Полноволновой мост
      • Двойной дополнительный

1. Полуволновые схемы

Поскольку конденсаторный входной фильтр потребляет ток из схемы выпрямления только короткими импульсами, частота импульсов вдвое меньше, чем у двухполупериодной схемы, поэтому пиковый ток этих импульсов настолько велик, что эту схему не рекомендуется использовать для Мощность постоянного тока более 1/2 Вт.

2. Полноволновые схемы с центральным ответвлением

Двухполупериодный выпрямитель одновременно использует только половину обмотки трансформатора. Номинальный вторичный ток трансформатора должен в 1,2 раза превышать постоянный ток источника питания. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть примерно в 0,8 раза больше напряжения постоянного тока нерегулируемого источника питания на каждую сторону центрального ответвления или трансформатора должно быть в 1,6 раза больше напряжения постоянного тока для центрального ответвления.

3.Полноволновой мост

Двухполупериодная мостовая схема выпрямления является наиболее рентабельной, поскольку для нее требуется трансформатор с более низким номиналом в ВА, чем двухполупериодный выпрямитель. В двухполупериодном мосте вся вторичная обмотка трансформатора используется в каждом полупериоде, в отличие от двухполупериодного центрального отвода, который использует только половину вторичной обмотки в каждом полупериоде. Номинальный вторичный ток трансформатора должен в 1,8 раза превышать постоянный ток источника питания. Вторичное напряжение трансформатора должно быть приблизительно.В 8 раз больше постоянного напряжения нерегулируемого источника питания.

4. Двойной дополнительный выпрямитель

Двойной дополнительный выпрямитель используется для подачи положительного и отрицательного выходного постоянного тока с одинаковым напряжением. В большинстве случаев отрицательный ток значительно меньше, чем требуемый положительный ток, поэтому отношение напряжения и тока переменного тока к напряжению и току постоянного тока должно быть таким же, как и для двухполупериодного центрального отвода, описанного ранее.


Как указать трансформатор

Регулируемый линейный источник питания используется для обеспечения постоянного выходного напряжения при различных нагрузках, а также для изменения входного напряжения. Все наши расчеты для определения правильного трансформатора предполагают, что входное напряжение может варьироваться от 95 до 130 В и не влияет на выход нашего источника питания.

Формула, используемая для определения напряжения переменного тока, требуемого от трансформатора, выглядит следующим образом:

      • В = Выходное напряжение
      • Vreg = Падение напряжения регулятора = 3v
      • Vrec = Падение напряжения на диодах = 1.25 В
      • Врип = пульсация напряжения = 10% от постоянного тока
      • Вном = 115 В
      • Vlowline = 95 В
      • .9 = КПД выпрямителя

Мы суммировали все расчеты для трех основных схем выпрямления в таблице ниже:

Схема выпрямления RMS НАПРЯЖЕНИЕ (ВОЛЬТ) RMS ТОК (AMPS)
Полноволновой центральный метчик В переменного тока C.Т. = 2,092 x Vdc ​​+ 8,08 IAC = IDC x 1.2
Полноволновой мост В переменного тока = 1,046 x В постоянного тока +4,04 IAC = IDC x 1,8
Двойной дополнительный В переменного тока CT = 2,092 X В постоянного тока = 8,08 IAC = IDC x 1,8

Существуют регуляторы с малыми потерями, которые имеют падение 0,5 В вместо 3 В, но в настоящее время они не рассматриваются из-за доступности.

ПРИМЕРЫ:

Пример # 1:

Регулируемый линейный источник питания необходим для 5 В постоянного тока на 1 АЦП с первичной обмоткой 115 В или 230 В, и вы не знаете, должен ли он быть двухполупериодным с центральным ответвлением или двухполупериодным мостом.

Полноволновой центральный метчик
В перем. Тока Т.Т. = 2,092 x В пост. Тока + 8,08 Iac = Idc x 1,2
В перем. Т. Т. = 2,092 x 5 + 8,08 Iac + 1 х 1,2
Vac C.T. = 18,54 C.T. Iac = 1,2
VA = 18,54 x 1,2 = 22,5

Возможные варианты трансформаторов:
4-02-6020 Крепление для ПК UL
4-05-4020 Низкопрофильный
4-07-6020 Крепление на шасси UL
4-42-3020 Крепление для ПК VDE
4-44-6020 Крепление для ПК VDE
4-47-3020 Крепление на шасси VDE
4-49-4020 Крепление на шасси VDE

Полноволновой мост
Vac = 1.046 x Vdc ​​+ 5,23 Iac = Idc x 1,8
Vac = 1,046 x Vdc ​​+ 5,23 Iac = 1 x 1,8
Vac = 10,46 Iac = 1,8
VA = 10,46x 1,8 = 18,83

Возможные варианты трансформатора:
4-02-6010 Крепление для ПК UL
4-05-4010 Низкопрофильный
4-07-6010 Крепление на шасси UL
4-42-3010 Крепление для ПК VDE
4-47-6010 Крепление для ПК VDE
4-47-3010 Крепление на шасси VDE
4-49-4010 Крепление на шасси VDE

Пример № 2:

Регулируемый линейный источник питания необходим для 12 В постоянного тока при 250 мА постоянного тока с одним первичным напряжением 115 В, а двухполупериодный мост — это схемы выпрямления, которые вы будете использовать.

Полноволновой мост
Vac = 1,046 x Vdc ​​+ 4,04 Iac = Idc x 1,8
Vac = 1,046 x 12 + 4,04 Iac = 0,25 x 1,8
Vac = 16,59 Iac = .45
VA = 16,59 x 0,45 = 7,47

Возможные варианты трансформатора:
4-01-5020 Крепление для ПК UL
4-03-4020 Крепление для ПК UL
4-05-3020 UL низкопрофильный кронштейн для ПК
4-06-5020 Крепление на шасси UL
4-41-2020 Крепление для ПК VDE
4-44-5020 Крепление для ПК VDE
4-46-2020 Крепление на шасси VDE

При использовании источников питания убедитесь, что выбранный регулятор имеет теплоотвод, достаточный для рассеивания мощности при высокой полной нагрузке линии.

Пример № 3:

Регулируемый линейный источник питания необходим для напряжения ± 15 В постоянного тока при 50 мА с первичной обмоткой 115 В.

Двойной дополнительный:
В переменного тока CT = 2,092 x В постоянного тока x 8,08 Iac = Idc x 1,8
В перем. Тока CT = 2,092 x 15 + 8,08 Iac = 0,050 x 1,8
В перем. Тока CT = 39,46 Iac = 0,090
ВА = 39.46 х 0,090 = 3,55

Возможные варианты трансформатора:
4-01-4036 Крепление для ПК UL
4-03-3040 Крепление для ПК UL
4-05-2040 UL низкопрофильный кронштейн для ПК
4-06-4036 Крепление на шасси UL
4-44-4036 Крепление для ПК VDE

Давайте теперь посмотрим, как регулятор будет рассеивать тепло в худших условиях высокого напряжения (= 130 В) и полной нагрузки.Регулятор отводит избыточную мощность в виде тепла. Регулятор имеет только максимальное количество мощности, которое он может рассеять, прежде чем внутренняя тепловая защита отключит его. Если источник питания 5 В постоянного тока и 1 А может работать при 95 В RMS, регулятор должен будет рассеивать 5,95 Вт на линии высокого напряжения при полной нагрузке (см. Расчет ниже).

Обычное рассеиваемое тепло:

Преобразователь 12В в 9В — 5 лучших схем

Ниже представлена ​​схема простых схем преобразователя 12В в 9В.Эти схемы преобразователя постоянного тока в постоянный можно использовать для преобразования всех типов источника питания 12 В в источник питания 9 В.

Эти схемы также могут использоваться для понижения или уменьшения потенциала батареи с 12 В до 9 В, чтобы использовать его с модулями микроконтроллеров или любыми ИС. Здесь в основном используются надежные линейные преобразователи мощности типа LM7809 и LM317.

Преобразователь 9В в 5В с LM7809:

LM7809 — это микросхема стабилизированного стабилизатора напряжения, которая снижает и регулирует входное напряжение в электрических цепях.

Преобразователь регулятора напряжения 12В в 9В с микросхемой LM7809 реализован, как показано на схематической диаграмме ниже.Его можно использовать для слаботочных приложений, а также для тока до 2 ампер и более.

Важно:
Подключите входной конденсатор «Cin» и выходной конденсатор «Co» к IC 7809. Радиатор необходим, потому что падение напряжения в 3 вольта должно рассеиваться в виде тепла.

Существует большая вероятность выхода из строя ИС, если радиатор не подключен. Разница входного и выходного напряжения здесь составляет 3 вольта, что больше рекомендованного значения в 2.5Вольт.

Необходимые компоненты:
Аккумулятор 12 В / источник питания 12 В, конденсатор 100 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, IC LM7809, радиатор, провода и разъемы.

Рабочий:

ИС имеет множество встроенных функций, таких как тепловое отключение, защита от короткого замыкания и защита безопасной рабочей зоны.

LM7809 — это ИС серии LM78xx, все ИС этой серии предназначены для различных фиксированных выходных напряжений. Эти типы ИС обычно используются в регулируемых цепях питания.

LM7809 ИС линейного трансформатора. Цифры «xx » представляют значение регулируемого напряжения o / p. Микросхема 7809 выдает 9 В постоянного тока как цифра xx в последнем значении (09).

Контакт 1 — это входной контакт . Контакт 2 — это заземляющий контакт . Контакт 3 — это выходной контакт .

LM317 Преобразователь 12 В в 9 В:

Преобразователь 12 В в 9 В постоянного тока также может быть изготовлен с универсальным линейным регулятором напряжения IC LM317.Это полезно для цепей среднего и высокого тока (от 1 до 1,5 ампер +) с подходящим радиатором.

Обычно LM317 находится в цепях переменного питания, которые выдают регулируемое напряжение (от 1,25 В до 37 В) при изменении напряжения на контакте № 1. Здесь схема делителя напряжения, используемая с LM317, дает фиксированное значение o / p 9 В.

Важно:
Настаивают на добавлении входного конденсатора Cin (также конденсатора o / p Co). Радиатор необходим для охлаждения ИС от тепла, выделяемого внутри ИС.

Напряжение i / p должно быть не менее чем на 1,5 В выше номинального выходного напряжения, чтобы эта ИС работала, как описано.

Необходимые компоненты:
Аккумулятор 12 В / источник питания 12 В, резистор 2,2 кОм, резистор 300 Ом, конденсатор 100 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, IC LM317, радиатор.

Рабочий:
LM317 — это ИС регулируемого регулятора напряжения, способная обеспечивать более…

(более подробную информацию о регуляторе LM317 и его работе можно найти по этой ссылке)

Преобразователь 12В в 9В с использованием резисторов в качестве делителя напряжения:

Схема ниже, показанная ниже, представляет собой схему для слаботочных приложений (~ 20 мА) или для измерения опорного напряжения в цепи компаратора или схемы низкого тока светодиода.

Вы можете подключить три светодиода последовательно через вывод резистора R2, если вы используете батарею на 12 В на входе.

Этот тип схемы не является эффективным, поэтому не рекомендуется для использования в проектных схемах.

Необходимые компоненты:

Одна батарея 12 В, резистор 300 Ом, резистор 1 кОм, несколько проводов.

Это просто схема делителя напряжения. Вы можете получить выходной сигнал в соответствии с вашими потребностями по следующей формуле:

Где Vo — это напряжение o / p.Vin — напряжение источника. Выберите любое значение резистора R1 или R2 (также зависит от импеданса нагрузки) и решите другое. Затем выберите ближайший стандарт. номинал резистора.

Преобразователь 12В в 9В с использованием стабилитрона:

Схема, показанная ниже, схема стабилизатора напряжения, она полезна для (1-900 мА) схемы рисования среднего тока, например. Светодиодные индикаторы, транзисторные переключатели, Arduino и т.д.Стабилитрон 1в. На выходе вы получите около 9,1 В.

Важно:
Нагрузка должна быть подключена к выходному концу, чтобы предотвратить повреждение стабилитрона. Резистор серии
10 Ом является токоограничивающим резистором, и когда на него подается большой ток, он должен пропускать этот ток через него, поэтому необходим резистор мощностью 5 Вт.

