Когда мне было 14, я уже занимался электроникой, и первым делом хотел сделать универсальный блок питания для будущих моих устройств. Это был простой с регулируемым напряжением до 12 В и выдавал максимум 0,3А. Потом, через некоторое время, я все забросил по разным причинам: институт, отсутствие времени, другие интересы. После того как я принял решение возобновить хобби, опять стал вопрос об универсальном блоке питании для радиолюбителя. На этот раз хотелось и помощнее, и с лучшими характеристиками, и цифровыми показателями и в лучшем исполнении.

В сети как обычно, на каждый вопрос миллион ответов, на каждую идею миллион предложений как ее исполнить. Это коснулось и лабораторного блока питания (ЛБП). Но пробороздив беспредельные пределы Интернета попал на одну очень хорошую схему, которая мне очень понравилась.

Нашел схему на буржуйском сайте . Благо, эта схема оказалось очень популярной и все описания есть и на наших сайтах на понятном для нас языке.

Список сайтов где есть описания этой схемы:

И еще много других, но думаю и этих хватит чтоб узнать об этой схеме ЛБП.

Сразу смею заметить, плата, собранная из исправных деталей и с правильным монтажом работает сразу, а вся настройка заключается в настройке НУЛЯ.

Печатная плата. Плата сделана из фольгированного текстолита с размерами 140мм*95мм.

На плате переделал только дорожки под имеющийся конденсатор С1 и диодный мостик. Остальное без изменений.

Корпус. Так как это был мой первый проект, мне хотелось сделать все самому, включая корпус. Корпус был сделан из старого системного блока. Пришлось его распилить, просверлить несколько дырочек и долго думал как все собрать в кучу, чтоб было удобно, если что, его разобрать. В итоге получился довольно неплохой корпус как для меня. Также, корпус достаточно великоват, потому что в будущем планирую сделать вторую такую плату, в результате чего, должен получится двуполярный по опыту уважаемого DREDD . Прикинув размеры, вторая плата должна поместиться. Корпус металлический и он боится замыкания, и если оно произойдет в процессе отладки или монтажа, обнаружить неисправную деталь будет довольно трудно. СОВЕТ: используйте готовые пластмассовые корпуса, которые продаются в наших магазинах, за исключением если у вас уже есть готовый подходящий под ваши цели.

Детали. Все детали доступные на рынке и не дорогие. Самыми дорогими деталями оказались: трансформатор, силовой транзистор, сглаживающий конденсатор С1, микросхемы и диодный мостик. Весь список деталей в приложении.

Трансформатор был сделан на заказ с требуемыми параметрами. Тороидальный трансформатор с выходным напряжением 24В и максимальным током чуть более 3А. Еще одна вторичная обмотка выдает 10В, 0,5А для питания индикации.

Вместо диодов применил диодный мостик RS 607, допустимый ток 6А, и думаю этого достаточно. За все время использования чуть заметно греется. Тем более что 3А выходного тока мне не всегда надо, а если и надо то ненадолго. С такими нагрузками он справляется.

Сглаживающий конденсатор С1 рассчитан на напряжение 50В и емкостью 10 000мкф. По схеме обозначен на 3300 мкф, но смело ставьте больше, не пожалеете .

Микросхемы TL 081 по даташиту выдерживают напряжение 36В, по этому с этим надо быть осторожным. Если трансформатор выдает 24В переменного напряжения то после выпрямителя и фильтра будет примерно 34В, запаса совсем мало. Как раз этот недочет исправляет вторая версия схемы. У меня получается около 33В, и один раз я умудрился их сжечь. БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ.

Силовой транзистор Q 4 я применил советский КТ827А. Сразу скажу, что тот который используется в оригинальной версии не выдерживает и горит чуть ли ни при первом КЗ. Устанавливаете КТешку на радиатор и все будет ОК.

Транзистор Q 2 по рекомендациям был заменен на BD 139. Соответственно если стоит такой транзистор, то нужно поменять резистор R 13 на номинал 33К.

Некоторые радиолюбители которые ставят КТ827А, то Q 2 совсем убирают. Об этом читайте на форумах. Я не убирал.

Монтаж. Когда плата и все детали были в наличии, я приступил к монтажу. СОВЕТ: обязательно проверяйте все детали на исправность и правильность монтажа. Это залог успеха. Желательно на плату ставить клеммы для входного переменного напряжения, для силового транзистора и выходного напряжения. Это очень удобно.

Когда будете все собирать в корпус вам придется выпаивать некоторые провода или менять. Вы просто их открутите и вставите новые. Об этом я подумал уже после того как плата с дорожками уже была готова. После монтажа всех деталей, проверьте плату на сопли, КЗ, пайку деталей. СОВЕТ: перед первым включением не вставляйте микросхемы в панельки. Включите блок и проверьте напряжение на выводах 4 U 2 и U 3? Там должно быть «-5,6В». У меня было все ок, вставил микросхемы и включил блок. Замерил напряжение в некоторых пунктах, получилось такое:

Также необходимо заметить, что я поменял местами крайние выводы переменного резистора, отвечающего за Ток. Регулировка происходила наоборот: в крайнем левом положении, блок выдавал максимальный ток.

Также подстроечным резистором RV 1 отрегулировал 0. Переменный резистор отвечающего за напряжение, выкрутил в крайнее левое положение, к выходным клемам подключил тестер и резистором RV 1 выставил максимально возможно точный 0.

После проверки и тестирования блока, приступил к сборке в корпус. Сначала, я разметил где и какие элементы будут расположены. Закрепил клемму для сетевого шнура, потом трансформатор и плату.

Потом, приступил к монтажу Вольт – Амперметра, который на рисунке ниже:

Он был куплен на Aliexpress , за 4$. Для этого индикатора пришлось собрать отдельный источник питания на 12В, также к этому источнику присоединен вентилятор, который охлаждает транзистор если тот нагревается больше 60 С градусов. В основе управления вентилятором служит такая схема

Вместо резистора на 10К можно поставить переменный, для регулировки температуры при которой будет включаться куллер. Она очень простая и за несколько месяцев работы блока, вентилятор включался всего 2 раза. Принудительное охлаждение не хотел ставить: это дополнительная нагрузка на трансформатор и лишний шум.

Собираем лабораторный БП 0-30В 3(5)А.

В этой статье мы представляем вам схему регулируемого от нуля до 30 вольт блока питания для домашней лаборатории радиолюбителя, способного отдавать в нагрузку ток 3 ампера и больше. Рассмотрим принципиальную схему устройства:

В схеме блока питания применяется микросхема TLC2272 (операционный усилитель), которая получает питание от однополярного источника, собранного на элементах VT1, VD2. По схеме этот узел выдает напряжение 6,5 вольт, но можно применить и 5-ти вольтовое питание, при этом номинал резистора R9 необходимо будет уменьшить примерно до 1,6 кОм, на схеме он помечен звездочкой, это означает, что путем его подбора необходимо будет задать опорное напряжение, которое должно быть равно 2,5 вольта.

Резистор R11 – определяет максимальный уровень напряжения диапазона регулирования.

Переменным резистором R14 производится плавная регулировка выходного напряжения блока питания, а резистором R7 настраивается ограничение по току (0…3 Ампера). В принципе, параметры ограничения можно расширить, и сделать регулировку, например, от 0 до 5А. Для этого необходимо будет пересчитать номиналы резисторов делителя R6 и R8.

Светодиод VD4 применен как индикатор наличия перегрузки или короткого замыкания.

Печатная плата блока питания:

Вид на печатную плату со стороны установленных элементов:

Печатная плата рассчитана на установку панельки для микросхемы DA1. Это пригодится при налаживании блока питания после его сборки.

Первое включение и как настроить блок питания:

Микросхема DA1 в панельку не вставлена, резистор R14 в нижнем по схеме положении.
Включаем питание, меряем напряжение на емкости С1, оно должно быть в пределах 35…38 вольт.
Резистором R2 (серия СП5) устанавливаем на 8-ом контакте панельки микросхемы DA1 напряжение 6,5 вольта.
Выключаем питание, вставляем DA1 в панельку, включаем питание, и еще раз замеряем напряжение питания микросхемы. Если оно отлично от 6,5В, производим подстройку.
Устанавливаем опорное U = 2,5 вольта на верхнем по схеме выводе потенциометра R14 (как уже написано выше, он находится в нижнем по схеме положении), то есть подбираем номинал R9.
Выкручиваем потенциометр R14 в верхнее по схеме положение, производим настройку верхнего предела регулирования напряжения путем подстройки резистора R11 (серия СП5), устанавливаем 30 вольт.
Резистор R16 на схеме обозначен пунктирной линией. Если его не ставить, U выходное минимальное будет равно 3,3 мВ, в принципе это практически нуль. При установке R16 номиналом 1,3 МОм минимальное напряжение должно составлять 0,3 мВ. Печатная плата предусматривает установку этого резистора.
Последним этапом настройки является проверка узла защиты, реализованной на элементе DA1.2. При необходимости подберите номиналы резисторов R6 и R8.

Возможные изменения схемы.

Как уже было написано выше, вместо узла, формирующего напряжение питания микросхемы DA1 величиной 6,5 В, можно применить 5-ти вольтовый источник. Его можно собрать на микросхеме интегрального стабилизатора 7805 по следующей схеме (при этом не забудьте подобрать R9):

Еще можно сделать преобразование узла, выдающего опорное напряжение 2,5 вольта, то есть вместо VD3 (TL431) поставить TLE2425, у которой напряжение на входе может быть от 4 до 40 вольт, а на выходе у нее будут стабильные 2,5 вольта. Схема на TLE2425 ниже:

Вместо операционного усилителя TLC2272 можно поставить TLC2262 без каких-либо изменений схемы.
Отечественным аналогом микросхемы TL431 является 142ЕН19.
Вместо 2N2222A можно поставить ВС109, BSS26, ECG123A, 91L14, 2114 или похожие по характеристикам.

Блок питания 1-30V на LM317 + 3 х TIP41C
или 3 х 2SC5200.

В статье рассмотрена схема простого регулируемого источника питания, реализованная на микросхеме-стабилизаторе LM317, которая управляет мощными, включенными в параллель тремя транзисторами структуры NPN. Пределы регулировки выходного напряжения 1,2...30 Вольт с током нагрузки до 10 Ампер. В качестве мощных выходников применены транзисторы TIP41C в корпусе TO220, ток коллектора у них 6 Ампер, рассеиваемая мощность 65 Ватт. Принципиальная схема блока питания показана ниже:

В качестве выходников так же можно применить TIP132C, корпус TO220, ток коллектора у этих транзисторов 8 Ампер, рассеиваемая мощность 70 Ватт согласно datasheet.

Расположение выводов у транзисторов TIP132C, TIP41C следующее:

Расположение выводов у регулируемого стабилизатора LM317:

Транзисторы в корпусе TO220 впаиваются непосредственно в печатную плату и крепятся к одному общему радиатору с применением слюды, термопасты и изолирующих втулок. Но можно и применить транзисторы в корпусе TO-3, из импортных подойдут, например, 2N3055, ток коллектора которых до 15 Ампер, рассеиваемая мощность 115 Ватт, или транзисторы отечественного производства КТ819ГМ, они 15 Амперные с рассеиваемой мощностью 100 Ватт. В этом случае выводы транзисторов соединяются с платой проводами.

Как вариант, можно рассмотреть применение импортных 15-ти амперных транзисторов TOSHIBA 2SC5200 с рассеиваемой мощностью 150 Ватт. Именно этот транзистор я использовал при переделке KIT-набора блока питания, купленного на Алиэкспресс.

На принципиальной схеме клеммы PAD1 и PAD2 предназначены для подключения амперметра, на клеммы X1-1 (+) и X1-2 (-) подается входное напряжение с выпрямителя (диодного моста), X2-1 (-) и X2-2 (+) это выходные клеммы блока питания, к клеммнику JP1 подключается вольтметр.

Первый вариант печатной платы рассчитан на установку силовых транзисторов в корпусе TO220, вид LAY6 формата следующий:

Фото-вид платы LAY6 формата:

Второй вариант печатной платы под установку транзисторов типа 2SC5200, вид LAY6 формата ниже:

Фото-вид второго варианта печатной платы блока питания:

Третий вариант печатной платы такой же, но без диодной сборки, найдете в архиве с остальными материалами.

Список элементов схемы регулируемого блока питания на LM317:

Резисторы:

R1 – потенциометр 5K – 1 шт.
R2 – 240R 0,25W – 1 шт.
R3, R4, R5 – керамические резисторы 5W 0R1 – 3 шт.
R6 – 2K2 0,25W – 1 шт.

Конденсаторы:

С1, С2 – 4700...6800mF/50V – 2 шт.
С3 – 1000...2200mF/50V – 1 шт.
С4 – 150...220mF/50V – 1 шт.
С5, С6, С7 – 0,1mF = 100n – 3 шт.

Диоды:

D1 – 1N5400 – 1 шт.
D1 – 1N4004 – 1 шт.
LED1 – светодиод – 1 шт.
Диодная сборка – у меня не было в наличии сборок на чуть меньший ток, поэтому плата нарисована под использование KBPC5010 (50 Ампер) – 1 шт.

Транзисторы, микросхемы:

IC1 – LM317MB – 1 шт.
Q1, Q2, Q3 – TIP132C, TIP41C, КТ819ГМ, 2N3055, 2SC5200 – 3 шт.

Остальное:

Разъемы 2 Pin с болтовым зажимом (вход, выход, амперметр) – 3 шт.
Разъем 2 Pin 2,54mm (светодиод, регулирующий переменник) – 2 шт.
В принципе разъемы можно и не ставить.
Внушительный радиатор для выходников – 1 шт.
Трансформатор, вторичка на 22...24 Вольта переменки, способная дежать ток порядка 10...12 Ампер.

Размер файла архива с материалами по блоку питания на LM317 10A – 0,6 Mb.

Мастер Куделя © 2013 Копирование материалов сайта разрешено только с указанием автора и прямой ссылки на сайт-источник

Блок питания 0-30В 10А

Этот довольно мощный блок питания выдаёт стабилизированное напряжение от 1 до 30 вольт при токе до 10 ампер.
В отличие от других БП, описанных на этом сайте, он обладает, кроме вольтметра, функцией измерения тока, что может быть применено, например, в гальванике.
На передней панели находятся (сверху вниз):
- зелёный светодиод включения БП;
- красный светодиод срабатывания защиты по току;
- головка измерения напряжения (верхняя шкала) и тока (нижняя шкала);
- слева от значка- переключатель индикации напряжения- тока;
- справа от значка- кнопка сброса защиты по току;
- регулятор выходного напряжения;
- клеммы подключения нагрузки.

Трансформатор должен иметь мощность от 300 Вт с напряжением на вторичке от 23 вольт переменки с выводом от средины вторички. Вывод нужен для реализации схемы защиты по току (внизу). На транзисторе Т1 собран ключ защиты. Падение напряжения на резисторе R2 приводит к открытию этого транзистора, срабатывает тиристорная оптопара АОУ103, срабатывает реле, контакты которого разрывают нагрузку на выходе БП и зажигают красный светодиод. После срабатывания защиты лучше сбросить переменником напряжение и кнопкой ПУСК вернуть блок в работу. Сам стабилизатор собран на стабилизаторе DA2 и двух мощных транзисторах VT3 и VT4, работающих в параллель.

Тут я привёл распальцовку:) кое каких активных элементов, чтобы вам не пришлось рыться в справочниках.
Не забудьте, на корпусе транзисторов 2N3055 находится коллектор, поэтому они должны быть изолированы от радиатора слюдяной или керамической прокладкой, смазанной кремнеорганической смазкой для теплопроводности.

Передняя панель с обратной стороны распаяна без каких либо сюрпризов. Схема с подстроечными резисторами для калибровки измеряемого тока и напряжения смонтирована прямо на выводах измерительной головки.

Вид на правую стенку изнутри.
Ближе к углу крепится реле. Типа реле не знаю, рабочее напряжение на обмотке 12 вольт постоянки, сопротивление обмотки 123 ом, ток 84 мА. Нормальнозамкнутые контакты коммутируют нагрузку, нормальноразомкнутые на сигнализацию срабатывания защиты (красный светодиод).
На переднем плане силовые транзисторы на медном радиаторе через керамические прокладки. Медь применена как отличный теплопроводящий материал, уступающий в этом отношении лишь серебру. Медный радиатор передаёт тепло дальше на дюралевый радиатор. Под транзисторами токовыравнивающие резисторы R9 и R10.
Под реле находится балластный резистор, падение напряжения на котором измерительная головка работает в режиме измерения тока. Конкретных цифр не буду приводить, всё зависит от того, какую головку найдёте. Скажу лишь как этот резистор можно изготовить. Во первых, сопротивление его по вашим рассчётам будет довольно мало, а во- вторых, его сопротивление должно быть довольно точным. Поэтому находим нихром. Не важно какого диаметра, ведь можно сыграть количеством проводов. Главное, нужно измерить его диаметр и по таблицам, которые я приводил , определяете его погонное сопротивление. Этого уже достаточно, чтобы по закону Ома высчитать длину и количество проволочек. Далее собираем проволочки в пучёк, засовываем в медные трубочки подходящего диаметра и сплющиваем их с соблюдением необходимой длины проволочек. Всё, балластник готов. Его можно припаивать к контактам.

Левая и задняя стенка.
Вверху левой стенки крепится печатная плата, на которой и находится вся мелочёвка. Схема печатной платы и её вид далее.
К самому радиатору левой стенки крепится силовая диодная сборка BB36931. Она работает до 80 вольт при токе до 10 ампер. Для качественного теплового контакта садим на кремнеорганическую мазь. Я использую для этого виксинт. Эта сборка хороша тем, что изолирующих прокладок не требуется.
На задней панели находятся предохранители и основной конденсатор. Конденсатор на всякий случай зашунтирован резистором.

Слева схема печатной платы со стороны навесных элементов. Справа с обратной стороны. Далее- уже виды вживую.

Расположение элементов внутреннего устройства блока питания не произвольно. Все они расположены таким образом, чтобы при сборке всех стенок вместе, они не мешали друг другу, а каждый выступ входил в соответствующее углубление. Что и видно на следующем фото.
Ну и, наконец, задняя стенка снаружи. Не мучайте себя напрасно, ведь зачастую при переноске шнурок болтается и мешает. Сделайте кронштейны для намотки провода и подберите его длину для наиболее удобной намотки. Не берите пример с заводских изделий. Ведь их делают не для людей, а для продажи. А вы всё же делаете для себя, любимого:)
К тому же на этих кронштейнах блок может работать лёжа на спине.

Можно довольно легко сделать источник питания, который имеет стабильное напряжение на выходе и регулировку от 0 до 28В. Основа - дешёвая , усиленная с помощью двух транзисторов 2N3055. В таком схемном включении она становится более чем в 2 раза мощнее. Вы можете при необходимости использовать эту конструкцию для получения и 20 ампер (почти без переделок, но с соответствующим трансформатором и огромным радиатором с вентилятором), просто в своём проекте не нуждался в таком большом токе. Ещё раз напоминаю: убедитесь, что вы установили транзисторы на большой радиатор, 2N3055 могут очень сильно нагреваться при полной нагрузке.

Список использованных в схеме деталей:

Трансформатор 2 x 15 вольт 10 ампер

D1...D4 = четыре MR750 (MR7510) диода или 2 x 4 1N5401 (1N5408).

F1 = 1 ампер

F2 = 10 ампер

R1 2k2 2,5 ватт

R3,R4 0.1 Ом 10 ватт

R9 47 0.5 ватт

C2 two times 4700uF/50v

C3,C5 10uF/50v

D5 1N4148, 1N4448, 1N4151

D11 светодиод

D7, D8, D9 1N4001

Два транзистора 2N3055

P2 47 или 220 Ом 1 ватт

P3 10k подстроечник

Хотя LM317 и имеет защиту от короткого замыкания, перегрузки и перегрева, предохранители в цепи сети трансформатора и предохранитель F2 на выходе не помешают. Выпрямленное напряжение: 30 х 1.41 = 42.30 вольт, измеренное на С1. Так что все конденсаторы должны быть рассчитаны на 50 вольт. Внимание: 42 вольт-это напряжение, что может быть на выходе, если один из транзисторов будет пробит!

Регулятор P1 позволяет изменять выходное напряжение на любое значение между 0 и 28 вольт. Так как в LM317 минимальное напряжение 1,2 вольта, то чтобы получить нулевое напряжение на выходе БП - поставим 3 диода, D7,D8 и D9 на выходе LM317 к базе 2N3055 транзисторов. У микросхемы LM317 максимальное выходное напряжение - 30 вольт, но с использованием диодов D7, D8 и D9 произойдёт наоборот падение выходного напряжения, и оно составит около 30 - (3х0,6В) = 28.2 вольта. Калибровать встроенный вольтметр нужно с помощью подстроечника P3 и, конечно, хорошего цифрового вольтметра.

Примечание . Помните, что нужно изолировать транзисторы от шасси! Это делается изоляционными и теплопроводными прокладками или, по крайней мере, тонкой слюдой. Можно применить термоклей и термопасту. При сборке мощного регулируемого блока питания не забывайте использовать толстые соединительные провода, которые подходят для передачи большого тока. Тонкие проводки нагреются и поплавятся!