Простой регулируемый двухканальный линейный блок питания с защитой по току на LM350. Схема

Главная » Источники питания » Простой регулируемый двухканальный линейный блок питания с защитой по току на LM350. Схема

Иногда требуется простой линейный блок питания с регулируемым выходным напряжением и регулируемой функцией ограничения тока. В данной статье представлен простой блок питания с использованием регулируемого стабилизатора LM350, который обеспечивает регулируемое напряжение до 17 В и максимальный выходной ток до 2А.

LM350 имеет более высокую рассеиваемую мощность по сравнению с общедоступным регулируемым стабилизатором напряжения LM317 и, следовательно, имеет более высокий гарантированный выходной ток.

Характеристики LM350

Распиновка LM350

Типовое включение LM350

Скачать datasheet LM350 (85,5 KiB, скачано: 524)

Принципиальная схема блока питания приведена на рисунке ниже. Источник питания построен с использованием мостового выпрямителя (BR1), регулируемого стабилизатора напряжения LM350 (IC1), транзисторов BC327 (T1) и BC337 (T2) и нескольких дополнительных компонентов.

Если использовать трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 18-20 В с номинальным током 2A, с данной схемой мы можете получить выходное напряжение V_OUT1 от 1,2 В до примерно 16,5 В, на разъеме CON3, и выходное напряжение V_OUT2 от 0 В до 15 В, на разъеме CON2.

Вход регулируемого блока питания защищен предохранителем 2А F1. Конденсаторы С3 и С5 (2200 мкФ) являются основными фильтрующими конденсаторами.

Входное напряжение ограничено максимальным входным напряжением микросхемы LM350. Максимальная рассеиваемая мощность LM350 составляет около 25 Вт.

Согласно datasheet на LM350, входное напряжение LM350 может быть от 3 В до 35 В, а выходное напряжение может регулироваться в диапазоне от 1,2 В до 33 В

Выходное напряжение V_OUT1 можно рассчитать по следующей формуле:

Блок питания 0. ..30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

V_OUT1=1,25В * (1+(V_R2+V_R3)/R7))

Выходное напряжение V_OUT2 примерно на 1,5 В ниже, чем V_OUT1, и, следовательно, может начинаться с 0В.

Транзисторы T1 и T2 совместно с потенциометром VR3 образуют блок ограничения по току. Минимальный выходной ток составляет около 0,35 А и зависит от резистора R2 и потенциометра VR3.

Бегунок потенциометра VR3 должен находиться в крайнем правом положении для получения минимального выходного тока, а в крайнем левом положении — для получения максимального выходного тока.

Максимальный выходной ток составляет около 2А. когда VR1 настроен на максимальный выходной ток, T1 и T2 будут открыты, а светодиод LED2 будет светиться. В противном случае транзисторы будут T1 и T2 будут заперты, и LED2 будет выключен.

Конденсаторы С4 и С9 предотвращают переключение транзисторов Т1 и Т2 во время переходных процессов.

Выходное напряжение регулируется с помощью потенциометров VR1 и VR3.

VR2 используется для грубой регулировки, в то время как VR3 используется для более точной регулировки выходного напряжения.

Соберите схему на плате. Подайте примерно 18-20 В на разъем CON1. Свечение светодиода LED1 указывает на наличие входного питания. LED2 светится, когда срабатывает ограничение по току.

Скачать рисунок печатной платы (397,5 KiB, скачано: 551)

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Categories Источники питания Tags Блок питания

Отправить сообщение об ошибке.

Проблемы монтажа на примере 4-х канального БП на LM350

Эта заметка не о блоке питания, а о вариантах решения проблем расположения и монтажа элементов в самодельных устройствах на примере рабочего блока питания. И хотя БП был сделан именно как инструмент для работы при ремонте и тестировании, назвать его лабораторным блоком питания будет вряд ли уместно, поскольку он не дотягивает до негласного стандарта таких устройств. В этой заметке он использован только для демонстрации

вариантов решения проблем монтажа элементов. Проблемам монтажа обычно уделяют мало внимания, хотя на практике они почти всегда отнимают много сил и времени.

Ниже — 40-минутное видео и много фото.

Видео

Время разных этапов этого видео:

1 мин 24 сек — пару слов по схеме БП

5 мин 32 сек — регулятор оборотов вентилятора с термистором

8 мин 09 сек — начало по теме видео

10 мин 46 сек — БП разобран, рассказ о монтаже

12 мин 08 сек — об изучении рынка и запасах хлама

17 мин 05 сек — закрепление диодных мостов и конденсаторов

19 мин 51 сек — проблемы укладки проводов

20 мин 28 сек — монтаж деталей лицевой панели

32 мин 07 сек — некоторые выводы

34 мин 30 сек — крепление трансформатора без контакта с корпусом

Устройство БП

Пару слов о самом блоке питания.

БП 4-х канальный, трансформаторный. Каждый из 4-х каналов построен на базе линейного стабилизатора LM350, и полностью изолирован от соседних. БП будет по мере надобности дорабатываться, хотя сейчас весомых причин для этого нет. Дело в том, что предназначение и полезный эффект от возможных доработок БП пока не стоит тех затрат, которые ради этого необходимо будет понести.
Впрочем, время покажет.

Трансформатор

Об этом трансформаторе у меня есть отдельная заметка:
Перемотка трансформатора без разборки

и даже видео:
http://www.youtube.com/watch?v=TLogCQZMsYA

Здесь хочется особо отметить один момент.
Поскольку этот рабочий блок питания (наподобие лабораторного) является инструментом, а не частью другого изделия, то я не увидел смысла в том, чтобы создавать какой-то полностью законченный продукт.

Т.е. этот БП всегда в состоянии перманентной доработки, переделки, и его можно всегда разобрать и изменить под текущую задачу. И трансформатор, имеющий множество вторичных обмоток, делался изначально с возможностью изменять в нем напряжение на каждом канале в зависимости от задач.
Подробнее о нем — см. в упомянутой выше заметке.

Схема

БП не доделан! И хотя схема здесь не имеет значения (поскольку БП использован как пример решения проблем монтажа), привожу ее ниже:

Здесь использован простейший вариант с минимальным количеством радиодеталей. Единственный интересный момент — это использование двух параллельных конденсаторов в сглаживающем фильтре после диодного моста. Один конденсатор основной на 4700 мкФ 50v, второй низкоимпедансный малой емкости, находящейся в непостредственной близости к микросхеме на 470 мкФ 50v.

КСТАТИ! Зависимость выходного напряжения от угла поворота ручки переменного резистора в стандартной схеме LM350 одинакова при разных входных напряжениях (до максимального напряжения меньшего из этих разных).

Монтаж элементов

В процессе обдумывания монтажа приходится покупать сначала разные образцы элементов конструкции, гнезд и радиодеталей, которые есть в продаже и прикидывать, прикладывать, проверять. А потом докупать необходимое количество того образца, который удачно подошел.
Часто планы приходится менять только потому, что чего-то просто не оказалось в магазинах. Видимо имеет смысл заранее изучить рынок.

Сложно обойтись и без того, чтобы иметь под рукой кучу всякого старого барахла, разобранных изделий, крючков, проволочек, ручек, уголков, пружинок, пластин, пластмассовых шайб и просто обломков, для того, чтобы прикидывая их по очереди, конструировать из этого какие-то крепления и пр. составные элементы.
Эта работа может занять больше времени чем все остальное, имеющее непосредственное отношение к электронике.

Трансформатор

Трансформатор имеет внутренний экран (подробнее об устройстве и переделке трансформатора — см. отдельную заметку). Этот экран соединен с корпусом. Поскольку по поводу этого экрана в сети много споров, я решил не рисковать и изолировать корпус трансформатора от корпуса блока питания.
Для этого я использовал обыкновенные строительные пластмассовые дюбеля и резиновые подушки. Дюбеля вставлены в отверстия и с обратной стороны разведены четырмя лепестками, прижатые сверху резиновой подушкой. Если в процессе я пойму, что корпус трансформатора все-таки лучше заземлить на корпус БП, то это можно будет легко сделать в любой момент.

Радиаторы

Радиаторы в этом БП были взяты с донорской платы — старый аудио усилитель. Пришлось отпилить лишние части. Была попытка нарезать резьбу под новые крепления — закончилась неудачей. В алюминии очень тяжело нарезать резьбу — она слизывается. Пришлось сверлить сквозные отверстия и использовать длинные винты.

Изначально я планировал изолировать радиаторы от корпуса, но по причине сложности гарантировать отсутствие случайного контакта, решение было изменено и были изолированы корпуса микросхем LM350 — через теплопередающую прокладку. Для закрепления корпусов микросхем на радиаторе винтами, пришлось использовать специальные изолирующие шайбы с бортиками. Они были взяты со сгоревшего компьютерного БП (хотя с ними проблем нет — они есть в продаже, как и изолирующие термопроводящие прокладки).

Так же повезло найти среди своего хлама длинные скобы, на которые были закреплены оба радиатора. Поскольку радиаторы имеют контакт с корпусом, то дополнительно экранируют часть схемы от трансформатора.

