Bt-teh.ru

БТ Тех
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лабораторный блок питания 0-30В 3А

Лабораторный блок питания 0-30В 3А

Вниманию читателя представлена схема полноценного лабораторного блока питания с регулировкой выходного напряжения и тока, а также с защитой от короткого замыкания на выходе. Данный лабораторный блок может полезно служить в качестве источника питания для запуска, проверки и ремонта различных устройств или для зарядки различных аккумуляторов. Лабораторный блок может обеспечить выходным током до 3А и напряжением до 30В.

Технические характеристики

Напряжение питания (AC) …..

Собственный ток потребления ….. менее 10мА

Выходной ток ….. 10мА-3А

Схема лабораторного блока питания

Лабораторный блок питания схема

Принцип работы схемы

Питание схемы двухполярное. Основное плечо (положительное) выпрямляется диодным мостом VD2, второе плечо (отрицательное), которым питаются ОУ U1 и U3, выпрямляется диодами VD1 и VD4. Также отрицательное плечо имеет стабилизацию -5.6В, которая обеспечивается стабилитроном VD5. Служит отрицательное плечо для более точной работы при низких входных напряжениях операционных усилителей (меньше 1В). Если на входе ОУ потенциал 0.2В относительно GND, то относительно отрицательной шины он будет уже 5.8В, что обеспечит меньшую погрешность и меньшие пульсации при усилении.

Источник опорного напряжения выполнен на операционном усилителе U2. За счет положительной обратной связи, организованной резистором R12, ОУ самовозбуждается. На его выходе начинает происходить рост напряжения до тех пор, пока на инвертирующем и неинвертирующем входах уровень сигналов не сравняется. Это произойдет тогда, когда на выходе U2 напряжение достигнет 11.2В. На входах в этот момент, за счет резистивных делителей, будет по 5.6В. Потенциал 11.2В будет опорным и стабильным (неизменным) при изменении входного напряжения.

Лабораторный блок питания 0-30В 3А

Регулировка напряжения лабораторного блока осуществляется с помощью переменного резистора RV2, который включен как потенциометр. Изменяя положение его ползунка, происходит деление опорного потенциала на неинвертирующем входе U3. На инвертирующий вход U3 через делитель R21R15 подается напряжение с выхода лабораторного блока питания. Изменяя опорное напряжение, будет происходить изменение выходного напряжения U3, которое поступает на эмиттерный повторитель. Эмиттерный повторитель состоит из транзисторов VT3 и VT4 включенных по схеме Дарлингтона, для увеличения коэффициента усиления. Транзистор Дарлингтона регулирует выходное напряжение лабораторного блока питания.

ЛБП своими руками

Ограничение по току лабораторного блока питания осуществляется потенциометром RV1. Потенциометр задает уровень опорного потенциала на неинвертирующем входе U1. На инвертирующий вход подается потенциал с датчика тока, в роли которого выступает шунт R20R23. Операционный усилитель U1 включен как компаратор. Когда на датчике тока а, следовательно, и на инвертирующем входе U1, напряжение станет больше чем на неинвертирующем входе, тогда на выходе U1 появиться отрицательный потенциал, который через диод VD7 поступит на 3 вывод U3, изменив его опорный потенциал. Таким образом, ограничение тока лабораторного блока питания обеспечивается через регулировку напряжения. Также отрицательный потенциал поступит на базу VT1 через делитель R4R5 и транзистор откроется, потечет коллекторный ток через резистор R3 и светодиод VD3, который засветится, обозначив включение режима ограничения тока.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения

Лабораторный блок своими руками

Защита от КЗ срабатывает через ограничение по току. Резистор R11, включенный в делитель напряжения R8, RV1 и R11, не позволит задать большой порог срабатывания (более 3А) компаратора U1 даже при максимальном сопротивлении потенциометра RV1. Я установил шунт R20R23 общим сопротивлением 0.75Ома, поэтому ток КЗ у меня ограничивается в пределе 2.8 Ампер. Для уменьшения тока короткого замыкания нужно увеличить сопротивление R20R23.

ЛБП с защитой от КЗ

Подстроечным резистором RV3 выставляется ноль на выходе лабораторного блока.

Компоненты лабораторного блока питания

Все номиналы компонентов указаны на схеме. Операционные усилители можно заменить на TL081, LM741.

Элементы VT3, VT4 и VD2 необходимо установить на радиатор. Если корпус ЛБП пластиковый, то изолировать элементы от теплоотвода нет необходимости. Если корпус металлический, то изолировать обязательно, так как коллекторы, а значит и фланцы VT3 и VT4 соединены с положительной шиной питания.

