Як самому зібрати простий блок живлення та потужне джерело напруги.
Деколи доводиться підключати різні електронні прилади, у тому числі саморобні, до джерела постійної напруги 12 вольт. Блок живлення нескладно зібрати самостійно протягом половини вихідного дня. Тому немає необхідності придбати готовий блок, коли цікавіше самостійно виготовити необхідну річ для своєї лабораторії. 
Кожен, хто захоче зможе виготовити 12-ти вольтовий блок самостійно, без особливих труднощів.
Комусь необхідне джерело живлення підсилювача, а кому запитати маленький телевізор чи радіоприймач.
Крок 1: Які деталі необхідні для збирання блоку живлення.
Для складання блоку, заздалегідь підготуйте електронні компоненти, деталі та приладдя з якого збиратиметься сам блок.
-Монтажна плата.
-Чотири діоди 1N4001, або подібні. Міст діодний.
-Стабілізатор напруги LM7812.
-Малопотужний понижувальний трансформатор на 220 в, вторинна обмотка повинна мати 14В - 35В змінної напруги, зі струмом навантаження від 100 мА до 1А, залежно від того, яку потужність необхідно отримати на виході.
-Електролітичний конденсатор ємністю 1000мкФ – 4700мкФ.
-Конденсатор ємністю 1uF.
-Два конденсатори ємністю 100nF.
-Обрізання монтажного дроту.
-Радіатор, при необхідності.
Якщо необхідно отримати максимальну потужність джерела живлення, для цього необхідно підготувати відповідний трансформатор, діоди та радіатор для мікросхеми.
Крок 2: Інструменти.
Для виготовлення блоку необхідні інструменти для монтажу:
-Паяльник чи паяльна станція
-Кусачки
-Монтажний пінцет
-Кусачки для зачистки проводів
-Пристрій для відсмоктування припою.
-Викрутка.
І інші інструменти, які можуть бути корисними.
Крок 3: Схема та інші... 
Для отримання 5-вольтового стабілізованого живлення, можна замінити стабілізатор LM7812 на LM7805.
Для збільшення здатності навантаження більше 0,5 ампер, знадобиться радіатор для мікросхеми, в іншому випадку він вийде з ладу від перегріву.
Однак, якщо необхідно отримати кілька сотень міліампер (менше, ніж 500 мА) від джерела, можна обійтися без радіатора, нагрівання буде незначним.
Крім того, до схеми додано світлодіод, щоб візуально переконатися, що блок живлення працює, але можна обійтися і без нього.
Схема блоку живлення 12в 30А.
При застосуванні одного стабілізатора 7812 як регулятор напруги і кількох потужних транзисторів, даний блок живлення здатний забезпечити вихідний струм навантаження до 30 ампер.
Мабуть, найдорожчою деталлю цієї схеми є силовий понижувальний трансформатор. Напруга вторинної обмотки трансформатора має бути на кілька вольт більше, ніж стабілізована напруга 12в, щоб забезпечити роботу мікросхеми. Необхідно мати на увазі, що не варто прагнути більшої різниці між вхідним і вихідним значенням напруги, так як при такому струмі тепловідвідний радіатор вихідних транзисторів значно збільшується в розмірах.
У трансформаторній схемі діоди, що застосовуються, повинні бути розраховані на великий максимальний прямий струм, приблизно 100А. Через мікросхему 7812 протікає максимальний струм у схемі не складе більше 1А.
Шість складових транзисторів Дарлінгтон типу TIP2955 включених паралельно, забезпечують навантажувальний струм 30А (кожен транзистор розрахований на струм 5А), такий великий струм вимагає і відповідного розміру радіатора, кожен транзистор пропускає через одну шосту частину струму навантаження.
Для охолодження радіатора можна застосувати маленький вентилятор.
Перевірка блоку живлення
При першому увімкненні не рекомендується підключати навантаження. Перевіряємо працездатність схеми: під'єднуємо вольтметр до вихідних клем і вимірюємо величину напруги, воно має становити 12 вольт, або дуже близько до нього значення. Далі підключаємо резистор навантаження 100 Ом, потужністю розсіювання 3 Вт, або подібне навантаження - типу лампи розжарювання від автомобіля. При цьому показ вольтметра не повинен змінюватися. Якщо на виході відсутня напруга 12 вольт, відключіть живлення та перевірте правильність монтажу та справність елементів.
Перед монтажем перевірте справність силових транзисторів, оскільки при пробитому транзисторі напруга з випрямляча прямо потрапляє на вихід схеми. Щоб уникнути цього, перевірте на коротке замикання силові транзистори, для цього виміряйте мультиметром окремо опір між колектором і емітером транзисторів. Цю перевірку необхідно провести до монтажу в схему.
Блок живлення 3 – 24в
Схема блоку живлення видає регульовану напругу в діапазоні від 3 до 25 вольт, при струмі максимального навантаження до 2А, якщо зменшити струмообмежувальний резистор 0,3 ом, струм може бути збільшений до 3 ампер і більше.
Транзистори 2N3055 та 2N3053 встановлюються на відповідні радіатори, потужність обмежувального резистора має бути не менше ніж 3 Вт. Регулювання напруги контролюється ОУ LM1558 або 1458. При використанні ОУ 1458 необхідно замінити елементи стабілізатора, що подають напругу з 8 виведення на 3 ОУ з дільника на резисторах номіналом 5.1 K.
Максимальна постійна напруга для живлення ОУ 1458 і 1558 відповідно 36 В і 44 В. Силовий трансформатор повинен видавати напругу як мінімум на 4 вольт більше, ніж стабілізована вихідна напруга. Силовий трансформатор у схемі має на виході напругу 25.2 вольт змінного струму з відведенням посередині. При перемиканні обмоток вихідна напруга зменшується до 15 вольт.
Схема блоку живлення на 1,5
Схема блоку живлення для отримання напруги 1,5 вольта, використовується понижувальний трансформатор, мостовий випрямляч з фільтром, що згладжує, і мікросхема LM317.
Схема регульованого блоку живлення від 1,5 до 12,5
Схема блоку живлення з регулюванням вихідної напруги для отримання напруги від 1,5 вольта до 12,5 вольт, як регулюючий елемент застосовується мікросхема LM317. Її необхідно встановити на радіатор, на ізолюючій прокладці для виключення замикання на корпус.
Схема блоку живлення з фіксованою вихідною напругою
Схема блоку живлення з фіксованою вихідною напругою напругою 5 вольт або 12 вольт. Як активний елемент застосовується мікросхема LM 7805, LM7812 вона встановлюється на радіатор для охолодження нагрівання корпусу. Вибір трансформатора наведено ліворуч на табличці. За аналогією можна виконати блок живлення та на інші вихідні напруги.
Схема блоку живлення потужністю 20 Ватт із захистом
Схема призначена для невеликого трансівера саморобного виготовлення, автор DL6GL. При розробці блоку ставилося завдання мати ККД не менше 50%, напруга живлення номінальна 13,8V, максимум 15V, струм навантаження 2,7а.
За якою схемою: імпульсне джерело живлення чи лінійне?
Імпульсні блоки живлення виходить малогабаритний і ккд хороший, але невідомо як поведеться в критичній ситуації, кидки вихідної напруги.
Незважаючи на недоліки обрано схему лінійного регулювання: досить об'ємний трансформатор, не високий ККД, необхідне охолодження та ін.
Застосовано деталі від саморобного блоку живлення 1980-х років: радіатор із двома 2N3055. Не вистачало ще тільки µA723/LM723-регулятор напруги та кілька дрібних деталей.
Регулятор напруги напруги зібраний на мікросхемі µA723/LM723 у стандартному включенні. Вихідні транзистори Т2, Т3 типу 2N3055 для охолодження встановлюються на радіатори. За допомогою потенціометра R1 встановлюється вихідна напруга в межах 12-15V. За допомогою змінного резистора R2 встановлюється максимальне падіння напруги на резисторі R7, яке становить 0,7В (між контактами 2 і 3 мікросхеми).
Для блоку живлення застосовується тороїдальний трансформатор (може бути будь-який на ваш розсуд).
На мікросхемі MC3423 зібрана схема спрацьовує при перевищенні напруги (викидах) на виході блоку живлення, регулюванням R3 виставляється поріг спрацьовування напруги на ніжці 2 з дільника R3/R8/R9 (2,6V опорна напруга), з виходу 8 подається напруга, що відкриває тиристор BT1 що викликає коротке замикання, що призводить до спрацьовування запобіжника 6,3а.
Для підготовки блоку живлення до експлуатації (запобіжник 6,3а поки не бере участь) виставити вихідну напругу, наприклад, 12.0В. Завантажте блок навантаженням, для цього можна підключити галогенну лампу 12В/20W. R2 налаштуйте, щоб падіння напруга було 0,7В (струм повинен бути в межах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Налаштовуємо спрацьовування захисту від перенапруги, для цього плавно виставляємо вихідну напругу 16В та регулюємо R3 на спрацьовування захисту. Далі виставляємо вихідну напругу в норму та встановлюємо запобіжник (до цього ставили перемичку).
Описаний блок живлення можна реконструювати для потужніших навантажень, для цього встановіть потужніший трансформатор, додатково транзистори, елементи обв'язки, випрямляч на власний розсуд.
Саморобний блок живлення на 3.3v
Якщо необхідний потужний блок живлення, на 3,3 вольта, його можна виготовити, переробивши старий блок живлення від пк або використовуючи наведені вище схеми. Наприклад, схема блоку живлення на 1,5 замінити резистор 47 ом більшого номіналу, або поставити для зручності потенціометр, відрегулювавши на потрібну напругу.
Трансформаторний блок живлення на КТ808
У багатьох радіоаматорів залишилися старі радянські радіодеталі, які валяються без діла, але які можна з успіхом застосувати і вони вірою та правдою вам довго будуть служити, одна з відомих схем UA1ZH, яка гуляє просторами інтернету. Багато копій і стріл зламано на форумах при обговоренні, що краще польовий транзистор або звичайний кремнієвий чи германієвий, яку температуру нагрівання кристала вони витримають і хто з них надійніший?
У кожної сторони свої аргументи, ну а ви можете дістати деталі і зробити ще один нескладний і надійний блок живлення. Схема дуже проста, захищена від перевантаження по струму і при паралельному включенні трьох КТ808 може видати струм 20А, у автора використовувався такий блок при 7 паралельних транзисторів і віддавав у навантаження 50А, при цьому ємність конденсатора фільтра була 120 000мкф. Необхідно враховувати, що контакти реле повинні комутувати такий великий струм.
За умови правильного монтажу, просідання вихідної напруги не перевищує 0.1 вольта
Блок живлення на 1000В, 2000В, 3000В
Якщо нам необхідно мати джерело постійної напруги на високу напругу живлення лампи вихідного каскаду передавача, що для цього застосувати? В інтернеті є багато різних схем блоків живлення на 600В, 1000В, 2000В, 3000В.
Перше: на високу напругу використовують схеми з трансформаторів як на одну фазу, так і на три фази (якщо є в будинку джерело трифазної напруги).
Друге: для зменшення габаритів та ваги використовують безтрансформаторну схему живлення безпосередньо мережу 220 вольт з множенням напруги. Найбільший недолік цієї схеми - відсутня гальванічна розв'язка між мережею і навантаженням, як вихід підключають це джерело напруги, дотримуючись фази і нуля.
У схемі є підвищує анодний трансформатор Т1 (на необхідну потужність, наприклад 2500 ВА, 2400В, струм 0,8 А) і знижуючий накальний трансформатор Т2 - ТН-46, ТН-36 та ін Для виключення кидків по струму при включенні та захисті діодів при заряді конденсаторів, застосовується включення через резистори R21 і R22, що гасять.
Діоди у високовольтному ланцюгу зашунтовані резисторами з метою рівномірного розподілу Uобр. Розрахунок номіналу за формулою R(Ом) = PIVх500. С1-С20 для усунення білого шуму та зменшення імпульсних перенапруг. Як діоди можна використовувати і мости типу KBU-810 з'єднавши їх за вказаною схемою і, відповідно, взявши потрібну кількість не забуваючи про шунтування.
R23-R26 для розряду конденсаторів після вимкнення мережі. Для вирівнювання напруги на послідовно з'єднаних конденсаторах паралельно ставляться вирівнюючі резистори, які розраховуються зі співвідношення на кожні 1 вольт доводиться 100 ом, але при високій напрузі резистори виходять досить великий потужності і тут доводиться лавірувати, враховуючи при цьому, що напруга холостого 41.
Ще за темою
Трансформаторний блок живлення 13,8 вольта 25 а для КВ трансівера своїми руками.
Ремонт та доопрацювання китайського блоку живлення для живлення адаптера.
Невелика добірка простих і не дуже схем блоків живлення, розрахованих на регульовану напругу на виході в інтервалі від 0 до 30 вольт.
Основою схеми лабораторного блоку живлення є операційний підсилювач TLC2272. Випрямлена напруга 38 вольт проходячи через конденсатор, що фільтрує, потрапляє на параметричний стабілізатор. Він зібраний на транзисторі VT1, діоді VD5 і конденсаторі С2 та опорах R1, R2. Через цей стабілізатор включено операційний підсилювач.
На ОУ DA1.1 виконаний регулюючий вузол джерела живлення, але в другому елементі зібрано блок захисту короткого замикання. Світлодіод сигналізує у разі короткого замикання.
Налагодження блоку живлення. Спочатку регулюють напругу живлення ОУ. Для цього перед увімкненням операційний підсилювач витягають з панельки. Налаштування схеми БП полягає в підборі номіналу резистора R2, при якому напруга колектора першого транзистора буде 6,5 вольт. Після цього ОУ встановлюють у конструкцію.
Потім змінне опором R15 переводять у нижнє за схемою положення тобто. 0 Вольт. Шляхом підбору резистора R6 регулюють опорну напругу рівня 2,5 вольт на верхньому за схемою виведенні змінного опору R15. Потім змінний опір R15 переводять у верхнє за схемою положення і встановлюють максимальну напругу 30 вольт підстроювальним опором R10.
Пропонована конструкція БП має у своєму складі, всього три біполярні транзистори, але незважаючи на простоту, відрізняється помітною точністю підтримки вихідної напруги - тому тут використана компенсаційна стабілізація, надійністю запуску схеми, широкий діапазон регулювання є безперечними плюсами даної конструкції.
За умови правильного складання схема блоку живлення починає працювати відразу, тільки необхідно підібрати стабілітрон згідно з необхідним значенням максимальної вихідної напруги. Корпус виготовляємо із того, що є під рукою. Класичний варіант – це корпус від комп'ютерного БП ATX. У нього чудово поміститься трансформатор на 100 Вт, і для друкованої плати з деталями залишиться вільне місце. Рідний кулер з ATX БП можна залишити – зайвим зовсім не буде. А щоб не гудів, просто підключимо його через струмообмежувальний опір (підбирається експериментально).
Для передньої панелі взяв пластикову коробочку (дивися фото в архіві) – в ній дуже зручно робити отвори та вікна для індикаторів та ручок налаштування. Амперметр узяв стрілочний зі старих запасів, а вольтметр поставив цировий.
Після збирання регульованого БП перевіряємо його в роботі - він повинен видавати майже повний нуль при нижньому положенні регулятора і до 30В - при верхньому. Під'єднавши навантаження не менше ніж підлогу ампера - дивимося на просідання напруги на виході. Вона має бути мінімальною. Етапи складання у фотографіях та креслення друкованої плати можете завантажити за посиланням вище.
Максимальний струм навантаження може досягати 5А при напрузі на виході БП близько 20-27В. При менших значеннях вихідний струм знижений, щоб уникнути перевищення потужності транзистора. Для КТ827 ця потужність становить 125Вт, причому за наявності радіатора.
Трансформатор виготовлений зі старого телевізійного, наприклад, ТС-180. Як первинна мережева обмотка застосовується заводська. Вторинна обмотка містить 40 витків мідного дроту ПЕВ-2 діаметром 0,5 мм. Остання обмотка містить 2 х 57 витків дротом ПЕВ-2 діаметром 1,5 мм.
Цей регульований блок живлення зроблений за дуже поширеною схемою (а отже її успішно повторювали сотні разів) на імпортних радіоелементах. Напруга виходу плавно змінюється в межах 0-30 В, струм навантаження може досягати 5 ампер, але так як трансформатор попався не надто потужний - вдалося зняти з нього тільки 2,5 А.
Схема БП з регулюваннями струму та напруги
Схема принципова | 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 = 10KOhm linear pontesiometer |
| C1 = 3300 uF/50V electrolytic |
| C2, C3 = 47uF/50V electrolytic |
| C4 = 100nF polyester |
| C5 = 200nF polyester |
| C6 = 100pF ceramic |
| C7 = 10uF/50V electrolytic |
| C8 = 330pF ceramic |
| C9 = 100pF ceramic |
| D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 diode 2A - RAX GI837U |
| D5, D6 = 1N4148 |
| D7, D8 = 5,6V Zener |
| D9, D10 = 1N4148 |
| D11 = 1N4001 diode 1A |
| Q1 = BC548, NPN transistor або BC547 |
| Q2 = 2N2219 NPN transistor |
| Q3 = BC557, PNP transistor або BC327 |
| Q4 = 2N3055 NPN Power Transistor |
| U1, U2, U3 = TL081, операційний ampifier |
| D12 = LED diode |
Ось ще варіант цієї схеми:
Деталі, що використовуються
Тут був використаний трансформатор TS70/5 (26 V - 2,28 А та 5,8 V - 1 А). Разом 32 вольта вторинне напруження. Застосовані в даному варіанті операційники uA741 замість TL081, оскільки вони були в наявності. Транзистори також не критичні — аби лише за струмом і напругою підходили, та й за структурою природно.
Друкована плата з деталями Світлодіод сигналізує про перехід у режим СТ (стабільний струм). Це не коротке замикання чи перевантаження, а стабілізація струму – корисна функція роботи блоку живлення. Це можна використовувати, наприклад, для заряджання акумуляторних батарей - в режимі холостого ходу встановлюється кінцеве значення напруги, потім підключаємо дроти та встановлюємо обмеження струму. У першій фазі зарядки БП працює в режимі CТ (горить світлодіод) - струм зарядки такий як встановлений, а напруга повільно зростає. Коли в міру заряджання акумулятора напруга досягає встановленого порога, блок живлення переходить у режим стабілізації напруги (СН): світлодіод гасне, струм починає зменшуватися, а напруга залишається на заданому рівні.
Граничне значення напруги живлення на конденсаторі фільтра 36 В. Слідкуйте за його вольтажем - інакше не витримає і бахне!
Іноді має сенс застосовувати по два потенціометри для регулювання струму та напруги за принципом грубого та точного регулювання.
Вигляд усередині корпусу на індикатори Провід усередині варто зв'язати в джгути тонкими кабельними стяжками.
Діод та транзистор на радіаторі Корпус саморобного блоку живлення
Для БП використано корпус моделі Z17W. Друкована плата розміщується в нижній частині, прикручуючи до днища гвинтами 3 мм. Під корпусом прилаштовані гумові чорні ніжки від якогось приладу замість жорстких пластикових, які були в комплекті. Це важливо, інакше при натисканні на кнопки та обертанні регуляторів блок живлення «їздитиме» по столу.
Блок живлення регульований: саморобна конструкція Написи на лицьовій панелі зроблені в графічному редакторі, потім друк на крейдяному папері, що самоклеїться. Ось така вийшла саморобка, а якщо вам мало такої потужності.
Багато радіоаматорських блоків живлення (БП) виконано на мікросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 і т.п. Нижня межа регулювання цих мікросхем становить 1,2...1,3 В, але іноді потрібна напруга 0,5...1 В. Автор пропонує кілька технічних рішень БП на базі даних мікросхем.
Інтегральна мікросхема (ІМС) КР142ЕН12А (рис. 1) є регульованим стабілізатором напруги компенсаційного типу в корпусі КТ-28-2, який дозволяє живити пристрої струмом до 1,5 А в діапазоні напруг 1,2...37 В. Цей інтегральний стабілізатор має термостабільний захист струму і захист виходу від короткого замикання.
Мал. 1. ІМС КР142ЕН12А
На основі ІМС КР142ЕН12А можна побудувати регульований блок живлення, схема якого (без трансформатора та діодного мосту) показана на рис. 2. Випрямлена вхідна напруга подається з діодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 та мікросхема DA1 повинні розташовуватися на радіаторі. Тепловідвідний фланець DA1 електрично з'єднаний з виведенням 2, тому якщо DA1 і транзистор VD2 розташовані на одному радіаторі, їх потрібно ізолювати один від одного. В авторському варіанті DA1 встановлена на окремому невеликому радіаторі, який гальванічно не пов'язаний з радіатором та транзистором VT2.
Мал. 2. Регульований БП на ІМС КР142ЕН12А
Потужність, що розсіюється мікросхемою з тепловідведенням, не повинна перевищувати 10 Вт. Резистори R3 і R5 утворюють дільник напруги, що входить у вимірювальний елемент стабілізатора, і підбираються згідно з формулою:
U вих = U вих.min (1 + R3/R5).
На конденсатор С2 і резистор R2 (служить для підбору термостабільної точки VD1) подається стабілізована негативна напруга -5 Ст.
Для захисту від замикання вихідного ланцюга стабілізатора достатньо підключити паралельно резистори R3 електролітичний конденсатор ємністю не менше 10 мкФ, а резистор R5 зашунтувати діодом КД521А. Розташування деталей некритично, але хорошої температурної стабільності необхідно застосувати відповідні типи резисторів. Їх треба розташовувати якнайдалі від джерел тепла. Загальна стабільність вихідної напруги складається з багатьох факторів і, зазвичай, не перевищує 0,25% після прогріву.
Після включення та прогріву пристрою мінімальну вихідну напругу 0 Встановлюють резистором Rдоб. Резистори R2 (рис. 2) та резистор Rдоб (рис. 3) повинні бути багатооборотними підстроювальними із серії СП5.
Мал. 3. Схема включення Rдоб
Можливості струму у мікросхеми КР142ЕН12А обмежені 1,5 А. В даний час у продажу є мікросхеми з аналогічними параметрами, але розраховані на більший струм у навантаженні, наприклад LM350 - на струм 3 A, LM338 - на струм 5 А. Дані по цих мікросхем можна знайти на сайті National Semiconductor.
Останнім часом у продажу з'явилися імпортні мікросхеми із серії LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Ці мікросхеми можуть працювати при зниженій напрузі між входом і виходом (до 1...1,3 В) і забезпечують на виході стабілізовану напругу в діапазоні 1,25...30 при струмі в навантаженні 7,5/5/3 А відповідно. Найближчий за параметрами вітчизняний аналог типу КР142ЕН22 має максимальний стабілізаційний струм 7,5 А.
При максимальному вихідному струмі режим стабілізації гарантується виробником при напрузі вхід-вихід не менше 1,5 В. Мікросхеми мають вбудований захист від перевищення струму в навантаженні допустимої величини і тепловий захист від перегріву корпусу.
Дані стабілізатори забезпечують нестабільність вихідної напруги 0,05%/В, нестабільність вихідної напруги при зміні вихідного струму від 10 мА до максимального значення не гірше за 0,1%/В.
На рис. 4 показана схема БП для домашньої лабораторії, що дозволяє уникнути транзисторів VT1 і VT2, показаних на рис. 2. Замість мікросхеми DA1 КР142ЕН12А застосовано мікросхему КР142ЕН22А. Це регульований стабілізатор з малим падінням напруги, що дозволяє отримати навантаження струм до 7,5 А.
Максимально розсіювану потужність на виході стабілізатора Рmax можна розрахувати за формулою:
Р max = (U вх - U вих) I вих,
де U вх - вхідна напруга, що подається на мікросхему DA3, U вих - вихідна напруга на навантаженні, I вих - вихідний струм мікросхеми.
Наприклад, вхідна напруга, що подається на мікросхему, U вх =39 В, вихідна напруга на навантаженні U вих =30 В, струм на навантаженні I вих =5 А, тоді максимальна потужність, що розсіюється мікросхемою, на навантаженні становить 45 Вт.
Електролітичний конденсатор С7 застосовується для зниження вихідного імпедансу на високих частотах, а також знижує рівень напруги шумів та покращує згладжування пульсацій. Якщо цей танталовий конденсатор, то його номінальна ємність повинна бути не менше 22 мкФ, якщо алюмінієвий - не менше 150 мкФ. За потреби ємність конденсатора С7 можна збільшити.
Якщо електролітичний конденсатор С7 розташований на відстані більше 155 мм і з'єднаний з БП проводом перетином менше 1 мм, тоді на платі паралельно конденсатору С7, ближче до мікросхеми, встановлюють додатковий електролітичний конденсатор ємністю не менше 10 мкФ.
Ємність конденсатора фільтра С1 можна визначити приблизно з розрахунку 2000 мкФ на 1 А вихідного струму (при напрузі не менше 50 В). Для зниження температурного дрейфу вихідної напруги резистор R8 повинен бути або дротяний або метало-фольгований з похибкою не гірше 1%. Резистор R7 того самого типу, що і R8. Якщо стабілітрона КС113А немає, можна застосувати вузол, показаний на рис. 3. Схемне рішення захисту, наведене в , автора цілком влаштовує, оскільки працює безвідмовно та перевірено на практиці. Можна використовувати будь-які схемні рішення захисту БП, наприклад, запропоновані в . В авторському варіанті при спрацьовуванні реле К1 замикаються контакти К1.1, закорочуючи резистор R7, і напруга на виході БП стає 0.
Друкована плата БП та розташування елементів показано на рис. 5, зовнішній вигляд БП – на рис. 6. Розмір друкованої плати 112x75 мм. Радіатор обраний голчастим. Мікросхема DA3 ізольована від радіатора прокладкою і прикріплена до нього за допомогою сталевої пружної пластини, що притискає мікросхему до радіатора.
Мал. 5. Друкована плата БП та розташування елементів
Конденсатор С1 типу К50-24 складений з двох паралельно з'єднаних конденсаторів ємністю 4700 мкФх50 В. Можна застосувати імпортний аналог конденсатора типу К50-6 ємністю 10000 мкФх50 В. Конденсатор повинен розташовуватися якомога ближче до плати, а провідники якомога коротше. Конденсатор С7 виробництва Weston ємністю 1000 мкФх50 Ст. Конденсатор С8 на схемі не показаний, але отвори на друкованій платі під нього є. Можна застосувати конденсатор номіналом 0,01...0,1 мкФ на напругу щонайменше 10...15 У.
Мал. 6. Зовнішній вигляд БП
Діоди VD1-VD4 являють собою імпортну діодну мікроскладання RS602, розраховану на максимальний струм 6 А (рис. 4). У схемі захисту БП застосовано реле РЕМ10 (паспорт РС4524302). В авторському варіанті застосовано резистор R7 типу СПП-ЗА з розкидом параметрів не більше 5%. Резистор R8 (рис. 4) повинен мати розкид від заданого номіналу трохи більше 1 %.
Блок живлення зазвичай налаштування не вимагає і починає працювати відразу після збирання. Після прогрівання блоку резистором R6 (рис. 4) або резистором Rдоп (рис. 3) виставляють 0 при номінальній величині R7.
У даній конструкції застосовано силовий трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ потужністю 100 Вт. Магнітопровід ШЛ25/40-25. Первинна обмотка містить 734 витки дроту ПЕВ 0,6 мм, обмотка II - 90 витків дроту ПЕВ 1,6 мм, обмотка III - 46 витків дроту ПЕВ 0,4 мм з відведенням від середини.
Діодне складання RS602 можна замінити діодами, розрахованими на струм не менше 10 А, наприклад, КД203А, В, Д або КД210 А-Г (якщо не розміщувати діоди окремо, доведеться переробити друковану плату). Як транзистор VT1 можна застосувати транзистор КТ361Г.
Література
- national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-Standardn-p-n_PositiveVoltageAdjutable.html
- Морохін Л. Лабораторне джерело харчування// Радіо. - 1999 - №2
- Нечаєв І. Захист малогабаритних мережевих блоків живлення від перевантажень// Радіо. - 1996. - №12
Сьогодні ми зберемо лабораторний блок живлення своїми руками. Розберемося у пристрої блоку, підберемо правильні компоненти, навчимося правильно паяти, збирати елементи на друковані плати.
Це високоякісний лабораторний (і не тільки) блок живлення зі змінною регульованою напругою від 0 до 30 вольт. Ланцюг також включає електронний обмежувач струму на виході, який ефективно регулює вихідний струм 2 мА з максимально можливого в цьому ланцюгу (3 А). Ця характеристика робить цей блок живлення незамінним в лабораторії, так як вона дає можливість регулювати потужність, обмежувати максимальний струм, який пристрій може споживати, без остраху її пошкодження, якщо щось піде не так.
Є також візуальна ознака того, що цей обмежувач діє (світлодіод), щоб Ви могли бачити, що ваш ланцюг перевищує допустимі межі.
Принципова схема лабораторного блоку живлення представлена нижче:
Технічні характеристики лабораторного блоку живлення
Вхідна напруга: ……………. 24 В- змінного струму;
Вхідний струм: ……………. 3 А (макс.);
Вихідна напруга: …………. 0-30 В - регульоване;
Вихідний струм: …………. 2 мА -3 А-регульований;
Пульсація вихідної напруги: …. 0,01% максимум.
Особливості
- Невеликий розмір, легко зробити, проста конструкція.
— Вихідна напруга легко регулюється.
— Обмеження вихідного струму із візуальною індикацією.
— Захист від перевантаження та неправильного підключення.
Принцип роботи
Почнемо з того, що для лабораторного блоку живлення використовується трансформатор з вторинною обмоткою 24В/3А, який підключається через вхідні затискачі 1 та 2 (якість вихідного сигналу пропорційна якості трансформатора). Напруга змінного струму з вторинної обмотки трансформатора випрямляється діодним мостом, сформованим діодами D1-D4. Пульсації випрямленої напруги DC на виході діодного моста згладжує фільтр, утворений резистором R1 та конденсатором С1. Ланцюг має деякі особливості, які роблять цей блок живлення відмінним від інших блоків цього класу.
Замість використання зворотного зв'язку для керування вихідною напругою, у нашому ланцюзі використовується операційний підсилювач, щоб забезпечувати необхідну напругу для стабільної роботи. Ця напруга знижується на виході U1. Ланцюг працює завдяки зенерівському діоду D8 - 5.6 V, який тут працює при нульовому температурному коефіцієнті струму. Напруга на виході U1 падає на діоді D8, включаючи його. Коли це відбувається ланцюг стабілізується напруга діода (5.6) падає на резисторі R5.
Струм який тече через опер. підсилювач змінюється незначно, а значить той же струм тектиме через резистори R5, R6, і так як обидва резистори мають однакову величину напруги, то загальна напруга буде сумуватися як при їх послідовному з'єднанні. Таким чином, напруга, отримана на виході опер. підсилювача дорівнюватиме 11.2 вольт. Ланцюг з опер. підсилювачем U2 має постійний коефіцієнт підсилення приблизно рівний 3, відповідно до формули A=(R11+R12)/R11 збільшує напруги 11.2 вольт приблизно до 33 вольт. Тример RV1 і резистор R10 використані для встановлення вихідних параметрів напруги, щоб воно не зменшилося до 0 вольт, незалежно від величини інших компонентів ланцюга.
Інша дуже важлива характеристика ланцюга це можливість отримати максимальний вихідний струм, який можна отримати з p.s.u. Щоб зробити це можливим, напруга падає на резисторі (R7), який пов'язаний послідовно з навантаженням. IC, що відповідає за цю функцію ланцюга - U3. Інвертований сигнал на вхід U3 0 вольт подається через R21. У той же час, не змінюючи сигналу того ж IC можна задати будь-яке значення напруги за допомогою P2. Допустимо, що для даного виходу напруга дорівнює кілька вольт, P2 встановлений так, щоб на вході IC був сигнал 1 вольт. Якщо навантаження посилити вихідну напругу буде постійним і наявність R7 послідовно з'єднаного з виходом буде мати незначний ефект через свою низьку величину і свою позицію за межами циклу зворотного зв'язку керуючого ланцюга. Поки що навантаження та вихідна напруга постійні ланцюг стабільно працює. Якщо навантаження збільшити, щоб напруга на R7 була більшою, ніж 1 вольт, U3 увімкнений і стабілізується у вихідні параметри. U3 працює не змінюючи сигнал U2 через D9. Таким чином, напруга через R7 постійно і не збільшується вище заданої величини (1 вольт у нашому прикладі) зменшуючи вихідну напругу ланцюга. Це під силу пристрою підтримувати вихідний сигнал постійним і точним, що дає можливість отримувати на виході 2 mA.
Конденсатор C8 робить ланцюг стійкішим. Q3 необхідний для керування LED щоразу, коли ви використовуєте індикатор обмежувача. Щоб зробити це можливим для U2 (змінював вихідну напругу до 0 вольт) необхідно забезпечити негативний зв'язок, який робиться за допомогою ланцюга C2 і C3. Той самий негативний зв'язок використана для U3. Негативна напруга подається стабілізуючись за допомогою R3 та D7.
Для уникнення неконтрольованих ситуацій є своєрідний ланцюг захисту, побудований навколо Q1. IC має внутрішній захист та не може бути пошкоджений.U1 - джерело опорної напруги, U2 - регулятор напруги, U3 - стабілізатор струму.
Конструкція блоку живлення.
Перш за все, розглянемо основи в побудові електронних ланцюгів на друкованих платах — основи будь-якого лабораторного блоку живлення. Плата зроблена з тонкого ізоляційного матеріалу покритого тонким провідним шаром міді, яка формується таким чином, щоб елементи ланцюга можна було з'єднати провідниками як показано на принциповій схемі. Необхідно правильно спроектувати друковану плату для уникнення неправильної роботи пристрою. Для захисту плати надалі від окислення та збереження її у відмінному стані її необхідно покрити спеціальним лаком, який захищає від окислення та полегшує пайку.
Паяння елементів у плату - єдиний спосіб зібрати лабораторний блок живлення якісно і від того, як ви це зробите, буде залежати успіх вашої роботи. Ця не дуже складно, якщо ви дотримуватиметеся кількох правил і тоді у вас не буде жодних проблем. Потужність паяльника, який ви використовуєте, не повинна перевищувати 25 Ватів. Жало має бути тонким і чистим протягом усієї роботи. Для цього є волога губка і час від часу ви можете очищати гаряче жало, щоб видалити всі залишки, які накопичуються на ньому.
- НЕ намагайтеся очистити напильником або наждачним папером брудне або зношене жало. Якщо вона не може бути очищена, замініть її. На ринку є багато різноманітних паяльників, і ви також можете купити хороший флюс, щоб отримати гарне з'єднання елементів під час паяння.
- НЕ використовуйте флюс, якщо ви користуєтеся припоєм, який вже містить його. Велика кількість флюсу – одна з основних причин збою ланцюга. Якщо ви повинні використовувати додатковий флюс як при лудженні мідних проводів, необхідно очистити робочу поверхню після закінчення роботи.
Для того, щоб припаяти елемент правильно, ви повинні робити таке:
— Зачищати висновки елементів наждачним папером (бажано з невеликим зерном).
- Згинати висновки компонентів на правильній відстані від виходу з корпусу для зручного розташування на платі.
— Ви можете зустріти елементи, висновки яких товщі, ніж отвори плати. У цьому випадку необхідно трохи розширити отвори, але не робіть їх занадто великими - це ускладнить паяння.
— Вставити елемент потрібно так, щоб його висновки трохи виступали від поверхні плати.
— Коли припій розплавиться, він рівномірно розтечеться по всій області навколо отвору (домогтися цього можна за правильної температури паяльника).
— Пайка одного елемента має бути не більше 5 секунд. Видаліть надлишки припою і дочекайтеся поки припій на платі охолоне природно (не дмуть на нього). Якщо все зробили правильно, поверхня повинна мати яскравий металевий відтінок, краї мають бути гладкими. Якщо припій виглядає тьмяним, з тріщинами, або має форму краплі, то це називається сухою пайкою. Ви повинні видалити його та зробити все знову. Але будьте обережні, щоби не перегріти доріжки, інакше вони будуть відставати від плати і легко ламатися.
— Коли ви паяєте чутливий елемент, необхідно тримати його металевим пінцетом або щипцями, які поглинатимуть зайве тепло, щоб не спалити елемент.
- Коли ви завершуєте вашу роботу, обріжте надлишок від висновків елемента і можете очистити плату спиртом, щоб видалити всі залишки флюсу.
Перед початком складання блока живлення необхідно знайти всі елементи та розділити їх на групи. Для початку встановіть гнізда для ICs та висновки для зовнішніх зв'язків та припаяйте їх на свої місця. Потім резистори. Не забудьте розмістити R7 на певній відстані від друкованої плати, оскільки він дуже сильно нагрівається, особливо коли тече великий струм, і це може зашкодити її. Це також рекомендується зробити для R1. потім розміщуйте конденсатори не забуваючи про полярність електролітичного і нарешті припаюйте діоди і транзистори, але будьте обережні, щоб не перегріти їх і припаяти їх оскільки показано на схемі.
Встановіть силовий транзистор в шип. Щоб зробити це необхідно стежити за діаграмою і не забувати використовувати ізолятор (слюда) між тілом транзистора та heatsink та спеціальне очищувальне волокно, щоб ізолювати гвинти від heatsink.
Підключіть ізольований провід до кожного висновку, будьте обережні, щоб зробити гарне якісне з'єднання, тому що тут тече великий струм, особливо між емітером та колектором транзистора.
Також при складанні блоку живлення непогано було б прикинути, де який елемент буде знаходитися, для того, щоб обчислити довжину проводів, які будуть між PCB і потенціометрами, силовим транзистором і для вхідного і вихідного зв'язків.
З'єднайте потенціометри, LED та силовий транзистор і підключайте дві пари кінців для вхідного та вихідного зв'язків. Переконайтеся в діаграмі, що ви все робите правильно, намагайтеся ні чого не переплутати, тому що в ланцюзі 15 зовнішніх зв'язків і припустившись помилки, її потім складно буде знайти. Також було б непогано використовувати дроти різних кольорів.
Друкована плата лабораторного блоку живлення, нижче буде посилання на скачування печатки у форматі.
Схема розташування елементів на платі блоку живлення:
Схема з'єднання змінних резисторів (потенціометрів) для регулювання вихідного струму та напруги, а також з'єднання контактів силового транзистора блоку живлення:
Позначення висновків транзисторів та операційного підсилювача:
Позначення клем на схемі:
- 1 і 2 до трансформатора.
- 3 (+) та 4 (-) ВИХІД DC.
- 5, 10 і 12 на P1.
- 6, 11 і 13 на P2.
- 7 (E), 8 (B), 9 (E) до транзистора Q4.
- LED потрібно встановити на зовнішній стороні плати.
Коли всі зовнішні зв'язки зроблені, необхідно перевірити плату і почистити її, щоб видалити залишки припою. Переконайтеся, що немає з'єднання між суміжними доріжками, що може призвести до короткого замикання, і якщо все добре, підключіть трансформатор. І підключіть вольтметр.
НЕ торкайтеся будь-якої дільниці ланцюга поки що він під напруженням.
Вольтметр повинен показувати напругу від 0 до 30 вольт, залежно від того, в якому положенні P1. Поворот P2 проти годинникової стрілки повинен увімкнути LED, показуючи, що наш обмежувач працює.
Список елементів.
R1 = 2,2 кОм 1W
R2 = 82 Ом 1/4W
R3 = 220 Ом 1/4W
R4 = 4,7 кОм 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 кОм 1/4W
R7 = 0,47 Ом 5W
R8, R11 = 27 кОм 1/4W
R9, R19 = 2,2 кОм 1/4W
R10 = 270 кОм 1/4W
R12, R18 = 56кОм 1/4W
R14 = 1,5 кОм 1/4W
R15, R16 = 1 кОм 1/4W
R17 = 33 Ом 1/4W
R22 = 3,9 кОм 1/4W
RV1 = 100K триммер
P1, P2 = 10KOhm лінійний потенціометр
C1 = 3300 uF/50V електролітичний
C2, C3 = 47uF/50V електролітичний
C4 = 100нФ поліестр
C5 = 200нФ поліестр
C6 = 100пФ керамічний
C7 = 10uF/50V електролітичний
C8 = 330пФ керамічний
C9 = 100пФ керамічний
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 діод 2A - RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V зенерівський
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 діод 1A
Q1 = BC548, транзистор NPN або BC547
Q2 = 2N2219 NPN транзистор — (Замінюють на КТ961А- все працює)
Q3 = BC557, PNP транзистор або BC327
Q4 = 2N3055 NPN силовий транзистор ( замінити на КТ 827А)
U1, U2, U3 = TL081, опер. підсилювач
D12 = LED діод
У результаті я самостійно зібрав лабораторний блок харчування, але зіткнувся практично з тим, що вважаю за потрібне підправити. Ну, по-перше, це силовий транзистор. Q4 = 2N3055його потрібно терміново викреслити і забути. Не знаю як інші пристрої, але в даному регульованому блоці живлення він не підходить. Справа в тому, що даний тип транзисторів виходить з ладу моментально при коротко замиканні і струм в 3 ампера не тягне абсолютно! Я не знав у чому справа доки не поміняв його на наш рідний совковий КТ 827 А. Після встановлення на радіатор я й горя не знав і більше не повертався до цього питання.
Що ж до решти схемотехніки та деталей, то труднощів немає. За винятком трансформатора — мотати довелося. Ну це чисто через жадібність, пів відра їх стоїть у кутку - не купувати ж =))
Ну і щоб не порушувати стару добру традицію, я викладаю результат своєї роботи на загальний суд 🙂 довелося по шаманити з колонкою, але в цілому вийшло не погано:
Власне лицьова панель - виніс потенціометри в ліву частину в правій розмістилися амперметр і вольтметр + світлодіод червоного кольору для індикації обмеження струму.
На наступній фотографії вид ззаду. Тут я хотів показати спосіб монтажу кулера з радіатором від материнської плати. На цей радіатор зі зворотного боку примостився силовий транзистор.
Ось і він силовий транзистор КТ 827 А. Змонтований на задню стінку. Довелося просвердлити отвори під ніжки, змастити всі контактні частини теплопровідної пастою та закріпити на гайки.
Ось вони….начинки! Власне все в купі!
Трохи більша всередину корпусу
Лицьова панель з іншого боку
Ближче тут видно як змонтований силовий транзистор і трансформатор.
Плата блоку живлення зверху; тут я схитрував і малопотужні транзистори упаковав знизу плати. Тут їх не видно, так що не дивуйтеся, якщо не знайдете їх.
Ось і трансформатор. Перемотав на 25 вольт вихідної напруги ТВС-250 Грубо, кисло, не естетично зате все працює як годинник =) Другу частину не використав. Залишив місце для творчості.
Ну ось якось так. Трохи творчості та терпіння. Блок працює чудово вже 2 рік. Для написання цієї статті мені довелося його розібрати і наново зібрати. Це просто жах! Але все для вас, дорогі читачі!
Конструкції наших читачів!
