Плата для цифрового линейного БП 50 Вольт 10 Ампер от Gandf. Плата для блока питания. Плата линейного блока питания 50 Вольт
Не так давно я обещал, что будет обзор, где я расскажу как добавить цифровое управление для плат линейного блока питания. Выполняя обещание выкладываю сегодня как обзор самой платы, так и некоторые чертежи, схему, прошивку, ну и совсем для гурманов — исходники.Начать наверное стоит с того, что данная плата, а точнее устройство которое можно собрать на её базе, фактически является дополнением к электронной нагрузке от того же автора. По нагрузке у меня есть целая серия обзоров, да и сама она появляется почти во всех обзорах блоков питания, а иногда и в обзорах аккумуляторов.
Данные устройства не только очень сходны по характеристикам — максимальное напряжение в 50 Вольт и ток 10 Ампер у БП и 5-15 У нагрузки, но и в плане схемотехники.
Прежде всего отмечу то, что оба устройства простые схемотехнически и доступны для повторения даже относительно начинающему пользователю, причем я знаю точно, что после обзора электронной нагрузки мало того что ее повторили некоторые читатели, так еще один даже смог модернизировать прошивку (за что ему огромное спасибо).
Но обо всем я расскажу в ходе обзора, а пока пару слов об упаковке.
Покупалась плата вместе с контроллером на нагрузки Sousim, о котором я рассказывал ранее. Коробка вышла реально большая, я даже как-то не ожидал.
При этом, общий вес составил 222 грамма, вес двух заказов 114, а тот комплект что в данном обзоре вообще крохотные 20 грамм. Думаю что такой набор можно брать в довесок к чему нибудь 🙂
Комплект был упакован в маленький пакетик, все что вы видели выше — упаковка магазина.
В состав входит:
Печатная плата
Набор постоянных резисторов
Подстроечный резистор
Дроссель.
Перемычка?
Да, набор очень скромный, кроме того на странице продавца что-то писалось насчет качественных конденсаторов 223, которых в комплекте не было.
Перечислю номиналы резисторов:
100 Ом — 2шт
220 Ом — 1шт
1 кОм — 4шт
4.7 кОм — 7шт
10 кОм — 6шт
39 кОм — 1шт
82 кОм — 1шт
100 кОм — 1шт
200 кОм — 3шт
3 МОм — 2шт
Почти все резисторы имеют точность 1%, об этом говорит как то, что они имеют в конце маркировки коричневую полосу, так и мои измерения. Единственный номинал, который был обычным — 3МОм.
Подстроечный резистор 20 кОм и дроссель 100 мкГн
Выше я в составе комплекта указал еще перемычку. На самом деле это резистор, а точнее проволочный шунт.
Но есть одна, а точнее даже две проблемы:
1. По схеме и на плате было указано что шунт должен быть 20мОм.
2. Даже при шунте 20мОм на нем рассеивается до 2 Ватт, а на шунте в 0.1 Ома будут все 10.
В итоге проволочку я отложил в сторонку, а проблему буду решать другими способами, но об этом позже.
Печатная плата изготовлена довольно аккуратно, единственно что мне не очень понравилось, местами маленькие «пятачки».
Хотя в процессе выплыла и еще одна проблема, не совсем правильное подключение токоизмерительного шунта. Напряжение снимается не именно с него, а и с части дорожек, а медь имеет не очень низкий ТКС и может влиять на результат при нагреве, особенно при больших токах.
Плата имеет шелкографию, где подписаны не только позиционные обозначения компонентов, а и их номиналы, причем последнее куда важнее, так как по большей части я ориентировался именно на них.
Также на плате есть информация о разработчике, собственно о указанном выше Gandf.
Я искал для обзора трассировку в каком нибудь нормальном формате, но увы, смог найти только в таком варианте. Но если есть время и желание, то думаю что ее вполне реально перевести в тот же lay.
Размеры платы составляют 87х60 мм и сделано это не просто так, данные размеры полностью совпадают с размерами дисплея 1604, конечно полностью совпадают и крепежные отверстия. Точно также было сделано и с платой электронной нагрузки, только там был дисплей 2004 и размеры платы чуть больше.
А вот со схемой вышло одновременно проще и сложнее.
Проще потому, что их найти проще, а сложнее из-за того, что их мало того что несколько, так они еще и не очень похожи на ту, что в обзоре. Например был вариант с упрощенным подключением силового транзистора.
Вернее даже не так, схема совпадает с платой, не все позиционные обозначения компонентов совпадают и нумерация выводов ОУ.
Дальше будет несколько нудных этапов сборки.
Как обычно, для начала я запаиваю те компоненты, которых больше всего, тогда проще будет найти остальные.
Сначала резисторы 4.7 и 10 кОм, в сумме их 13 штук, почти половина от общего количества.
Дальше шли все остальные резисторы плюс дроссель. Единственную небольшую сложность вызвал поиск места для одного резистора с номиналом 200кОм, на плате при беглом взгляде номинал читается как 20кОм.
А вот дальше комплектные компоненты практически иссякли, в наличии остался только подстроечный резистор. Потому все остальное пришлось искать дома, а что не нашел, покупать.
Исходно по плате надо:
22 пФ — 2шт 0806
1нФ — 5шт
10нФ — 2шт
22нФ — 1шт
100нФ — 2шт.
Заменил я два конденсатора 1нФ на 220нФ, так как они стоят после стабилизатора напряжения.
Один из конденсаторов 100нФ также был заменен на 220нФ, а потому теперь список выглядит следующим образом
22 пФ — 2шт 0806
1нФ — 3шт
10нФ — 2шт
22нФ — 1шт
100нФ — 2шт
220нФ — 3шт.
Конденсатор 22нФ пришлось составить из двух — 15+5.1 нФ, так как 22 дома не нашлось.
Кроме того надо:
Кварцевый резонатор 8 МГц
Полярный конденсатор 10мкФ 16 Вольт — 7шт (я применил выпаянные танталовые из старой материнской платы)
Резистор 1-10 Ом, я применил 1.6 Ома (в комплекте его не было). На схеме это резистор последовательно с выходом RS232.
Запаиваем все на место. Стрелками помечены конденсаторы емкостью 220нФ.
Конденсаторы 22пФ устанавливаются с обратной стороны платы, там же я установил конденсатор 15нФ.
Еще детальки, теперь это:
1N4007 — 4шт. На плате указаны диоды Шоттки 1N5819, я поставил обычные.
1N4148 — 1шт, серенький на фото.
TL431 — 1шт, используется для стабилизации опорного напряжения, лучше с буквой B, у меня под рукой был только L.
Панелька 28 выводов узкая, для микроконтроллера. Для операционного усилителя панельку я решил не применять.
Устанавливаем все согласно ключам, указанным на плате.
Дальше дошло дело то токоизмерительного шунта, но сначала важное замечание.
На плате есть площадки для подключения силового транзистора и они промаркированы неправильно, вместо ЭКБ надо читать — БКЭ, т.е. зеркально.
Причем это глюк всех этих плат, даже на трассировке выше есть эта ошибка. Мало того, она упоминалась на китайском форуме, где человек купил такую же плату.
Странно что у продавца это никак не упомянуто.
Вот я и дошел до низкоомного резистора. По описанию он должен иметь мощность 3 Ватта, реально на нем рассеивается 2 Ватта (при токе 10 Ампер).
Я взял пять резисторов 2512 1% с номиналом 0.1 Ома, по даташиту они имеют рассеиваемую мощность 1 Ватт, но так как они установлены друг рядом с другом, то мощность должна быть снижена.
Сначала хотел расположить их один над другим, но потом выложил в ряд три штуки, припаял их при помощи выводов, оставшихся от диодов 4007, затем уложил сверху еще два резистора и в итоге получил резистор с номиналом 20мОм.
Конечно лучше бы было купить четыре резистора с номиналом 20мОм и расположить их вдоль, соединив по схеме 2S2P, но пришлось использовать то, что нашел в продаже.
Еще детали, на этот раз:
Конденсатор 470мкФ х 16 Вольт — 2шт
Конденсатор 100мкФ х 16 Вольт — 1шт
Конденсатор 100мкФ х 100 Вольт — 1шт
7805 — 1шт
7905 — 1шт.
Самую большую проблему составил поиск конденсаторов 470мкф 16 Вольт, так как они либо имеют большой диаметр, либо большую высоту. Я использовал в итоге какие-то Teapo. 100мкФ применил Samwha RD серии.
Конденсатор 100мкФх100 Вольт, это входной конденсатор силового питания, по схеме он на 60 Вольт (странно что не 63), я взял с запасом — 100 Вольт, тоже Samwha RD.
Входной конденсатор 100мкФ 100 Вольт пришлось установить горизонтально, а высота 470мкФ и 100х16 все равно оказалась большой, примерно на 2мм выше, чем надо и плата дисплея лежит на них.
Стабилизаторы установлены снизу, параллельно плате. При установке будьте внимательны, какой куда, так как они имеют разную полярность.
По сути осталось совсем немного, и дальше надо как-то подключить дисплей. Кстати, в одном ряду с дисплеем есть еще пара контактов, для подключения светодиода индикации включения, если он не используется, то надо установить «гребёнку» на 16 контактов.
На плату я установил «маму», а на дисплей «папу», но на начальном этапе к дисплею лучше ничего не паять.
Также есть еще одинарный контакт, он по идее используется для контроля, хотя я в итоге им не пользовался.
Теперь надо «вдохнуть жизнь» в устройство, т.е. прошить микроконтроллер.
Если с файлами прошивки проблем вообще не возникло, их я выложу в конце обзора, то вот с битами конфигурации я запутался.
Сначала прошил просто с теми, что были по умолчанию и плата даже ожила, но были некоторые проблемы. Так как я не программист, то обратился к одному из читателей, который модернизировал программу электронной нагрузки и он мне подсказал что надо выставить, за что ему еще раз большое человеческое спасибо. После этого все заработало нормально, хотя и нашелся нюанс, но о нем чуть позже.