Площадь поверхности теплоотвода будет зависеть от выходного тока, при котором будет эксплуатироваться лабораторный блок питания. Так при эксплуатации его на токах до 3А необходим радиатор с площадью поверхности 600см 2 . Также, чем больше разность между входным и выходным напряжениями, тем больше тепла будет рассеиваться на силовом транзисторе.

Выбор трансформатора

К выбору трансформатора для этого лабораторного блока нужно отнестись ответственно.

Напряжение вторичной обмотки не должно превышать 24В переменного тока. Связано это с максимальным напряжением питания операционных усилителей TL071 (TL081), которое находится в пределах ±18В (для однополярного напряжения +36В). Выпрямленное напряжение на конденсаторе C3 (без нагрузки) будет в 1.41 раз больше переменного. Так для трансформатора с вторичной обмоткой 24В выпрямленное напряжение будет приблизительно +34В. Также по схеме видно, что минусовые выводы питания операционных усилителей U1 и U3 соединены не с общей шиной, а с отрицательным плечом -5.6В, которое организовано элементами VD1, VD4, R6, C4 и VD5. Таким образом, питание U1 и U3 осуществляется от +39.5В относительно отрицательного плеча, что уже на пределе возможностей TL071 и TL081. При нагрузке блока питания напряжение просядет, но все же…

Читать еще:  Как регулировать ток в зарядном устройстве для аккумулятора

Поэтому, выходное напряжение трансформатора для данного лабораторного блока ни в коем случае не должно превышать 24В переменного тока, входное не должно быть ниже 12В, так как опорный потенциал на выходе U2 равен удвоенному напряжению стабилитрона VD6 (5.6В), то есть 11.2 Вольта.

Выходной ток трансформатора должен соответствовать выходной нагрузке лабораторного блока. Если он будет эксплуатироваться на токах до 3А, то и ток вторичной обмотки должен быть не ниже 3А.

Схема лабораторного блока питания работа и настройка

Схема лабораторного блока питания с регулировкой напряжения от 1 до 40 вольт

На биполярном транзисторе VT1 собрана схема модуля сравнения лабораторного блока: с бегунка переменного сопротивления R3 на базу первого транзистора проходит образцовое напряжение, которое задается источником образцового напряжения на радиокомпонентах VD5, VD6, HL1, R1. На эмиттерный переход VT1 поступает входное напряжение с делителя на сопротивлениях R14 и R15. В результате сравнения обоих уровней, сигнал рассогласования поступает на базу второго транзистора, который включен по схеме усилителя тока и управляет силовым транзистором VT4.

Работа лабораторного блока питания в режиме КЗ

Если произойдет случайное короткое замыкание в схеме лабораторного источника или нагрузка превысит разрешенный предел, увеличится падение напряжения на мощном сопротивление R8. В результате чего третий транзистор откроется и тем замкнет базовую цепь VT2, лимитируя нагрузочный ток на выходе блока питания. Сигнализирует о перегрузки по току светодиод HL2.

Если потребуется отрегулировать нагрузочный ток, то можно в разрыв цепи между резисторами R7 и R9 подсоединить переменное сопротивление номиналом 250 Ом, причем бегунок его нужно подсоединить к базе третьего транзистора. Нагрузочный тока можно регулировать в диапазоне от 400 мА до 1,9 А.

Трансформатор можно использовать любой с вторичной обмоткой на 20-40 вольт. Дроссель L1 можно намотать на каркас диаметром 8 мм и 120 витков провода ПЭЛ 0,6 мм.

Почти универсальным блоком может стать простой линейный БП 1,3 – 30 Вольт и токовой регулировкой от 0 до 5 Ампер, который будет работать в режиме стабилизации напряжения и тока. В случае необходимости им можно будет, как зарядить аккумуляторную батарею, так и запитать радиолюбительскую схему.

Ниже представлена схема оригинал. На ее базе мы и сделаем лабораторный блок своими руками.

Схема выполнена на операционном усилителе LM317, работающим в режиме стабилизации, которым можно регулировать вольты в интервале от 1,3 до 37 В. Работая вместе с мощным биполярным транзистором КТ818, схема может пропустить через себя приличный ток. Стабилизатор тока и ограничитель в одном лице, так называемая схема защиты БП, базируется на микросхеме LM301.

Пример такой схемы и прочитать ее работу можно в культовой радиолюбительской книге Хоровиц Хилл «Искусство схемотехники» том первый, страница 358.

В остальной схемотехнической части мы видим парочку фильтрующих конденсаторов, два диодных моста и весьма оригинальный способом включения измерительной головки. Также используется довольно устаревший транзистор КТ818.

