Самодельный Лабораторный Блок питания (ЛБП) = зарядное устройство для АКБ
Давно была мысль разжиться зарядным устройством для АКБ. Почему и зачем он нужен расписывать не буду. Кто сталкивался с обслуживанием АКБ, понимает, что периодически он требует подзарядки, особенно если это поездки на небольшие расстояния.
Прошу, Не надо в коментах писать, о том, «Зачем ты его делал ведь можно купить?!»
Данный Лабораторный блок питания имеет отличия от продаваемых — возможность регулировки тока так и регулировка напряжения. Идею мне подкинул друг Дима, который уже много лет пользуется для зарядки АКБ Таким ЛБП. Вместо 1000 слов — ссылка на ютуб, где человек хорошо рассказывает и показывает что и как делать. Step by step.
Из плюсов, которые были Важны для меня, планируя использовать ЛБП для зарядки АКБ
1. регулировка тока.
2. Регулировка напряжения.
3. Ограничения по току и напряжению.
4. Когда АКБ зарядился, ток падает до значения меньше 0.5-0.6 А.
5. Можно запитать что угодно — выставил напряжение от которого питается устройство — и в перед. Для всяких электронных поделок — то что надо.
6. Можно сделать самому и «кайфануть» от процесса. Не надо какие-то глубокие знания, дорогие инструменты.
Естественно не все мне было понятно, остались вопросы что и куда и как. Вот об этом и расскажу в деталях.
Вот Не полный список необходимых плат и элементов для сборки ЛБП:
На сайте arduino можно по артикулам почитать про каждый заказанный элемент.
Основная и самая дорогая плата в этом наборе (в наличии когда оформлял заказ не было, покупалась отдельно):
Важная деталь: Потенциомерт. Они есть 2-х типов: многооборотистые и простые. Я выбрал многооборотистые. Конечно они более громоздкие, но с ними намного проще с точностью до десятых выставить необходимый ток/напряжение.
Недостающие мелочи докупил на радиорынке. CD-ROM взял первый попавшийся под руку на блошином рынке. Также дома были провода купленные на разборке — разной длинны и сечения.
Вот все что было куплено. Стойки (крепеж) был куплен с запасом:
Далее, имея на руках все необходимое, разбираемся со схемой подключения.
Эта схема с интернета. Здесь наглядно видно по платам, что и куда и за чем подключать. Я делал без USB разъёма.
Во схема по которой я собирал.
Куда ж, не примерив и не наметив план работы, что и где будет находится!
Дальше нужно выпаять голубые регулировочные резисторы и поставить заранее купленные много оборотистые, которые будут выведены на центральную панель
Резисторы имеют маркировку в виду цифр 1, 2, 3. Следующим образом они припаиваются:
Дальше собираем все по схеме на «коленке», даём питание и проверяем на работоспособность
Убедившись, что напряжение у нас есть и +/- оно совпадает с «точными» показаниями китайского тестера подключаю лампочку в виде нагрузки, для измерения силы тока
Те, кто в теме, видят что ток слишком высокий как для лампочки…но об этом чуть позже.
Далее эту всю конструкцию нужно поместить в корпус CD-ROM-а.
В качестве изолятора от дна, я использовал плотную картонку от обложки детской тетради. Можно было купить специальный изолятор — то и так сойдёт. Дешево и на практичность не влияет.
Я винтовыми соединениями не пользовался. Из них даже в процессе проверки все время выпадали провода и зажать их плотно не получается. Но что бы не мучаться с их выпаиванием (в пайке я чуть больше ноля), решил подпаиваться на прямую к плате с обратной стороны от винтовых соединений.
О том, как резать переднюю пластиковую панельку, я думаю говорить не надо. Гравер /шуруповерт/дрель, канцелярский нож, мелкие надфили, и пара сверл (для потенциометров) в помощь:
Вентиляционные отверстия в идеале надо было просверлить в корпусе с самого начала до монтажа, но все как обычно))) сначала делаем потом думаем. Делал отверстия очень аккуратно, что бы алюминиевые кусочки не попали под плату и не коротнули ЛБП. Отверстия сделал с обеих боковых стенок.
В итоге что имеем:
А Купленная зарядка для АКБ такое может? Думаю нет…
Все работает все проверено.