В общем залили прошивку, установили микроконтроллер на место, но разъем на дисплее я пока не припаивал, а просто вставил штырьками в отверстия так, что дисплей получился экраном в обратную сторону.
Все потому, что резистор регулировки контраста находится под индикатором и регулировать потом его будет очень неудобно. Так я сначала все отрегулировал и только потом запаял дисплей.
Проверяем, все работает, при включении высвечивается заставка где указан разработчик программы.
Интересно что предустановлен ток выше 10 Ампер (справа вверху), хотя плата умеет всего 10. Вращение энкодера возвращает его на 10.000 и больше увеличить нельзя.
Описание рабочего экрана:
Левый ряд
Установленное напряжение
Напряжение на выходе
Выходная мощность
Сопротивление нагрузки.
Правый ряд
Установленный ток
Выходной ток
Входное напряжение
Входная мощность.
Посередине есть квадратик, который при включении моргает. Если в этом режиме повернуть один из энкодеров, то экран переключится на второй режим, в котором две нижние строки просто дублируются вверху.
Также есть прошивка под 2004 дисплей, но там по сути все также, только по два вертикальных ряда знакомест слева и справа свободны. Видимо кто-то попросил автора сделать прошивку под тот дисплей, который у него есть.
На дисплее вы можете наблюдать странные значения, дело в том, что в данный момент подано только +5 Вольт.
А вот здесь уже отличие, вызванное моей особенностью применения. На плате есть два места под транзисторы 2SD667, но так как в моем случае плата будет управлять готовым силовым модулем, то второй транзистор мне не нужен.
В итоге я применил 2SC945, а выход на силовой модуль подключил через резистор 24 Ома.
Внимание! 2SC945 имеет два варианта расположения выводов, привычное КБЭ, и более редкое ЭКБ. В устройстве должен стоять 2SD667, который также имеет цоколевку ЭКБ. Я применил С945 с цоколевкой ЭКБ, если у вас другая, то придется немного помучаться.
Последний шаг сборки, разъемы.
Для подключения входа и выхода я взял DG128-5.0-02P-14-00A(H) производства DEGSON, они имеют заявленный ток в 10 Ампер, хотя лучше здесь применить что-то более мощное, например как в тех платах, которые я показывал ранее.
Остальные разъемы более банальны, питание на плату подается через трехконтактный NX2500-03SMS, а энкодеры подключаются через обычную «гребенку».
Так как я больше ничего паять не собирался, то промыл плату ацетоном и покрыл защитным лаком.
Разъемы установлены с обратной стороны, так как сверху мешает дисплей.
Получившийся в итоге модуль управления. Вверху дисплей удерживается разъемом, внизу поставил стойки.
Для управления используются энкодеры с кнопкой, я еще перед китайским Новым годом заказал пять штук и их даже успели отправить так, что получил я их в конце февраля. Но вот дисплей продавец отправил уже после праздников, собственно его и не хватало для завершения обзора. Можно было конечно купить в оффлайне, но обычно это дороже, а кроме того скорее всего был бы обычный Winstar у которого подсветка очень много потребляет.
В процессе экспериментов я пробовал OLED, но почему-то из-за него у меня слетала прошивка контроллера…
Подключение энкодеров есть на китайском форуме.
Но мне по сути достаточно было знать где общий провод, а где провод кнопки. В крайнем случае перепаял бы пару контактов самого энкодера.
В итоге все совпало сразу, даже сразу было понятно какой энкодер регулирует ток и какой напряжение.
На фото видно, что к каждому энкодеру идет четыре провода.
Напряжение
Черный — общий
Зеленый и желтый — энкодер
Синий — кнопка
Ток
Черный — общий
Зеленый и желтый — энкодер
Красный — кнопка
Средний контакт энкодера соединен с одним из выводов кнопки.
Осталось подключить все к силовому модулю. Я не буду расписывать все, так как полное подключение силового модуля показано в недавнем обзоре комплекте 60 Вольт 20 Ампер. В данном же случае я использовал только силовой модуль, а питание подавал от регулируемого блока питания.
По сути силовой модуль представляет из себя мощный составной транзистор, например как известный КТ827/825.
Собственно по этому я не ставил второй транзистор, так как он уже есть в силовом модуле, а его базу и эмиттер соединил просто резистором.
Кстати, плату вполне можно использовать в штатном включении, т.е. установить второй управляющий транзистор, а на место силового впаять указанный в схеме 2SC5200 или аналог. Но у меня есть некоторые сомнения в плане надежности такого решения, так как в качестве управляющего применен совсем маломощный, а к примеру у показанных силовых плат он даже установлен на радиаторе.
Я бы порекомендовал сделать так, как выше делал я, но вместо силового модуля установить указанный мною КТ827, но в этом случае мощность блока питания надо снизить.
В общем я подключил модуль так, как показано на фото и как я показал выше на схеме.
Силовое питание подал на левый разъем, а нагрузку подключал к правому, провод с белой полоской — плюс.
Кроме того плата питалась от одной обмотки 9 Вольт, хотя надо питать от двух.
Здесь есть еще важный момент! Показанная ранее плата управления имеет цоколевку разъема питания как — 15-0-15 Вольт, у обозреваемой платы применен такой же разъем, но цоколевка 0-9-9 Вольт. Больше 10 Вольт лучше не подавать, стабилизаторы начнут заметно нагреваться.
Включаем и ура, все работает и ничего не взорвалось 🙂
Позже я заметил непонятную вещь. Дело в том, что процедура управления блоком питания такова —
По умолчанию моргает центральный квадратик, в этот же режим плата переходит после 10 секунд бездействия.
Нажатие на энкодер включает режим установки напряжения или тока, последующие нажатия выбирают дискретность регулировки.
Если включена регулировка одного параметра, то для регулировки другого надо нажать на соответствующий энкодер.
Т.е. вы не сможете случайно изменить второй параметр без переключения на него.
Так вот выделенный разряд индикатора должен моргать, чтобы было понятно что регулируем. Но моргал он не всегда, вернее иногда он моргал еле еле. Позже я выяснил, что моргает он тогда, когда БП может обеспечить заданные параметры. Например входное напряжение 25 Вольт, если выставить 24-25, то моргает, если 25 и выше, то не моргает.
Такая вот своеобразная индикация.
Подключаем автомобильную лампочку 45 Ватт, задаем 12 Вольт. Видим что ток около 3.8 Ампера, на лампе 45 Ватт, общая мощность почти 75 Ватт, получается что на транзисторах «оседает» около 30 Ватт.
Как вы уже поняли из обзора, элементов для коррекции на плате нет, ну кроме подстроечного резистора регулировки контрастности индикатора.
Все производится из отдельного меню калибровки, чтобы в него попасть надо включить питание с зажатым энкодером напряжения.
После этого будет доступно меню, состоящее из шести пунктов:
Коррекция установки напряжения
Коррекция показаний измерения входного напряжения.
Коррекция установки тока
Загрузка параметров
Сохранение параметров.
Выход.
Пункты загрузка и сохранение параметров (как я понял) необходимы если вы производите изменение корректировок, а потом хотите восстановить предыдущие.
Например иногда я калибровал электронную нагрузку так, чтобы она задавала ток нагрузки в 2 раза больше, чем реально отображается на экране.
Более подробно о калибровке.
Все операции выполняются одним энкодером (напряжение) и есть три варианта — вращение, короткое нажатие и длинное нажатие.
Дальше по тексту я буду писать вместо длинное — Д, а вместо короткое — К.
Сначала калибруем выходное напряжение.
1. Для этого нажимаем на энкодер (Д), попадаем в первую часть. Здесь надо выставить нижнее контрольное напряжение, по умолчанию 1 Вольт.
2. Нажатие (Д) и курсор перейдет в установку константы, вращением энкодера и переключением разрядов (К) добиваемся чтобы вольтметр, подключенный к выходу БП, показал установленное в начале значение (1 Вольт).
3. Нажатие (Д), попадаем в выбор верхнего напряжения (по умолчанию 19 Вольт), еще нажатие (Д) и опять меняем контстанту пока не получим на выходе то, что выставлено (в данном случае 19 Вольт).
4. Нажатие (Д) и сохраняем установки (Д).
Корректировка измерения напряжения немного отличается, здесь надо на вход БП подать какие нибудь напряжение, по умолчанию это 19 Вольт. Но не просто его подать, а при этом точно знать сколько подано.
После этого выставляем то же напряжение, что показывает вольтметр, в данном случае 19.06 Вольта. Теперь контроллер будет знать сколько на входе реально.
Калибровка тока. В общем-то все то же самое что и с калибровкой выходного напряжения, но мультиметр включен в режиме измерения тока параллельно выходным клеммам БП.
Кроме того, по умолчанию калибровка производится при токе 0.1 и 1 Ампер, я бы советовал калибровать при токе 0.1 и 4 или 5 Ампер.
А теперь попробуем проверить, что получилось в итоге.
Сначала установка напряжения в интервале от 1 до 47 Вольт, последнее напряжение выбрано произвольно.
Если установка напряжения происходит более менее корректно, за исключением пожалуй 5 Вольт, то встроенный вольтметр иногда показывает не то, что надо.
Примерно та же картина происходит с током, только здесь на малых токах встроенный амперметр показывает вообще ерунду, вместо 100мА показал 147, а вместо 500 — 329, хотя сама по себе установка производится довольно точно.
А вот и вылез тот дефект, о котором я писал почти в самом начале обзора. Последовательно с шунтом работает участок дорожки и при больших токах выходной ток начинает «убегать» в меньшую сторону. Дело в том, что у меди положительный ТКС, т.е. сопротивление дорожки с ростом температуры начинает расти, соответственно блок питания начинает «думать» что растет ток, так как напряжение на шунте растет. Операционный усилитель это дело корректирует и в итоге ток на выходе падает.
Решение — либо дублировать дорожки толстым проводом, либо менять точку подключения к шунту, первое наверное даже проще.
Кстати, подобное немного проявляется и при регулировке напряжения, но заметно меньше.
На китайском форуме найдено очень много разной информации по данному блоку питания, например там же пользователь тестировал подобное на своем БП. Я взял только четыре фотографии, так как на остальных он проверял изменение результата при изменении младшей дискреты.
Кроме того еще один пользователь выложил неплохие результаты, так что есть к чему стремиться.
Кроме того оценивали реакцию на КЗ и перегрузку.
И измеряли шум на выходе, правда здесь неизвестно что за БП питал данную плату.
Есть и примеры готовых устройств, но меня они заинтересовали немного другим.
У них применена не только другая версия платы.
А и как я понял, здесь использован ШИМ + линейный регулятор, но могу ошибаться. Просто ничем другим наличие довольно мощного DC-DC я объяснить не могу.
Ссылка
Но кроме того применен и другой дисплей. И в принципе можно было бы повторить данную конструкцию, но вот как-то не нашел я прошивку к ней и судя по комментариям у них на форуме, данная проблема не только у меня, так как этот вопрос задают часто.
Данная плата еще умеет измерять температуру радиаторов и управлять вентиляторами.
Нашел полное описание как платы, так и управления, но на китайском (хром помог перевести), и опять без прошивки 🙁
Кстати там же «пасется» и известный моддер 100MHz, предлагая свои варианты, только уже на базе известных преобразователей.
А также экстремалы, ваяющие БП на базе STM8S103F3P6 и параметрами 60 Вольт 50 Ампер, причем с открытым исходным кодом.
Видеоверсия обзора
Подведу небольшие итоги.
Если говорить о продавце и его товаре, то существенное замечание у меня только к отсутствию резистора 0.02 Ома, а также отсутствию указания насчет неправильной маркировки подключения силового транзистора регулятора.
Ну а если по самому устройству, то оно работает, хотя и имеет довольно много недостатков:
1. Нет функции отключения выхода.
2. Некоторые недоработки топологии печатной платы.
3. Измеренные на экране имеют слишком большую частоту обновления, раздражает.
4. Калибровать устройство хоть и просто, но не всегда получается хороший результат. Вспоминая мою электронную нагрузку могу сказать, что можно сделать две одинаковые калибровки и получить разный результат от не очень хорошего до почти идеального.
Из преимуществ отмечу то, что:
1. Устройство довольно легко повторить
2. Вся стабилизация по сути аналоговая, микроконтроллер только задает опорное напряжение, обратная связь построена на операционном усилителе.
3. Имеется не только прошивка, а и исходный код, потому те «кто в теме» могут изменить программу так, как им больше удобно. Например у меня уже есть свои идеи.
4. В схеме контроллера нет ничего дефицитного или дорогого.
5. При совмещении с платой реле, о которой я рассказывал ранее, можно получить устройство, которое не будет рассеивать на радиаторах все 500 Ватт в случае КЗ выхода.
6. Плата в обзоре отличается от той, что показана на странице продавца, причем в лучшую сторону, так как у него совсем старая версия показана и это очень радует 🙂
В качестве постскриптума. Наверное вы думали, что этим обзором я закончу серию о мощном линейном БП, но это не так. К сожалению (или к счастью), все только начинается, потому как еще предстоит выбор трансформатора, конденсаторов, заказ корпуса и радиаторов (здесь свои сложности), приведение этого всего в повторяемый вид, возможно доработка ПО, «умное» управление вентиляторами и т.д. Потому данный обзор скорее является предметом для общения на интересную тему, или генерацию идей для дальнейшего развития.
И конечно дополнение:
Два варианта схемы БП
Прошивки
Исходники
Печатная плата обозреваемого варианта в png
Печатная плата расширенного варианта в lay6
Печатная плата последнего варианта нагрузки в lay6
Выяснилось, что для скачивания файлов печатных плат в lay6 надо не только иметь регистрацию на форуме, а и их виртуальные монеты, благо я их до этого накопил в моих темах 🙂
Спонсором обзора выступил посредник yoybuy.com, который взял на себя оплату доставки, но я бы все равно писал этот обзор, так как меня тема с линейными БП «зацепила».
Лабораторный блок питания 0-50 В, 3 А. Часть 1
Виды лабораторных блоков питания и их применение
Ни для кого не секрет, что одним из наиболее полезных приборов в домашней мастерской радиолюбителя является лабораторный блок питания. Что это и для чего вообще он нам нужен?
Лабораторный блок питания (или ЛБП) представляет собой стабилизированный источник питания, который обеспечивает высокую точность напряжения на выходе вне зависимости от нагрузки. Делятся на два типа: импульсные и линейные (трансформаторные).
Преимуществами импульсного блока питания являются его меньший в сравнении с линейными БП вес и более высокий КПД. В свою очередь блоки питания линейного типа весят куда больше из-за примененного в их конструкции сетевого трансформатора. Но за счет этого достигается уменьшение помех. Субъективно можно также добавить к достоинствам линейных БП это их надёжность. Тут всё просто — меньше радиодеталей, меньше вероятность выхода из-строя схемы. К тому же импульсные схемы, как правило, требуют больших усилий в настройке/отладке, а это для сборки блока питания своими играет немаловажную роль.
Также ЛБП разделяют на одно- и многоканальные. Количество каналов говорит нам о количестве выходов разных напряжений к которым можно одновременно подключить различную нагрузку.
В зависимости от дороговизны БП в нём могут быть реализованы различные полезности: ограничение по току, точная регулировка выходных параметров (кроме грубой), защита от перегрузки, термозащита и др. Выходное напряжение выводится на аналоговые (стрелочные) показометры или на цифровые (семисегментные светодиодные индикаторы либо ЖК-экран).
Ну, вроде с основными параметрами лабораторных блоков питания разобрались. Теперь о практическом применении.
Каждый раз после сборки платы наступает момент когда нужно наконец-то таки проверить на работоспособность наше новое устройство. Можно конечно запитать от батареек или аккумуляторов. Но ток от будет небольшим, продолжительность работы — сомнительная, а стабильность напряжения на выходе будет «гулять». Вот здесь нам и пригодится регулируемый блок питания, которым мы сможем задавать нужное выходное напряжение. Также кроме как при проверке собранной схемы БП пригодится и при ремонте радиоэлектроники, когда блок питания ремонтируемого устройства неисправен.
Какой выбрать?
Как нетрудно догадаться, но выбор нужного нам прибора зависит от бюджета, что часто бывает. Часто. Бывает. Очень. Более «навороченные» устройства стоят дороже. Но для домашних ремонтов подойдет следующая конфигурация:
- одноканальный, одно- или двухполярное питание
- выходное напряжение 0-30 В
- выходной ток до 2-3 А
- ограничение по току
Со стрелочными показометрами будет дешевле; линейного типа (трансформаторный) — дешевле. Кстати, о показометрах — почему они дешевле? Ну тут всё просто. Стрелки не отображают сотые и десятые вольт/ампер; больше погрешность — меньше цена.
Однополярное питание — на черной клемме БП будет 0 В, на красной положительный потенциал. При двухполярном питании на черной клемме вместо ноля будет отрицательный потенциал (например -10В относительно ноля). Выходной ток — максимальный ток, который может выдать прибор. Ограничение по току — возможность выставлять максимальных выходной ток (например, когда при КЗ будут течь не все 3 А, а установленные вами 0.5 А).
С этим тоже разобрались. Теперь выбор стоит за следующим — покупать или сделать самому? Если покупать в Украине, то цена на подобный по параметрам (0-30 В, 5 А) самый дешевый блок питания на момент написания статьи составит более $80. Делать подобный самому — дешевле. Да, возможно, сделанный вручную будет уступать по красоте заводским приборам. Но из плюсов такого выбора стоит отметить что при одинаково затраченных средствах можно собрать более функциональное устройство; при надлежащем конструировании это будет более надёжный/качественный БП. К тому же это опыт, который дорогого стоит. В общем, выбираем вариант «сделать своими руками».
Сборка своими руками
Конечные параметры нам известны. Основываясь на них ищем готовую схему проверенного в работе БП. Подобных схем в интернете масса. Разумеется, вариант собственного конструирования с нуля никто не отменял, но для этого нужны явно не начальные знания в радиотехнике. И те, кто ими обладает сами давно уже собрали что хотели.
Итак, схема. За основу была выбрана схема «Простого и доступного блока питания 0-50 В»
Почему на 50 В, а не 30 В? Примерно в период когда собирался данный блок питания случилось мне ремонтировать ЭПРА (электронный балласт для люминесцентных ламп). И была там радиодеталь, именуемая как динистор DB3. Проверить мультиметром её не представляется возможным в силу специфики работы динистора — в оба конца он не «звонится». У него существует напряжение пробоя при котором динистор «открывается». Пока напряжение на нём не достигнет 28-36 В мы не узнаем рабочий ли он. Забегая наперёд скажу, что за 3 года использования этого блока питания пользоваться напряжением свыше 30 В приходилось считанные разы.
Имея «на руках» выходные напряжение и ток мы можем прикинуть трансформатор какой габаритной мощности нам потребуется. В нашем случае это 50 В, умножаем на ток в 3 А и получаем мощность в 150 Вт. Это минимальная мощность для тора (трансформатора). Желательно докинуть +20%, чтобы компенсировать низкий КПД его работы. Поэтому для нашего лабораторного блока питания на барахолке был выбран трансформатор ТС-160. Такой устанавливался в старые черно-белые телевизоры. Его стоимость в б.у. состоянии примерно $5. Имеет «на борту» две катушки, на каждой одна первичная обмотка и несколько вторичных. Вторичка нам не нужна — её необходимо смотать.
Основная вторичная обмотка мотается проводом диаметром 1.45 мм. Более тонким — нежелательно, более толстым — есть вероятность, что катушки не станут на магнитопровод, поскольку и так всё впритык (как видно на рисунке). Для питания вольтметра, амперметра и вентилятора — отдельная обмотка. Желательно после намотки пропитывать чем-то витки — лаком, парафином и т.д. Потому что при работе могут быть слышны небольшие щелчки при включении одной из силовых обмоток. Да и гудеть может.
Кстати про основную вторичную обмотку — их четыре. Как видно из шильдика каждая на 10 В переменного напряжения. Почему так? В процессе работы БП будет автоматически подключать нужное количестве обмоток для получения нужного входного напряжения. Например, при 5 В на выходе ему хватит и одной обмотки. Если нам требуется получить на выходе 15 В — будет подключена вторая.
Для чего это нужно? Дело в том, что если мы подадим на вход все 40 В (это примерно 56 В «постоянки»), но на выходе выставим напряжение в 10 В, то остальные 46 В будут рассеиваться на силовом транзисторе. И при токе в 3 А на нём будет рассеяно около (46 В * 3 А) — (10 В * 3 А) = 108 Вт. Ну, вобщем-то с этим можно жить. Поставить здоровенный радиатор, к нему вентилятор и всё бы хорошо. Но такой блок питания превращается в недвижимость — помимо тяжелого сетевого трансформатора к весу прибавится еще и радиатор.
Как решить эту проблему? Повышать входное напряжение в зависимости от требуемого напряжения на выходе. Конечно, это можно делать и вручную с помощью галетного переключателя, например. Не хватает на выходе напряжение — клацнули и подключилась еще одна обмотка. Соответственно, на вход от одной обмотки в 10 В переменки придет около 10 В * 1.414 = 14 В постоянки (не учитывая падение напряжения на диодном мосту). Но делать это с помощью переключателя, согласитесь, что не комильфо. Поэтому и была использована схема «Электронный коммутатор вторичных обмоток лабораторного БП».
Схема питается от отдельной обмотки. Можно не обязательно от 5 В, но придется расчитать ограничительные резисторы в случае изменения напряжения. Хоть и расчитана схема на работу в ней как тиристоров, так и симисторов, но заставить работать на симисторах у меня не получилось — происходил пробой при подключении следующей обмотки. На тиристорах же всё заработало с первой попытки. Обратите внимание, что стабилитроны ZD1-ZD3 расчитаны на напряжение обмоток. Поскольку в моём случае обмотки по 10 В, то и стабилитроны нужно брать на большее напряжение. Оптроны использованы MOC3023.
Еще хочу подчеркнуть такой ньюанс. В этой схеме в качестве переключателей использованы полупроводниковые элементы — тиристоры. Благодаря им при переключении мы не слышим каких-либо щелчков. Дело в том, что этот переключатель обмоток — не единственный вариант какой я попробовал. Была еще собрана плата по следующей схеме:
И всё бы хорошо, вроде и переключала как нужно. Но этот дребезг … Ведь схема построена на реле и при плавном изменении напряжения можно оказаться между предыдущей обмоткой и следующей. Тогда и происходило постоянное включение/отключение этой следующей обмотки. Такое же поведение будет когда БП работает в режиме ограничения тока и и напряжение «подстраивается» под исходящий ток. Вобщем, я посчитал такую конструкцию ненадёжной и непрактичной.
Что же касается «переключалки» на тиристорах, то тестовый вариант выглядел вот так:
С трансформатором и переключением обмоток на нём разобрались. Важно начать именно с транса, поскольку под него нужно будет искать корпус подходящих размеров. Да и чтобы подобрать сразу под требуемые напряжение/ток.
В следующей части будет разбор уже самой платы БП, корпуса, показометров и пр. Будет много картинок
cxema.org — Блок питания для светодиодов своими руками
Электронный трансформатор — самый дешевый импульсный блок питания, но как известно, все дешевое — мусор. Тут тоже действует этот закон, но на основе электронных трансформаторов можно собрать неплохой блок питания для запитки мощных светодиодов и светодиодных модулей. Я представлю цикл переделки электронного трансформатора, а в качестве подопытного буду использовать китайский электронный трансформатор для галогенных ламп 12 Вольт с мощностью 50 ватт. На самом деле 50 ватт — потребление от сети, а чистая выходная мощность не более 25-30 ватт, так и должно быть, поскольку КПД аналогичных схем не превышает 60%.
Схема из себя представляет обычный полумостовой инвертор, усилить схему, конечно можно, но об этом поговорим в другой раз.
Мы постараемся переделать блок питания и использовать для запитки светодиодов с мощностью 10 ватт.
Для начала нам нужно будет перемотать, точнее домотать импульсный трансформатор, поскольку оптимальное напряжение для указанных светодиодов составляет 11.5 Вольт, а под нагрузкой напряжение БП падает до 7 Вольт. В указанном блоке питания вторичная обмотка состоит из 9 витков провода 0,8мм, нам нужно отделить от платы (выпаять) один из выводов вторичной обмотки. Далее смотрим на вторичную обмотку и именно в том же направлении мотаем 4 витка того же провода. Разобрать трансформатор не нужно, также не нужно мотать максимально ровную обмотку, все ровно КПД от этого не увеличится.
После намотки, нужно очистить лак с кончиков провода, затем последовательно соединить новую и заводскую обмотку. Делается это так — кончик, который был выпаян с платы присоединяется с одним из концов новой обмотки, но нужно соблюдать концовку обмоток (фазировку), к примеру — начало оной обмотки к концу второй или наоборот. Таким образом, мы получаем одну целую обмотку, один из концов намотанной нами обмотки (свободный конец, оставшиеся после фазировки обмоток) запаивается на плату на место старого.
Получаем на выходе примерно 14 — 15 Вольт без нагрузки, с нагрузкой порядка 10,5-11 Вольт — то, что нам нужно.
Далее это напряжение нужно выпрямить. Чтобы не мучить себя, используем всего один диод (можно применять диоды шоттки от компьютерных блоков питания или любые импульсные диоды с током более 3 Ампер). После диода нужно хоть как-то сгладить пульсации, для этого можно использовать пленочный конденсатор с емкостью 0,22 — 1 мкФ. На выходе мы получаем выпрямленный ток, который нужно стабилизировать, поскольку при резких скачках сетевого напряжения, блок может спалить светодиод из-за резкого увеличения выходного напряжения.
Стабилизацию можно реализовать двумя способами — использованием интегрального стабилитрона, либо использовав самодельный линейный стабилизатор на транзисторе. В случае первого варианта можно использовать готовую микросхему из серии 7812 — интегральный линейный стабилизатор напряжения на 12 Вольт. Стабилизатор обязательно укрепляется на теплоотвод.
Второй вариант более надежный, тут использован стабилитрон и мощный силовой ключ, транзистор тоже устанавливают на теплоотвод. В качестве стабилитрона можно взять буквально любой стабилитрон на 11 — 12 Вольт, желательно с мощностью 1 ватт. Резистор подбирается на 1-2 ватт, может наблюдаться тепловыделение.
КПД такого БП не на высоком уровне, но как вариант, такой способ питания мощных светодиодов вполне рабочий и надежный.
С уважением — АКА КАСЬЯН
Импульсный блок питания своими руками: принцип работы, схемы
В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой пример реализации, который может быть собран своими руками.
Конструктивные особенности и принцип работы
Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:
- Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
- Импульсный принцип.
Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.
БП на основе силового трансформатора
Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.
Упрощенная структурная схема аналогового БПСледующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.
Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.
Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.
Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.
Импульсные устройства
Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.
Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питанияРассмотрим алгоритм работы такого источника:
- Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
- Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
- На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
- Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.
Пример миниатюрных импульсных БПВ отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.
- Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
- На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.
Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.
Как работает инвертор?
ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:
- частотно-импульсным;
- фазо-импульсным;
- широтно-импульсным.
На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.
Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналовАлгоритм работы устройства следующий:
Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).
Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.
Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала UРС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.
В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.
Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.
Сильные и слабые стороны импульсных источников
Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:
- Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
- Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
- Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
- Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
- Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.
К недостаткам импульсной технологии следует отнести:
Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.
Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.
Сфера применения
Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:
- различные виды зарядных устройств; Зарядки и внешние БП
- внешние блоки питания;
- электронный балласт для осветительных приборов;
- БП мониторов, телевизоров и другого электронного оборудования.
Собираем импульсный БП своими руками
Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.
Принципиальная схема импульсного БПОбозначения:
- Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
- Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
- Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
- Транзистор VT1 – KT872A.
- Стабилизатор напряжения D1 — микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
- Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
- Предохранитель FU1 – 0.25А.
Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.
Лабораторный блок питания | Все своими руками
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 простое зарядное устройство своими руками, 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 КТ803А 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
Похожие материалы: Загрузка…Универсальный блок питания, с помощью которого можно получить все напряжения, которые могут понадобиться в радиолюбительской и просто бытовой деятельности, должен быть в каждом доме. И конечно БП должен иметь хорошую мощность — обеспечивать ток выхода не 0,5 А, как у дешёвых китайских адаптеров, а несколько ампер, чтобы подключить даже свинцовые аккумуляторы от автомобиля для заряда, или электромоторы. Конечно при этом хочется чтоб диапазон напряжений так же имеет значение. Большинство схем ограничены 12 вольт, в лучшем случае 20. Но бывает нужно и 24, и 36 В. Сложно ли создать такой БП самому? Нет, ведь для схемы понадобится всего лишь десяток деталей. Вот очень простой, универсальный источник питания с регулируемым напряжением питания. Максимальное выходное напряжение 36 В — оно настраивается в диапазоне от 1,2 до (vcc — 3) вольт. Схема регулируемого блока питанияТранзистор Q1 — это мощный PNP Дарлингтон, используется для увеличения тока микросхемы LM317. Сама LM317L без радиатора может дать 100 мА, чего достаточно для управления транзистором. Элементы D1 и D2 являются защитными диодами, потому что при включении схемы заряд конденсаторов может повредить транзистор или стабилизатор. Параллельно электролитическим конденсаторам для устранения высокочастотных шумов ставим 100 нФ конденсаторы, потому что электролитические имеют большие значения ESR и ESL и не могут чётко устранить высокочастотные помехи. Вот примерный дизайн печатной платы для этой схемы. Примечания
|
Переделываем блок питания в картинках / Хабр
Доброе время суток обитателю хабрахабра!
Довело меня увлечение электроникой до момента, когда дешевого китайского паяльника стало мало. Было принято волевое решение собрать паяльную станцию своими руками. Но вот беда, оказалось что в городе достать трансформатор на
24 вольтапросто невозможно. Благодаря этому прискорбному факту и родилась статья.
В закромах нашлись несколько старых блоков питания ATX, и начался долгий и тернистый путь к получению заветных 24 вольт.
Как известно у ATX есть линия, выдающая -12 вольт с силой тока около 0,5 ампер, так почему бы её не усилить? Но первый блин, как известно, комом: при попытке запитать чудо паяльник блок питания сделал «БЗЗЗ» и ушел на покой.
Второй попыткой было решено сделать удвоитель напряжения. Но удвоителю на вход нужен переменный ток, который можно взять от трансформатора. Но, как оказалось, и этот путь не привел к успеху…
Продолжение истории под катом (осторожно: много картинок)
Из вооружения был только дешевый мультиметр, который показал, что на трансформаторе около 10 вольт переменного тока. Ну чтож, можно идти в бой! На макетке был собран удвоитель. К сожалению, его фотография сохранилась только одна, так сказать, в боевом режиме
Какого же было удивление, когда мультиметр показал на выходе все 50 вольт! Опровержением постулатов физики заниматься не захотелось, поэтому была приобретена тяжелая артиллерия в виде осциллографа. Картинка на выводах трансформатора получилась следующая
Это с пред делителем 1:10 на щупе и цена деления в 1 вольт. Оказывается трансформатор и выдает заветные 24 вольта, только очень страшной формы (не удивительно, что китайский мультиметр не справился с задачей).
Новая задача — переделать удвоитель в выпрямитель. Заодно было решено перенести всю силовую часть будущей паяльной станции в блок питания. Схема получилась вот такая
Пояснение по схеме:
Диоды D2, D4 (Шоттки 30А 60В) образуют обычный диодный мост, на вход которого приходит 24 вольта ужасной формы, а на выходе — те же 24, но постоянного (стоит заметить, что на выходе ток практически ровный!)
Стабилизатор U1 (7805) понижает напряжение до 5 вольт
Конденсаторы С1 (1000uF, 60V) и С2 (220uF, 16V) — электролиты, выполняющие роль фильтра. В теории перед выходом еще надо поставить керамику, которая бы ловила высокочастотные помехи, но она будет стоять в паяльной станции.
Внешний вид:
На этом электронная часть закончена, осталось собрать все в корпусе.
Первым делом обрезаем все провода, они должны комфортно поместиться в корпус. Провода собраны в пары, чтобы выдерживать большую нагрузку, концы смотаны и залужены.
После этого, добавляем кнопку запуска блока питания. Для запуска ATX нужно замкнуть PS_ON (зеленый провод) на землю (любой из черных).На выключатель у меня ушло 3 провода — PS_ON, GND и один из +5 (красный провод). Последний нужен для питания светодиода внутри кнопки.
Ах, да, выключатель пришлось немного модифицировать, ибо внутри стояла галогенка, рассчитанная на 220 вольт. Пришлось вытащить потроха и заменить на светодиод (5в) и резистор (511R).
К корпусу одного БП была применена грубая сила и он стал плоским (это будет дно конструкции).
На текущем этапе была собрана и запущена бета-версия вот такого вида
Срезаем все лишнее на корпусе с кулером. Так все выглядит в разобранном состоянии:
На корпусе размещаем 9 гнезд RCA и один молекс (выход для паяльной станции)
Внутри все выглядит ужасающе:
Внешне не многим лучше, но уже не так пугает:
Пришло время проверить как справляется наша «пристройка» со своими обязанностями
5 вольт (цена деления — 2 вольта, осциллограф немножко не откалиброван)
24 вольта (цена деления 1 вольт + пред делитель на щупе 1:10)
Как видно, справляется хорошо! Небольшой стресс тест в виде двухчасового кручения моторчика так же пройден успешно. наконец то можно приступать к созданию паяльной станции…
Уф, кажется все. Спасибо всем, кто осилил до конца. Буду рад критике конструкции (версии 2.0 однозначно быть) и текста.
PS. Спасибо хабражителю TheHorse за инвайт
Высоковольтный источник питания 50 000 В: 12 шагов (с изображениями)
Чтобы подготовить обратный ход, мне просто нужно найти отрицательный вывод, обычно это делается путем включения обратного хода, затем прокручивайте высоковольтный кабель вокруг контактов до тех пор, пока он не появится. дуги к правому штифту. Я припаиваю толстую проволоку, разрезаю и покрываю все контакты эпоксидной смолой, это хорошая практика, поскольку она позволяет избежать коронных разрядов и других неприятных вещей, горячий клей тоже работает, но эпоксидная смола лучше, так как она лучше впитывается.
Затем я наматываю около 10 витков толстого провода вокруг сердечника первичной обмотки.Положительный выход блока питания подключается к одному из концов этого провода, другой конец подключается к стоку полевого МОП-транзистора, и, наконец, исток подключается к земле. Вы можете использовать клеммную колодку, чтобы поменять местами соединения (см. Рисунок), это довольно удобно.
Очень важно отметить, что трансформаторы с обратным ходом имеют полярность, они имеют встроенный диод, который пропускает ток только в одном направлении. Чтобы проверить, каким образом вы должны его подключить, просто включите обратный ход (уменьшив мощность на всякий случай) и разместите положительный и отрицательный провода на определенном расстоянии, затем поменяйте местами соединение, сравните обе длины искры, если искра или коронный разряд больше Так или иначе, вы узнаете, что подключили правильно, я обычно отмечаю отрицательную сторону перманентным черным маркером, чтобы не запутать их.
Чтобы изолировать обратный ход, я пропускаю высоковольтный провод в следующий отсек через небольшое отверстие, примерно диаметром с провод, я припаяю провод к банановому разъему, а затем набиваю полость пластиковой пленкой, это гарантирует При арковании или коронном разряде я покрываю пластиковую пленку пеной. Я покрываю задний отсек таким же поролоном.
Вы, наверное, заметили маленькую чашечку вокруг разъема, я просверлил небольшое отверстие и продвинул разъем, а затем прикрутил его к корпусу, он может быть не таким хорошим (и дорогим), как стандартный высоковольтный разъем, но эта чашка — хорошая защита от случайного прохождения дуги.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Я добавил конденсатор 22 мкФ 250 В параллельно (или параллельно) первичной обмотке, чтобы добиться некоторого резонанса, это улучшило выходной ток, и я бы сказал, что сейчас напряжение немного выше, я могу ошибаться, но трансформатор и мостовой выпрямитель, кажется, не так нагреваются, как раньше, или, по крайней мере, я не почувствовал каких-либо побочных эффектов от использования конденсатора. Я рекомендую использовать неполяризованный конденсатор с высоким номинальным напряжением, поскольку скачки напряжения на первичной обмотке могут быть неприятными.
Регулируемый линейный источник питания постоянного тока на 50 В, 3 А
Специалисты по схемам, Источник питания постоянного тока на 50 В, 3 А
CSI5003XE — полностью регулируемый настольный линейный источник питания с регулируемым ограничением тока.
CSI5003XE — это регулируемый настольный линейный источник питания на 50 вольт. Для приложений, требующих значительного напряжения, это устройство может выдавать до 50 В и 3 А и может быть предварительно настроено на любую их комбинацию. Уровни мощности отображаются на большом четком светодиодном дисплее, на котором отображаются напряжение и ток.Токовый выход может быть предварительно установлен пользователем с помощью регулировочного винта отвертки на передней панели, а напряжение регулируется с помощью большой многооборотной ручки на передней панели для точной настройки напряжения. Выход осуществляется через пару банановых разъемов на передней панели, к которым при желании можно подключить обычные 4-миллиметровые кабели с банановыми вилками, а также имеется закрытая клеммная колодка для дистанционного измерения вольтметром на источнике питания. Этот настольный блок питания обеспечивает точную выходную мощность в компактном и доступном корпусе.
Технические характеристики блока питания CSI5003XE
- Выходное напряжение (CV): 0-50 В постоянного тока
- Выходной ток (CC): 0-3 А
- Пульсация: 1.5 мВ среднеквадр.
- Линейное регулирование (CV): <0,01% + 5 мВ
- Линейное регулирование: (CC): <0,01% + 5 мВ
- Регулировка нагрузки (CV): <0,01% + 5 мВ
- Входное напряжение: 110 В переменного тока +/- 10% (не переключается на 220 В переменного тока)
- Напряжение точности отображения: 100 мВ +/- 1 цифра
- Ток точности дисплея: 10 мА +/- 2 цифры
- Управление выходом: ручка с одним поворотом
- Охлаждение: вентилятор
Обратите внимание: в этом источнике питания используется стандартная мощность переменного тока 110–120 вольт, 60 Гц, и он поставляется с заземленным кабелем питания, совместимым с электрическими розетками на 110–120 вольт, используемыми в США.Он НЕ совместим с системами питания 220–240 В, 50 Гц, используемыми в других странах, если не используется соответствующий адаптер / преобразователь питания (не входит в комплект).
Из соображений безопасности компания Circuit Specialists в настоящее время не имеет в наличии адаптеров питания или преобразователей для источников питания.
Для получения дополнительной информации см. Руководство пользователя CSI5003XE.
Полезные ссылки
Вот краткое руководство, описывающее разницу между линейными и импульсными источниками питания.
Для многих источников питания вам понадобится программируемая нагрузка постоянного тока.
Схема переменного источника питания, 0-50В при 3А с печатной платой
Этот регулятор представляет собой схему регулируемого источника питания 0-50В . Которые вы можете регулировать выходное напряжение в широком диапазоне от 0 В до 50 В, а ток не менее 3 А. Также немаловажна защита от перегрузки. Так как он сразу отключится при коротком замыкании нагрузки.
Выход представляет собой цепь регулирования напряжения. Потому что они используют микросхемы LM723 для обеспечения наилучшей производительности. Таким образом, он подходит для цепи питания в различных экспериментах.
Теперь у нас есть этот проект, который охватывает почти все приложения.
Потому что он может регулировать выходное напряжение от 0 В до 50 В. Потому что мы используем транзистор 2SC5200 для замены старого транзистора 2N3055. 2N3055, хотя и очень древний, но все еще имеет много применений, которые нам нравятся.
А также подайте ток на 3А, что лучше, чем у DC Variable Supply 0-50V, 2A . Надеюсь, вам это понравится.
Техническая информация
- Использует трансформатор, размер напряжения: 24 В — 18 В — CT — 18 В — 24 В, при токе: от 3 А до 4 А
- Имеется защита от перегрузки по току для предотвращения повреждения цепи
- Регулируемое напряжение между От 0 В до 50 В постоянного тока (в зависимости от входного напряжения переменного тока)
Вы можете применить его к на схеме источника питания 48 В . - Может подавать максимальный ток до 3A
Как это работает
На рисунке 1 представлена принципиальная схема этого проекта.
Прежде всего, переменное напряжение от трансформатора T1 проходит через диод D1-D4 на выпрямитель до постоянного напряжения.
Во-вторых, конденсатор C1 фильтрует это импульсное постоянное напряжение для сглаживания, прежде чем направить через R1, R2 в TR5.
0-50V 3A схема переменного источника питания
И есть IC1, который используется для управления напряжением в точке OUT, регулируя VR1, можно регулировать напряжение в пределах 0-50 вольт.
Переменный источник питания 0–30 В на 3 А ’»
Два резистора R1 и R2 ограничивают ток перегрузки. Они работают вместе с двумя транзисторами TR1, TR2.
При превышении тока TR1 и TR2 будут работать. Затем есть выходное напряжение на выводе E TR2 через LED1 на 2 контакта IC1. LED1 — это индикатор аварийной сигнализации.
Таким образом, цепь перестает подавать напряжение на выход.
Нам нужно использовать нормальный ток нагрузки ниже 3А.
После этого нажмите переключатель-SW1, чтобы перезагрузить систему, чтобы снова перезапустить рабочую цепь.
Как собрать
В этом проекте довольно много компонентов. Вы должны ощутить скромную электронику. Вы можете использовать перфорированную печатную плату. Компоновки компонентов на Рисунке 2
Рисунок 2 Компоновка компонентов и проводка
Примечание:
Если вы хотите построить эту схему. Я разработал это с www.easyeda.com
Во-первых, Принципиальная схема регулируемого источника питания 0-50 В, 3 А
Во-вторых, фактический размер одностороннего макета медной печатной платы в этом проекте.
Распечатайте его с разрешением 300 точек на дюйм.
В-третьих, компоновка компонентов схемы переменного источника питания
Скачать файлы Gerber
Списки запчастей
Вы можете купить компоненты в магазинах электроники здесь.
Semiconductors
- IC1 = LM723 — высокоточный стабилизатор напряжения
- TR1 = BF423 — транзистор PNP
- TR2, TR3 = BF422 — транзистор NPN
- TR4 = BD140 — транзисторы PNP 00 TR5 = 2NSC
- ZD1 = 36V 0.Стабилитрон 5 Вт
- D1-D4 1N5401—3A Диод 100 В
- LED1, LED2 — светодиод 3 мм, как хотите
Резисторы
- R1, R2 = 0,1 Ом 2Вт = 2 шт.
- R3 = 56 Ом 0,5Вт = 1 шт.
- R4, R10 = 100K 0,25W = 2 шт.
- R5, R8, R20 = 10K 0,25W = 3 шт.
- R6, R22, R23 = 1K 0,25W = 3 шт.
- R7 = 15K 0,25W = 1 шт.
- R9 = 2.7K 0.25W = 1 шт.
- R11, R12 = 5.6K 0.5W = 2 шт.
- R13, R17 = 8.2К 0,5 Вт = 2 шт.
- R14, R15, R16 = 10K 0.5W = 3 шт.
- R19 = 330 Ом = 1 шт.
- VR1 = потенциометр 10K = 1 шт.
Конденсаторы керамические
С6 = 470пФ 50В = 1шт.
Майларовые конденсаторы
C2, C7 = 0,1 мкФ 100 В = 2 шт.
Конденсатор электролитический
- C1 = 2200uF 63V = 1 шт.
- C3 = 47 мкФ 50 В = 1 шт.
- C4, C5 = 10 мкФ 50 В = 2 шт.
- C8 = 100 мкФ 63V = 1 шт.
SW1 — нормально разомкнутый выключатель сброса = 1 шт.
Печатная плата, провода, радиатор, гайка, винт и др.
Посмотрите этот замечательный КОМПЛЕКТ, который я нашел на Amazon здесь:
Установка транзистора на радиатор
Когда нагрузка потребляет слишком большой ток. 2SC5200 тоже слишком греется.
Таким образом, мы должны установить радиатор большого размера, чтобы сэкономить 2SC5200. Мы можем установить транзистор 2SC5200 на радиатор как Рисунок 3 .
Это правильный способ установки транзистора в радиатор.Соедините их вместе с помощью шестигранной гайки и металлического винта, используя слюдяной изолятор для защиты от короткого замыкания.
Рисунок 3 Монтаж транзистора на радиатор
Распиновка всех транзисторов в этом проекте
См .:
Есть 2SC5200, BD140, BF423 и BF422. Вы можете ошибиться с ними.
Подключение трансформатора
Давайте посмотрим на Рисунок 2.
- Если вы хотите использовать выходное напряжение 0-50 В постоянного тока. Подключаешь 18,24 терминал.
- К выходу 0-30VDC можно подключить клеммы 0,24.
- Выход 0-20VDC, можно подключить клемму 0,18.
Но я не могу купить трансформатор, показанный на рисунке 2. Итак, используйте 2 трансформатора для последовательного подключения 0-18 В и 0-24 В.
18 В + 24 В = 42 В переменного тока.
При подключении неправильной полярности выходное напряжение будет низким. Как показано на рисунке 6, на выходе всего 5 В переменного тока.
Это означает, что вы неправильно подключили трансформатор. Необходимо вернуть провод новой полярности. Считаем напряжение около 43В.
В конце концов, у нас будет успешная схема.
Тестирование и ремонт
Для начала подключите трансформатор, как показано на рисунке 2. Затем используйте катушку трансформатора в соответствии с нашими потребностями. Затем измерьте напряжение на OUT.
Будьте осторожны !! Проверить и еще раз проверить!
Убедитесь в отсутствии ошибок перед включением цепи.
После этого вольтметром измерить напряжение на выходе. Погоди!
Затем подключите сеть переменного тока к трансформатору.Пока мы считываем напряжение на выходе 0-50V, начинаем настраивать VR1.
Как видео ниже.
Ремонтный
Если этот проект не работает. Пожалуйста, проверьте и проверьте еще раз. Часто из-за неправильной установки устройства и пайки. Убедитесь, что все точки пайки разные.
Затем вы измеряете напряжение на C5, оно должно быть 36 В. Это напряжение питания IC1. Если это не то же самое. Вы проверяете напряжение на C1, около 58 В.Если нет этого напряжения. Пожалуйста, проверьте провода трансформатора, диоды D1-D4 и C1 еще раз.
А затем вернитесь к проверке компонентов, регулятора постоянного тока IC1 еще раз.
- R1 — в случае отказа. Нет тока на Q3, поэтому нет напряжения на C5.
- Q3 — Проверьте распиновку Q3 еще раз. Какой-то друг сказал неправильно.
- ZD1 — Если поставить обратную полярность. Схема может не работать.
Высокое напряжение и не удается отрегулировать
Сначала проверьте напряжение на выводе 11.Теперь это высокое напряжение. Вы можете удалить R11, R12. Затем измерьте напряжение на выходе. Оно должно быть низким или нулевым.
Но это все еще высокое напряжение. Возможно, Q4 неправильный, его отведение переключено.
Далее, если работает. Проверьте R4, R23, R22, R21, R20 и VR1. Они могут быть ошибкой.
Ответьте на вопрос — FAQ
Трансформатор и потенциометр
Mr balasaheb desai: Вы можете использовать трансформатор 15V 0 15V, вы не используете CT или клемму 0. Думаю, у вас будет максимальное выходное напряжение около 40В.Да, вы можете использовать банк 20K. Но вы должны добавить резистор 20 кОм параллельно с этим потенциометром 20 кОм. Смотрите на рисунке ниже, полное сопротивление в цепи равно 10 кОм.
Может адаптироваться к переменному источнику питания 0-70 В?
Я думаю, что его можно использовать для источника переменного тока 0-70 В. Потому что 2SC5200 может использовать максимальное напряжение 230 В, указанное в таблице. Но я не уверен в реальном использовании. Пожалуйста, проверьте это с осторожностью.
И вам необходимо использовать напряжение трансформатора на входе 55 В переменного тока.Когда преобразователь выпрямителя составляет около 76 В.
Можно увеличить ток до 5А?
Меня спрашивает друг. Может ток увеличить до 5А?
Да, можно. По принципу. Мы должны сделать следующее:
- Измените размер трансформатора на 5A
- Измените или увеличьте размер конденсатора вдвое по сравнению с оригиналом. Можно добавить 2200 мкФ или изменить до 4700 мкФ. Напряжение такое же.
- Параллельно еще один силовой транзистор. Следует носить амортизатор для него, потому что свойства каждого транзистора могут быть разными.
- РА, РБ — амортизатор, 1,2 Ом 5Вт. И измените R3 на 100 Ом.
- Предупреждение Я еще не пробовал этот метод. Поэтому не могу подтвердить
Я верю в вас. Вы любите вызовы. Рад попробовать это сделать. Хотя есть риск, что не получится.
Загрузить это
Все полноразмерные изображения и PDF этого сообщения находятся в этой электронной книге ниже. Пожалуйста, поддержите меня. 🙂
Продолжайте читать: «Регулируемый источник питания 0–30 В, 0–5 А» »
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Design Источник питания 5 В постоянного тока (простое пошаговое руководство)
Ищете помощь в разработке источника питания 5 В самостоятельно? Что ж, добро пожаловать. В этом посте мы не только проектируем блок питания, но и узнаем о расчетных расчетах, которые вы можете сделать сами.
Схема источника питания — это очень простая схема в обучении электронике. Почти каждый в электронике пытается это сделать. И я не могу сказать вам, насколько это весело, когда вы закончите свой первый дизайн блока питания, протестируете его, и он будет работать нормально.
Хорошо!
Блок питания, который мы здесь разработаем, очень простой. Это дизайн, основанный на линейной технологии, он будет проходить вас на каждом этапе проектирования, пытаться представить все простым языком, выполнять некоторые математические вычисления, например, если в схеме используется конденсатор, вы должны знать, почему он там, и как рассчитывается его стоимость.
Надеюсь, вам понравится этот пост и вы чему-нибудь научитесь. На всякий случай, если вам нравится заниматься электроникой, занимаясь своими руками, то этот набор для самостоятельного изготовления регулируемого блока питания (нажмите здесь) подойдет именно вам.Развлекайтесь 😀
Конструкция блока питания 5В постоянного тока
Проектирование любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы. Это помогает нам спроектировать отдельные части схемы, а затем, в конце концов, собрать их вместе, чтобы получить полную схему, готовую к использованию.
Общая блок-схема этого проекта представлена ниже. Все очень просто. Он состоит из следующих четырех основных подблоков.
- Трансформатор
- Схема выпрямителя
- Фильтр
- Регулятор
Сначала я объясню каждый блок в целом, а затем перейдем к проектированию.Думаю, нужно понимать, какой блок что делает в первую очередь.
Итак, давайте попробуем разобраться в каждом разделе по отдельности.
Входной трансформатор
Трансформатор — это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения в соответствии с законом передачи энергии.
Вопрос в том, зачем нам это нужно в нашей конструкции снабжения?
Что ж, в зависимости от вашей страны, переменный ток, поступающий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В. Нам нужен входной трансформатор для понижения входящего переменного тока до требуемого нижнего уровня i.е. близко к 5В (переменный ток). Этот более низкий уровень в дальнейшем используется другими блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.
Трансформатор — это устройство, которое используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения, сохраняя одинаковую входную и выходную мощность.
Будьте осторожны, играя с этим устройством.
Поскольку вы используете сетевое напряжение, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь к клеммам голыми руками или плохими инструментами. Имейте хороший и достойный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какая линия находится под напряжением, идущим к трансформатору.
Выпрямительная схема
Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до 5 В постоянного тока. Извините, вы ошибаетесь, как когда-то был я. Пониженное напряжение по-прежнему остается переменным. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.
Схема выпрямителя — это комбинация диодов, расположенных таким образом, чтобы преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение.
Без выпрямительной схемы невозможно получить необходимое выходное напряжение 5 В постоянного тока.Эта схема поставляется в красивых интегрированных корпусах, или вы также можете сделать ее с использованием четырех диодов. Вы увидите, как мы это проектируем, в следующих разделах.
В основном, существует два типа выпрямительных схем; полуволновой и двухполупериодный. Однако нас интересует полноценный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем первый.
Фильтр
В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящий переменный ток в постоянный, но, к сожалению, не превращает его в чистый постоянный ток.Выход выпрямителя пульсирует и называется пульсирующим постоянным током. Этот пульсирующий постоянный ток не считается подходящим для питания чувствительных устройств.
Итак, выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра — отфильтровывать эти пульсации и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.
Конденсаторный фильтр используется, когда нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый или удалить искажения из сигнала
Практическое правило: напряжение постоянного тока должно иметь пульсации менее 10 процентов, чтобы можно было точно регулировать.
Лучшим фильтром в нашем случае является конденсаторный. Вы, наверное, слышали, конденсатор — это устройство, накапливающее заряд. Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашей базовой конструкции блока питания 5 В.
Регулятор
Стабилизатор — это линейная интегральная схема, в которой используется стабилизированное постоянное выходное напряжение. Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменять выходное напряжение при изменении нагрузки.
Всегда требуется выходное напряжение, независимое от нагрузки.ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от переменных нагрузок, но и от изменений напряжения в сети.
Регулятор — это интегральная схема, используемая для обеспечения постоянного выходного напряжения независимо от изменений входного напряжения.
Надеюсь, вы разработали несколько основных концепций проектирования источников питания. Давайте пойдем дальше с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной конструкции блока питания 5 В постоянного тока.
Принципиальная схема источника питания 5В постоянного тока
Ниже представлена принципиальная схема указанного проекта.Вы получаете основной запас; напряжение и частота могут зависеть от вашей страны, предохранителя; для защиты схемы, трансформатора, выпрямителя, конденсаторного фильтра, светодиодного индикатора и регулятора IC.
Блок-схема реализована в программном обеспечении NI Multisim, хорошем программном обеспечении для моделирования для студентов и начинающих электронщиков. Я рекомендую потратить немного времени на то, чтобы поиграть с ним.
Теперь перейдем к собственному дизайну.
Пошаговый метод проектирования источника питания постоянного тока 5 В
Вот в чем дело, мы сначала спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для питания наших проектов.
Итак, приступим к делу шаг за шагом.
Вы думаете, я бы начал объяснение конструкции с трансформатора, но это не так. Трансформатор выбирается не сразу.
Шаг 1: Выбор регулятора IC
Выбор микросхемы регулятора зависит от вашего выходного напряжения. В нашем случае мы проектируем для выходного напряжения 5В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.
Следующим шагом в процессе проектирования является определение номинальных значений напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.Это делается с помощью таблицы данных регулятора IC.
Ниже приведены номинальные характеристики и схема контактов LM7805 из таблицы данных.
В техническом описании 7805 также предписывается использование конденсатора 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки. И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтрация находится далеко от регулятора.
Для дополнительной информации, для вывода положительного напряжения мы используем LM78XX.XX указывает значение выходного напряжения, а 78 указывает положительное выходное напряжение. Для выхода с отрицательным напряжением используйте LM79XX, 79 указывает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.
Шаг 2: Выбор трансформатора
Правильный выбор трансформатора означает экономию денег. Мы узнали, что минимальный вход для выбранной нами микросхемы регулятора составляет 7 В (см. Значения в таблице выше). Итак, нам нужен трансформатор для понижения основного переменного тока, по крайней мере, до этого значения.
Но между регулятором и вторичной обмоткой трансформатора тоже есть выпрямитель на диодном мосту.Выпрямитель имеет собственное падение напряжения, то есть 1,4 В. Нам также необходимо компенсировать это значение.
Итак, математически:
Это означает, что мы должны выбрать трансформатор со значением вторичного напряжения, равным 9 В или как минимум на 10% больше, чем 9 В.
Исходя из этого, для конструкции блока питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В. Почему ток 1А? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем пропускать ток, превышающий это значение.Выбор трансформатора с номинальным током выше этого потребует дополнительных денег. И нам это не нужно.
Шаг 3: Выбор диодов для моста
Как вы видите на принципиальной схеме, схема выпрямителя состоит из нескольких диодов, расположенных по схеме. Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно подобрать для него подходящие диоды. При выборе диода для мостовой схемы. Имейте в виду выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора i-e 9В в нашем случае.
Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который поставляется в корпусе IC. Но я не хочу, чтобы вы использовали его здесь, просто для изучения и игры с отдельными диодами.
Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е. в данном случае 500 мА). И пиковое обратное напряжение (PIV) больше пикового вторичного напряжения трансформатора
Мы выбрали диод IN4001, потому что он имеет номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, и пиковое обратное напряжение 50 В.Пиковое обратное напряжение — это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.
Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты
При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать его напряжение, номинальную мощность и значение емкости. Номинальное напряжение рассчитывается на основе вторичного напряжения трансформатора.
Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение. Итак, если вторичное напряжение составляет 13 В (пиковое значение для 9 В), то номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее 50 В.
Во-вторых, нам нужно рассчитать правильное значение емкости. Это зависит от выходного напряжения и выходного тока. Чтобы найти правильное значение емкости, используйте формулу ниже:
Где,
Io = ток нагрузки, т. Е. 500 мА в нашем исполнении, Vo = выходное напряжение, т. Е. В нашем случае 5 В, f = частота, т. Е. 50 Гц
В нашем случае:
Частота 50 Гц, потому что в нашей стране переменный ток 220 @ 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В при 60 Гц. Если да, то укажите значения соответственно.
Используя формулу конденсатора, практическое стандартное значение, близкое к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.
Другая важная формула приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.
В данном случае R — сопротивление нагрузки. Rf — коэффициент пульсации, который для хорошей конструкции должен быть менее 10%. И на этом мы почти закончили с дизайном блока питания на 5 В.
Шаг 5. Обеспечение безопасности источника питания
Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же наш простой источник питания должен иметь один, то есть входной предохранитель. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки.
Например, наша желаемая нагрузка может выдержать 500 мА. Если в случае, если наша нагрузка начнет плохо себя вести, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит наши поставки.
Практическое правило при выборе номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.
Разработанный нами простой блок питания способен выдавать ток 1 А, что в некоторых случаях может быть использовано. Если вы решили использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить радиатор к микросхеме регулятора.
Больше удовольствия с электроникой
Электроника — это очень весело. Как только вы окунетесь в мир электроники, у вас всегда есть чем заняться.
Если вам нравится делать электронику своими руками, вам понравился этот пост, вы узнали все концепции дизайна, а теперь хотите создать свой собственный проект источника питания DIY.Вы хотите спаять и поиграть со всеми вышеупомянутыми компонентами, затем проверьте это, комплект источника питания Elenco (Amazon Link), вам будет интересен.
Кроме того, есть забавная книга под названием Make Electronics: Learning through discovery (Amazon link), , которая научит вас многим классным электронным устройствам на практике. Если вы найдете эту книгу интересной, попробуйте, и вы многому научитесь.
Заключение
Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучаете основы электроники, я бы порекомендовал вам разработать собственный лабораторный источник питания.
Он поможет вам изучить электронику, а также даст вам лучший лабораторный источник питания.
Я называю его лучшим, потому что вы сделаете его сами. И я не могу выразить словами, насколько весело играть с электроникой в безопасной среде. Это похоже на обучение на практике
Не указывайте только источник питания 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА. И это было то, что я знаю, как разработать источник питания постоянного тока на 5 В.
Надеюсь, это была вам какая-то помощь.
Спасибо и удачной жизни.
Прочие полезные сообщения
Как построить универсальный регулируемый блок питания постоянного тока от 0 до 12 В
Предисловие
Построить предлагаемую схему регулируемого источника постоянного тока от 0 до 12 В настолько просто, что ее может даже собрать любой электронный новичок за половину час. Более того, максимальное выходное напряжение не может быть ограничено всего лишь 12 вольт, а может быть увеличено до 32 вольт (бесступенчато) путем простого изменения номиналов трансформатора соответствующим образом.Вся операция становится удивительно простой только благодаря наличию этой выдающейся микросхемы — LM 338.
Сама по себе микросхема проста. У него всего три отведения, поэтому путаница значительно снижается. Все встроено — просто подключите пару пассивных компонентов к его выводам, и вы сразу же начнете создавать желаемое выходное напряжение.
Перед тем, как перейти к фактическому описанию схемы, давайте сначала обсудим некоторые из ее конструктивных характеристик:
- Пиковая пропускная способность 7 Ампер мгновенного пикового тока
- 5 Ампер постоянного и постоянного тока пропускной способности
- Выходная мощность регулируется от 1.От 2 до 32 вольт постоянного тока
- Отличное регулирование линии и нагрузки, обычно 0,005% / вольт и 0,1% соответственно
- Встроенная защита безопасной зоны от коротких замыканий, перегрузок и т. Д.
- Выходной ток не зависит от корпуса микросхемы температура
Описание схемы
Ссылаясь на рисунок, мы находим, что конструкция довольно проста. Давайте проанализируем функции и важность различных компонентов, задействованных в IC LM 338, с помощью следующего обсуждения:
Понижающий трансформатор TR1 снижает напряжение в сети переменного тока до требуемого уровня, мостовая диодная схема выпрямляет его, а конденсатор C1 выполняет необходимая фильтрация.Полученный таким образом чистый постоянный ток подается в конфигурацию IC 338 для дальнейшей обработки.
Конденсатор C3, который предпочтительно представляет собой танталовый конденсатор, действует в качестве эффективного обхода для нежелательных остаточных сигналов переменного тока,
C2 включен для улучшения подавления пульсаций. Это исключает любую возможность усиления пульсаций на выходе при увеличении напряжения за счет эффективного обхода небольшого содержания пульсаций на клеммах ADJ. Как указано выше, здесь больше подходит твердотельный танталовый конденсатор из-за его характеристик низкого импеданса даже на относительно более высоких частотах.
Резистор R1, определяющий ток, должен быть подключен как можно ближе к выводам ИС. Несмотря на то, что микросхема оснащена отличной функцией регулирования нагрузки, подключение R1 рядом с его выводами устраняет падение потенциала линии, улучшая эффективность регулирования нагрузки.
Диоды D5 и D6 также выполняют важные функции. В случае, если выходной конденсатор C3 случайно закорочен подключенной нагрузкой, это может вызвать сильный всплеск обратного тока во внутренней схеме ИС.D5 эффективно отводит выбросы и помогает избежать возможного повреждения ИС из-за выбросов, генерируемых разряжающимися конденсаторами. D6 предназначен для защиты от скачков разряда конденсатора C2.
Напряжение изменяется с помощью комбинации двух потенциометров VR1 и VR2. Включение двух потенциометров может выглядеть несколько необычно, однако использование двух элементов управления позволяет получать широкий диапазон выходного напряжения и дискретные настройки калибровки устройства, что делает его более эффективным и универсальным.
Список деталей
Для построения предлагаемой схемы регулируемого блока питания от 0 до 12 вольт вам потребуются следующие детали:
Все резисторы 1/4 Вт, CFR, 5%, если не указано иное.
R1 = 120E
VR1 = 10K
VR2 = 4K7
C1 = 2200 мкФ / 50 В
C2 = 1 мкФ / 50 В, TANT.
C3 = 10 мкФ / 50 В, ТАНТ.
D1 —— D6 = 6 Ампер, 300 В
IC1 = LM 338, TO-3
TR1 = 25-0-25 В, 5 Ампер. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОТВОД НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
ОТОПИТЕЛЬ = КАНАЛ «C», TO-3
M1 = ВОЛЬТМЕТР, 0-50 Вольт
Как построить стационарный источник питания 0-50 В 2A (принципиальная схема)
Принципиальная схема
Я использую lm10 IC, потому что у нее есть опорное напряжение, и это полезно для источника питания постоянного тока.С двумя ИС могут приниматься разное выходное напряжение и сила тока. Эта схема защищена от короткого замыкания. P2 предназначен для управления током в диапазоне 0-2A. Стабилизируйте выходное напряжение с помощью R4 на отрицательном контакте операционного усилителя и с помощью R2 и P1 на положительном контакте.
Выход операционного усилителя контролирует T1, не допускающий пульсаций напряжения. T1 увеличивает или уменьшает ампер R6 и контролирует напряжение T5 и T4. Контакт 1 — это опорное напряжение, и опорное напряжение теряет некоторое напряжение на R1, которое составляет 100 мкА.Этот ток также проходит через P1.
Vlose p1 = 100uA * Rp1
Эта потеря напряжения регулирует величину выходного напряжения выходного тока, сравниваемую между опорным напряжением P3 и потерянным напряжением на R11. T3 защищает короткое замыкание с R11. Для понижения выходного напряжения до 0В следует подключить один резистор 470 Ом на выходе. Минимальное напряжение 0,4 В. Максимальное выходное напряжение зафиксировано с помощью R1b и не должно превышать 50 В. Поэтому ваш трансформатор должен выдавать 36 В, 3 А с конденсатором 4700 мкФ. T6, T5, T7 требуется теплопровод.
R1a = 2,2 K
R1b = прочитать текст
R2 = 10 K
R3, R7 = 3,3 k
R4 = 390 Ом
R5 = 47 K
R6 = 3,3 K 1 Вт
R8 = 180 Ом
R9, R10 = 0,47 Ом 3 Вт
R11 = 0,075 Ом 2 Вт
R12 = 470 Ом
P1 = 500K потенциометр гильзы
P2 = потенциометр 4,7 K
P3 = потенциометр 10 K
C1 = 1nF
C2 = 10nF
C3 = 22nF
C4 = 47 мФ 63 В электролитический
C5 = 4700 мФ 80 В электролитический
T1, T2 = BC161
T3, T4 = BD141
T5 = BD241
T6, T7 = 2V3055
D1, D2 = 1N4148
D3, D4 = 1N4001
LIC1
Автор:
Электронная почта: hamed_iranmehr @ yahoo.com
Веб-сайт : http://www.electronics-lab.com
Схемы похожие
Меры предосторожности для источников питания Меры предосторожности для источников питания
Пример для серии S8FS-G Серия
Работа
Два источника питания могут быть подключены последовательно.
Примечание 1. Диод подключается, как показано на рисунке.Если нагрузка закорочена, внутри источника питания будет генерироваться обратное напряжение. В этом случае источник питания может выйти из строя или выйти из строя. Всегда подключайте диод, как показано на рисунке. Выберите диод со следующими характеристиками.
Примечание 2. Хотя блоки питания с различными характеристиками могут быть подключены последовательно, ток, протекающий через подключенный последовательно, ток, протекающий через нагрузку, не должен превышать меньший номинальный выходной ток.
<Создание положительных / отрицательных выходов>
Выходы — это беспотенциальные выходы (т. Е. Первичные и вторичные цепи разделены). Таким образом, вы можете создавать положительные / отрицательные выходы, используя два источника питания. Вы можете делать положительные / отрицательные выходы с любой из моделей. Если вы используете положительный / отрицательный выходы, подключите два источника питания одной модели, как показано ниже. Вы можете комбинировать модели с разной выходной мощностью и выходным напряжением.Однако в качестве тока нагрузки следует использовать меньший из двух номинальных выходных токов.
В зависимости от модели, внутренние цепи могут быть повреждены из-за сбоя запуска при включении питания, если такие нагрузки, как серводвигатель или операционный усилитель, могут работать последовательно.
Поэтому подключите обходные диоды (D1, D2), как показано на следующем рисунке. Если в списке моделей, поддерживающих последовательное соединение выходов, указано, что внешний диод не требуется, внешний диод также не требуется для положительных / отрицательных выходов.
Используйте следующую информацию в качестве руководства для определения типа диода, диалектической силы и силы тока.
.