Всі майстри, що займаються ремонтом електронної апаратури, знають про важливість наявності лабораторного блоку живлення, за допомогою якого можна отримувати різні значення напруги та струму для використання при зарядці пристроїв, живленні, тестуванні схем і т. д. У продажу є багато різновидів таких апаратів, але досвідченим радіоаматорам цілком під силу виготовити лабораторний блок живлення своїми руками. Використовувати для цього можна деталі і корпуси, що були у використанні, доповнивши їх новими елементами.
Простий пристрій
Найпростіший блок живлення складається лише з кількох елементів. Початківцям радіоаматорам буде нескладно розробити та зібрати ці легкі схеми. Головний принцип – створити схему випрямлення для отримання постійного струму. При цьому рівень напруги на виході не змінюватиметься, він залежить від коефіцієнта трансформації.
Основні компоненти для схеми простого блоку живлення:
- Понижуючий трансформатор;
- Випрямні діоди. Можна увімкнути їх за схемою мосту і отримати повнохвильове випрямлення або використовувати напівхвильовий пристрій з одним діод;
- Конденсатор для згладжування пульсацій. Вибирається електролітичний тип місткістю 470-1000 мкФ;
- Провідники для встановлення схеми. Їхній поперечний переріз визначається величиною навантажувального струму.
Для конструювання 12-вольтового БП потрібен трансформатор, який знижував би напругу з 220 до 16, оскільки після випрямляча напруга трохи зменшується. Такі трансформатори можна знайти у вживаних комп'ютерних блоках живлення або придбати нові. Можна зустріти рекомендації про самостійне перемотування трансформаторів, але спочатку краще обійтися без цього.
Діоди підійдуть кремнієві. Для невеликих пристроїв за потужністю є у продажу вже готові мости. Важливо правильно їх приєднати.
Це основна частина схеми, поки що не зовсім готова до використання. Потрібно поставити додатково після діодного моста стабілітрон для отримання кращого вихідного сигналу.
Пристрій, що вийшов, є звичайним блоком живлення без додаткових функцій і здатне підтримувати невеликі навантажувальні струми, до 1 А. При цьому зростання струму може пошкодити компоненти схеми.
Щоб отримати потужний блок живлення, достатньо в цій конструкції встановити один або більше підсилювальних каскадів на транзисторних елементах TIP2955.
Важливо!Для забезпечення температурного режиму схеми на потужних транзисторах слід передбачити охолодження: радіаторне або вентиляційне.
Регульований блок живлення
Блоки живлення з регулюванням напруги допоможуть вирішувати складніші завдання. Наявні у продажу пристрої розрізняються за параметрами регулювання, показниками потужності та ін і підбираються з урахуванням планованого використання.
Простий регульований блок живлення збирається за зразковою схемою, представленою на малюнку.
Перша частина схеми з трансформатором, діодним мостом і конденсатором, що згладжує, схожа на схему звичайного БП без регулювання. Як трансформатор також можна використовувати апарат зі старого блоку живлення, головне, щоб він відповідав вибраним параметрам напруги. Цей показник для вторинної обмотки обмежує регулювальну межу.
Як працює схема:
- Випрямлена напруга виходить до стабілітрона, який визначає максимальну величину U (можна взяти на 15 В). Обмежені параметри цих деталей струму вимагають установки в схему транзисторного підсилювального каскаду;
- Резистор R2 є змінним. Змінюючи його опір, можна отримати різні величини вихідної напруги;
- Якщо також регулювати струм, то другий резистор встановлюється після транзисторного каскаду. У цій схемі його немає.
Якщо потрібен інший діапазон регулювання, треба встановити трансформатор з відповідними характеристиками, що також потребує включення іншого стабілітрона і т. д. Для транзистора необхідне радіаторне охолодження.
Вимірювальні прилади для найпростішого регульованого блоку живлення підійдуть будь-які: аналогові та цифрові.
Збудувавши регульований блок живлення своїми руками, можна застосовувати його для пристроїв, розрахованих на різні значення робочої та зарядної напруги.
Двополярний блок живлення
Пристрій двополярного блоку живлення складніший. Займатися його конструюванням можуть досвідчені електронники. На відміну від однополярних, такі БП на виході забезпечують напругу зі знаком «плюс» та «мінус», що необхідно під час харчування підсилювачів.
Хоча зображена на малюнку схема є простою, її виконання вимагатиме певних навичок та знань:
- Потрібен трансформатор з вторинною обмоткою, розділеною на дві половини;
- Одними з головних елементів є інтегральні транзисторні стабілізатори: КР142ЕН12А – для прямої напруги; КР142ЕН18А - для зворотного;
- Для випрямлення напруги використовується діодний міст, його можна зібрати на окремих елементах або застосувати готову збірку;
- Резистори зі змінним опором беруть участь у регулюванні напруги;
- Для транзисторних елементів обов'язково вмонтовувати радіатори охолодження.
Двополярний лабораторний блок живлення вимагатиме встановлення також контролюючих приладів. Складання корпусу проводиться в залежності від габаритів пристрою.
Захист блоку живлення
Найпростіший метод захисту БП – встановлення запобіжників із плавкими вставками. Є запобіжники із самостійним відновленням, які не потребують заміни після перегорання (їх ресурс обмежений). Але вони не забезпечують повноцінної гарантії. Найчастіше відбувається пошкодження транзистора до перегорання запобіжника. Радіоаматори розробили різні схеми із застосуванням тиристорів та симісторів. Варіанти можна знайти у мережі.
Для виготовлення кожуха пристрою кожен майстер використовує доступні для нього способи. При достатньому везінні можна знайти готове вмістище для приладу, але все одно доведеться змінювати конструкцію фронтальної стінки, щоб помістити туди прилади, що контролюють, і регулюючі ручки.
Деякі ідеї для виготовлення:
- Виміряти габарити всіх компонентів та вирізати стінки з алюмінієвих листів. На фронтальній поверхні нанести розмітку та виконати необхідні отвори;
- Скріпити конструкцію куточком;
- Нижня основа БП з потужними трансформаторами має бути посилена;
- Для зовнішньої обробки прогрунтувати поверхню, пофарбувати та закріпити лаком;
- Схемні компоненти надійно ізолюються від зовнішніх стінок, щоб уникнути появи напруги на корпусі при пробої. Для цього можна проклеїти стіни зсередини ізолюючим матеріалом: товстим картоном, пластиком і т.д.
Багато пристроїв, особливо великої потужності, вимагають установки вентилятора, що охолоджує. Його можна зробити з функціонуванням у постійному режимі або виготовити схему автоматичного включення та вимкнення після досягнення заданих параметрів.
Схема реалізується установкою термодатчика та мікросхеми, що забезпечує керування. Щоб охолодження було ефективним, потрібний вільний доступ повітря. Отже, задня панель, біля якої монтують кулер та радіатори, повинна мати отвори.
Важливо!Під час складання та ремонту електротехнічних пристроїв слід пам'ятати про небезпеку ураження електричним струмом. Конденсатори, що були під напругою, обов'язково розряджати.
Зібрати якісний та надійний лабораторний блок живлення своїми руками можливо, якщо використовувати справні компоненти, чітко прораховувати їх параметри, користуватися перевіреними схемами та необхідними приладами.
Відео
Цей блок живлення на мікросхемі LM317, не вимагає якихось особливих знань для складання, і після правильного монтажу зі справних деталей, не потребує налагодження. Незважаючи на свою простоту, цей блок є надійним джерелом живлення цифрових пристроїв і має вбудований захист від перегріву і перевантаження по струму. Мікросхема має понад двадцять транзисторів і є високотехнологічним пристроєм, хоча зовні виглядає як звичайний транзистор.
Живлення схеми розраховане на напругу до 40 вольт змінного струму, а на виході можна отримати від 1.2 до 30 вольт постійної стабілізованої напруги. Регулювання від мінімуму до максимуму потенціометром відбувається дуже плавно, без стрибків та провалів. Струм на виході до 1.5 ампер. Якщо струм, що споживається, не планується вище 250 міліампер, то радіатор не потрібен. При споживанні більшого навантаження мікросхему помістити на теплопровідну пасту до радіатора загальною площею розсіювання 350 – 400 або більше, квадратних міліметрів. Підбір трансформатора живлення потрібно розраховувати, виходячи з того, що напруга на вході в блок живлення повинна бути на 10 – 15 % більшою, ніж плануєте отримувати на виході. Потужність трансформатора, що живить, краще взяти з хорошим запасом, щоб уникнути зайвого перегріву і на вхід його обов'язково поставити плавкий запобіжник, підібраний по потужності, для захисту від можливих неприємностей.
Нам, для виготовлення цього потрібного пристрою, будуть потрібні деталі:
- Мікросхема LM317 чи LM317T.
- Випрямлювальне складання майже будь-яка або окремі чотири діоди на струм не менше 1 ампер кожен.
- Конденсатор C1 від 1000 МкФ і вище напругою 50 вольт, він служить для згладжування кидків напруги мережі живлення і, чим більше його ємність, тим стабільнішим буде напруга на виході.
- C2 та C4 – 0.047 МкФ. На кришці конденсатора цифра 104.
- C3 - 1МкФ і більше напругою 50 вольт. Цей конденсатор, так само можна застосувати більшої ємності для підвищення стабільності напруги, що виходить.
- D5 і D6 – діоди, наприклад 1N4007, або будь-які інші струм 1 ампер або більше.
- R1 – потенціометр на 10 кому. Будь-якого типу, але обов'язково хороший, інакше вихідна напруга «стрибатиме».
- R2 - 220 Ом, потужністю 0.25 - 0.5 ват.
Складання регульованого стабілізованого блоку живлення
Складання я зробив на звичайній макетній платі без жодного травлення. Мені цей спосіб подобається через свою простоту. Завдяки йому схему можна зібрати за лічені хвилини.
Перевірка блоку живлення
Обертанням змінного резистора можна встановити бажану напругу на виході, що дуже зручно.У кожного радіоаматора, будь він чайник або навіть професіонал, на краю столу повинен чинно і важливо лежати блок живлення. У мене на столі зараз лежать два блоки живлення. Один видає максимум 15 Вольт та 1 Ампер (чорний стрілочний), а інший 30 Вольт, 5 Ампер (праворуч):
Ну ще є і самопальний блок живлення:
Думаю, ви часто їх бачили у моїх дослідах, які я показував у різних статтях.
Заводські блоки живлення я купував давненько, то вони мені обійшлися недорого. Але, зараз, коли пишеться ця стаття, долар вже пробиває позначку в 70 рублів. Криза, мати його, має всіх і вся.
Гаразд, щось розійшовся… То про що я? Ах да! Думаю, не у всіх кишені лопають від грошей… Тоді чому б нам не зібрати просту і надійну схему блоку живлення своїми ручками, яка буде нітрохи не гірша за покупний блок? Власне так і зробив наш читач. Нарив схемку і зібрав самостійно блок живлення:
Вийшло дуже нічого! Отже, далі від його імені.
Насамперед давайте розберемося, в чому хороший даний блок живлення:
– вихідну напругу можна регулювати в діапазоні від 0 до 30 Вольт.
– можна виставляти якусь межу за силою струму до 3 Ампер, після якого блок іде на захист (дуже зручна функція, хто використовував, той знає).
– дуже низький рівень пульсацій (постійний струм на виході блоку живлення мало чим відрізняється від постійного струму батарей та акумуляторів)
– захист від перевантаження та неправильного підключення
– на блоці живлення шляхом короткого замикання (КЗ) “крокодилів” встановлюється максимально допустимий струм. Тобто. обмеження струму, яке ви виставляєте змінним резистором по амперметру. Отже перевантаження не страшні. Спрацює індикатор (світлодіод), що позначає перевищення встановленого рівня струму.
Тож тепер про все по порядку. Схема давно вже гуляє в інтернеті (клацніть на зображення, відкриється в новому вікні на повний екран):
Цифри в кружечках – це контакти, до яких треба припаювати дроти, що підуть на радіоелементи.
Позначення кружечків на схемі:
- 1 та 2 до трансформатора.
- 3 (+) та 4 (-) вихід постійного струму.
- 5, 10 та 12 на P1.
- 6, 11 та 13 на P2.
- 7 (К), 8 (Б), 9 (Е) до транзистора Q4.
На входи 1 та 2 подається змінна напруга 24 Вольта від мережевого трансформатора. Трансформатор повинен бути пристойних габаритів, щоб у навантаження він зміг видати до 3 амперів у легку. Можна його купити, а можна і намотати).
Діоди D1 ... D4 з'єднані в діодний міст. Можна взяти діоди 1N5401…1N5408 або якісь інші, які витримують прямий струм до 3 Ампер і вище. Можна також використовувати готовий діодний міст, який теж витримував прямий струм до 3 Ампер і вище. Я ж використовував діоди таблетки КД213:
Мікросхеми U1, U2, U3 являють собою операційні підсилювачі. Ось їх цоколівка (розташування висновків). Вид зверху:
На восьмому висновку написано "NC", що говорить про те, що цей висновок нікуди не треба чіпляти. Ні до мінусу, ні до плюс харчування. У схемі висновки 1 та 5 також нікуди не чіпляються.
Транзистор Q1 марки ВС547 чи BC548. Нижче його розпинування:
Транзистор Q2 візьміть краще за радянський, марки КТ961А
Не забудьте поставити його на радіатор.
Транзистор Q3 марки BC557 чи BC327
Транзистор Q4 обов'язково КТ827!
Ось його розпинування:
Схему я перекреслювати не став, тому є елементи, які можуть збентежити – це змінні резистори. Оскільки схема блоку живлення болгарська, то вони змінні резистори позначають так:
У нас ось так:
Я навіть вказав, як дізнатися його висновки за допомогою обертання стовпчика (крутилки).
Ну і, власне, 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 багатооборотний підстроювальний резистор
P1, P2 = 10KOhm лінійний потенціометр
C1 = 3300 uF/50V електролітичний
C2, C3 = 47uF/50V електролітичний
C4 = 100нФ
C5 = 200нФ
C6 = 100пФ керамічний
C7 = 10uF/50V електролітичний
C8 = 330пФ керамічний
C9 = 100пФ керамічний
D1, D2, D3, D4 = 1N5401 ... 1N5408
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = стабілітрони на 5,6V
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 діод 1A
Q1 = BC548 чи BC547
Q2 = КТ961А
Q3 = BC557 або BC327
Q4 = КТ 827А
U1, U2, U3 = TL081, операційний підсилювач
D12 = світлодіод
Тепер я розповім, як я його збирав. Трансформатор уже взяв готовий підсилювач. Напруга на його виходах становила близько 22 Вольти. Потім почав готувати корпус для мого БП (блок живлення)
протруїв
відмив тонер
просвердлив отвори:
Запаяв ліжечка для ОУ (операційних підсилювачів) та всі інші радіоелементи, крім двох потужних транзисторів (вони лежатимуть на радіаторі) та змінних резисторів:
А ось так плата виглядає вже з повним монтажем:
Підготовляємо місце під хустку в нашому корпусі:
Робимо до корпусу радіатор:
Не забуваємо про кулер, який охолоджуватиме наші транзистори:
Ну і після слюсарних робіт у мене вийшов дуже гарний блок живлення. Ну як вам?
Опис роботи, друк та список радіоелементів я взяв наприкінці статті.
Ну а якщо кому ліньки морочитися, то завжди можна придбати за копійки подібний кит-набір цієї схеми на Аліекпресі за цієюзасланні
Зі статті ви дізнаєтеся, як виготовити блок живлення регульований своїми руками з доступних матеріалів. Його можна використовувати для живлення побутової апаратури, а також потреб власної лабораторії. Джерело постійної напруги може застосовуватися для тестування таких пристроїв як реле-регулятор автомобільного генератора. Адже при його діагностиці виникає необхідність у двох напругах – 12 Вольт і понад 16. А тепер розгляньте особливості конструкції блоку живлення.
Трансформатор
Якщо пристрій не планується використовувати для заряджання кислотних акумуляторів та живлення потужної апаратури, то немає потреби у використанні великих трансформаторів. Достатньо застосувати моделі, потужність яких не більше 50 Вт. Щоправда, щоб зробити регульований блок живлення своїми руками, потрібно трохи змінити конструкцію перетворювача. Насамперед потрібно визначитися з тим, який діапазон зміни напруги буде на виході. Від цього параметра залежить характеристики трансформатора блока живлення.
Припустимо, ви вибрали діапазон 0-20 Вольт, отже відштовхуватися потрібно від цих значень. Вторинна обмотка повинна мати на виході змінну напругу 20-22 Вольта. Отже, на трансформаторі залишаєте первинну обмотку, поверх неї проводьте намотування вторинним. Щоб обчислити необхідну кількість витків, проведіть вимір напруги, що виходить із десяти. Десята частина цього значення - це напруга, що отримується з одного витка. Після того як буде зроблена вторинна обмотка, потрібно зробити складання та стяжку сердечника.
Випрямляч
Як випрямляч можна використовувати як збірки, так і окремі діоди. Перед тим, як зробити регульований блок живлення, проведіть підбір усіх його компонентів. Якщо висока на виході, вам потрібно використовувати потужні напівпровідники. Бажано встановлювати їх на алюмінієвих радіаторах. Що стосується схеми, то перевагу потрібно віддавати тільки бруківці, так як у неї набагато вище ККД, менше втрат напруги при випрямленні. .
Блок стабілізації та регулювання
Для виготовлення стабілізатора і найрозумніше використовувати мікроскладання LM317. Дешевий і доступний кожному прилад, який дозволить за лічені хвилини зібрати якісний блок живлення, що регулюється своїми руками. Але його застосування вимагає однієї важливої деталі – ефективного охолодження. Причому не лише пасивного у вигляді радіаторів. Справа в тому, що регулювання та стабілізація напруги відбуваються за дуже цікавою схемою. Пристрій залишає рівно ту напругу, яку необхідно, а от надлишки, що надходять на його вхід, перетворюються на тепло. Тому без охолодження навряд чи мікроскладання довго пропрацює.
Подивіться на схему, у ній немає нічого надскладного. Усього три висновки у складання, на третій подається напруга, з другого знімається, а перший необхідний з'єднання з мінусом блоку живлення. Але тут виникає маленька особливість - якщо включити між мінусом і першим виведенням опір складання, то з'являється можливість проводити регулювання напруги на виході. Причому блок живлення регульований своїми руками може змінювати вихідну напругу як плавно, так і східчасто. Але перший тип регулювання найзручніший, тому його використовують частіше. Для реалізації необхідно включити опір змінний 5 кОм. Крім того, між першим і другим висновком складання потрібно встановити постійний резистор опором близько 500 Ом.
Блок контролю сили струму та напруги
Звичайно, щоб експлуатація пристрою була максимально зручною, необхідно проводити контроль вихідних характеристик – напруги та сили струму. Будується схема регульованого блоку живлення таким чином, що амперметр вмикається в розрив плюсового дроту, а вольтметр - між виходами пристрою. Але питання в іншому – який тип вимірювальних приладів використати? Найпростіший варіант – це встановити два LED-дисплеї, до яких підключити схему вольт- та амперметра, зібрану на одному мікроконтролері.
Але в блок живлення регульований, що виготовляється своїми руками, можна змонтувати пару дешевих китайських мультиметрів. Добре, що їх харчування можна зробити безпосередньо від пристрою. Можна, звичайно, використовувати і стрілочні індикатори, тільки в цьому випадку потрібно проводити градуювання шкали
Корпус пристрою
Виготовляти корпус краще з легкого, але міцного металу. Ідеальним варіантом виявиться алюміній. Як було згадано, схема регульованого блоку живлення містить елементи, які сильно нагріваються. Отже, всередині корпусу необхідно монтувати радіатор, який для більшої ефективності з'єднати можна з однією зі стін. Бажана наявність примусового обдування. Для цього можна використовувати термовимикач у парі з вентилятором. Встановлювати їх потрібно безпосередньо на радіаторі охолодження.
Вітаю, дорогі друзі. У черговій своїй статті вирішив показати як збирався блок живлення з регулюванням напруги та струму. Схему я побачив у відео у Ака і вирішив зробити собі такий самий пристрій. Друкованої плати з відео не було, я намалював її сам, вона буде нижчою. Спочатку, я просто зібрав схему навісним монтажем, але з першого разу вона у мене чомусь не заробила, напевно переплутав висновки транзисторів та зібрав ще раз, але тепер вона не могла просто не заробити.
Ось схема пристрою.
Схема досить проста і не потребує налагодження, всі деталі можна знайти у старому телевізорі. Але я не розбирав телевізор, так як у мене всі ці деталі були, ну добре не відхилятимемося від теми. Я намалював друковану плату у програмі Sprint-Layout_5.0. і переніс її на плату.
Але в мене чомусь погано перенеслося і довелося малювати перманентним маркером. Далі кинув у розчин для травлення.
Коли в мене плата протруїлася, я добре промив її водою, якщо водою не помити буде липка. Просушив її, зняв тонер розчинником і що вийшло.
Саме те, що мені не подобається це свердління дірок у платі. Тепер починається найцікавіше і найлегше - це лудіння плати.
Після лудіння нам потрібно зняти все, що залишилося від флюсу, зробимо це розчинником, просто протріть нашу плату. Тепер беремо деталі, я заздалегідь знайшов їх у себе і вставляємо в друковану плату згідно зі схемою.
Ось і все, можете радіти, схема зібрана. Ось друкована плата
Та й ще, на моєму знімку немає вихідного конденсатора, я його не поставив, оскільки не знайшов.
Ось список деталей:
Два транзистори кт818, кт815. Два електролітичні конденсатори на 1000мкф (50-60вольт). Три постійних резистора на 820 ом, 470 ом, 24 к. Два змінних резистора перший від (4,7к-10к) і другий 84к. І ще один діод 1N4007. Про решту розповість відео.
