Лабораторный блок питания руководство

Лабораторные блоки питания отличаются от обычных возможностью регулировки выходных параметров (напряжения и тока защиты) и, дополнительно, могут напряжение и ток измерять и доводить до сведения пользователя.

Благодаря этому пользователь (обычно — радиолюбитель или специалист по настройке или ремонту техники) может не разводить у себя на столе гору разнообразных блоков питания и измерителей тока и напряжения, а пользоваться одним-единственным прибором (что и отображено в заголовке обзора).

Сегодня мы познакомимся с лабораторным блоком питания Longwei LW-K3010D, рассчитанным на максимальное напряжение выхода 30 Вольт при максимальном выходном токе 10 Ампер (обе эти цифры являются частью наименования блока).

Помимо регулировки выходного напряжения (от нуля!), блок позволяет регулировать и величину тока срабатывания защиты (тоже от нуля).

Блок был приобретён на AliExpress, цена на момент составления обзора составляла около $60 (в дальнейшем может меняться как цена, так и курс доллара).

Технические характеристики лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D

Тип блока	Импульсный
Выходное напряжение	0 — 30 В
Регулировка тока защиты	0 — 10 А
Измеряемые параметры	Ток, напряжение (3-значная индикация)
Вес	1.34 кг
Габариты	233 x 71 x 159 мм

С пульсациями, стабильностью и прочим будем разбираться по ходу обзора.

Дизайн и внутреннее устройство лабораторного блока питания LW-K3010D (30 В, 10 А)

Вид спереди:

Боковая поверхность содержит множество отверстий для вентиляции.

Лицевую панель рассмотрим более детально:

Сверху расположены трёхзначные индикаторы напряжения и тока, далее вниз — обычная механическая кнопка ВКЛ/ВЫКЛ, переменники настройки выходного напряжения и тока защиты, пара светодиодов (зелёный — нормальная работа, красный — перегрузка), и, наконец, три выходных гнезда для подключения кабелей со штырями или клеммами.

Переменный резистор установки напряжения — многооборотный, и им, действительно, можно при достаточной аккуратности установить выходное напряжение с точностью до 0.1 Вольт.

Переменник установки тока защиты — обыкновенный, но от него и не требуется высокой точности.

Два крайних гнезда внизу (чёрное и красное) предназначены для подключения нагрузки, а среднее (желтое) — со схемой блока не соединяется, а соединяется с нулевым проводом в разъёме питания на задней стенке блока.

Соответственно, при питании блока от двухпроводной бытовой сети этот контакт получается ни с чем не соединённым.

Посмотрим на лабораторный блок питания сзади:

Здесь, конечно. сразу бросается в глаза решетка вентилятора.

Вентилятор здесь не включается сразу «на всю катушку» при включении блока питания. Он начинает вращаться только по мере необходимости, т.е. при нагреве блока.

Благодаря этому достигаются сразу две цели: и вентилятор не надоедает непрерывным жужжанием, и блок питания не перегревается.

Кстати, вентилятор работает на вдув воздуха. Не забывайте хотя бы раз в год чистить блок от пыли!

Под решеткой вентилятора — переключатель 110/220 Вольт. Перед первым включением проверьте, что он — в правильном положении.

Под ним — почти обычный питательный разъём, как в компьютере.

Но он — не совсем обычный: в его нижней части расположен лоток с плавким предохранителем.

Также на задней панели есть маркировка, в том числе со ссылкой на сайт производителя. Но на момент обзора сайт не работал, показывал «ошибку 522»; так что этот ссылку на этот сайт приводить не буду.

Снизу блока питания — традиционные 4 резиновых ножки:

Ножки — хорошие, не скользят.

Глянем, для порядка, на «комплектуху», прилагаемую к блоку питания (сетевой шнур не показан):

Кабель для подключения нагрузки имеет «тропическую» конфигурацию — с «бананами» и «крокодилами».

Руководство пользователя содержит полезные сведения в части того, как настроить ток защиты.

Кратко, это делается так:  установить напряжение 3-5 V, выкрутить регулировку тока на ноль, сделать «козу» (короткое замыкание) на выходе, регулировкой тока установить желаемый ток защиты, убрать короткое замыкание.

Теперь — делаем разборку блока питания. Проблемы это не представляет, крышка держится на пяти винтах без всяких хитростей.

 Смотрим на главную плату лабораторного блока питания LW-K3010D:

 Схема блока питания — весьма и весьма непроста. Ограничусь кратким описанием только силовой части.

Напряжение сети проходит через фильтр с индуктивными элементами и ёмкостями и поступает на мост KBU810 (1000 В, 8 А), затем — на два «больших» электролита 560 мкФ 200 В.

В качестве мощных ключевых транзисторов применены MOSFET-ы FQPF10N60C.