Немного подумав, немного изменили оригинал. Повысили емкость на входе схемы, выкинули компоненты измерительной головки и добавили немного защитных диодиков. КТ818 заменили более функциональной парой недорогих транзисторов типа TIP36C, которые соединили параллельно.

Настройку и регулировку схемы блока питания необходимо осуществлять в несколько шагов: Первое включение должно быть без схемы на LM301 и составном транзисторе. Переменным резистором Р3 проверяем, как происходит регулировка напряжения. За это отвечают электронные компоненты LM317, Р3, R4 и R6, С9.

Если регулировка прошла нормально, тогда к схеме подключаем нашу пару транзисторов, желательно их подобрать с максимально близкими параметрами hFE. Для правильной работы схемы параллельно включенным биполярным транзисторам, в эмиттерной цепи должны быть балансировочные сопротивления R7 и R8. Номинал их рекомендуется подбирать, чтобы бы ток проходящий через Т1 был равен току через Т2, при этом сопротивление резисторов должно быть минимально возможным. На данном шаге к выходу самодельного источника можно подсоединить нагрузку, но ни в коем случае не устраивать режим короткого замыкания, иначе транзисторы почти сразу сгорят, скорей всего вместе с LM317.

Следующим шагом подключим схему собранную своими руками на микросхеме LM301. Важно проверить, что на 4-м выводе ОУ имеется потенциал в минус 6 В. Если там плюс, то проверьте подключение диодного моста BR2 и правильность подсоединения электролитического конденсатор С2. Питание операционника LM301 можно взять с выхода БП.

Дальнейшая настройка блока сводится к подгону сопротивления Р1 под максимальный рабочий ток. Как видим, собрать эту схему лабораторного блока питания своими руками достаточно просто, главное не допустить монтажных ошибок.

Мной был использован для схемы старый советский трансформатор ТПП 306-127/220-50 между выводами 3 и 4, 8 и 9 его вторичных обмоток 20 Вольт, при токе до 2,56 А, включив их параллельно получим уже 5,12 А

Конструкцию БП разместил на нескольких макетных платах и запихнул в подходящий самодельный корпус.

Чуть позже в голову пришла идея модернизировать схему и немного расширив рабочий интервал напряжений от 0 В. В принципе, схема лабораторного источника дополнилась лишь небольшим количеством радио компонентов.

Читать еще:  Настенные электронные часы регулировка хода

Как видим на схеме, , та же микросборка LM317 усиленная парой мощных биполярников TIP36C, ограничение и токовая стабилизация также выполнено на LM301. Но добавился стабилизатор 7905 и дополнительный делитель состоящий из резисторов R9 и Р4, который формирует отрицательный потенциал на 1,2 В.

Для регулировки вольтажа с помощью операционного усилителя LM317 он нуля вольт на такой схеме лабораторного блока питания используем опорное стабилизированное напряжение минус 1,2 Вольта.

С учетом того, что отрицательное питание LM301 в нашей схеме и так стабилизированное с помощью стабилизатора 7905, то нам нужно дополнить конструкцию только делителем состоящий из R9 и Р4. А с помощью Р4 уже можно легко получить нужные нам — 1,25 В.

Диоды D3 и D4. D3 защищают вход блока от всплесков обратной полярности, т.к. работа устройства будет происходить в разных условиях эксплуатации. Диод D4 защищает выход микросхемы LM317 от неприятной ситуации, когда потенциал на выходе LM317 превышает напряжение на ее входе.

С помощью резистора Р2 будет доступен токовый интервал от 0 до 5 А.

Для тонкой настройки тока и напряжения можно добавить переменные сопротивления номиналом около 5% от основного регулятора. Например, с Р3 можно последовательно подсоединить переменное сопротивление на 220 Ом, а с Р2 — резистор на 20 кОм.

Чертеж печатной платы в формате Sprint Layout можно взять здесь:

Основа первой схемы лабораторного блока питания является операционный усилитель TLC2272. Выпрямленное напряжение 38 вольт проходя через фильтрующий конденсатором попадает на параметрический стабилизатор. Он собран на транзисторе VT1, диоде VD5 и конденсаторе С2 и сопротивлениях R1, R2. Через этот стабилизатор включен операционный усилитель.

Диоды VD5 и VD8 устанавливать не обязательно Сопротивление резисторов R1 и R5 можно увеличить в три раза. Транзистор VT6 лучше установить кремниевый, например, КТ818В или КТ818Г. Между выводами 7, 1 микросхем DA1 и DA2 и общим проводом желательно установить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкф. Современной заменой транзисторов МП114 и П309 в данном устройстве могут служить КГ502В, КТ502Г и КГ503В, КТ503Г соответственно. Для уменьшения мультипликативных помех каждую половину вторичной обмотки трансформатора Т1 полезно зашунтировать конденсатором емкостью 0,47 мкф.

Наглядное пошаговое руководство по переделки компьютерного БП в мощный лабораторный.

Схема его очень проста, но обеспечивает получение переменного напряжения в диапазоне от 2 до 28В и постоянного напряжения от 3 до 37В. Сетевое напряжение, коммутируемое включателем SA1, через понижающий трансформатор Т1 с многоступенчатой вторичной обмоткой поступает на переключатель SA2, которым выбирается нужный уровень выходного напряжения. Тумблер SA3 служит для включения постоянного или переменного напряжения. При выбранном положении "Переменное" напряжение поступает, на контакты Х2 с включенных секций вторичной обмотки Т1. В положении SA3 "ПОСТ" напряжение выпрямляется диодным мостом VD1- VD4, сглаживается конденсатором С1 и подается на контакты ХЗ. По прибору PV1 контролируется выходное напряжение, светодиод HL1 сигнализирует о включении блока в сеть.

Схема простого лабороторного блока питания

Эта схема лабораторного блока питания способна работать с нагрузкой, потребляющей до 1,6 А. Конструкция имеет защиту от перегрузки и КЗ, а также защиту от возможного повышенного напряжения сети, что особенно актуально при проживании в сельской местности.

Напряжение сети через плавкий предохранитель идет на первичную обмотку понижающего трансформатора. Пониженное до 9 В напряжение со второй обмотки проходит на мостовой выпрямитель, на диодах Шотки VD2 — VD5. Пульсации напряжения сглаживаются большой ёмкостью С5, после чего идет на компенсационный стабилизатор напряжения, построенный с использованием дискретных компонентов.

Блок питания с регулируемым выходным напряжением постоянного тока от 1 до 9 В

Работа компенсационного стабилизатора: С увеличением входного напряжения или снижением тока нагрузки выходное напряжение пытается увеличиться. Из-за этого транзистор VT3 открывается сильнее, следовательно, сильнее откроется и VT1, который, шунтируя затвор-исток полевого транзистора VT2 и сопротивление канала сток-исток возрастает, напряжение на выходе стабилизатора понижается. Регулировку выходного напряжения осуществляют переменным сопротивлениемс R9. Стабилитрон VD6 защищает полевой транзистор

Тумблером SB2 выбирают диапазон выходных напряжений 1. 4 В или 2,3. 9 В. Следует отметить, что схем лабораторных блоков питания с низким выходным напряжением от 1 В немного. Тумблером SB1 задают ток срабатывания защиты. Светодиод HL3 сигнализирует о сработавшем самовосстанавливающем предохранителе. Варистор RU1 защищает трансформатор и выпрямитель от возможных всплесков сетевого напряжения.

Сверхъяркие светодиоды HL1 и HL2 говорят о том, что блок питания включен в сеть, а также, являются подсветкой вольтметра.

Вместо микросхемы L7805ACV можно использовать отечественную микросхему КР142ЕН5 А, В, МС7805, МС32267, LM330T-5,0, LM2940T-5,0, LM9073. Вместо стабилизатора L7808CV можно использовать МС7808, UVI2940-8,0

Понижающий трансформатор ТП112-3-1 с напряжением ХХ на вторичной обмотке 11 В можно заменить на ТП114-2, ТП121-17. ТПП112-6. Понижающий трансформатор типа ТПП-224М от старого импульсного блока питания от отечественного компьютера «Электроника МС».

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Вот очередная версия лабораторного блока питания с напряжением от 0 до 30 В и регулировкой потребляемого тока 0-2 А, что всегда бывает полезно, когда используется БП для настройки самодельных схем или когда они неизвестные приборы запускаются в первый раз.

Читать еще:  Техника безопасности при регулировке плуга

Схема ИП с регулировкой тока и напряжения

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Сама схема питания — это популярный комплект из таких элементов:

  1. Сам регулируемый стабилизатор, в котором заменен T1 — BC337 на BD139, T2 — BD243 на BD911
  2. D1-D4 — диоды 1N4001 заменены на RL-207
  3. C1 — 1000 мкФ / 40 В заменен на 4700 мкФ / 50 В
  4. D6, D7 — 1N4148 на 1N4001

У используемого трансформатора есть напряжения: 25 В, 2 А и 12 В, которое полезно для управления вентилятором, охлаждающим радиатор и силовые диоды на панели. Для этого была создана небольшая плата с мостовым выпрямителем, фильтрующими конденсаторами и стабилизатором LM7812 (с радиатором).

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Внутри корпуса лабораторного источника питания размещены трансформатор, плата самого регулируемого блока питания, платы стабилизаторов — 12 В и 24 В, радиатор с охлаждающим вентилятором (запускается при 50 С).

На передней части корпуса установлены выключатель, три светодиода, информирующих о состоянии блока питания (сеть 220 В, включение вентилятора и защита — ограничение тока или короткое замыкание), синие и красные LED дисплеи с наклеенной на них затемняющей пленкой. Рядом с дисплеями расположены регулирующие потенциометры, а справа выводы питания. На задней части корпуса имеется разъем для сети, предохранитель и охлаждающий вентилятор 60×60 мм.

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Что касается индикаторных дисплеев, они показывают:

  • синий — текущее напряжение в вольтах V
  • красный — текущий ток в амперах A

Источник питания получился реально удобный и надёжный. Вся сборка заняла несколько дней. Что касается охлаждения, оно включается только при высокой нагрузке и то на короткое время, примерно на пару минут.

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

С этим БП удобно работать даже при слабом освещении, так как яркости индикаторов хватает с головой. Если хотите повысить ток до 3-4 ампера, выбирайте трансформатор по-мощнее и транзисторы регулятора, с хорошим запасам по току. Ещё пару неплохих схем источников питания смотрите по ссылкам:

БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Попалась в интернете недавно любопытная схемка простого, но довольно неплохого блока питания начального уровня, способного выдавать 0-24 В при ток до 5 ампер. В блоке питания предусмотрена защита, то есть ограничение максимального тока при перегрузке. В приложенном архиве есть печатная плата и документ, где приведено описание настройки данного блока, и ссылка на сайт автора. Прежде чем собирать, прочитайте внимательно описание.

Схема БП с регулировкой тока и напряжения

Схема БП с регулировкой тока и напряжения

Изначально на фото печатной платы автора были ошибки, печатка была скопирована и доработана, ошибки устранены.

БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ - плата печатная

Вот фото моего варианта БП, вид готовой платы, и можно посмотреть как примерно применить корпус от старого компьютерного ATX. Регулировка сделана 0-20 В 1,5 А. Конденсатор С4 под такой ток поставлен на 100 мкФ 35 В.

Самодельный БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

При коротком замыкании максимум ограниченного тока выдается и загорается светодиод, вывел резистор ограничителя на переднюю панель.

Индикатор для блока питания

Провёл у себя ревизию, нашёл пару простеньких стрелочных головок М68501 для этого БП. Просидел пол дня над созданием экрана для него, но таки нарисовал его и точно настроил под требуемые выходные напряжения.

Индикатор для блока питания стрелочный

Сопротивление используемой головки индикатора и применённый резистор указаны в прилагаемом файле на индикаторе. Выкладываю переднюю панель блока, если кому понадобится для переделки корпус от блока питания АТХ, проще будет переставить надписи и что-то добавить, чем создавать с нуля. Если потребуются другие напряжения, шкалу можно просто подкалибровать, это уже проще будет. Вот готовый вид регулируемого источника питания:

Делаем простой БП С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Плёнка — самоклейка типа "бамбук". Индикатор имеет подсветку зелёного цвета. Красный светодиод Attention указывает на включившуюся защиту от перегрузки.

БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Дополнения от BFG5000

Максимальный ток ограничения можно сделать более 10 А. На кулер — кренка 12 вольт плюс температурный регулятор оборотов — с 40 градусов начинает увеличивать обороты. Ошибка схемы особо не влияет на работу, но судя по замерам при КЗ — появляется прирост проходящей мощности.

БП С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ своими руками

Силовой транзистор установил 2n3055, все остальное тоже зарубежные аналоги, кроме BC548 — поставил КТ3102. Получился действительно неубиваемый БП. Для новичков-радиолюбителей самое-то.

БП С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Выходной конденсатор поставлен на 100 мкФ, напряжение не скачет, регулировка плавная и без видимых задержек. Ставил из расчёта как указано автором: 100 мкф ёмкости на 1 А тока. Авторы: Igoran и BFG5000.

Форум по обсуждению материала БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Информация по самостоятельному ремонту и прошивке транзистор-тестера LCR-T4(T3) NoStripGrid.

Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.

Схема простого кварцованного передатчика FM диапазона на мощность до 0,2 Вт, при питании от 12 В.

Изучение принципа действия и параметров кварцевого генератора, выбор КГ для различных устройств.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector