Наша сеть партнеров Banwar
З тих пір як відновив свою радіолюбительську діяльність, мене часто відвідувала думка про якісний і універсальному лабораторному блоці живлення . Наявний в наявності і вироблений років 20 назад блок живлення мав лише два напруги на виході - 9 і 12 вольт при струмі порядку одного Ампера. Решту необхідних в практиці напруги доводилося «викручувати» додаючи різні стабілізатори напруги, а для отримання напруг вище 12 Вольт - використовувати трансформатор і різні перетворювачі.
Така ситуація порядком набридла і став доглядати схему лабораторніка в інтернеті для повторення. Як виявилося багато з них це одна і та ж схема на операційних підсилювачах, але в різних варіаціях. При цьому на форумах обговорення цих схем на тему їх працездатності і параметрів нагадували тему дисертацій. Повторювати і витрачатися на сумнівні схеми не хотілося, і під час чергового походу на Аліекспресс раптом натрапив на набір конструктора лінійного блоку живлення з цілком пристойними параметрами: регульованою напругою від 0 до 30 Вольт і струмом до 3 Ампер. Ціна в 7,5 $, робила процес самостійної покупки компонентів, розробки і травленням плати просто безглуздим. У підсумку, отримав поштою ось такий набір:
Незважаючи на ціну набору, якість виготовлення плати можу назвати відмінним. У комплекті навіть виявилося два зайвих конденсатора на 0,1 мкф. Бонус - стануть в нагоді)). Все що потрібно зробити самому - це «включивши режим уваги», розставити компоненти по своїх місцях і спаяти. Китайські товариші подбали про те, щоб переплутати, що хто зміг тільки людина, вперше дізнався про батарейці і лампочці - на плату нанесена шовкографія з номіналами компонентів. У фіналі виходить ось така плата:
Характеристики лабораторного блоку живлення
- вхідна напруга: 24 В змінного струму;
- вихідна напруга: від 0 до 30 В (регульоване);
- вихідний струм: 2 мА - 3 А (регульований);
- пульсації вихідної напруги: менш 0.01%
- розмір плати 84 х 85 мм;
- захист від короткого замикання;
- захист по перевищенню встановленої величини струму.
- Про перевищення встановленого струму сигналізує світлодіод.
Для отримання повноцінного блоку слід додати лише три компонента - трансформатор з напругою на вторинній обмотці 24 вольта при 220 вольтах на вході (важливий момент, про який докладно нижче) і струмом 3,5-4 А, радіатор для вихідного транзистора і кулер на 24 Вольта для охолодження радіатора при великому струмі навантаження. До речі, в інтернеті знайшлася і схема даного блоку живлення:
З основних вузлів схеми можна виділити:
- діодний міст і фільтруючий конденсатор;
- регулювальний вузол на транзисторах VT1 і VT2;
- вузол захисту на транзисторі VT3 відключає вихід, поки харчування операційних підсилювачів не буде нормальної
- стабілізатор живлення вентилятора на мікросхемі 7824;
- на елементах R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5 побудований вузол формування негативного полюса живлення операційних підсилювачів. Наявність цього вузла обумовлює харчування всієї схеми саме змінним струмом від трансформатора;
- вихідні конденсатор С9 і захисний діод VD9.
Окремо потрібно зупинитися на деяких компонентах застосованих у схемі:
- випрямні діоди 1N5408, обрані впритул - максимальний випрямлений струм 3 Ампера. І хоч діоди в мосту працюють поперемінно, все ж не буде зайвим замінити їх більш потужними, наприклад діодами Шотки на 5 А;
- стабілізатор живлення вентилятора на мікросхемі 7824 обраний на мій погляд не зовсім вдало - під рукою у багатьох радіоаматорів напевно знайдуться вентилятори на 12 вольт від комп'ютерів, а ось куллер на 24 В зустрічаються набагато рідше. Купувати такий не став, вирішивши замінити 7824 на 7812, але в процесі випробувань БП відмовився від цієї ідеї. Справа в тому, що при вхідному змінній напрузі в 24 В, після діодного моста і фільтруючого конденсатора отримуємо 24 * 1,41 = 33,84 Вольта. Мікросхема 7824 прекрасно впорається із завданням розсіювання зайвих 9, 84 Вольта, а ось 7812 доводиться тяжко, розсіюючи в тепло 21,84 Вольта.
Крім того, вхідна напруга для мікросхем 7805-7818 регламентовано виробником на рівні 35 Вольт, для 7824 на рівні 40 Вольт. Таким чином, в разі простої заміни 7824 на 7812, остання буде працювати на межі. ось посилання на даташит .
З огляду на вищенаведене, яким він був в наявності кулер на 12 Вольт підключив через стабілізатор 7812, живити її від виходу штатного стабілізатора 7824. Таким чином, схема живлення кулера вийшла хоч і двоступеневої, але надійною.
Операційні підсилювачі TL081, згідно даташіта вимагають двуполярное харчування +/- 18 Вольт - в цілому 36 Вольт і це максимальне значення. Рекомендоване +/- 15.
І ось тут починається найцікавіше щодо змінного вхідного напруги величиною 24 Вольта! Якщо взяти трансформатор, який при 220 В на вході, видає 24 В на виході, то знову ж таки після моста і фільтруючого конденсатора отримуємо 24 * 1,41 = 33,84 В.
Таким чином, до досягнення критичної величини залишається всього 2,16 Вольта. При збільшенні напруги в мережі до 230 Вольт (а таке буває в нашій мережі), з фільтруючого конденсатора знімемо вже 39,4 Вольта постійної напруги, що призведе до загибелі операційних підсилювачів.
Виходу тут два: або замінити операційні підсилювачі іншими, з більш високим допустимим напругою живлення, або зменшити кількість витків у вторинній обмотці трансформатора. Я пішов іншим шляхом, підібравши кількість витків у вторинній обмотці на рівні 22-23 Вольта при 220 В на вході. На виході БП отримав 27,7 Вольта, що мене цілком влаштувало.
В якості радіатора для транзистора D1047 знайшов в засіках радіатор процесора. На ньому ж закріпив стабілізатор напруги 7812. Додатково встановив плату контролю оборотів обертання вентилятора. Нею зі мною поділився донорський комп'ютерний блок живлення ПК. Терморезистор закріпив між ребер радіатора.
При струмі в навантаженні до 2,5 А вентилятор обертається на середніх оборотах, при підвищенні струму до 3 А протягом тривалого часу вентилятор включається на порожню потужність і знижує температуру радіатора.
Індикатор цифровий для блоку
Для візуалізації показань напруги і струму в навантаженні застосував вольтамперметр DSN-VC288, який володіє наступними характеристиками:
- діапазон вимірювань: 0-100 В 0-10A;
- робочий струм: 20mA;
- точність вимірювання: 1%;
- дисплей: 0.28 "(Два кольори: синій (напруга), червоний (сила струму);
- мінімальний крок вимірювання напруги: 0,1 В;
- мінімальний крок вимірювання сили струму: 0,01 A;
- робоча температура: від -15 до 70 ° С;
- розмір: 47 х 28 х 16 мм;
- робоча напруга, необхідне для роботи електроніки ампервольтметра: 4,5 - 30 В.
З огляду на діапазон робочої напруги існує два способи підключення:
- Якщо джерело вимірюваної напруги працює в діапазоні від 4,5 до 30 Вольт, то тоді схема підключення виглядає так:
- Якщо джерело вимірюваної напруги працює в діапазоні 0-4,5 В або вище 30 Вольт, то до 4,5 Вольт ампервольтметр не запуститься, а при напрузі більше 30 Вольт він просто вийде з ладу, щоб уникнути чого слід скористатися наступною схемою:
У випадку з цим блоком живлення, напруга для харчування ампервольтметра є з чого вибрати. У блоці живлення є два стабілізатора - 7824 і 7812. До 7824 довжина проводу виходила коротше, тому живити прилад від нього, підпаявши провід до виходу мікросхеми.
Про проводах з комплекту
- дроти трьохконтактного роз'єму тонкі і виконані проводом 26AWG - товщі тут і не потрібно. Кольорова ізоляція інтуїтивно зрозуміла - червоний це харчування електроніки модуля, чорний це маса, жовтий - вимірювальний провід;
- дроти двухконтрактного роз'єму - це дроти струмові і виконані товстим проводом 18AWG.
При підключенні і порівнянні показань з показаннями мультиметра, розбіжності склали 0,2 Вольта. Виробник передбачив підлаштування опору на платі для калібрування показань напруги і струму, що є великим плюсом. У деяких примірниках спостерігається відмінні від нуля свідчення амперметра без навантаження. Виявилося, що вирішити проблему можна скиданням показань амперметра, як показано нижче:
Картинка з інтернету, тому прошу вибачити за граматичні помилки в написах. Загалом з схемотехнікою закінчили - переходимо до виготовлення коробки ...
Форум по БП
Схеми блоків живлення