Их основные характеристики: предельное напряжение 600 В, предельный ток 9.5 А, максимальная мощность 50 Вт, сопротивление в открытом состоянии  — не более 0.73 Ом.

Они установлены на радиаторы; один из радиаторов установлен на плате кривовато (не трогаем, а то сломаем!).

В низковольтной силовой части применён сдвоенный диод Шоттки MBR30200CT с радиатором (макс. обратное напряжение 200 В, макс прямой ток — 15 А на каждое плечо). Далее — фильтры из индуктивностей и шести электролитических кондёров.

 Интересно, что плата содержит маркировку LW-K305D (в левом верхнем углу на фото). Вероятно, что точно такая же плата используется и в блоке питания K305D (30 В, 5 А).

Возможно, более слабый блок отличается более слабой силовой частью. А может, и ничем не отличается, кроме настроек.

 Ещё одна небольшая плата в блоке питания прикреплена к лицевой панели. Она отвечает за измерения и индикацию.

Попытаемся её рассмотреть, не откручивая.

На этой маленькой плате видим две маленькие микросхемки, отвечающих за измерение напряжения и тока.

А самое главное на этой плате — два синеньких многооборотных резистора-подстроечника, с помощью которых можно подстроить показания встроенного вольтметра и амперметра, если они окажутся неточными.

Эти подстроечники обозначены на плате VRV1 (для напряжения) и ARV2 (для тока).

 Забегая вперёд, скажу, что необходимости крутить подстроечник напряжения не было; а вот подстроечник тока пришлось слегка крутануть. Но это — потом, а пока досматриваем картинки вскрытия блока.

Последняя из картинок «потрохов» блока — вид главной платы с обратной стороны:

Здесь нет, в общем-то, ничего особо интересного.

Видна пара разрезов на плате, помогающих обеспечить электробезопасность устройства.

Вверху видна пара керамических резисторов, которая, видимо, просто не поместилась на основной стороне платы.

На этом можно завершить рассказ о конструкции и перейти непосредственно к тестам.

Технические испытания лабораторного блока питания LW-K3010D (30В 10А)

 Испытания начинаем с традиционного так называемого «опробования» — контроле общей работоспособности и проверки, нет ли где существенных погрешностей.

Для этого нагружаем блок питания на не очень большую нагрузку, и проверяем сначала максимальное выдаваемое блоком напряжение:

Здесь с чувством глубокого удовлетворения отмечаем, что показания собственного вольтметра блока питания и внешнего прибора совпали «тютелька в тютельку».

Дальше ещё более развиваем достигнутое чувство глубокого удовлетворения и отмечаем, что лабораторный блок питания смог отдать напряжение даже выше, чем заявлено в его технических данных (32 В при заявленных 30 В).

 Теперь устраиваем аналогичную проверку для контроля измерения тока:

А вот тут уже вышла нестыковочка в показаниях: собственный амперметр блока питания показал 1.48 Ампера, а внешний прибор — только 1.38 Ампера.

Пришлось открывать блок питания и подкрутить синенький подстроечник ARV2 до тех пор, пока показания не совпали.

Все дальнейшие тесты проведены уже с подстроенным собственным амперметром блока питания.

 Сейчас — самый главный тест: выдаст ли блок питания заявленные 10 Ампер?!

10 Ампер, ведь это, знаете ли, очень серьёзный ток!

Поскольку мощность рассеяния в таком режиме ожидалась около 300 Вт, то тут никакая китайская электронная нагрузка на «прокатывала».

Пришлось для охлаждения нагрузки (резистора 3 Ом) использовать дополнительное специальное оборудование: стакан из комплекта «Bacardi» и тарелочку с голубой каёмочкой. В стакан была налита вода примерно наполовину.

Максимальный ток оказался 9.63 Ампера, т.е. чуть ниже заявленного (10 А). При попытке ещё больше повысить ток он уже не повышался, а ограничивался на этой величине. Кроме того, загорался красный светодиод — превышение тока защиты.

Расхождение с заявленным максимальным током оказалось небольшим — всего 3.7%. В связи с этим всё-таки ставим «зачёт» блоку питания по выполнению заявленного максимального тока.

Через пару минут работы в таком режиме вода в стакане закипела:

На этом данный эксперимент был завершен.

 Теперь приступаем к более тонким экспериментам — проверке на пульсации выходного напряжения при разной нагрузке.

 Сначала — проверка при токе в 1 Ампер (лёгкая нагрузка):

В целом всё — довольно благообразно; а короткие «иголки» на осциллограмме, вероятнее всего, не «всплески» выходного напряжения, а просто помехи, попавшие на кабели.

