Наша сеть партнеров Banwar
Блок живлення 30 на Вольт і 5 Ампер, широко застосовується радіоаматорами в самих різних схемах. У літературі для радіоаматорів опубліковувалися різні типи схем таких пристроїв, він не вимагає застосовувати спеціальні мікросхеми та імпортні деталей. Сьогодні при покупці таких мікросхем виникають проблеми, в деяких районах, знайти їх досить проблематично. У блоці використовуються доступні большенству деталі.
Основні характеристики блоку живлення:
- вихідна напруга регулюється в діапазоні від 0 до 30 Вольт;
- максимальний струм на виході 5 Ампер;
- падіння напруги при струмі від 1 Ампера до 6 Ампер дуже мало і на вихідних парамеров особливо не відбивається.
Схема блоку живлення.
Схему нашого блоку живлення можна умовно розбити на 3 головних вузла:
- внутрішній вузол живлення;
- вузол захисту від можливих перевантажень;
- головний вузол.
Головний вузол - це стабілізатор напруги, який дає можливість відрегулювати параметри сігнала.В його складу входять диференціальна щабель, два ступені посилення, і регулятор.
Внутрішній мережевий вузол - виконаний за класичною схемою має трансформатор, діодний міст VD1-VD4, конденсаторів С1 - С7, і стабілізаторів DA1 і DA2
Вузол захисту якимись особливостями не володіє. Датчик струму підібраний під струм в три ампера, але можна збільшити і під п'ять ампер. Великий період часу його використовували з струмом п'ять ампер. Ніяких проблем при цьому було.
Сполучені всі вузли за схемою Дарлінгтона.
Резистор для спрацьовування захисту, підбирають по потребах. Блок живлення 30в 5а, при якісній збірці і справних деталях, можна використовувати відразу після підключення до мережі. Його регулювання полягає у встановленні необхідних меж зміни напруги на виході і струму для спрацьовування захисту.
У цифрову панель входить дільник вхідної напруги і струму, на основі мікросхеми КР572ПВ2А і індикаторів світлодіодних чотирьох семисегментних. Мікросхема, це високочутливий перетворювач до трьох з половиною десяткових розрядів, працює послідовним рахунком з подвійною інтеграцією, ведеться корекція нуля автоматично, c перевіркою полярності вхідного сигналу.
Для більш чіткої індикації параметрів сигналу застосовують схему на платі КР572ПВ6. Габарити такої плати вісімдесят на п'ятдесят міліметрів. Майданчики контактів напруги і струму плати цифрової панелі, приєднуються за допомогою гнучких провідників до контактів відповідних індикаторів. Схему КР572ПВ2А часто змінюють на імпортну схему ICL7107CPL, так як її параметри і якість перевершують типову.
Стабілізований регульований блок живлення 220 / 0-30 вольт 7,5 ампер із захистом від перевантажень
Безліч електронних 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 необхідно напруга 0,5 ... 1 В. Автор пропонує кілька технічних рішень БП на базі даних мікросхем.
Інтегральна мікросхема (ІМС) КР142ЕН12А (рис. 1) являє собою регульований стабілізатор 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 термостабільну захист по струму і захист виходу від короткого замикання .
Мал. 1. ІМС КР142ЕН12А
На основі ІМС КР142ЕН12А можна побудувати регульований блок живлення, схема якого (без трансформатора і діодного моста ) Показана на рис. 2. Випрямлена вхідна напруга подається з діодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 і мікросхема DA1 повинні розташовуватися на радіаторі. Тепловідвідний фланець DA1 електрично з'єднаний з виводом 2, тому якщо DA1 і транзистор VD2 розташовані на одному радіаторі, то їх потрібно ізолювати один від одного. В авторському варіанті DA1 встановлена на окремому невеликому радіаторі, який гальванічно не пов'язаний з радіатором і транзистором VT2.
Мал. 2. Регульований БП на ІМС КР142ЕН12А
Потужність, що розсіюється мікросхемою з теплоотводом, не повинна перевищувати 10 Вт. Резистори R3 і R5 утворюють дільник напруги, що входить в вимірювальний елемент стабілізатора, і підбираються відповідно до формули:
U вих = U вих.min (1 + R3 / R5).
На конденсатор С2 і резистор R2 (служить для підбору термостабільної точки VD1) подається стабілізована негативне напруга -5 В. В авторському варіанті напруга подається від діодного моста КЦ407А і стабілізатора 79L05, які живляться від окремої обмотки силового трансформатора.
Для захисту від замикання вихідний ланцюга стабілізатора досить підключити паралельно резистору R3 електролітичний конденсатор ємністю не менше 10 мкФ, а резистор R5 зашунтувати діодом КД521А. Розташування деталей некритично, але для гарної температурної стабільності необхідно застосувати відповідні типи резисторів. Їх треба розташовувати якомога далі від джерел тепла. Загальна стабільність вихідної напруги складається з багатьох чинників і зазвичай не перевищує 0,25% після прогріву.
Після включення і прогрівання пристрою мінімальне вихідна напруга 0 В встановлюють резистором Rдоб. Резистори R2 (рис. 2) і резистор Rдоб (рис. 3) повинні бути багатооборотні підлаштування з серії СП5.
Мал. 3. Схема включення Rдоб
Можливості по струму у мікросхеми КР142ЕН12А обмежені 1,5 А. У даний час у продажу є мікросхеми з аналогічними параметрами, але розраховані на більший струм в 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 з 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 В при струмі в навантаженні 7,5 / 5/3 А відповідно. Найближчий за параметрами вітчизняний аналог типу КР142ЕН22 має максимальний струм стабілізації 7,5 А.
При максимальному вихідному струмі режим стабілізації гарантується виробником при напрузі вхід-вихід не менше 1,5 В. Мікросхеми також 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 0,1% / В.
На рис. 4 показана схема БП для домашньої лабораторії, що дозволяє обійтися без транзисторів VT1 і VT2, показаних на рис. 2. Замість мікросхеми DA1 КР142ЕН12А застосована мікросхема КР142ЕН22А. Це регульований стабілізатор з малим падінням напруги, що дозволяє отримати в навантаженні струм до 7,5 А.
Мал. 4. Регульований БП на ІМС КР142ЕН22А
Максимально розсіюваною 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 розсіює мікросхемою потужність на навантаженні становить 45 Вт.
Електролітичний конденсатор С7 застосовується для зниження вихідного імпедансу на високих частотах , А також знижує рівень напруги шумів і покращує згладжування пульсацій. Якщо цей конденсатор танталові, то його номінальна ємність повинна бути не менше 22 мкФ, якщо алюмінієвий - не менше 150 мкФ. При необхідності ємність конденсатора С7 можна збільшити.
Якщо електролітичний конденсатор С7 розташований на відстані понад 155 мм і з'єднаний з БП проводом перерізом менше 1 мм, тоді на платі паралельно конденсатору С7, ближче до самої мікросхемі, встановлюють додатковий електролітичний конденсатор ємністю не менше 10 мкФ.
Ємність конденсатора фільтра С1 можна визначити наближено, 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 ж типу, що і R8. Якщо стабилитрона КС113А в наявності немає, можна застосувати вузол, показаний на рис. 3. Схемне рішення захисту, наведене в, автора цілком влаштовує, так як працює безвідмовно і 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, закорачівая резистор R7, і напруга на виході БП стає рівним 0 В.
Друкована плата БЖ і розташування елементів показані на рис. 5, зовнішній вигляд БП - на рис. 6. Розміри друкованої плати 112x75 мм. Радіатор обраний голчастий. Мікросхема DA3 ізольована від радіатора прокладкою і прикріплена до нього за допомогою сталевої пружні пластини, що притискує мікросхему до радіатора.
Мал. 5. Друкована плата БЖ і 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, що з'єднують його з платою, повинні бути якомога коротше. Конденсатор С7 виробництва Weston ємністю 1000 мкФх50 В. 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 не менше 10 ... 15 В.
Мал. 6. Зовнішній вигляд БП
Діоди VD1-VD4 представляють собою імпортну діодні мікрозборку RS602, розраховану на максимальний струм 6 А (рис. 4). У схемі захисту БП застосовано реле РЕС10 (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 не більше 1%.
Блок живлення зазвичай налаштування не вимагає і починає працювати відразу після збирання. Після прогріву блоку резистором R6 (рис. 4) або резистором Rдоп (рис. 3) виставляють 0 В при номінальній величині R7.
У даній конструкції застосований силовий трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ потужністю 100 Вт. Магнитопровод ШЛ25 / 40-25. первинна обмотка містить 734 витка проводу 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.
Діодні збірку 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 ). В якості транзистора VT1 можна застосувати транзистор КТ361Г.
література
- http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-Standardn-p-n_PositiveVoltageAdjutable.html
- Морохин Л. Лабораторний джерело живлення // Радіо. - 1999 - №2
- Нечаєв І. Захист малогабаритних мережевих блоків живлення від перевантажень // Радіо. - 1996.-№12
розділу.
Регульованого блоку живлення 1501 (15 вольт, 1 ампер) перестало вистачати на мої потреби, було вирішено купити що то типу YaXun PS-1502DD + (ціна з али в районі 3500 р) 2 ампера по ідеї повинно вистачати.
Але тут в руки підвернувся такий блок живлення:
Передбачаючи "чому б не переробити БЖ від компа під свої потреби, багато ват, багато ампер і багато напруги"? Справа в тому що я часом збираю малопотужні підсилювачі (з живленням від 12 В) і слухати фон імпульсного блоку харчування - ну ніяк не хочеться. А збирати своїми руками - ну це пісня довга, і зараз у мене немає на неї часу. З цих причин я взявся збирати собі не мудрі блок живлення з наступними характеристиками:
-Вихідний напруга до 12-15 Вольт (в більшості своїй мені досить такого напруження);
ток віддається в навантаження - хоча б 3-5 Ампер (але трансформатор даного блоку дозволяє видавати номінальні 10 Ампер);
-Малий кількість пульсацій;
- цифрова індикація напруги і струму;
- регулювання струму і напруги;
Мордочка блоку:
Внизу два отвори, що залишилися від розеток, корпус алюміній. Замість однієї розетки вдало помістилася кнопка. Навколо 4 отвори від гвинтів - вирішено в них вставити світлодіоди індикації роботи блоку.
Раніше з али був замовлений вот такой вот блочок:
Зібраний на мікроконтролері stm, підкупила його ціна і можливості.
В похибка по напрузі він укладається цілком точно, амперметр чесно кажучи розчарував. На сайті заявлена похибка в 0,01 А (10 мА) в результаті при нульових положеннях ручок споживання 50 мА (це струм короткого замикання і показання тестера еталона), даний же амперметр не вказує взагалі нічого.
Коли струм доходить до 100 мА (тестер еталон) показання на даному амперметр рівні ~ 70-80ма, далі даємо 150 мА, - похибка в межах 10 мА (між тестером еталоном і цим блочками) і до 1 Ампера більш менш точні (різниця 10 20 мА). Далі бреше в межах 50-100 мА. Тут явно в 1% похибки на свідченнях до 100 мА він не вкладається. Для домашнього користування піде.
Далі визначився з розміщенням на морді БП.
Схема підключення блочка:
Трохи закоцал фарбу - але бог з нею, мордаху перефарбую в чорний колір. Запобіжник було вирішено залишити, на мій погляд він непогано вписується в інтер'єр, і буде виконувати свої прямі функції захисту мережі 220 від перевантаження.
Трохи пізніше встановив клеми подібного типу, для додаток до 3-4 ампер, вистачить і цих. Для експлуатації на токах від 5 до 10 ампер буде ніяковіти провід товстіший.
Крім основної функції лабораторного блоку живлення - його можна використовувати для зарядки АКБ. (Два в одному)))
Силову частину збираюся зібрати на LM723, транзисторі типу TIP141 і 3 транзисторах КТ908А (включення даних транзисторів як складових) .Транзістори використовував КТ819Г. КТ908 вирішено пустити на усилок класу А.
Регулювання струму збираюся розташувати замість другої розетки (отвір праворуч) 4 отвори під гвинти закрию 4 световодами обмеження струму.
Витрати на даний блок:
1) Вольтметр / амперметр - 160 рублів
2) клеми 30 рублів
3) крокодили 20 рублів
4) провід 1 метр 30 рублів
Все інше в наявності, витрати тільки тимчасові, але воно того варте.
Перевіряю схему обмеження струму 0,2 ампера
Повне навантаження, обмежу 10 амперами.
На даний момент силова частина зібрана і протестована, роблю внутрішню компоновку.
Силову частину планую перенести на радіатор від компа і встановити вентилятор
Після складання вирішив спробувати поганяти на блоці підсилювач sony xm-1, струму зжирає в районі 5-5,5 ампер, напруга засаджують до 9,5 Вольт. Фонові шуми відсутні, що теж мене невимовного порадувало :)