Отдельная тема — это дисплей.
На нем есть 5 проводов — 3 тонких: красный, черный, желтый. И 2 Толстых — черный и Красный.
Тонкий черный — не используется вообще! Желтый — припаиваем по схеме. Красный — это плюс от питающей схемы.
Толстые провода — это провода на замер Ампер. На схеме их видно.
Осталось откалибровать показания Амперметра. А то уж слишком большие разбежность.
Сзади дисплея есть 2 регулировочных подстроечных компонента (обведены на фото)
Они регулируют в очень маленьком диапазоне. Я уже думал что попался бракованный, т.к. сколько пересмотрел видосов на ютубе — о браке говорят больше чем о причине.
В моем же случае, причина была довольно банальна, но сам бы я к этому не пришел, если бы не мой Друг Дима.
Именно он мне подсказал, что со схемы нужно убрать черный тонкий провод и оставить его не припаянным. Выпаяв провод, показания на тестере и дисплее плюс/минус выровнялись и не составило труда подстроечным его подкорректировать. И после этого проверка с помощью лампочки:
Такая точность мне подходит более чем для моих целей.
А видео о том как заряжать им АКБ (для тех кто не в теме) сниму, когда буду заряжать АКБ и покажу что и как.
Дотошно высчитав каждую копейку — цена купленных деталей (крепления остались еще) — 980 грн. Примерно 35 долларов. Время и труд — бесценны.
Всем спасибо, что почитали до этих букв. Лайк и репост приветствуются.
До встречи в следующих записях в моем БЖ.
Как сделать лабораторный источник питания своими руками
Подборка рекомендаций и ссылок по сборке лабораторного источника питания (ЛБП) своими собственными руками из доступных комплектующих. Вариантов сделать для себя точный блок питания с регулировкой множество — начиная от простых и бюджетных, заканчивая серьезными устройствами с мощной стабилизацией, связью с компьютером и удаленным программированием.
Программируемые и управляемые модули для ЛБП
Простой способ собрать для себя лабораторный источник питания — это взять управляемый модуль-преобразователь со стабилизацией питания. Одни из самых мощных на Алиэкспресс — это модули RD DPS5015 и DPS5020, с выходными токами 15 и 20 Ампер соответственно. Для удаленного управления выбирайте версии «С» — communication для работы через USB/Bluetooth/Wi-Fi. Модули RD DPH5005 имеют встроенный Buck Boost конвертер для повышения напряжения (можно питать 12/24 вольта и получить на выходе, 30-40-50В. Один из самых продвинутых программируемых преобразователей питания — это модель RD 6006 (подробный обзор). Предыдущий список модулей с интересными вариантами.
Компактные преобразователи питания
Не всегда нужны громоздкие источники и приборы, но достаточно бывает компактного преобразователя для подключения и быстрого теста самоделок. На выбор могу предложить несколько вариантов. Например, простой карманный источник питания, который работает от USB зарядки или павербанка — DP3A, с поддержкой быстрой зарядки QC3.0 и возможностью выставить нужный ток или напряжение со стабилизацией до 15W. Подробный обзор DP3A по ссылке. Чуть мощнее и в отдельном корпусе под блочный монтаж — преобразователь 32В/4А с встроенными защитами (OVP/OСР/ОРР) и стабилизацией тока и напряжения CC/CV, а также возможностью поднять выходное напряжение (Buck Boost). Еще один полезный для домашних самоделок источник — простой блок питания наподобие ноутбучного, но со встроенным показометром и регулировкой. Заявлена стабилизация напряжения мощность до 72W (максимум 3А на выходе).
Набор для сборки линейного регулируемого блока питания 35 Вольт 5 Ампер
Честно говоря заказал я данный набор скорее по остаточному принципу, добить посылку, но в итоге оказалось что он может быть весьма полезен, особенно для начинающих радиолюбителей. Некоторое время назад я делал обзор простого регулируемого блока питания и как выяснилось, он оказался полезным, а теперь представьте что это примерно такой же БП но:
На большее напряжение
На больший ток
С переключением обмоток трансформатора
С управлением вентилятором
Интересно? Тогда думаю не прогадаете.
Начну я сегодняшний обзор с того, что расскажу сначала о продавце, а точнее о том, что случайно выяснилось что это уже четвертый обзор его товаров, предыдущие думаю также запомнились и в них были описаны:
1. LCR-метр
2. Простой осциллограф
3. Электронная нагрузка
Собственно потому могу посоветовать заказывать у этого продавца сразу несколько товаров, особенно выгодна комбинация нагрузка + БП.
Приходит от посредника это все в одном пакете, судя по информации от него же весит комплект 175 грамм, для покупок с Тао вес имеет значение.
В итоге вы должны получить печатную плату и большой пакет с деталями, коробок в комплект не входит и приведен для понимания размера 🙂
Как и в случае с электронной нагрузкой схема в комплект не входит, вся необходимая для сборки информация нанесена на плату в виде шелкографии. Здесь указаны номиналы каждого компонента, потому проблем со сборкой быть не должно.
Монтаж полностью односторонний, SMD компоненты отсутствуют, что на мой взгляд может быть важно для начинающего радиолюбителя.
Качество шелкографии очень хорошее, печать четкая, все отлично видно.
А вот трассировка не очень оптимальна, на торец платы вынесены места под силовые транзисторы и там же расположен разъем подключения трансформатора, потому что-то одно придется подключать проводами в плату, впрочем к этому я еще вернусь.
Существует четыре варианта комплектации лота:
1. Полный комплект, детали плюс плата, мой вариант, цена около $8.64
2. Все то же самое, но без пары выходных транзисторов, цена около $7.76
3. Все компоненты, но без печатной платы, цена около $6.73
4. Плата без компонентов, цена около $1.9 доллара.
Так как компонентов довольно много, то я бы рекомендовал первый вариант, но так как компоненты не все хорошего качества (например конденсаторы), то возможно подойдет и вариант 4, варианты 2 и 3 как по мне смысла особо не имеют.
А вот здесь проявился минус ТаоБао, у меня в комплекте забыли положить ручки переменных резисторов, стоят копейки, но жалко 🙁
На странице товара приведена схема блока питания, что также может помочь в сборке, мне все таки пару раз пришлось к ней обращаться, но о нюансах я напишу в разделе сборки. Качество схемы не очень высокое, продавец предлагает ее «в HD», но как скачать, а не понял.
В общем-то схема ничего принципиально нового не содержит, на одном ОУ собран сам БП, на втором переключатель обмоток, внизу виде узел управления питанием вентилятора. Немного смущает «кривое» питание ОУ и обмотка со средней точкой для питание внутренней электроники, которая в данном случае вообще смысла не имеет.
Также несколько непривычно включение переменных резисторов, двумя проводами, при чем увеличение напряжения/тока соответствует увеличению сопротивления резистора.
Основные узлы блока питания.
1. Зеленый — собственно регулируемый стабилизатор напряжения и тока, слаботочная часть плюс цепь питания
2. Красный — силовая часть регулятора, выпрямители и реле
3. Синий — Схема управления реле переключения обмоток
4. Фиолетовый — управление вентилятором.
Не буду ходить вокруг и перейду к сборке, но так как описание процесса нужно скорее в качестве дополнения, то спрячу эту часть под спойлер.
В комплекте идет 10 номиналов мелких резисторов. При монтаже проще было быстро измерить тестером, чем искать по маркировке.
Вот здесь вылезла мелкая проблемка, у двух резисторов маркировка на плате попала под лужение и пришлось искать их по схеме. В данном случае это пара резисторов 100 Ом, собственно с них я и начинал монтаж. Кроме того рекомендую немного приподнять их над платой, так как китайской краске на резисторах доверия у меня нет.
Вид платы с запаянными резисторами. Больше проблем у меня на этом этапе не возникло.
Также дали диоды и стабилитроны, с диодами и стабилитронами проблем не возникло, маркировка есть на них самих, при этом 1N5408 и 4007 внешне спутать крайне тяжело, а по стабилитронам есть даташит с вариантами маркировки.
Сложности возникли только с компонентом в мелком стеклянном корпусе, я сначала решил что это 4148 со стертой маркировкой, но это термистор и к диодам он отношения не имеет, будьте внимательны.
Маркировка есть, но местами найти место довольно сложно, диоды и стабилитроны стоят на плате вертикально.
У стабилитронов совсем мелкая маркировка на плате, ниже на фото показано как устанавливать компонент.
Все компоненты я обычно устанавливаю единообразно, часто катодом (полоска на корпусе), но в случае с диодом 5408 пришлось поступить наоборот, решил что так он меньше будет мешать подключениям к плате. Диод в работе не греется, потому конденсаторам также мешать не будет, он стоит параллельно выходу для защиты.
1. Дальше паяем конденсаторы, благо их на плате мало, а маркировка указана в том же формате что и на самих конденсаторах.
2. Слева на фото регулируемый стабилитрон TL431 и три транзистора SS8050, устанавливать их лучше после конденсаторов, перед монтажом габаритных компонентов.
3. С подстроечными резисторами также проблем не возникло, единственно маркировка на плате указана как 501 (500 Ом) у одного и 10к и 100к у остальных, на фото это резисторы с обозначением 103 и 104 соответственно.
4. Также есть шесть мощных резисторов, здесь можно ошибиться, у средних на плате написано 7.5 кОм, а резисторы дали 2.2 кОм, у продавца это написано, но кто там читает 🙂 Резисторы 2.2 кОм (средние) стоят параллельно входу питания и выходу БП.
Резисторы в работе могут нагреваться, потому чтобы они не грели плату я их немного поднял отформовав выводы.
В установленном виде.
В качестве источника опорного напряжения используется TL431, но расположен он совсем не оптимально, как раз между мощными резисторами, которые хоть и не сильно, но греются в работе, особенно правый.
Разъемы, клемники и панельки. Здесь меня немного запутало то, что разъемов дали как-то слишком много, а кроме того не совсем понятно как его планировал ставить производитель.
Кстати, клемники довольно хорошего качества, с «лифтовым» механизмом. На заявленном для БП токе проблем быть не должно.
В итоге у меня осталось два трехконтактных разъема, которые я не нашел куда пристроить, возможно производитель планировал сделать некий переходник для питания вентиляторов или еще что-то.
Двухконтактные разъемы можно установить в почти произвольном порядке, но я рекомендую это делать так, как показано на фото,.
Мелкие разъемы ставим для подключения светодиода, термистора и переменных резисторов, более крупные для вентилятора и ампервольтметра. Трехконтактный на плате один, потому здесь вариантов мало.
С разъемом подключения вентилятора возникла небольшая заминка. Если ставить как показано на фото, то цвета родного кабеля не будут соответствовать полярности, но будут соответствовать расположению контактов на разъеме стандартного вентилятора, ну а чтобы не путаться, разъем питания ампервольтметра был установлен также как разъем вентилятора.
Вот уже пошли и габаритные детали. В пакете нашлись конденсаторы:
2200 мкФ 50 Вольт, 3шт
2200 мкФ 25 Вольт, 2шт (на плате указан как 1000мкФ 25 Вольт)
680 мкФ 35 Вольт, 1шт (на плате указан как 470 мкФ 35 Вольт)
470 мкФ 25 Вольт, 1шт (на фото не попал, закатился).
220 мкФ 16 Вольт, 3шт
100 мкФ 50 Вольт, 1шт
4.7 мкФ 50 Вольт, 1шт.
Конденсаторы все «китайские», если хочется «как лучше», то можно заменить на фирменные.
Реле самые обычные, безымянные, по заявленному току подходят с запасом.
Свободного места на плате явно стало гораздо меньше, фактически она почти собрана.
Из того, что устанавливается еще на плату остались только мощные транзисторы и стабилизаторы. В комплекте к ним идут (неожиданно) изолирующие прокладки.
Прокладки ставить можно даже не пытаться, крайне неудобно, они больше чем место внутри радиатора, в итоге я их заменил на слюду, у кого ее нет, могут просто подрезать родные прокладки. Также можно сразу выкинуть родные винты, они имеют потайную шляпку и просто расколят изолирующие втулки, заменил их на винты от материнской платы с большой головкой.
У одного радиатора отверстие было чуть чуть смещено, из-за чего корпус микросхемы почти касался радиатора, но прозвонка показала что все в порядке. Думаю изоляторы нужны потому, что под радиаторами на плате есть дорожки и радиатор может процарапать маску над ними. Как вариант, можно не изолировать сам компонент, а обеспечить изоляцию под радиатором.
На этом же этапе сборки установил и операционные усилители, метки для установки есть на плате.
Собственно плата полностью собрана. по итогам сборки предварительно могу сказать, что особых каких-то проблем не возникло, но сама плата выглядит немного. неэстетично, нет в ней красоты.
Кроме того разъемы хорошо было бы вынести на край платы, а не размещать в середине. Ну и небольшой минус, выяснилось что выход БП подключается пайкой, а не клемником.
После пайки флюс лучше смыть, но не столько из-за влияния на электронику, сколько из-за внешнего вида. по желанию потом можно покрыть лаком Пластик-70
Паяется плата на отлично, я использовал припой с флюсом и самый обычный паяльник с контролем температуры.
А это судя по всему фото прототипа, найденное на странице товара, вид попроще, но вот радиаторы заметно больше.
И так, у меня остались провода, выходные транзисторы, диодный мост и прочая мелочь.
А вот теперь подключение и регулировки платы.
1. 0-15-25-35 Вольт — подключение силового трансформатора. Напряжения считаются относительно точки 0.
2. Диодный мост и транзисторы, думаю понятно и так
3. Рег реле 25 и 35 Вольт, регулировка напряжения при котором подключаются дополнительные соответствующие обмотки.
4. Рег температуры и термистор, соответственно регулировка включения вентилятора и разъем подключения термистора, полярность термистора значения не имеет.
5. 12-15 Вольт, вход дополнительного питания переменного тока 12-15 Вольт, можно использовать одну обмотку.
6. Пит Амперметра — подключение питания амперметра для измерения выходного тока, стабилизированные 12 Вольт
7. Вентилятор — разъем подключения вентилятора.
8. Корр тока — установка диапазона регулировки выходного тока
9. Уст тока — Регулировка выходного тока. (резистор 10к)
10. LED CC, светодиод индикации режима ограничения тока
11. Корр напряжения — установка диапазона регулировки выходного напряжения.
12. Уст напряжения — Регулировка выходного напряжения (резистор 10к)
13. Выход — Выходные площадки для подключения нагрузки к БП.
14. Амперметр — подключение амперметра, если не используется, то закоротить перемычкой.
Теперь о регулировках.
Напряжение переключения обмоток.
1. Крутим резисторы влево до крайнего положения или около того, как вариант до выключения обоих реле.
2. Выставляем на выходе напряжение около 9-10 Вольт и крутим резистор 25 Вольт вправо пока не включится первое реле.
3. Выставляем на выходе напряжение около 20-22 Вольт и крутим вправо резистор 35 Вольт пока не включится второе реле.
4. Всё.
Диапазон регулировки выходного напряжения/тока.
1. Крутим вправо до упора резистор регулировки напряжения.
2. Вращением соответствующего подстроечного резистора добиваемся на выходе требуемого нам напряжения, например 35 Вольт
3. Повторяем то же самое с регулировкой тока, в качестве нагрузки можно использовать мультиметр.
Для увеличения тока вращать подстроечный резистор влево, напряжения — вправо.
Включение вентилятора.
1. Под нагрузкой разогреваем радиатор до той температуры когда он начинает обжигать руку, это около 50-55 градусов
2. Вращаем влево резистор пока не включится вентилятор. Температуру можно поднять до 60-70 градусов, но уже с измерением при помощи термометра.
Кстати вентилятором управляет довольно мощный транзистор, который установлен скорее из-за большого корпуса, вентилятор имеет примитивную схему управления и у него нет четкого включения/выключения, переход плавный и он может работать на малой скорости, но диапазон температур от выкл до полной мощности довольно узкий.
Если у вас трансформатор только с двумя обмотками, например от БП усилителя где к примеру пара обмоток по 18 Вольт со средней точкой, то можно использовать и его, хотя нагрев конечно будет больше. В этом случае вместо второго реле ставится перемычка.
У переменных резисторов соединяются два левых вывода, а сам резистор подключается двумя проводами.
Термистор также имеет двухпроводное подключение, после припаивания изолируем термоусадкой.
Вход подключения дополнительного питания рассчитан на обмотку с отводом от середины, как по мне, то крайне неудобно, можно соединить крайние выводы разъема и питать от одной обмотки 12-15 Вольт, работать будет так же.
Провод подключения вентилятора и ампервольтметра я не использовал, остальные перед пайкой свил чтобы было аккуратнее и меньше наводилось помех. Черная термоусадка была в комплекте.
Здесь я сделаю небольшое отступление, на плате есть место под установку диодного моста, но при токе в 5 Ампер он быстро поджарится и я решил вынести его за пределы платы, потому на этом фото не только транзисторы, а и диодный мост.
Транзисторы TIP3055, 15 Ампер 60 Вольт 90 Ватт, при этом в БП каждый транзистор работает при токе 2.5 Ампера, напряжении до 50 Вольт и рассеивает мощность до 35-40 Ватт, потому небольшой запас еще есть.
Для тестов я использовал относительно небольшой радиатор, в реальной эксплуатации можно вполне применить компьютерный кулер от более-менее мощного процессора. Из-за того что есть переключение обмоток, то даже в самом худшем режиме (КЗ) на нем будет рассеиваться около 75-80 Ватт что вполне сопоставимо с процессором.
Транзисторы от радиатора изолированы, если этого не сделать, то тепловое сопротивление будет меньше, но на радиаторе будет плюс силового питания.
Можно сказать что к тестам готовы 🙂
В ходе тестов был применен вентилятор с трехконтактным разъемом, в этом случае он подключается контактами с красным и черным проводом так, как показано на фото.
Производитель на странице товара выложил вариант применения с не очень распространенным, но интересным ампервольтметром, но вот что-то он мне на момент написания обзора не попался, там вроде ток был до 5 Ампер и цена доступная.
Зато у другого продавца видел не менее интересный приборчик, давно хочу купить поиграться, тем более что он имеет диапазон измерения тока до 10 Ампер, напряжения до 95 Вольт и может подключаться к компьютеру для мониторинга. Но стоит 13 баксов — ссылка .
Ладно, что то я увлекся. Подключаю к плате проверенный комплект из двух трансформаторов + небольшой для вспомогательного питания. Трансформаторы дают в сумме три напряжения кратные 12 Вольт. Кстати, производитель платы рекомендует не комбинацию 12+12+12, а 15+10+10, как я примерно писал в обзоре платы для мощного регулируемого БП, такая комбинация напряжений более оптимальна.
А теперь проверим на что способна данная платка.
1. Минимально можно выставить -0.1 Вольта. Да, именно отрицательное, я с таким встречают не впервые.
2. Максимум 21 Вольт в минимально положении подстроечного резистора диапазона.
3. Дальше я попытался отрегулировать максимальное напряжение подстроечным резистором и получил всего 26 Вольт, маловато.
4. Сначала думал припаивать какие нибудь резисторы для проверки, но помня что резистор регулировки при увеличении сопротивления увеличивает значение напряжения или тока, то просто выдернул разъем и без проблем получил полное выходное.
5. По току минимум 0, при этом светодиод индикации СС светит, нагрузкой является выходной резистор БП.
6. Здесь проблем с калибровкой не было, выставил 5 Ампер.
Потом решил покрутить подстроечный резистор дальше и также без проблем получил и 6 Ампер.
Но мне не нравилась ситуация с ограничением по выходному напряжению и ее как-то надо было решать. Подозрение пало на вспомогательное питание, измерил напряжение на выходе трансформатора и выяснил что там всего 11 Вольт, взял другой трансформатор, с выходным около 24 Вольта, с ним легко выставил на выходе даже 42 Вольта.
Дело в том, что вспомогательное напряжение стабилизируется при помощи стабилизатора 12 Вольт, а ей на выходе надо хотя бы 15, кроме того на плате есть питание со стабилитроном на 15 Вольт. Но при входном 11 Вольт получить напряжение более 15-16 Вольт сложно и в итоге была просадка.
После этого захотелось проверить максимальную выходную мощность, которую можно получить в таком варианте, но примерно через 20 секунд теста раздался громкий хлопок и я получил такое чудо.
Да, когда я заменил трансформатор, то как-то совсем забыл об этих конденсаторах и потому получил вполне закономерный результат, на них было около 32 Вольт.
Но «шоу должно продолжаться» и пострадавшие были заменены на более фирменные Samwha 1000мкФ 35 Вольт.
В итоге я получил на выходе более 200 Ватт, при токе нагрузки 5 Ампер и напряжении 41 Вольт. По моему совсем неплохо.
Далее тест проверки стабильности поддержания выходного напряжения в зависимости от тока нагрузки. Здесь также довольно неплохо, хотя напряжение все таки немного плыло, но возможно это было из-за контакта между нагрузкой и платой так как нагрузка была подключена к щупам мультиметра, а те в свою очередь были просто вставлены в отверстия платы.
Тест с током 1, 2, 3.5 и 5 Ампер.
В процессе работы плата заметно греется. Наиболее всего греются мощные резисторы.
1. При низких напряжениях греются резисторы вспомогательного питания, которые включены совместно со стабилитронами 6.2 и 15 Вольт, особенно греется ближний к краю платы, через который питается стабилитрон 6.2 Вольта.
2. Если на выходе выставить напряжение более 20-30 Вольт, то начинают сильно греться резисторы 2.2 кОм, расположенные в правом верхнем углу. Нагрев одного зависит от выходного напряжения, а нагрев второго от входного которое максимально когда выходное более 20-22 Вольт. Думаю что лучше их заменить на что нибудь около 3.3-4.7 кОм.
Температура резисторов в обоих случаях порядка 100-110 градусов.
И последний тест, оценка размаха пульсаций на выходе. К сожалению они есть, с частотой 100 Гц. В обоих случаях нагрузка была около 4 Ампер (автомобильная лампа), но в первом стоят только родные входные конденсаторы, во втором я параллельно им подключил еще один, емкостью 10000мкФ, правда на проводах длиной около 10см.
В первом случае размах 50 мВ, во втором 25 мВ.
На мой взгляд пульсации на выходе являются следствием не столько недостатка входной емкости, здесь я считаю как раз все в порядке, сколько несколько странной схемой обратной связи (отмечена красным).
Кроме того мне не нравится что по выходу стоит конденсатор емкостью целых 100 мкФ (помечено зеленым), думаю что лучше его уменьшить до 10-22 мкФ. На пульсации он по сути не влияет, но влияет на бросок тока при переходе с режима CV к режиму СС.
И конечно некоторые выводы основанные на результатах процесса сборки и тестов.
Для начала о самом конструкторе.
Нареканий не очень много, но они есть. Забыли положить ручки к резисторам, неудобные изолирующие прокладки, диодный мост надо выносить на радиатор, конденсаторы посредственного качества.
Но есть и достоинства, все собирается без особых сложностей, мало того, оно потом еще и работает обеспечивая даже больше заявленных 35 Вольт 5 Ампер, я смог получить напряжение до 42 Вольт, а ток до 6 Ампер и не думаю что это предел.
По результатам тестов можно реально придраться только к повышенному уровню пульсаций, но думаю что есть шанс это доработать.
В общем и целом набор немного сыроват, но на мой взгляд интереснее чем известная плата 30 Вольт 3 Ампера, обзор которой я как-то делал. Ключевые отличия:
1. Напряжение до 35 Вольт, реально можно поднять и больше.
2. Ток до 5 Ампер, но также можно увеличить.
3. Емкость входного конденсатора 6600 мкФ против 3300 у 3 Ампера варианта
4. В 3 Ампера БП был один силовой транзистор, здесь два.
5. Есть переключение обмоток трансформатора, три ступени.
6. Добавлено управление вентилятором в зависимости от температуры.
7. Шунт измерения тока стоит в положительном полюсе, а не земляном.
Существенный недостаток только один, у обозреваемого варианта выше уровень пульсаций, скорее всего обусловленный схемными недоработками.