Однако уже при токе в 2.8 Ампера осциллограмма стала меня беспокоить:

Частота пульсаций составила чуть выше 2 кГц. Это — довольно странная величина, поскольку не похожа ни на частоту питающей сети, ни на частоту импульсного преобразователя.

Форма пульсаций — почти идеальный синус.

И при токе в 9 Ампер (близко к максимуму) началась просто какая-то вакханалия пульсаций:

Величина пульсаций колебалась на уровне 0.6 — 0.7 Вольт.

«Это провал», — подумал Штирлиц.

А вот как выглядели эти пульсации в более мелком масштабе по шкале времени:

В надежде как-то снизить размер пульсаций я полез в свой ящик с радиобарахлом и достал оттуда самый ёмкий электролит, который только у меня был, — 10000 мкФ.

Но реакция на его подключение оказалась совершенно непредсказуемой: пульсации не просто снизились, а полностью исчезли, «от слова совсем»:

 Повторение эксперимента полностью подтвердило: при подключении ёмкого электролита параллельно выходу пульсации не просто уменьшаются, а исчезают. Эффект оказался устойчив даже при снижении ёмкости дополнительного внешнего электролита до 1000 мкФ (ниже не пробовал).

Что это было? Вероятнее всего, какой-то реальный резонанс в цепи выходного фильтра; или же «виртуальный» резонанс сквозь все цепочки обратной связи в блоке питания. Подключение дополнительного конденсатора вынесло его частоту за те пределы, где его могли «раскачать» внутренние процессы блока питания; и он исчез.

Но этот спасительный электролитический конденсатор внутрь блока питания встраивать я не стал.

Я философски рассудил, что в устройствах, для которых важно качество питания, и так уже бывает напаяно электролитов по самое некуда.

А об устройствах, менее чувствительных к качеству питания, вообще нет повода беспокоиться.

В итоге я оставил блок питания «как есть» и собираюсь и далее им пользоваться на благо себя, любимого (как мне хочется верить).

После этих философских рассуждений позвольте перейти к последнему эксперименту — определению реакции на короткое замыкание («козу») и выход из него.

При выходе из короткого замыкания блок питания ведёт себя правильно: напряжение нарастает более-менее плавно; и, главное — никаких выбросов вверх выше установленного номинала напряжения нет!

Какого-то заметного температурного ухода выходного напряжения обнаружить не удалось. Возможно, это связано с тем, что блок сам по себе хорошо борется с повышением температуры (включает вентилятор, когда надо).

 Окончание симпозиума

Теперь пора сделать выводы из всей проделанной работы.

Начну с того, что блок лабораторный блок питания LW-K3010D не только выполнил, но и перевыполнил заявленные параметры (по напряжению перевыполнил на 2 Вольта — вместо 30 В осилил целых 32 В). Лишние два Вольта всегда пригодятся!

Есть у него проблема с пульсациями, но она — решаемая.

Как я пояснял в обзоре, я решил не бороться с пульсациями, а оставить всё «как есть». Но радиолюбители-перфекционисты могут для успокоения совести установить внутрь блока питания электролитический конденсатор для полного гашения пульсаций. Только надо помнить, что его номинальное напряжение должно быть строго выше 32 В.

 В качестве особого преимущества этого блока питания отмечу, что, благодаря узкой вертикальной конструкции он занимает на столе очень мало места. Собственно, это и была одна из причин его выбора (главная причина — это всё-таки его высокая выходная мощность).

И, на всякий случай напомню, где его можно купить:  Вариант 1 или здесь Вариант 2. Если где-то точно такой же блок вдруг найдётся дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый.

Подача напряжения питания для различной электронной аппаратуры может осуществляться не только от заводских устройств. Блок питания (БП) своими руками можно сделать и в домашних условиях. В том случае, когда такой аппарат нужен для постоянной работы с различными напряжениями при регулировке: усилителей, генераторов и других самодельных схем, желательно, чтобы он был лабораторным.

Какие бывают схемы

Лабораторные блоки по своей работе делятся на несколько типов, разделенные по схемам блоков питания:

• Однополярная схема;
• Двуполярная;
• Лабораторный, импульсный.

Обратите внимание, основная конструкция всех блоков питания, вне зависимости от их типа, как правило, собрана на обыкновенном трансформаторе напряжения. Либо, если это необходимо, на импульсном трансформаторе, что встречается намного реже.

Отличие между обыкновенным и импульсным трансформатором

Задаваясь вопросом «как сделать регулируемый блок питания своими руками», первоначально необходимо понимать базовые различия. На обыкновенном трансформаторе подается переменное, синусоидальное напряжение. В то время как на импульсный трансформатор подаются однополярные импульсы. Общей чертой обоих видов являются помехи, которые они создают в процессе своей работы.

Однако, вне зависимости от различий, схема подключения обоих видов полностью одинаковая.

Виды устройств

Блоки питания можно разделить на стабилизированные и бесперебойные (могут работать без электричества).

Согласно классификации бывают:

Импульсные (имеют инверторную систему с преобразованием переменного тока в постоянное напряжение). Данный прибор преобразует на входе переменное напряжение в высокочастотное.

Для того, чтобы трансформировать токи с высокой частотой, понадобятся небольшие электромагнитные катушки. Все это легко разместить в маленьком компактном корпусе.

• 

• 

  Какой детектор скрытой проводки лучше? ТОП-10 лучших производителей с фото и описанием

• Технологические карты в строительстве — что это такое

Трансформаторные (имеют специальный выпрямитель, понижающий трансформатор). Благодаря данному прибору можно уменьшить пульсацию и колебания во время работы.

Для чего нужен ИТ

Данный вид трансформатора предназначен для преобразования импульсных сигналов, длительность импульса которых составляет менее 10 микросекунд, при этом с минимально допустимым искажением.

Однако, он обладает одним очень серьезным недостатком. В момент преобразования высокочастотных импульсов в пониженное напряжение, устройство может излучать помехи.

Минус состоит в том, в определенных ситуациях эти помехи мешают устройству полноценно работать.

Как собрать простой блок питания

Собрать импульсный блок питания своими руками достаточно легко, если знать основные моменты. Данный блок питания будет обладать возможностью регулирования выходящего напряжения. Для реализации задумки понадобится:

• Трансформатор понижающий;
• Конденсатор электролический;
• Мост диодный;
• Потенциометр;
• Два транзистора;
• Сопротивления;
• Вольтамперметр, цифровой.

Обратите внимание, во время сборки блока питания своими руками, установка диода осуществляется для защиты С2. Защита осуществляется от переполюсовки, в случае подключениям к зарядным аккумуляторам.

В том случае, если подключение к зарядным аккумуляторам не предусмотрено схемой, диод вполне можно заменить на обыкновенную перемычку. Но если используется диод, обратите внимание, он должен выдерживать напряжение не менее 3А.

Блок питания двухполярного типа

Чтобы запитать усилитель низкой частоты, в котором предусмотрено два рабочих плеча, необходимо использовать двухполярный тип блока питания. Отличие двухполярного от однополярного фактически только в катушках с намотками.

Двухполярный блок имеет целых 3 намотки. Две из них по 28 В, питают усилитель. Третья намотка 12 В, ее задача питать систему охлаждения устройства.

Для того, чтобы регулировать выходной ток из устройства, был использован набор резисторов.

Обратите внимание!

• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: пошаговое руководство изготовления устройства в домашних условиях, подбор материалов для сборки конструкции

• 

  Антенна для цифрового тв своими руками — фото инструкции как сделать простейшие антенны для digital TV

• 

  Индукционный нагреватель своими руками — инструкция как сделать простой и мощный нагреватель

Простой блок с регулировкой

Простой вариант самодельного устройства для питания приборов с регулировкой. Схема популярная, она распространена в Интернете и показала свою эффективность. Но есть и ограничения, которые показаны на ролике вместе со всеми инструкциями по изготовлению регулированного блока питания.

Блок питания импульсного типа

Сделать импульсный блок питания своими руками сложнее, чем блок питания предыдущего типа. Особое внимание стоит обратить на существенное отличие этого типа от предыдущих. Отличие заключается в частоте, которая превышает частоту сети примерно в 100 раз.

Задействовав такой подход, становится возможным получать наибольшее напряжение, при этом имея меньшее количество обмоток на катушках.

Сборка платы

Если устройство подобрано правильно, согласно всем нюансам и рекомендациями, остается только аккуратно настроить диапазон регулирования тока, напряжения.

В микросхеме присутствует 4 штуки усилителя операционных, осуществляющих регулирование напряжение и тока. Сама микросхема запитана через фильтр.

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Собираем первые устройства >

Блок питания «Проще не бывает». Часть вторая

Автор: Опубликовано 01.01.1970

Ага, все-таки зашел? Что, любопытство замучило? Но я очень рад. Нет, правда. Располагайся поудобнее, сейчас мы вместе произведем некоторые нехитрые расчеты, которые нужны, чтобы сварганить тот блок питания, который мы уже сделали в первой части статьи. Хотя надо сказать, что эти расчеты могут пригодиться и в более сложных схемах.

Итак, наш блок питания состоит из двух основных узлов — это выпрямитель, состоящий из трансформатора, выпрямительных диодов и конденсатора и стабилизатор, состоящий из всего остального. Как настоящие индейцы, начнем, пожалуй, с конца и рассчитаем сначала стабилизатор.

Стабилизатор

Схема стабилизатора показана на рисунке.

Это, так называемый параметрический

стабилизатор. Состоит он из двух частей: 1 — сам стабилизатор на стабилитроне D с балластным резистором Rб 2 — эмиттерный повторитель на транзисторе VT.

Непосредственно за тем, чтобы напряжение оставалось тем каким нам надо, следит стабилизатор, а эмиттерный повторитель позволяет подключать мощную нагрузку к стабилизатору. Он играет роль как бы усилителя или если угодно — умощителя.

Два основных параметра нашего блока питания — напряжение на выходе и максимальный ток нагрузки. Назовем их: Uвых

— это напряжение и
Imax
— это ток.

Для блока питания, который мы отгрохали в прошлой части, Uвых = 14 Вольт, а Imax = 1 Ампер.

Сначала нам необходимо определить какое напряжение Uвх мы должны подать на стабилизатор, чтобы на выходе получить необходимое Uвых. Это напряжение определяется по формуле:

Uвх = Uвых + 3

Откуда взялась цифра 3? Это падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT. Таким образом, для работы нашего стабилизатора на его вход мы должны подать не менее 17 вольт.

Едем дальше.

Транзистор

Определим, какой нам нужен транзистор VT. Для этого нам надо определить, какую мощность он будет рассеивать.

Считаем:

Pmax=1.3(Uвх-Uвых)Imax

Тут надо учесть один момент. Для расчета мы взяли максимальное выходное напряжение блока питания. Однако, в данном расчете, надо наоборот брать минимальное напряжение, которое выдает БП. А оно, в нашем случае, составляет 1,5 вольта. Если этого не сделать, то транзистор может накрыться медным тазом, поскольку максимальная мощность будет рассчитана неверно. Смотри сам:

Если мы берем Uвых=14 вольтам, то получаем Pmax=1.3*(17-14)*1=3.9 Вт.

А если мы примем Uвых=1.5 вольта, то
Pmax=1.3*(17-1.5)*1=20,15 Вт
То есть, если бы не учли этого, то получилось бы, что расчетная мощность в ПЯТЬ раз меньше реальной. Разумеется, транзистору это сильно не понравилось бы.

Ну вот, теперь лезем в справочник и выбираем себе транзистор. Помимо только что полученной мощности, надо учесть, что предельное напряжение между эмиттером и коллектором должно быть больше Uвх, а максимальный ток коллектора должен быть больше Imax. Я выбрал КТ817 — вполне приличный транзистор…

Фу, ну вроде с этим справились. Пошли дальше.

Считаем сам стабилизатор.

Сначала определим максимальный ток базы свежевыбранного транзистора ( а ты как думал? в нашем жестоком мире потребляют все — даже базы транзисторов).

Iб max=Imax / h21Э min

h21Э min

— это минимальный коэффициент передачи тока транзистора и берется он из справочника Если там указаны пределы этого параметра — что то типа 30…40, то берется самый маленький. Ну, у меня в справочнике написано только одно число — 25, с ним и будем считать, а что еще остается?

Iб max=1/25=0.04 А (или 40 мА). Не мало.

Ну давайте будем теперь искать стабилитрон. Искать его надо по двум параметрам — напряжению стабилизации и току стабилизации.

Напряжение стабилизации должно быть равно максимальному выходному напряжению блока питания, то есть 14 вольтам, а ток — не менее 40 мА, то есть тому, что мы посчитали. Полезли опять в справочник…

По напряжению нам страшно подходит стабилитрон Д814Д

, к тому же он у меня был под рукой. Но вот ток стабилизации… 5 мА нам никак не годится. Чего делать будем? Будем уменьшать ток базы выходного транзистора. А для этого добавим в схему еще один транзистор. Смотрим на рисунок. Мы добавили в схему транзистор VT2. Сия операция позволяет нам снизить нагрузку на стабилитрон в h21Э раз. h21Э, разумеется, того транзистора, который мы только что добавили в схему. Особо не думая, я взял из кучи железок КТ315. Его минимальный h21Э равен 30, то есть мы можем уменьшить ток до
40/30=1.33 мА
, что нам вполне подходит.

Теперь посчитаем сопротивление и мощность балластного резистора Rб.

Rб=(Uвх-Uст)/(Iб max+Iст min)

где Uст — напряжение стабилизации стабилитрона, Iст min — ток стабилизации стабилитрона.

Rб = (17-14)/((1.33+5)/1000) = 470 Ом.

Теперь определим мощность этого резистора

Prб=(Uвх-Uст)2/Rб.

То есть

Prб=(17-14)2/470=0,02 Вт.

Собственно и все. Таким образом, из исходных данных — выходного напряжения и тока, мы получили все элементы схемы и входное напряжение, которое должно быть подано на стабилизатор.

Однако не расслабляемся — нас еще ждет выпрямитель. Уж считать так считать, я так считаю (каламбур однако).

Выпрямитель

Итак, смотрим на схему выпрямителя.

Ну, тут все проще и почти на пальцах. Учитывая то, что мы знаем, какое напряжение нам надо подать на стабилизатор — 17 вольт, вычислим напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Для этого пойдем, как и в начале — с хвоста. Итак, после конденсатора фильтра мы должны иметь напряжение 17 вольт.

Учитывая то, что конденсатор фильтра увеличивает выпрямленное напряжение в 1,41 раза, получаем, что после выпрямительного моста у нас должно получиться 17/1,41=12 вольт

. Теперь учтем, что на выпрямительном мосту мы теряем порядка 1,5-2 вольт, следовательно, напряжение на вторичной обмотке должно быть 12+2=14 вольт. Вполне может случится так, что такого трансформатора не найдется, не страшно — в данном случае можно применить трансформатор с напряжением на вторичной обмотке от 13 до 16 вольт.

Едем дальше. Определим емкость конденсатора фильтра.

Cф=3200Iн/UнKн

где Iн — максимальный ток нагрузки, Uн — напряжение на нагрузке, Kн — коэффициент пульсаций.

В нашем случае Iн = 1 Ампер, Uн=17 вольтам, Kн=0,01.

Cф=3200*1/14*0,01=18823.

Однако, поскольку за выпрямителем идет еще стабилизатор напряжения, мы можем уменьшить расчетную емкость в 5…10 раз. То есть 2000 мкФ будет вполне достаточно.

Осталось выбрать выпрямительные диоды или диодный мост.

Для этого нам надо знать два основных параметра — максимальный ток, текущий через один диод и максимальное обратное напряжение, так же через один диод.

Необходимое максимальное обратное напряжение считается так

Uобр max=2Uн, то есть Uобр max=2*17=34 Вольта.

А максимальный ток, для одного диода должен быть больше или равен току нагрузки блока питания. Ну а для диодных сборок в справочниках указывают общий максимальный ток, который может протекать через эту сборку.

Ну вот вроде бы и все про выпрямители и параметрические стабилизаторы. Впереди у нас стабилизатор для самых ленивых — на интегральной микросхеме и стабилизатор для самых трудолюбивых — компенсационный стабилизатор.

<<—Часть 1—-Часть 3—>>

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?
81	1	6

29

Как повысить прочность, надежность

Регулируемый блок питания, собранный своими руками по всем правилам и рекомендациям, должен выдерживать нагрузку на протяжении 2 часов. По прошествии указанного количества времени производится замер температуры корпуса устройства, проверка работоспособности системы охлаждения.

Обратите внимание!

• 

• 

  Ветрогенератор своими руками: пошаговая инструкция изготовления устройства в домашних условиях, выбор материалов и типа конструкции

• 

  Инкубатор своими руками: поэтапный мастер-класс по постройке своими руками, выбор строительных материалов и типа конструкции

Применение

Блок питания с регулировкой своими руками и без нее, со вторичкой на выходе в 5-12 Вольт используется для подключения различных электротехнических устройств к электрической бытовой сети 220 В.

Чаще всего это:

• Различные персональные компьютеры (стационарные, со встроенным блоком, и ноутбуки, планшеты, нетбуки, карманные ПК);
• Гаджеты (смартфоны, аудио и видеоплееры, сотовые телефоны, видеокамеры и прочие устройства, имеющие в своей конструкции аккумуляторную батарею);
• Ручной портативный электроинструмент (шуруповерты, болгарки, дрели, воздуходувки и прочее);
• Различные другие устройства, рассчитанные на низкое напряжение, способные работать без подключения напрямую к бытовой электросети (LED-светильники,бритвы, автомагнитолы, радиоприемники)

Где взять комплектующие

Все комплектующие можно приобрести в специализированных магазинах, однако не всегда есть возможность их посетить. Кроме того, цена на некоторые составляющие может быть завышена.

К счастью, все необходимые элементы, которые нужны для создания блока питания, можно достать в старых устройствах, лежащих в кладовых, на складах, или просто за

В качестве корпуса для лабораторного источника питания, собранного своими руками отлично подойдет старый, прочный корпус от советского регулятора паяльного инструмента. Если нет подобного корпуса, можно взять любой, подходящий по размерам. Предпочтение стоит отдавать алюминиевым корпусам.

В старом, ненужном телевизоре вполне реально найти нужный трансформатор, лучше делать отвод в 22 в.

В том случае, если нет возможности приобрести и собрать качественный диодный мост, придется импровизировать с тем, что имеется. Для его сборки понадобятся диоды 242 типа, установленные на радиаторах.

Обратите внимание!

• 

• 

  Сабвуфер своими руками: типы устройств, функции, способы сборки и установки в домашних условиях + пошаговая инструкция и схемы для начинающих

• Блютуз колонка своими руками — пошаговый мастер-класс изготовления и установки своими руками, необходимые материалы и инструменты

После того, как диодный мост будет собран, сверху устанавливается электролитический конденсатор. Вольтамперметр можно заказать из Китая, либо купить в России, цена не сильно отличается. Если нет возможности или желания его использовать, можно ограничиться подстроечными резисторами.

Сборка устройства

Подготовьте заранее все необходимые детали: микросхемы, трансформаторы, диодный мост, дроссель, блок защиты, конденсаторный фильтр, стабилизатор напряжения.

Обычно обмотка трансформаторов выдерживает напряжение до 250 Вт. Если делать вторичную обмотку – проводит напряжение до 50 Вт. Обмотку можно приобрести в специальном магазине либо снять со старого электроприбора.

Для того, чтобы сделать огромное количество электрических дорожек понадобится микросхема с маркировкой PDIP-8.

Чтобы получит диодный мост, понадобится четыре диода 0,2х0,5 мм. Блок защиты можно сделать из предохранителей (понадобится два) марки FU2.

Как только сработают данные изделия, будет вырабатываться ток 0,16А. Чтобы сделать своими руками дроссели, возьмите магнитный феррит.

• Как починить ноутбук, который не заряжается
• Отвертки изолированные-диэлектрические до 1000В — советы как выбрать лучшего производителя

• 

  Диэлектрический изолированный инструмент для работы — какой лучше выбрать? Обзор производителей, фото + видео

Для подключения всех запчастей, пользуйтесь специальной схемой и инструкцией, на которой все предельно доступно описывается.
Зачастую после сухих схем может быть фото самодельных устройств, где наглядно показана конструкция. Дополнительно можно найти и схемы, как отремонтировать блок питания, в случае если он сломался.

Процесс сборки

Используя первичную цепь трансформатора, необходимо первоначально установить выключатель и предохранитель. При использовании вторичной схемы сборки, питание первоначально поступает на диодный мост, после попадает в конденсатор электролитов. Уже от них, напряжение понижается посредством специального модуля.

Далее модуль отправляет напряжение на вольтамперметр, который зафиксировал выходящее напряжения.

Схема сборки мощного лабораторного блока питания с возможностью регулировки выходного напряжения. В этом случае силовые элементы выставляются внизу корпуса, конденсатор необходимо разместить между диодным мостом и трансформатором.

Далее, после этого необходимо соединить все три составляющие: диодный мост, модуль понижения и трансформатор.

После этого необходимо распаять резисторы, подключить к ним выключатель прибора. Распаять провода ампервольтметра. После того, как основные элементы были подсоединены, необходимо вернуть все элементы из передней части панели устройства на свое первоначальное место. Таким образом, собрав все элементы в единое устройство, получаем возможность регулировки напряжения начиная от 1 в, заканчивая 28 в.

При коротком замыкании устройство выдает примерно 9А.

Описание микросхемы

LM317T является регулятором напряжения. Если трансформатор будет выдавать до 27-28 Вольт на вторичной обмотке, то мы спокойно можем регулировать напряжение от 1,2 и до 37 Вольт, но я бы не стал подымать планку более 25 вольт на выходе трансформатора.

Микросхема может быть исполнена в корпусе ТО-220:

или в корпусе D2 Pack

Она может пропускать через себя максимальную силу тока в 1,5 Ампер, что вполне достаточно для питания ваших электронных безделушек без просадки напряжения. То есть мы можем выдать напряжение в 36 Вольт при силе тока в нагрузку до 1,5 Ампера, и при этом наша микросхема все равно будет выдавать также 36 Вольт — это, конечно же, в идеале. В действительности просядут доли вольта, что не очень то и критично. При большом токе в нагрузке целесообразней поставить эту микросхему на радиатор.

Для того, чтобы собрать схему, нам также понадобится переменный резистор на 6,8 Килоом, можно даже и на 10 Килоом, а также постоянный резистор на 200 Ом, желательно от 1 Ватта. Ну и на выходе ставим конденсатор в 100 мкФ. Абсолютно простая схемка!

Хватит ли мощности

Собрав блок питания на 12 в своими руками, многие люди задаются вопросом, а действительно ли им хватит мощности устройства, которое они так долго собирали, для их нужд.

Базовой, первоначальной задачей блока питания является понижение сетевого напряжения. Он так же может применяться в качестве источника бесперебойного питания, в усилителе, телевизоре, различных устройствах зарядки.

Фактически сфера применения данных блоков питания распространяется на всю индустрию электротехники.

Комплектующие

Для сборки схемы БП на 12 Вольт нам понадобится:

• Термистор;
• Конденсаторы (2 шт.);
• Диодный мост;
• Драйвера;
• Трансформатор;
• Диоды для выхода;
• Транзисторы полевые;

Плюсы и минусы

К плюсам можно отнести относительно небольшой вес устройства, довольно большой коэффициент полезного действия. Если сравнивать итоговую сумму, которую можно потратить приобретая комплектующие с заводским аналогом, то такой бп очень выгоден за счет маленькой стоимости.

Также стоит отметить в плюсах широкий интервал напряжения питания. Кроме этого, в блоке питания могут быть встроенные датчики блокирования, на случай если устройство вдруг перегреется.

Помимо плюсов у этого устройства есть и минусы. Самым главным является создание помех, которые потом уходят в окружающий мир. Это происходит во время преобразования импульсов в пониженное напряжение. После того, как начинают появляться помехи, возникает необходимость подавить помехи.

Следующий на очереди — двуполярный трансформаторный блок питания

Здесь используется трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками, соединенными последовательно (или это может быть одна обмотка со средней точкой). В этом случае средняя точка объявляется «землей», а с фильтров снимается напряжение как положительной, так и отрицательной полярности (измерения, разумеется, относительно «земли». И логично, что между «плюсом» и «минусом» 2Uвых).

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Примеры устройств с таким БП: магнитофон «Вильма М-212С», усилитель «Радиотехника У-101», осциллограф «С1-94».

Это слайд-шоу требует JavaScript.

Диодный мост работает точно так же, как и в случае однополярного блока питания. Попеременно открываясь, то одна, то другая пара диодов пропускает переменное напряжение к конденсаторам фильтра.

К достоинствам двуполярного БП можно отнести:

-Значительное упрощение схем с операционными усилителями (исключаются цепочки, создающие «искусственный ноль» на входе — достаточно сравнить первую и вторую схемы отсюда). -Уменьшение количества межкаскадных емкостей, так как в большинстве случаев постоянная составляющая сигнала отсутствует. А все мы знаем, что «электролиты» имеют свойство пересыхать. -Акустика, подключенная к выходу исправного и настроенного усилителя с двуполярным питанием, не будет хлопать при включении, так как на выходе нет постоянной составляющей и конденсатора, блокирующего ее.

Однако есть и определенные недостатки:

-Снова повышенное падение напряжение на выпрямителе. -Трансформатор со средней точкой сложен в изготовлении; он большой, тяжелый и совсем не портативный. -Устройство чувствительно к перекосу плеч питания — например, если в звуковоспроизводящей технике при номинальных +/-14 вольт де-факто будут +12 и -16, форма выходного сигнала может сильно исказиться относительно нуля. -«Исправный и настроенный усилитель», став вдруг неисправным, может выжечь акустику постоянным напряжением на выходе: нужна схема ее защиты при аварии.

Как следствие, такие блоки питания прижились в стационарной аппаратуре, где нет нужды в батарейном питании.

Помехи

Более того, в некоторых случаях помехи, которое создает устройство, делают его бесполезным в определенных ситуациях.

Для того, чтобы нивелировать помехи, созданные самим же блоком, устанавливают специальные фильтры. Их задача поглощать помехи, создаваемые мощным блоком питания. За счет присутствия в конструкции этого элемента, удается существенно улучшить картинку на экране.

Кроме тех помех, которые блок питания производит самостоятельно в процессе работы, его необходимо защищать от внешних помех, от него независящих. В заводских блоках питания, как правило, имеется встроенный сетевой фильтр. Он способен работать в обоих направлениях, в прямом и обратном. Успешно ослабляет входящие, исходящие помехи.

Сборка в железе

Раньше у меня был очень плохой блок питания еще на транзисторах. Я подумал, почему бы его не переделать? Вот и результат

Здесь мы видим импортный диодный мост GBU606. Он рассчитан на ток до 6 Ампер, что с лихвой хватает нашему блоку питания, так как он будет выдавать максимум 1,5 Ампера в нагрузку. LM-ку я поставил на радиатор с помощью пасты КПТ-8 для улучшения теплообмена. Ну а все остальное, думаю, вам знакомо.

А вот и допотопный трансформатор, который выдает мне напряжение 12 Вольт на вторичной обмотке.

Все это аккуратно упаковываем в корпус и выводим провода.

Ну как вам ?

Минимальное напряжение у меня получилось 1,25 Вольт, а максимальное — 15 Вольт.

Ставлю любое напряжение, в данном случае самые распространенные 12 Вольт и 5 Вольт

Все работает на ура!

Очень удобен этот блок питания для регулировки оборотов мини-дрели, которая используется для сверления плат.

Фото лабораторных блоков питания своими руками