Необходимые компоненты:
Аккумулятор 12 В, резистор 10 Ом (≥10 Ом), стабилитрон 9,1 В (5 Вт), некоторые провода или разъемы.

Рабочий:
Это наиболее распространенная схема стабилитрона в конфигурации регулятора напряжения.

Конструкция стабилизатора напряжения стабилитрона 9 вольт от источника питания 12 вольт. Максимальная номинальная мощность…

Подробный расчет и формулы можно найти в статье о преобразователе 9В в 5В на этом веб-сайте.

Простой преобразователь постоянного тока из 12 в в 9 вольт с использованием транзистора:

Эти типы схем устарели, но все еще встречаются в некоторых периферийных устройствах.Это стабилизатор напряжения на транзисторе-стабилитроне в режиме EC:

скоро появится…

Dual Power Supply Circuit

Для лучшей работы каждой электронной схеме нужен лучший источник питания, и в основном для электронных компонентов требуется регулируемый источник питания постоянного тока, а для некоторых приложений требуется двойной источник питания: положительный (+ V), заземляющий (GND), отрицательный (-V). Эта статья поможет вам построить схему двойного источника питания с использованием понижающего трансформатора и линейных регуляторов напряжения.


Для большинства электронных схем и приложений требуется диапазон напряжения постоянного тока, который в основном составляет 5, 12 и 15 Вольт, отсюда три типа схем двойного источника питания, перечисленных как,

  1. Цепь двойного питания 5 В
  2. Цепь двойного питания 12 В
  3. Цепь двойного питания 15 В

Все схемы имеют индивидуальный понижающий трансформатор и регуляторы напряжения, при необходимости вы можете включить светодиодный индикатор.

Схема двойного блока питания 5 Вольт

Схема двойного блока питания 12 В

Схема двойного блока питания 15 Вольт

Необходимые компоненты

  • Понижающий трансформатор — центральный ответвитель (6 или 15 или 20 ВАc) в зависимости от ваших потребностей
  • Мостовой выпрямительный модуль или (диод 1N4007 X 4)
  • Конденсатор 1000 мкФ = 2, 10 мкФ = 2, 0.1 мкФ = 2. (Диапазон напряжения зависит от выходного напряжения схемы)
  • ИС регулятора
  • (78XX = положительный), (79XX = отрицательный) выбор диапазона напряжения зависит от ваших потребностей.

Строительство и работа

Для всех трех вышеупомянутых схем двойного источника питания конструкция и методы работы одинаковы, но характеристики компонентов меняются только в зависимости от диапазона выходного напряжения. Понижающий трансформатор снижает амплитуду входного переменного тока 230 В до 6-0-6 В переменного тока или 15-0-15 В переменного тока или 20-0-20 В переменного тока в зависимости от его спецификации.

Низковольтный источник переменного тока от вторичной обмотки трансформатора подается в модуль мостового выпрямителя (1N4007 X 4), затем выходной источник выпрямленного постоянного тока фильтруется с помощью фильтрующих конденсаторов C1 и C2, здесь конденсатор C1 во всей цепи фильтрует положительную сторону и конденсатор C2 в целом. схема фильтров отрицательной стороны.

Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения 78XX отвечает за регулирование положительной стороны постоянного напряжения, а 79XX отвечает за регулирование отрицательной стороны постоянного напряжения.Конфигурация выводов этих двух регуляторов напряжения проиллюстрирована, а соединения выполнены, как указано в схеме расположения выводов.

Конденсаторы C3, C4 на выходной стороне удаляют любые пульсации в питании постоянного тока, а конденсаторы C5, C6 удаляют высокочастотные пульсации, если они есть на положительной и отрицательной стороне выхода постоянного тока. Общий источник заземления поступает непосредственно от центрального отвода трансформатора (0) и действует как клемма заземления (GND) для выхода питания + V и -V постоянного тока.

Указания по применению

Для некоторых аудиоусилителей, операционных усилителей и усилителей мощности требуется такой двойной источник питания.

Для управления направлением двигателя постоянного тока низкого напряжения мы можем использовать эту схему с двумя источниками питания.

Выберите ток трансформатора и диода в зависимости от ваших потребностей.

Отрицательный блок питания для центра DIY

В мире аудиоэлектроники «сделай сам» электричество для питания ваших цепей — это просто вопрос подключения правильных проводов и напряжений к нужным точкам! Я надеюсь, что в этом уроке вы получите твердое представление о том, как сделать свой собственный источник питания Center Negative.

Я пошагово расскажу, как построить схему, которая принимает центрально-отрицательный адаптер переменного тока и / или батарею 9 В для подачи питания на ваши собственные схемы. После того, как базовая схема будет построена, я покажу вам, как ее изменить: добавить переключатель ON-OFF, добавить светодиод состояния питания и построить схему регулятора напряжения 5 В для следующего сеанса эксперимента с макетной платой или самостоятельного проектирования.

Обзор

Хотя большинство бытовых электронных устройств используют центральный положительный адаптер переменного / постоянного тока (обычно называемый адаптером переменного тока, настенной бородавкой, шнуром питания) для зарядки аккумулятора / источника питания, многие аудиоэлектронные устройства, такие как гитарные педали, аналоговые синтезаторы, карманные усилители и другие музыкальные генераторы используют конфигурацию Center Negative power supply .Это кажется либо умным инженерным ходом с целью получения прибыли («Вы должны использовать наш специальный источник питания»), либо просто проблемой дизайна. На самом деле, это не такое уж ограничение, поскольку создание собственного источника питания дает вам возможность переключать полярность одним щелчком переключателя (это сделает переключатель DPDT). Подробнее об этом позже…

Центральный отрицательный символ питания адаптера переменного тока

Вы можете легко определить полярность адаптера переменного тока, посмотрев на этикетку. Символ должен отображаться на видном месте, но вы можете использовать мультиметр для его проверки.Будьте осторожны, избегайте адаптеров переменного тока и переменного тока, так как они практически непригодны для использования с большинством электронных проектов, сделанных своими руками (вам придется немного отфильтровать и регулировать, никакого удовольствия).

Итак, если вы создаете свои собственные схемы и хотите интегрировать профессиональный и универсальный источник питания, продолжайте читать; это руководство научит вас, как построить базовый источник отрицательного питания Center Negative Power .

Схема и теория работы

Центральный отрицательный источник питания представляет собой очень простую схему.Изображение выше — это базовый фрагмент схемы, который мы можем использовать для расширения в зависимости от того, чего мы пытаемся достичь.

Отрицательная клемма батареи 9 В, ЧЕРНЫЙ провод подключается к клемме PIN разъема постоянного тока, который затем является общей точкой для GND (земля / 0 В). КРАСНЫЙ провод подключается к разъему CONNECT разъема постоянного тока. Если в разъеме постоянного тока нет вилки, разъемы CONNECT & SLEEVE имеют внутреннее соединение или «закорочены». Когда штекер адаптера переменного тока вставляется в разъем постоянного тока, разъем CONNECT механически отделен от разъема SLEEVE.На этом этапе батарея удаляется из цепи. Тот факт, что ЧЕРНЫЙ провод все еще подключен к цепи, не важен, поскольку эта часть цепи теперь разомкнута. Вы можете думать о разъеме постоянного тока как о переключателе, основанном на событиях: включить, аккумулятор выключить; выключен, аккумулятор включен.

Проще говоря, используя приведенную выше схему, вы либо питаете свою схему от батареи 9 В, либо от адаптера переменного тока, подключенного к разъему. + 9В — это только ориентир; Многие адаптеры переменного тока выдают более высокое напряжение, чем указано на их этикетке.То, что следует за этим строительным блоком схемы, будет иметь гораздо большее значение, чем точное напряжение.

Компоненты

Это все компоненты, которые вам понадобятся для создания базового источника питания с отрицательной полярностью . На самом деле этого не требуется, хотя есть некоторые модификации, которые я сделал, чтобы показать вам некоторые полезные возможности!

Аккумулятор

Стандартная батарея на 9 В с крутым логотипом кота.

Они могут быть довольно дорогими, поэтому адаптер переменного тока в постоянный — отличный способ сэкономить эти батареи, используя электричество из розетки.Батареи 9 В отлично подходят для резервных источников питания в таких устройствах, как гитарные педали. Батареи 9 В также обеспечивают портативность, что является хорошей особенностью для некоторой аудиоэлектроники.

Зажим для батареи 9 В

Стандартный зажим для аккумулятора на 9 В. Их можно легко купить в Radioshack & Mouser, или их можно извлечь из игрушек и старой электроники.

При внимательном рассмотрении компонента видно, что клеммы батареи 9 В перевернуты. На картинке выше вы можете понять, что я имею в виду; положительный полюс на аккумуляторе должен плотно входить в положительный вход зажима аккумулятора.Красный провод означает соединение с положительным напряжением, черный — заземление или 0 В.

Разъем постоянного тока

Разъемы постоянного тока

предназначены для подключения переходников переменного и постоянного тока (стандартная настенная бородавка) и обеспечивают доступ к V + и GND через паяные клеммы. В некоторых разъемах постоянного тока есть клемма SHUNT / CONNECT, которая дает домашнему мастеру возможность переключаться между другим источником напряжения, таким как батарея 9 В (это то, что мы делаем в этом руководстве!).

Этот конкретный разъем постоянного тока, который будет использоваться в руководстве, обычно используется в конструкциях гитарных педалей, требующих подключения провода.Гайка помогает затянуть его в корпусах, что следует делать в последнюю очередь. Кромка на передней части разъема требует, чтобы эта часть была закреплена в корпусе перед подключением проводов. Старайтесь избегать использования этих типов домкратов и вместо этого сэкономьте немного времени, приобретя передние гнезда постоянного тока!

Проволока

Мне нравится использовать в своих проектах провода с цветовой кодировкой, чтобы отслеживать, какое соединение к какому. Это действительно экономит много времени! Добыча провода традиционным способом может быть дорогостоящим, поэтому я предлагаю ознакомиться с моим руководством по разрыву кабелей Cat 5 (Ethernet), чтобы получить дешевую поставку разноцветного провода 24AWG.

В этом уроке я использую одножильный и многожильный провод. Я бы не советовал использовать сплошной соединительный провод для компонентов, которые будут испытывать небольшое физическое движение. Просто используйте качественный (не Radioshack) многожильный провод с цветовой кодировкой, и вы поблагодарите себя позже!

Тумблер (опция)

Тумблер SPST (вкл. / Выкл.) Стандартного назначения.

Переведите переключатель в одну сторону, и соединения на выводах под пайку закорочены, закрыты, «ВКЛ». Переключитесь на другое, и эти два соединения теперь разомкнуты или «ВЫКЛ.».

Если у вас нет доступа к коммутатору SPST, не беспокойтесь; почти все другие типы переключателей (SPDT, DPDT, 3PDT) можно заменить, используя только две клеммы. Ознакомьтесь с моим руководством по различным типам переключателей здесь!

Инструменты

Мультиметр

Для проверки напряжений и соединений вам очень поможет мультиметр. В этом уроке мы будем использовать тест диодов и измерение напряжения.

Паяльник

Вам понадобится один из них, чтобы ваши связи стали постоянными.

Тест диодов (проверка подключения)

Возьмите мультиметр и узнайте, как выбрать тест диода / подключения.

На этом конкретном мультиметре я повернул циферблат в положение «12 часов» и нажал желтую кнопку «ВЫБОР».

После выбора теста диода / подключения соедините щупы вместе, чтобы проверить, что они работают.

* Звуковой сигнал! *

Вы должны услышать звуковой сигнал или увидеть сообщение с надписью «Короткое замыкание» или «Закрыто» или что-то еще на вашем мультиметре.

Проверка разъема постоянного тока

На нашем разъеме постоянного тока два вывода под пайку (SLEEVE и CONNECT) соединены вместе. Проверьте эти две клеммы, чтобы подтвердить внутреннее соединение.

* Beep * — они подключены!

Это хороший метод для освоения, особенно если вы собираетесь утилизировать детали из других электронных компонентов или вы не можете найти соответствующее техническое описание для вашего переключателя / разъема / реле / ​​другого физического компонента.

Чтобы проверить внутреннее переключение разъема постоянного тока, я вставил штекер в разъем постоянного тока.

Я использую адаптер для наконечников, чтобы не использовать адаптер переменного тока.

Не выполняйте проверку диодов в цепи, на которую подается питание! Это может сломать ваш мультиметр!

При тестировании ранее протестированных паяных клемм это соединение теперь отображается как «Открыто» или как «Не подключено».

Это именно то, что нам понадобится для нашей схемы двойного центрального отрицательного источника питания.

Если вы когда-либо не уверены в правильности подключения разъема, выполните тест диода / подключения; это избавит вас от некоторых неприятностей, если вы не сможете понять, почему ваша схема не получает питание!

Сборка центрального отрицательного источника питания

Наша первая задача в этом проекте — прикрепить зажим батареи 9 В к разъему постоянного тока. В это время также подключены два провода (красный и черный); это будут точки положительного напряжения и заземления, которые мы позже сможем использовать для расширения нашей схемы.

Я поспешно спаял соединения, как указано на схеме.Просто выполните твердую пайку, и вы можете использовать клеевой пистолет или эпоксидную смолу, чтобы снять напряжение с паяных клемм на разъеме постоянного тока (они могут быть хрупкими).

Два черных провода (ЧЕРНЫЙ от зажима батареи 9 В и длинный черный провод) подключаются к самому большому паяльному выводу на разъеме постоянного тока, контакту PIN (также известному как TIP). КРАСНЫЙ провод зажима аккумулятора 9 В подключается к клемме CONNECT (также известной как SHUNT). Оставшийся красный провод подключается к клемме РУКАВА, центральной точке, откуда ваша схема будет получать питание.

Добавить переключатель включения / выключения

После того, как вы соберете разъем постоянного тока и зажим батареи 9 В, вы захотите добавить переключатель включения / выключения к центральному отрицательному источнику питания .

Просто перережьте красный провод и присоедините два провода к паяным клеммам переключателя SPST. Не имеет значения, какой из них подключается к какому терминалу — вы всегда можете повернуть переключатель, чтобы переключиться в любом направлении.

ПРИМЕЧАНИЕ. Фотографии взяты из сборки, которую я сделал менее чем за час.Вы можете потратить некоторое время на то, чтобы спланировать характеристики вашей сборки, прежде чем определять, сколько проводов вы будете использовать (я использовал небольшое количество). Проволоку всегда можно разрезать, так что берите дольше, чем вы думаете.

Проверить переключатель

Вы можете проверить свой коммутатор с помощью мультиметра. Просто подключите оба вывода к мультиметру, пока он настроен на считывание напряжений. Подключите аккумулятор, проверьте, подключите разъем постоянного тока, проверьте. Вы должны получить стабильные показания напряжения, когда эти источники питания проверяются независимо от схемы.

На мой взгляд, визуальная подсказка — лучший способ узнать, получает ли моя схема питание. Чтобы расширить простую схему Center Negative Power Supply, я добавил светодиод, который загорается при включении цепи.

Вам не нужно использовать прототипную плату, как я; провода отлично работают, когда вы собираете консольное устройство. Я собираюсь добавить в свою схему некоторые дополнительные функции с помощью следующей модификации: обеспечение моей схемы постоянным напряжением питания.

Добавление регуляторов напряжения

Адаптеры переменного тока

не всегда выдают напряжение, указанное на этикетках производителя. Типы трансформаторов класса 2, большие и громоздкие бородавки на стене, часто являются источниками шума, проникающего в наши выходные сигналы. Батареи с напряжением 9 В не всегда выделяют 9 В! Что делать схемотехнику?

Регулировка напряжения — вот что вам нужно!

Используя регуляторы напряжения, вы можете сократить колебания напряжения питания и вместо этого выбрать стабильное выходное напряжение.Для регуляторов напряжения требуется входное напряжение примерно на 3 В выше их выходного напряжения, поэтому для регулятора на 5 В требуется не менее 8 В. На схеме ниже вы можете видеть, что LM78L05ACZ — это стабилизатор напряжения, окруженный двумя конденсаторами фильтра. Это простые резервуары источника питания, которые заполняют промежутки, когда источники питания неустойчивы или цепь требует большого тока. Дополнительный конденсатор примерно 0,01-0,1 мкФ часто ставят рядом с конденсатором на 10 мкФ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *