Laboratórny napájací zdroj typu Urob si sám. Dobré laboratórne napájanie vlastnými rukami

Ahojte všetci. Dnes je posledná recenzia, montáž laboratórneho lineárneho zdroja. Dnes je veľa zámočníckych prác, výroby trupu a finálnej montáže. Recenzia je uverejnená na blogu DIY alebo DIY, dúfam, že tu nikoho nerozptyľujem a nikoho neobťažujem, aby pobavil moje oči kúzlom Leny a Igora))). Každý, kto má záujem o domáce výrobky a rádiotechniku ​​- Vitajte !!!
POZOR: Veľa písmen a fotografií! Premávka!

Vitajte rádioamatér a milovník domácich! Na začiatok si spomeňme na montážne kroky laboratórneho lineárneho napájacieho zdroja. Nesúvisí priamo s touto recenziou, preto je umiestnená pod spojlerom:

Montážne kroky

Montáž napájacieho modulu. Doska, chladič, výkonový tranzistor, 2 variabilné viacotáčkové odpory a zelený transformátor (z osemdesiatych rokov®) Ako navrhujú múdri kirich, Nezávisle som zostavil obvod, ktorý Číňania predávajú vo forme konštruktéra na zostavenie zdroja. Najprv som bol naštvaný, ale potom som sa rozhodol, že obvod je zjavne dobrý, pretože Číňania ho kopírujú ... Zároveň sa dostali von detské vredy tohto obvodu (ktoré boli úplne skopírované Číňanmi). , bez výmeny mikroobvodov za viac "vysokonapäťových" nemôžete použiť na vstup viac ako 22 voltov striedavého napätia ... A pár menších problémov, ktoré mi navrhli užívatelia nášho fóra, za čo im patrí veľká vďaka. Nedávno budúci inžinier " Anna Sun"Ponúkol zbavenie sa transformátora. Samozrejme, každý si môže svoj PSU upgradovať akýmkoľvek spôsobom, ako zdroj energie môžete dať pulzátor. Ale každý pulzátor (možno okrem rezonančných) má na výstupe veľa šumu a toto rušenie pôjde čiastočne na výstup LabBP ... A ak dôjde k impulznému rušeniu, tak to (IMHO) nie je LabBP. Preto sa "zeleného transformátora" nezbavím.


Keďže ide o lineárny napájací zdroj, má charakteristickú a významnú nevýhodu, všetka prebytočná energia sa uvoľňuje na výkonovom tranzistore. Napríklad na vstup privedieme striedavé napätie 24V, ktoré sa po usmernení a vyhladení zmení na 32-33V. Ak k výstupu pripojíte výkonnú záťaž, ktorá spotrebuje 3A pri napätí 5V, všetok zostávajúci výkon (28V pri prúde 3A), čo je 84W, sa rozptýli vo výkonovom tranzistore a zmení sa na teplo. Jedným zo spôsobov, ako predísť tomuto problému a zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť účinnosť, je inštalácia modulu manuálneho alebo automatického prepínania vinutia. Tento modul bol skontrolovaný v:

Pre pohodlie práce s napájacím zdrojom a možnosť okamžitého vypnutia záťaže bol do obvodu zavedený dodatočný reléový modul, ktorý vám umožňuje zapnúť alebo vypnúť záťaž. Tomuto bolo venované.


Bohužiaľ, kvôli nedostatku potrebných relé (normálne zatvorené), tento modul nefungoval správne, preto bude nahradený iným modulom na D-spúšti, ktorý vám umožňuje zapnúť alebo vypnúť záťaž jediným tlačidlo.

Stručne povedzte o novom module. Schéma je celkom dobre známa (zaslaná mi v PM):


Mierne som ho upravil tak, aby vyhovoval mojim potrebám a zhromaždil som nasledujúcu dosku:


Na zadnej strane:


Tentoraz neboli žiadne problémy. Všetko funguje veľmi prehľadne a ovláda sa jedným tlačidlom. Keď je privedené napájanie, 13. výstup mikroobvodu je vždy logická nula, tranzistor (2n5551) je uzavretý a relé je bez napätia - záťaž nie je pripojená. Po stlačení tlačidla sa na výstupe mikroobvodu objaví logická jednotka, tranzistor sa otvorí a relé sa aktivuje pripojením záťaže. Opätovným stlačením tlačidla sa čip vráti do pôvodného stavu.

Čo je napájací zdroj bez indikátora napätia a prúdu? Preto som sa pokúsil vyrobiť ampérvoltmeter sám. V zásade sa ukázalo, že je to dobré zariadenie, ale má určitú nelinearitu v rozsahu od 0 do 3,2A. Táto chyba žiadnym spôsobom neovplyvní použitie tohto meracieho prístroja, povedzme, v nabíjačke autobatérií, ale pre laboratórny PSU je neprijateľná, preto tento modul nahradím čínskymi presnými panelovými doskami a displejmi s 5 číslicami ... A mnou zostavený modul nájde uplatnenie u nejakého iného kutila.


Nakoniec z Číny dorazili vysokonapäťové mikroobvody, o ktorých som vám hovoril v r. A teraz môžete použiť 24V AC na vstup bez strachu, že prerazí mikroobvody ...

Teraz je na „malom“, aby puzdro vyrobil a poskladal všetky kocky dohromady, čo urobím v tejto záverečnej recenzii na túto tému.
Hľadal som hotové puzdro, nenašiel som nič vhodné. Číňania majú dobré krabice, ale, bohužiaľ, ich cena a najmä ...

„Ropucha“ mi nedovolila dať Číňanom 60 dolárov a je hlúpe dať také peniaze za prípad, môžete pridať trochu viac a kúpiť si ho. Aspoň prípad vyjde z tohto Bp dobrý.

Preto som išiel na stavebný trh a kúpil som 3 metre hliníkového rohu. S ním sa zostaví rám zariadenia.
Pripravíme časti požadovanej veľkosti. Nakreslíme polotovary a odrežeme rohy rezným kotúčom. .



Potom rozložte polotovary horného a spodného panelu, aby ste zistili, čo sa stane.


Pokúšame sa umiestniť moduly dovnútra


Montáž ide na skrutky so zápustnou hlavou (pod hlavou so záhlbníkom sa vyvŕta otvor, aby hlava skrutky nevyčnievala nad roh), a matice na rubovej strane. Pomaly sa objavujú obrysy rámu napájacieho zdroja:


A teraz je rám zostavený ... Nie veľmi rovnomerný, najmä v rohoch, ale myslím si, že obraz skryje všetky nerovnosti:


Rozmery rámu pod spojlerom:

Meranie rozmerov

Žiaľ, voľného času je málo, pretože zámočnícke práce napredujú pomaly. Po večeroch som za týždeň vyrobil predný panel z hliníkového plechu a zásuvku na príkon a poistku.






Nakreslíme budúce otvory pre voltmeter a ampérmeter. Sedadlo by malo mať rozmery 45,5 mm x 26,5 mm
Pristávacie otvory prilepíme maskovacou páskou:


A pomocou rezacieho kotúča pomocou dremelu robíme rezy (je potrebná lepiaca páska, aby neprekročila rozmery zásuviek a nepoškodila panel škrabancami) Dremel sa rýchlo vyrovná s hliníkom, ale trvá to 3-4 na dieru

Opäť bol problém, došli rezné kotúče na dremel, hľadanie vo všetkých obchodoch v Almaty k ničomu neviedlo, takže som musel počkať na kotúče z Číny... Našťastie prišli rýchlo v r. 15 dní. Potom práca šla zábavnejšie a rýchlejšie ...
Dremelom som vypiloval otvory pre digitálne ukazovatele a zapiloval som ich.


Na "rohy" sme dali zelený transformátor


Skúšame na radiátore s výkonovým tranzistorom. Bude izolovaný od puzdra, pretože tranzistor je nainštalovaný na radiátore v puzdre TO-3 a tam je ťažké izolovať kolektor tranzistora od puzdra. Chladič bude za ozdobnou mriežkou s chladiacim ventilátorom.




Predný panel som opracoval brúsnym papierom na lište. Rozhodol som sa vyskúšať všetko, čo na ňom bude opravené. Dopadá to takto:


Dva digitálne merače, tlačidlo aktivácie záťaže, dva viacotáčkové potenciometre, výstupné svorky a držiak LED limitného prúdu. Nezabudli ste na niečo?


Na zadnej strane predného panelu.
Všetko rozoberieme a rám napájacieho zdroja natrieme čiernou farbou z plechovky.


Na zadnú stenu pripevníme ozdobnú mriežku (kúpené na autobazári, eloxovaný hliník na doladenie prívodu vzduchu do chladiča 2000 tenge (6.13USD))


Tak sa aj stalo, pohľad zo zadnej strany puzdra napájacieho zdroja.


Dali sme ventilátor na fúkanie chladiča s výkonovým tranzistorom. Pripevnil som ho na čierne plastové svorky, drží dobre, vzhľad neutrpí, takmer ich nevidno.


Plastovú základňu rámu vrátime na svoje miesto s už nainštalovaným napájacím transformátorom.


Označíme miesta upevnenia radiátora. Radiátor je izolovaný od tela zariadenia, pretože na ňom sa napätie rovná napätiu na kolektore výkonového tranzistora. Myslím, že to bude dobre fúkať ventilátor, ktorý výrazne zníži teplotu radiátora. Ventilátor bude riadený obvodom, ktorý číta informácie zo snímača (termistora) namontovaného na radiátore. Ventilátor sa teda „nezmláti“ do prázdneho, ale zapne sa pri dosiahnutí určitej teploty na chladiči výkonového tranzistora.


Pripevníme predný panel na miesto, uvidíme, čo sa stane.


Ozdobných mriežok zostalo veľa, tak som sa rozhodol, že skúsim vyrobiť kryt v tvare U na skrinku zdroja (na spôsob počítačových skríň), ak sa mi nebude páčiť, vymením za niečo inak.


Čelný pohľad. Zatiaľ čo mriežka je "nastražená" a ešte nie je pevne pripevnená k rámu.


Zdá sa, že to funguje dobre. Mriežka je dostatočne pevná, na vrch môžete pokojne niečo položiť, ale o kvalite vetrania vo vnútri puzdra sa ani neoplatí hovoriť, vetranie bude v porovnaní s uzavretými puzdrami vynikajúce.

No, pokračujme v stavbe. Pripojíme digitálny ampérmeter. Dôležité: nestúpaj mi na hrable, nepoužívaj obyčajný konektor, len prispájkuj priamo na kolíky konektora. Inak bude na mieste prúdu v ampéroch, ukáž počasie na Marse.


Vodiče na pripojenie ampérmetra a všetkých ostatných pomocných zariadení by mali byť čo najkratšie.
Medzi výstupné svorky (plus mínus) som nainštaloval zásuvku z fóliového textolitu. Je veľmi vhodné nakresliť izolačné drážky do medenej fólie na vytvorenie platforiem na pripojenie všetkých pomocných zariadení (ampérmeter, voltmeter, doska na odpojenie záťaže atď.)

Hlavná doska je inštalovaná vedľa chladiča výstupného tranzistora.

Spínacia doska vinutia je inštalovaná nad transformátorom, čo umožnilo výrazne znížiť dĺžku drôtovej slučky.

Nastal čas zostaviť prídavný napájací modul pre modul spínania vinutia, ampérmeter, voltmeter atď.
Keďže máme lineárny - analógový PSU, využijeme aj možnosť na transformátore, žiadne spínané zdroje. :-)
Leptanie dosky:


Spájkovanie detailov:


Testujeme, vložíme mosadzné „nohy“ a vložíme modul do puzdra:

Všetky bloky sú zabudované (okrem riadiaceho modulu ventilátora, ktorý bude vyrobený neskôr) a inštalované na svojich miestach. Drôty sú pripojené, poistka je vložená. Môžete vykonať prvé zaradenie. Zatieňujeme sa krížom, zatvárame oči a dávame výživu ...
Neexistuje žiadny bum a biely dym - už je to dobré ... Zdá sa, že pri voľnobehu sa nič nezohrieva ... Stlačíme tlačidlo spínača záťaže - rozsvieti sa zelená LED a relé klikne. Všetko sa zdá byť zatiaľ v poriadku. Môžete začať testovať.

Ako sa hovorí, "čoskoro sa povie rozprávka, ale čoskoro sa stane skutok." Nástrahy opäť vyplávali na povrch. Spínací modul vinutia transformátora nepracuje správne s napájacím modulom. Pri spínacom napätí z prvého vinutia na ďalšie nastáva skok napätia, to znamená pri dosiahnutí 6,4V skok až do 10,2V. Potom samozrejme môžete znížiť napätie, ale o to nejde. Najprv som si myslel, že problém je v napájaní mikroobvodov, pretože ich výkon je tiež z vinutí výkonového transformátora a podľa toho rastie s každým ďalším pripojeným vinutím. Preto som sa pokúsil napájať mikroobvody zo samostatného zdroja energie. Ale nepomohlo to.
Preto sú 2 možnosti: 1. Úplne prerobte obvod. 2. Odmietnite modul automatického prepínania vinutia. Začnem možnosťou 2. Nemôžem ostať úplne bez prepínania vinutí, pretože sa mi nepáči možnosť podriadiť sa sporáku, preto dám prepínač, ktorý umožňuje zvoliť si napätie privádzané na vstup zdroja z 2 možností 12V alebo 24V. Toto je samozrejme "polovičné opatrenie", ale lepšie ako nič.
Zároveň som sa rozhodol vymeniť ampérmeter za iný podobný, ale so zeleným žiarením číslic, keďže červené čísla ampérmetra svietia dosť slabo a na slnku sú ťažko viditeľné. Tu je to, čo sa stalo:


Zdá sa to oveľa lepšie. Je tiež možné, že vymením voltmeter za iný, lebo. 5 číslic vo voltmetri je jednoznačne nadbytočných, stačia 2 číslice za desatinnou čiarkou. Mám možnosti výmeny, takže nebudú žiadne problémy.

Položíme spínač a pripojíme k nemu vodiče. Kontrolujeme.
S prepínačom v polohe "dole" - maximálne napätie bez záťaže bolo cca 16V

Keď je spínač v polohe, maximálne napätie dostupné pre tento transformátor je 34 V (bez zaťaženia)

Teraz kľučky, na dlhú dobu som neprišiel s možnosťami a našiel plastové hmoždinky vhodného priemeru, vnútorné aj vonkajšie.


Odrezali sme trubicu požadovanej dĺžky a položili ju na tyče premenných odporov:


Potom nasadíme rukoväte a upevníme ich skrutkami. Keďže rúrka hmoždinky je pomerne mäkká, rukoväť je upevnená veľmi dobre, odtrhnutie si vyžaduje značné úsilie.

Recenzia je veľmi veľká. Nebudem vám preto venovať čas a Laboratórny zdroj krátko otestovať.
Rušeniu s osciloskopom sme sa venovali už v prvej recenzii a odvtedy sa na obvodoch nič nezmenilo.
Preto kontrolujeme minimálne napätie, nastavovací gombík je v polohe úplne vľavo:

Teraz maximálny prúd

Obmedzenie prúdu 1A

Limit maximálneho prúdu, gombík nastavenia prúdu v polohe úplne vpravo:

To je všetko moji milí rozhlasoví vrahovia a sympatizanti... Ďakujem všetkým, ktorí dočítali až do konca. Zariadenie sa ukázalo ako brutálne, ťažké a dúfam, že aj spoľahlivé. Uvidíme sa vo vzduchu!

UPD: Oscilogramy na výstupe napájacieho zdroja, keď je napätie zapnuté:


A vypnite napätie:

UPD2: Priatelia z fóra Soldering Iron dali nápad, ako spustiť modul spínania vinutia s minimálnymi zmenami v obvode. Ďakujem všetkým za záujem, zariadenie dokončím. Preto na pokračovanie. Pridať k obľúbeným Páčilo sa mi +72 +134

ZOSTAVTE LABORATÓRNE NAPÁJANIE 0-30V / 0-3A.

Mnoho rádioamatérov pozná tento obvod laboratórneho napájacieho zdroja, diskutuje sa o ňom na mnohých amatérskych rádiových fórach a je žiadaný nielen v Rusku, ale aj v zahraničí. No napriek jej obľúbenosti a pozitívnym hodnoteniam sa nám nepodarilo nájsť hotovú dosku plošných spojov vo formáte LAY, možno sme nehľadali dobre alebo sme do hľadania nevložili dostatok úsilia, preto sme sa rozhodli túto medzeru vyplniť. Na začiatok si pripomíname, že tento napájací zdroj má nastavenie výstupného napätia, ktorého rozsah je 0 ... 30 voltov, druhý regulátor môže nastaviť prahovú hodnotu výstupného prúdu, rozsah nastavenia je 2 mA ... 3 A, čo poskytuje nielen ochrana samotného zdroja pred skratom na výstupe a preťažením, ale aj zariadenia, ktoré nastavujete. Tento zdroj má nízke zvlnenie výstupného napätia, nepresahuje 0,01%. Schematický diagram laboratórneho PSU je uvedený nižšie:

Keďže sme sa rozhodli nevynájsť dosku s plošnými spojmi od začiatku, použili sme obrázok dosky, ktorý už mnohí rádioamatéri viackrát zopakovali, zdrojový kód vyzerá takto:

Po konverzii týchto obrázkov do formátu LAY vyzerajú dosky takto:

Foto-pohľad na formát LAY6 a rozloženie prvkov:

Zoznam prvkov pre opakovanie laboratórneho napájacieho obvodu:

Rezistory (pre ktoré nie je uvedený výkon - všetky pri 0,25 wattu):

R1 - 2k2 1W - 1 ks.
R2 - 82R - 1 ks.
R3 - 220R - 1 ks.
R4 - 4k7 - 1 ks.
R5, R6, R13, R20, R21 - 10k - 5 ks.
R7 - 0R47 5W - 1 ks. (zníženie hodnoty na 0R25 zvýši rozsah nastavenia na 7 ... 8 ampérov)
R8, R11 - 27k - 2 ks.
R9, R19 - 2k2 - 2 ks.
R10 - 270k - 1 ks.
R12, R18 - 56k - 2 ks.
R14 - 1k5 - 1 ks.
R15, R16 - 1k - 1 ks.
R17 - 33R - 1 ks.
R22 - 3k9 - 1 ks.

Variabilné / trimerové rezistory:

RV1 - 100k - ladiaci odpor - 1 ks.
P1, P2 - 10k (s lineárnou charakteristikou) - 2 ks.

Kondenzátory:

C1 - 3300...1000mF/50V (elektrolyt) - 1 ks.
C2, C3 - 47mF/50V (elektrolyt) - 2 ks.
C4 - 100n (polyester) - 1 ks.
C5 - 200n (polyester) - 1 ks.
C6 - 100pF (keramika) - 1 ks.
C7 - 10mF/50V (elektrolyt) - 1 ks. (lepšie nahradiť 1000mF/50V)
C8 - 330pF (keramika) - 1 ks.
C9 - 100pF (keramika) - 1 ks.

Diódy / Zenerove diódy:

D1, D2, D3, D4 - 1N5402 (1N5403, 1N5404) - 4 ks. (Alebo opravte dosku LAY6 pre inštaláciu zostavy diód)
D5, D6, D9, D10 - 1N4148 - 4 ks.
D7, D8 - Zenerova 5V6 (zenerova dióda pre napätie 5,6 V) - 2 ks.
D11 - 1N4001 - 1 ks.
D12 - LED - LED - 1 ks.

Mikroobvody:

U1, U2, U3 - TL081 - 3 ks.

Tranzistory:

Q1 - NPN BC548 (BC547) - 1 ks.
Q2 - NPN 2N2219 (BD139, domáci KT961A) - 1 ks. (Pri výmene za BD139 nezamieňajte pinout, pri inštalácii na dosku sa nohy krížia)
Q3 - PNP BC557 (BC327) - 1 ks.
Q4 - NPN 2N3055 - 1 ks. (A je lepšie použiť domáci KT827 a nainštalovať ho na pôsobivý radiátor)

Napätie sekundárneho vinutia transformátora je 25 Voltov, prúd sekundárneho a výkon tranzu voľte podľa toho, aké parametre chcete mať na výstupe. Na výpočet transformátora môžete použiť program z článku:

Pri hľadaní informácií o tejto schéme sme na jednom z fór stále našli jednu verziu dosky plošných spojov vo formáte LAY, ktorú vyvinula spoločnosť DRED. Charakteristickým rysom tejto možnosti je, že bola pôvodne zaostrená na použitie tranzistora BD139, takže pri inštalácii nemusíte krútiť nohy tohto prvku. Pohľad na formát dosky LAY6 je nasledovný:

Foto pohľad dosky DRED-možnosť:

Doska je jednostranná, rozmer 75 x 105 mm.

Tým sa ale náš článok nekončí. Na jednej z buržoáznych stránok sme našli inú verziu plošného spoja tohto napájacieho zdroja. Dráhy sú o niečo tenšie, usporiadanie prvkov je o niečo kompaktnejšie a priamo na pečatidle sú umiestnené potenciometre pre nastavenie stabilizačného prúdu a napätia. Pomocou pôvodných obrázkov, ktoré sme vyrobili kanva, Prada urobila niekoľko menších zmien. Formát dosky LAY6 PSU vyzerá takto:

Fotografický pohľad a usporiadanie prvkov:

Doska je jednostranná, rozmer 78 x 96 mm, obvod rovnaký, hodnotenia prvkov rovnaké. A nakoniec pár obrázkov zostavených laboratórnych napájacích zdrojov podľa tejto schémy:

Montážna doska podľa druhej verzie dosky plošných spojov:

Nešetrite na veľkosti radiátora, výstup sa zahrieva, dodatočné prúdenie vzduchu nebude zbytočné.
Napájací zdroj je 100% opakovateľný a dúfame, že získané informácie budú stačiť na jeho výrobu. Všetky materiály v archíve, veľkosť - 1,85 Mb.

Všetci opravári elektroniky vedia, že je dôležité mať laboratórny napájací zdroj, ktorý dokáže produkovať rôzne napätia a prúdy na použitie v nabíjacích zariadeniach, napájacích obvodoch, testovacích obvodoch atď. Na trhu je veľa druhov takýchto zariadení, ale skúsení rádioamatéri sú dosť schopný vyrobiť laboratórny zdroj energie vlastnými rukami. Na tento účel môžete použiť použité diely a kryty a doplniť ich o nové prvky.

jednoduché zariadenie

Najjednoduchší napájací zdroj pozostáva len z niekoľkých prvkov. Pre začínajúcich rádioamatérov bude jednoduché navrhnúť a zostaviť tieto ľahké obvody. Hlavným princípom je vytvorenie usmerňovacieho obvodu na získanie jednosmerného prúdu. V tomto prípade sa úroveň výstupného napätia nezmení, závisí to od transformačného pomeru.

Hlavné komponenty pre jednoduchý obvod napájania:

1. Znižovací transformátor;
2. usmerňovacie diódy. Môžete ich zapnúť v mostíkovom obvode a získať tak celovlnné usmernenie, alebo použiť polvlnné zariadenie s jednou diódou;
3. Kondenzátor na vyhladenie zvlnenia. Elektrolytický typ je vybraný s kapacitou 470-1000 mikrofarád;
4. Vodiče na montáž obvodu. Ich prierez je určený veľkosťou záťažového prúdu.

Na navrhnutie 12-voltového PSU potrebujete transformátor, ktorý zníži napätie z 220 na 16 V, pretože za usmerňovačom napätie mierne klesá. Takéto transformátory možno nájsť v použitých počítačových napájacích zdrojoch alebo zakúpiť nové. Odporúčania pre samonavíjacie transformátory nájdete, ale najprv je lepšie to urobiť bez nich.

Diódy pasujú na kremík. Pre zariadenia s malým výkonom sú v predaji hotové mostíky. Je dôležité ich správne pripojiť.

Toto je hlavná časť okruhu, ktorá ešte nie je úplne pripravená na použitie. Pre lepší výstupný signál je potrebné za diódový mostík umiestniť ďalšiu zenerovu diódu.

Výsledné zariadenie je klasický napájací zdroj bez dodatočných funkcií a je schopný podporovať malé záťažové prúdy až do 1 A. V tomto prípade môže zvýšenie prúdu poškodiť komponenty obvodu.

Na získanie výkonného napájacieho zdroja stačí nainštalovať jeden alebo viac zosilňovacích stupňov na tranzistorové prvky TIP2955 v rovnakom dizajne.

Dôležité! Na zabezpečenie teplotného režimu obvodu na výkonných tranzistoroch je potrebné zabezpečiť chladenie: radiátor alebo vetranie.

Nastaviteľný zdroj napájania

Pri riešení zložitejších úloh pomôžu napájacie zdroje s reguláciou napätia. Komerčne dostupné zariadenia sa líšia parametrami ovládania, menovitým výkonom atď. a vyberajú sa podľa účelu použitia.

Jednoduchý nastaviteľný napájací zdroj je zostavený podľa vzorovej schémy znázornenej na obrázku.

Prvá časť obvodu s transformátorom, diódovým mostíkom a vyhladzovacím kondenzátorom je podobná obvodu klasického zdroja bez regulácie. Ako transformátor môžete použiť aj zariadenie zo starého napájacieho zdroja, hlavná vec je, že zodpovedá zvoleným parametrom napätia. Tento indikátor pre sekundárne vinutie obmedzuje regulačný limit.

Ako obvod funguje:

1. Usmernené napätie ide do zenerovej diódy, ktorá určuje maximálnu hodnotu U (môžete vziať 15 V). Obmedzené prúdové parametre týchto častí vyžadujú inštaláciu tranzistorového zosilňovacieho stupňa v obvode;
2. Rezistor R2 je variabilný. Zmenou jeho odporu môžete získať rôzne hodnoty výstupného napätia;
3. Ak je prúd tiež regulovaný, potom sa druhý odpor inštaluje za tranzistorový stupeň. V tomto diagrame neexistuje.

V prípade potreby iného regulačného rozsahu je potrebné nainštalovať transformátor s príslušnými charakteristikami, čo si vyžiada aj zahrnutie ďalšej zenerovej diódy atď. Tranzistor potrebuje chladenie chladičom.

Meracie prístroje pre najjednoduchšie regulované napájanie budú vyhovovať všetkým: analógovým aj digitálnym.

Po vytvorení nastaviteľného napájacieho zdroja vlastnými rukami ho môžete použiť pre zariadenia určené pre rôzne prevádzkové a nabíjacie napätia.

Bipolárne napájanie

Zariadenie bipolárneho napájacieho zdroja je zložitejšie. Do jeho dizajnu sa môžu zapojiť skúsení elektroniki. Na rozdiel od unipolárnych, takéto PSU na výstupe poskytujú napätie so znamienkom „plus“ a „mínus“, čo je potrebné pri napájaní zosilňovačov.

Hoci obvod znázornený na obrázku je jednoduchý, jeho implementácia si bude vyžadovať určité zručnosti a znalosti:

1. Budete potrebovať transformátor so sekundárnym vinutím rozdeleným na dve polovice;
2. Jedným z hlavných prvkov sú integrované stabilizátory tranzistorov: KR142EN12A - pre jednosmerné napätie; KR142EN18A - pre opak;
3. Na usmernenie napätia sa používa diódový mostík, možno ho zostaviť na samostatné prvky alebo použiť hotovú zostavu;
4. Rezistory s premenlivým odporom sa podieľajú na regulácii napätia;
5. Pre tranzistorové prvky je nevyhnutné namontovať chladiace radiátory.

Bipolárny laboratórny napájací zdroj bude tiež vyžadovať inštaláciu ovládacích zariadení. Montáž puzdra sa vykonáva v závislosti od rozmerov zariadenia.

Ochrana napájacieho zdroja

Najjednoduchším spôsobom ochrany PSU je inštalácia poistiek s tavnými vložkami. Existujú samoobnovovacie poistky, ktoré po vyhorení nevyžadujú výmenu (ich zdroje sú obmedzené). Neposkytujú však plnú záruku. Tranzistor sa často poškodí skôr, ako vyhorí poistka. Rádioamatéri vyvinuli rôzne obvody využívajúce tyristory a triaky. Možnosti nájdete online.

Na výrobu krytu zariadenia používa každý majster metódy, ktoré má k dispozícii. Pri dostatočnom šťastí nájdete hotovú nádobu na zariadenie, ale musíte ešte zmeniť dizajn prednej steny, aby ste tam umiestnili ovládacie zariadenia a ovládacie gombíky.

Niektoré remeselné nápady:

1. Zmerajte rozmery všetkých komponentov a vyrežte steny z hliníkových plechov. Označte prednú plochu a vytvorte potrebné otvory;
2. Upevnite konštrukciu rohom;
3. Spodná základňa PSU s výkonnými transformátormi musí byť zosilnená;
4. Pri vonkajšom spracovaní natrite povrch, natrite a zafixujte lakom;
5. Komponenty obvodu sú spoľahlivo izolované od vonkajších stien, aby sa predišlo namáhaniu skrine pri poruche. Na tento účel je možné prilepiť steny zvnútra izolačným materiálom: hrubým kartónom, plastom atď.

Mnoho zariadení, najmä tých s vysokým výkonom, vyžaduje inštaláciu chladiaceho ventilátora. Dá sa to robiť nepretržitou prevádzkou alebo sa môže vytvoriť okruh, ktorý sa automaticky zapne a vypne po dosiahnutí špecifikovaných parametrov.

Schéma je implementovaná inštaláciou snímača teploty a mikroobvodu, ktorý zabezpečuje riadenie. Aby bolo chladenie účinné, je potrebná voľná cirkulácia vzduchu. To znamená, že zadný panel, v blízkosti ktorého je namontovaný chladič a radiátory, musí mať otvory.

Dôležité! Pri montáži a oprave elektrických zariadení je potrebné dbať na nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom. Kondenzátory, ktoré sú pod napätím, musia byť vybité.

Kvalitný a spoľahlivý laboratórny zdroj je možné zostaviť vlastnými rukami, ak používate servisné komponenty, jasne vypočítate ich parametre, používate osvedčené obvody a potrebné zariadenia.

Video

!
Ak hľadáte jednoduchý a spoľahlivý lineárny napájací obvod, potom je tento článok určený práve vám. Tu nájdete kompletný montážny návod, ako aj nastavenie tohto napájacieho zdroja. Autorom tohto domáceho produktu je Roman (YouTube kanál "Open Frime TV").

Na začiatok trochu pozadia. Nedávno autor prerábal svoje pracovisko a chcel nainštalovať lineárnu jednotku ako tretí zdroj napájania, pretože niekedy musí zostaviť obvody, ktoré neznesú zvlnenie napätia. A ako vieme, na výstupe lineárneho bloku zvlnenie napätia takmer úplne chýba.

Až do tohto bodu sa autor o lineárne bloky veľmi nezaujímal a nejako sa do tejto témy poriadne neponáral. Keď prišiel nápad postaviť takýto blok, Roman okamžite otvoril obľúbený a široko známy YouTube video hosting. Výsledkom bolo, že po dlhom hľadaní autor dokázal pre seba identifikovať 2 schémy. Autorom prvého je AKA KASYAN (autor rovnomenného kanála YouTube) a druhý okruh je založený na operačných zosilňovačoch.

Ale keďže operačné zosilňovače môžu pracovať pri napätí až 32 V, výstupné napätie nemôže prekročiť tento limit, čo znamená, že tento obvod už nie je potrebný.

Dobre, môžete zostaviť okruh z Kasyan, ale aj tu sme boli sklamaní. Táto schéma sa bojí statiky. To sa prejavilo výbuchom tranzistorov, ak zoberiete výstupné kontakty.

Stalo sa to niekoľkokrát. A potom sa autor rozhodol nechať túto schému na pokoji. Poviete si, že internet je plný lineárnych napájacích obvodov.

Áno, samozrejme, ale iba tieto dve vyššie uvedené schémy mali normálne nastavené pečate, ktoré sa dali jednoducho stiahnuť. Všetko ostatné buď bez tesnení, alebo zmontované zavesením. A my (rádioamatéri) sme zvyknutí, že všetko sa podáva na striebornom podnose.

Autor sa rozhodol vyšľachtiť normálneho pečatníka. Doska sa ukázala byť celkom kompaktná. Po otestovaní tejto schémy sa prekvapivo ukázalo ako vynikajúce.

Pri takejto jednoduchosti sa to autorovi zapáčilo natoľko, že sa dokonca rozhodol z tejto dosky vyrobiť stavebnicu. K tomu je potrebné previesť signet do súboru Gerber (súbor s príponou .gbr, čo je návrh dosky plošných spojov pre následnú výrobu fotomasiek na rôznych zariadeniach). Potom je potrebné poslať dosky na výrobu.

A teraz, pár týždňov po objednávke, dostávame naše dlho očakávané dosky. Po otvorení balenia a bližšom preskúmaní dosiek sa môžeme uistiť, že všetko dopadlo veľmi kvalitne a krásne.

Takže túto dosku už zaspájkujme a skontrolujme v prevádzke. Nie je toľko komponentov na inštaláciu, spájkovanie trvá asi 20 minút, nie viac.

Hotové s spájkovaním. Robíme prvé zaradenie. A tu nás čaká malé sklamanie. Táto doska nebola bez zárubní. Prejavili sa tak, že pri otáčaní gombíka potenciometra doľava sa zvyšuje napätie a prúd a pri otáčaní gombíka potenciometra doprava dochádza k poklesu.

Stalo sa tak preto, že odpory pre túto dosku autor nasadil na vodiče (pre následnú inštaláciu na puzdro) a tam bolo možné bez problémov zmeniť smer otáčania jednoduchou výmenou bočných kontaktov. Dobre, ale všetko ostatné funguje ako má.

Ale napriek tomu autor opravil pečať, teraz je tam zvýšenie napätia pri otočení potenciometra doprava, všetko je tak, ako má byť. Tento návrh si teda môžete pokojne stiahnuť a zopakovať (archív s týmto plošným spojom je v popise pod pôvodným videom autora, treba nasledovať odkaz ZDROJ na konci článku).

A teraz prejdime k podrobnému skúmaniu obvodu a samotnej dosky. Schému môžete vidieť na svojich obrazovkách.

Tento napájací zdroj je vybavený regulátorom napätia a prúdu, ako aj systémom ochrany proti skratu, ktorý je v takýchto blokoch jednoducho potrebný.

Predstavte si na chvíľu, čo sa stane pri skrate, keď je vstupné napätie 36V. Ukazuje sa, že všetko napätie sa rozptýli na výkonovom tranzistore, ktorý, samozrejme, takýto výsmech pravdepodobne nevydrží.

Tu je možné nastaviť ochranu. Pomocou tohto trimovacieho odporu nastavíme ľubovoľný vypínací prúd.

Tu je nainštalované 12V ochranné relé a vstupné napätie môže dosiahnuť 40V. Preto bolo potrebné získať napätie 12V.

To je možné realizovať pomocou parametrického stabilizátora na tranzistore a zenerovej diódy. 13V zenerova dióda, pretože na prechodoch kolektor-emitor dvoch tranzistorov dochádza k poklesu napätia.

Takže teraz môžete začať testovať tento lineárny zdroj napájania. Dodávame napätie 40V z laboratórneho zdroja. Na záťaž zavesíme žiarovku určenú na napätie 36V, s výkonom 100W.

Potom začneme pomaly otáčať premenlivý odpor.

Ako vidíte, regulácia napätia funguje dobre. Teraz skúsme regulovať prúd.

Ako vidíte, keď sa druhý odpor otáča, prúd klesá, čo znamená, že obvod funguje normálne.
Keďže ide o lineárnu jednotku a všetko „extra“ napätie sa premieňa na teplo, potrebuje pomerne veľký radiátor. Na tieto účely sa výborne osvedčili chladiče z počítačového procesora. Takéto radiátory majú veľkú plochu rozptylu a ak sú vybavené aj ventilátorom, potom môžete v zásade úplne zabudnúť na prehrievanie tranzistora.

A teraz o tom, ako funguje ochrana. Požadovaný prúd nastavíme pomocou ladiaceho odporu. V prípade skratu sa relé aktivuje. Dvojica jeho kontaktov otvorí výstupný obvod a tranzistor je bezpečný.

Pre návrat do normálnej prevádzky je tu také tlačidlo na otvorenie, po stlačení sa ochrana odstráni.

Alebo môžete jednoducho odpojiť jednotku od siete a znova použiť napätie. Tým pádom sa vypne aj ochrana. Na doske sú tiež 2 LED diódy. Jeden signalizuje činnosť bloku a druhý o činnosti ochrany.

Stručne povedané, môžeme povedať, že jednotka sa ukázala byť veľmi cool a je vhodná pre začiatočníkov aj už skúsených rádioamatérov. Stiahnite si teda archív a zozbierajte si takýto blok.

No to je všetko. Ďakujem za pozornosť. Do skorého videnia!

Video:

Potreba laboratórne napájanie s možnosťou nastavenia výstupného napätia a prah ochrany pre odber prúdu záťažou vznikli už dávno. Po prepracovaní množstva materiálov na internete a vyplnení hrbolčekov z vlastnej skúsenosti som sa rozhodol pre nasledujúci dizajn. Rozsah regulácie napätia je 0-30 Voltov, prúd daný záťaži je určený hlavne použitým transformátorom, v mojej verzii odoberám pokojne aj viac ako 5 Ampérov. Existuje úprava prahu ochrany pre prúd spotrebovaný záťažou, ako aj proti skratu v záťaži. Indikácia sa vykonáva na LCD displeji LSD16x2. Jedinou nevýhodou tohto dizajnu je nemožnosť transformácie tohto zdroja energie na bipolárny a nesprávna indikácia prúdu spotrebovaného záťažou v prípade kombinácie pólov - dohromady. Mojím cieľom bolo napájať hlavne unipolárne napájacie obvody, podľa toho aj dva kanály, ako sa hovorí, s hlavou. Takže schéma zobrazovacej jednotky na MK s jej funkciami opísanými vyššie:

Meranie prúdu a napätia I - do 10 A, U - do 30 V, obvod má dva kanály, na fotografii sú hodnoty napätia do 78L05 a potom je možná kalibrácia pre dostupné bočníky. Firmvéru pre ATMega8 je na fóre viacero, nie všetky sú mnou odskúšané. V obvode je ako operačný zosilňovač použitý čip MCP602, jeho možná náhrada je LM2904 alebo LM358, potom je potrebné pripojiť napájanie op-amp na 12 voltov. Na doske som vymenil diódu na vstupe stabilizátora a tlmivku pre napájanie za prepojku, stabilizátor treba umiestniť na radiátor - výrazne sa zohrieva.

Pre správne zobrazenie hodnôt prúdu je potrebné dbať na prierez a dĺžku vodičov pripojených od bočníka k meracej časti. Rada znie - dĺžka je minimálna, prierez maximálny. Pre samotné laboratórne napájanie bol zostavený obvod:

Okamžite nabehol, úprava výstupného napätia je plynulá, ako aj prah prúdovej ochrany. Tlač pre LUT musela byť prispôsobená, stalo sa toto:

Pripojenie premenných odporov:

Umiestnenie prvkov na doske PSU

Pinout niektorých polovodičov

Zoznam laboratórnych IP prvkov:

R1 = 2,2 KOhm 1W

R2 = 82 Ohm 1/4W
R3 = 220 Ohm 1/4W
R4 = 4,7 KOhm 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W
R7 = 0,47 ohm 5W
R8, R11 = 27 KOhm 1/4W
R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W
R10 = 270 KOhm 1/4W
R12, R18 = 56KOhm 1/4W
R14 = 1,5 KOhm 1/4W
R15, R16 = 1 KOhm 1/4W
R17 = 33 Ohm 1/4W
R22 = 3,9 KOhm 1/4W
RV1 = 100K trimmer
P1, P2 = 10 KOhm
C1 = 3300uF/50V
C2, C3 = 47uF/50V
C4 = 100nF polyester
C5 = 200nF polyester
C6 = 100pF keramika
C7=10uF/50V
C8 = keramika 330 pF
C9 = 100pF keramika
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 dióda 2A - RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V Zener
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 dióda 1A
Q1 = BC548, tranzistor NPN alebo BC547
Q2 = 2N2219 NPN tranzistor
Q3 = BC557, PNP tranzistor alebo BC327
Q4 = výkonový tranzistor 2N3055 NPN
U1, U2, U3 = TL081
D12 = LED

Hotové dosky vyzerajú v mojej verzii takto:

Skontroloval som to displejom, funguje perfektne - voltmeter aj ampérmeter, problém je tu iný, a to: niekedy je potrebné bipolárne napájacie napätie, mám oddelené sekundárne vinutia transformátora, môžete vidieť z na fotke sú dva mosty, teda úplne dvaja nezávislí priatelia z iného kanála. Ale tu je merací kanál spoločný a má spoločné mínus, preto nebude fungovať vytvorenie stredného bodu v napájacom zdroji kvôli spoločnému mínus cez meraciu časť. Takze rozmyslam bud si urobit vlastnu nezavislu meraciu cast pre kazdy kanal, alebo mozno nie tak casto potrebujem zdroj s bipolarnym napajanim a spolocnou nulou...Dalej dam plošný spoj, ten ktorý má napr. ďaleko vyleptané:

Po montáži prvá vec: nastavte poistky presne takto:

Po zhromaždení jedného kanála som bol presvedčený o jeho výkonnosti:

Kým dnes je zapnutý ľavý kanál meracej časti, pravý visí vo vzduchu, preto prúd ukazuje takmer maximum. Chladič pravého kanála ešte nie je nainštalovaný, ale podstata je jasná zľava.

Namiesto diód zatiaľ v ľavom kanáli (je to zospodu pod pravou doskou) diódového mostíka, ktorý pri pokusoch vyhodil, hoci 10A, dal mostík na 35A na chladič pod chladičom.

Drôty druhého kanála sekundárneho transformátora stále visia vo vzduchu.

Výsledok: stabilizačné napätie skáče v rámci 0,01 voltu v celom rozsahu napätia, maximálny prúd, ktorý som mohol odobrať, je 9,8 A, dosť s mojou hlavou, najmä keď som očakával, že nedostanem viac ako tri ampéry. Chyba merania - do 1%.

Chyba: Nemôžem transformovať tento zdroj napájania na bipolárny kvôli všeobecnému mínusu meracej časti a po zvážení som sa rozhodol, že by som nemal konfigurovať terminály, takže som opustil schému úplne nezávislých kanálov. Ďalšou nevýhodou tohto meracieho obvodu je podľa mňa to, že ak spojíte póly - spolu na výstupe, stratíme informáciu o prúdovom odbere záťaže kvôli spoločnému telu meracej časti. Toto sa deje v dôsledku paralelizácie bočníkov oboch kanálov. Ale vo všeobecnosti sa ukázalo, že napájanie nie je vôbec zlé a čoskoro bude. Autor návrhu: GUVERNOR

Diskutujte o článku SCHÉMA NAPÁJANIA LABORATÓRIA