Регулятор оборотов вентилятора

Датчиком регулятора является термистор (NTC) взятый с донорской платы сгоревшего компьютерного БП. Схему регулятора оборотов я разрабатывал, погружая этот термистор в кипяток :). Это первая в моей жизни аналоговая схема с участием транзистора, которую я придумал сам без посторонней помощи 🙂 (см. выше в разделе «Схема«).

Конструкция выполнена навесным монтажом, и через изолятор закреплена на скобе одним винтом. Детали конструкции держат друг друга за счет жесткости своих выводов и пайки между ними. Регулирующий транзистор КТ815А и линейный стабилизатор LM317 имеют мини-радиаторы, и находясь близко возле вентилятора, получают даже при малых оборотах достаточный обдув.

Диодные мосты и фильтрующие конденсаторы

Диодные мосты KBU810 (8А 1000v) имеют в центре отверстие, которое позволило закрепить их в ряд на шпильке М4 (шпилька куплена в спец магазине вентиляционных систем по очень низкой цене). Расстояние между ними выдерживается при помощи отрезков толстостенного кембрика. С обоих концов шпильки одета пластмассовая шайба, для предотвращения случайного контакта.

Между трансформатором и конструкцией из четырех выпрямителей на простых конденсаторах (4700 мкФ x 50v) с диодными мостами, установлен металлический экран на который наклеена малярная лента. К экрану подпаян провод с клеммой под заземление.

Лицевая панель — гнезда и переменные резисторы

На лицевой панели изначально планировалось по два регулятора на каждый из четырех изолированных друг от друга каналов, и индикаторы. В процессе изготовления БП стало понятно, что возможно многое из задуманного не имеет смысла. Единственное достоинство это БП — его «аналоговость». Соответственно любые узлы с использованием контроллера являлись бы потенциальным источником помех. Но главное — все дополнительные фишки оказались намного сложнее и дороже чем весь базовый БП. Поэтому решение было отложено на долгое время до полного понимания — стоит оно того или нет (или лучше сделать еще и импульсник и в нем развернуться как душе угодно).

Тем не менее место под возможную доработку было оставлено, и детали были использованы соответствующих размеров.

При обдумывании и проектировании элементов управления приходится как правило покупать разные варианты в единичном экземпляре, изучать наличие в магазинах и только потом, определившись, докупать полный комплект.

Укладка и закрепление проводов

Укладка проводов может оказаться более сложным делом, чем изначально кажется.
В этом БП я использовал провода в двойной изоляции в цепях постоянного тока. Они занимали много места и мне пришлось долго мучатся, устраняя выпирание лицевой панели. В результате некоторых усилий и экспериментов, удалось развести провода так, что они ничему не мешали и ни во что не упирались. На это ушло много времени.

Рекомендую активно использовать цветные кембрики (термоусадочную трубку), — даже в простых на первый взгляд конструкциях такая маркировка проводов значительно облегчает работу со схемой.

Обязательно надо продумать влияние помех, магнитных полей и направление потоков воздуха!

Источник питания от 1,2 до 24 В x 3 А с использованием LM350 (ART319E)

Превосходный регулируемый источник питания для стенда, способный выдавать ток до 3 А, может быть легко разработан с помощью нескольких компонентов с использованием интегральной схемы LM350T. На самом деле, это один из самых универсальных источников питания, который читатель может найти на своем стенде.

   Интегральная схема LM350 состоит из линейного стабилизатора напряжения, который также может быть сконфигурирован как регулятор тока, способный питать нагрузку до 3 А. На рисунке 1 показана схема подключения этого компонента. Обратите внимание, что, в отличие от многих распространенных стабилизаторов напряжения, центральный контакт является не настройкой (Adj), а выходом. Это оправдано тем, что в силовых компонентах центральный штифт также крепится к язычку (язычку) для облегчения отвода тепла компонента, который должен быть установлен на радиаторе тепла.

Т-суффикс этого компонента указывает на оболочку ТО-220, поскольку то же самое есть и с другим металлическим компонентом оболочки ТО-5.

 

Рисунок 1 — LM350-T.

 

 

Интегральная схема LM350 также обладает важными для проекта источников функциями, такими как защита от коротких замыканий, защита от короткого замыкания или отключение при перегреве, и обеспечивает отличное регулирование, отраженное в описываемом источнике. Также отметим, что LM350-T имеет стабилитрон 1,2 В для справки, следовательно, это минимальное напряжение схемы, потому что при заземлении Adj, по крайней мере, настройка, рассматриваемый диод остается в схеме, устанавливающей это значение. минимальное выходное напряжение.

 

 

Сборка

На рисунке 2 представлена ​​полная схема блока питания.

 

Рисунок 2 – Полная схема блока питания.

 

 

Его сборка может быть выполнена на базе клеммной колодки (так как схема не критична) или на печатной плате по схеме, показанной на рисунке 3.

 

 

Рис. 3. Сборка с использованием печатной платы.

 

 

Отметим, что в случае с печатной платой дорожки, по которым проходят самые сильные токи, должны быть оставлены широкими. Для каждого усилителя принято оставлять ширину не менее 1 мм, что подразумевает дорожки шириной 3 мм для основных токов, обеспечиваемых этим источником.

Трансформатор — это компонент, который в основном определяет максимальное выходное напряжение. Максимальное выходное напряжение будет примерно на 2 В ниже входного напряжения схемы. Это напряжение также будет зависеть от значения P1, которое может быть от 2,2 кОм до 4,7 кОм. Также важно, чтобы трансформатор был хорошего качества, фактически способным обеспечить ток 3 А, в основном при более высоких выходных напряжениях.

В низкокачественном трансформаторе может наблюдаться падение напряжения, когда требуются более интенсивные токи, что влияет на более высокие выходные напряжения. Интегральная схема должна быть смонтирована на хорошем радиаторе тепла и по возможности даже из коробки. Необходимо соблюдать положение всех поляризованных компонентов, диодов, электролитических конденсаторов и т.д.

 

Для индикации выходного напряжения имеется несколько вариантов, например, аналоговый индикатор, состоящий из микроамперметра 0-200 мкА с резистором 10 кОм, включенным последовательно с подстроечным резистором 100 кОм. Миллиамперметр 0-1 мА также может быть использован для той же цели, и калибровка будет производиться на основе показаний обычного мультиметра.

Другая возможность заключается в использовании 3 ½ разрядного цифрового модуля, который можно получить на основе интегральной схемы 7106 (Intersil). Эти модули могут быть легко сконфигурированы как цифровые вольтметры с хорошей точностью. Наконец, интересное (и даже экономичное) решение состоит в том, чтобы встроить недорогой мультиметр, который можно найти даже в супермаркетах, установив его шкалу на постоянное напряжение и используя его выходные показания, как показано на рис.

4.

 

 

Рис. 4. Использование обычного мультиметра в качестве вольтметра для индикации выходного напряжения.

 

                          

Выход напряжения может быть выполнен с клемм (красный и черный), по типу, который также подходит для штекеров типа «банан».

Таким образом, читатель также может рассчитывать на пару кабелей (красный и черный) с зажимами типа «крокодил», облегчающими его подключение к источнику и питание внешних цепей, как показано на рис. 5.

 

Рис. 5. Кабели с зажимами типа «крокодил» используются для питания различных устройств.

 

 

Тестирование и использование

 

После завершения сборки внимательно проверьте ее и, если все в порядке, подключите блок питания к сети. Для первоначального тестирования подключите мультиметр к выходу и нагрузите на выходе резистор 15 Ом до 50 Ом x 10 Вт.

При включении питания напряжение, показываемое мультиметром, должно возрасти до установленного максимального значения. Если он останавливается раньше, чем ожидалось, это может быть сигналом того, что трансформатор фактически не обеспечивает максимальный ожидаемый ток.

 

При использовании всегда соблюдайте максимальный ток, который может обеспечить источник питания, и соблюдайте полярность подключения подключенной цепи, так как случайное перепутывание может привести к ее возгоранию. Никогда не изменяйте напряжение питания чувствительной нагрузки, такой как электронное устройство, когда оно подключено к источнику питания. Всегда сначала выключайте нагрузку, меняйте напряжение, а затем снова включайте.

 

 

CI-1 — LM350T — интегральная схема, регулятор напряжения

D1, D2 — 1N5404 — диоды выпрямительные кремниевые

D3 — 1N4002 — диоды выпрямительные кремниевые

LED1 — общий красный светодиод

C1 — 4 700 мкФ или 0 x 40 В — электролитический конденсатор

C2 — 100 нФ — керамический конденсатор

C3 — 100 мкФ x 36 В — электролитический конденсатор

R1 — 2,7 кОм x 1/8 Вт — резистор — красный, фиолетовый, красный

R2 — 220 Ом x ½ Вт — резистор — красный, красный, коричневый

R3 — 10 кОм x 1/8 Вт — резистор — коричневый, черный, оранжевый

M1 — 100 мкА — индикатор с подвижной катушкой

T1 — Трансформатор с первичным в соответствии с местной сетью напряжения и вторичным от 22,5 до 25 В с током 3 А — см.