Товар на Алиэкспресс — ссылка
Эту страницу нашли, когда искали:
регулируемый линейный блок питания своими руками 30 в 5 а , лабораторный линейный блок питания kit , самодельный блок питания с регулировкой , конструктор блока питания для самостоятельной сборки , наборы деталей для стабилизмровванного блока пиьания , блок питания 5 ватт своими руками , схемы регулир б п 3-5амп , лбп кит набор купить , бп 30в 3а из китая доработка , kirich блок питания , собираем регулируемый источник питания с алиэкспресса , radioskotru бп с регулировкой тока и напряжения , мощные транзисторы ток 5 ампер , простой бп с регулировкой тока и напряжения своими руками , линейные-трансформаторные блоки питания своими руками , линейный источник питания 15 вольт плата , простой лабораторный блок питания своими руками , можно ли собрать блок питания с регулировкой тока и напряжения на микросхеме кa 45 58? , kit набор блок питания регулируемый , лбп15/2 купить , лабораторный линейный блок питания схема 35 вольт , блок питания регулируемый с алиэкспресс , блок питания 35 вольт 5 ампер схема своими руками , блок питания для сборки diy , своими руками лабораторный блок питания , собрать блок питания своими руками , блок питания 35 Вольт , линейный блок питания , регулируемый блок питания
Лабораторный блок питания (ЛБП) своими руками (подробно)
Рейтинги
Автор Realist На чтение 20 мин Просмотров 301 Опубликовано 01.02.2024
Какие бывают
Чтобы не допустить ошибки при выборе, необходимо четко и ясно понимать суть определений и видеть между ними разницу. Разберемся, в чем отличие лабораторных от обычных блоков питания, и что такое источник питания вообще:
- Простой блок питания – устройство электронного типа, используемое с целью сформировать заранее заданный показатель в одном или нескольких каналах. Отсутствует дисплей и блок управления. Типичным представителем является БП для компьютера небольшой мощности.
- Лабораторный БП регулярно формирует поток по одному или нескольким каналам. Оснащен дисплеем, защитой от некорректного использования, элементами управления, другим полезным функционалом.
Понятие «лабораторный источник питания» идентично словосочетанию «лабораторный блок питания».
Виды источников питания таковы:
Представители первого варианта осуществляют преобразование неэлектрических видов энергии в электрическую. К ним относятся батарейки, солнечные батареи, ветрогенераторы и многое другое. Вторичные ИП служат для преобразования одного вида электроэнергии в другой с целью обеспечить желательные параметры частоты, пульсаций и тому подобное. К этой группе относятся:
Касательно лабораторных блоков питания, они разнятся характеристиками и разновидностями. Остановимся на этом вопросе более подробно:
| По принципу функционирования | Импульсные и линейные. |
| Рабочие диапазоны | Наличие автоматического ограничения мощности или фиксированные. |
| Количеством каналов | Многоканальные и одноканальные. |
| Наличием защиты | С функцией защиты от перегрева, перепадов, от перегрузки по току и так далее. |
| Мощностью | Значительной мощности или стандартные. |
| Способами изоляции каналов | Неизолированные или изолированные гальваническим путем. |
| Выходным сигналом | Переменным или постоянным напряжением и током. |
| Способами управления | Программное наряду с ручным или просто ручное. |
| Дополнительным функционалом | Наличие встроенного презиционного мультиметра, доводит до нужного уровня потоки в проводах подключения, изменяет выход установленных значений, активизирует выход по таймеру, присутствие встроенной электронной нагрузки и так далее. |
| Степенью надежности | Продуманный внешний вид, качественность элементной базы, тщательный выходной контроль. |
Схемы блоков питания
Напряжение лабораторного БП располагается в интервале от 0 до 35 вольт. Для этой цели подходят схемы, по которым можно собрать следующие БП:
Конструкции подобных устройств обычно собраны либо на обычных трансформаторах напряжения (ТН), либо на импульсных трансформаторах (ИТ).
Внимание! Отличие ИТ от ТН в том, что на обмотки ТН подается синусоидальное переменное напряжение, а на обмотки ИТ приходят однополярные импульсы. Схема включения обоих абсолютно идентична.
Простой лабораторный
Однополярный БП с возможностью регулировать выходное напряжение можно собрать по схеме, в которую входят:
В коллекторную цепь транзистора Т2 включены: С2 10 мкф * 50 В и диод Д1.
К сведению. Диод устанавливают для защиты С2 от переполюсовки при подключении к аккумуляторам для подзарядки. Если такая процедура не предусмотрена, можно заменить его перемычкой. Все диоды должны выдерживать ток не менее 3 А.
Двухполярный источник питания
Для питания усилителей низкой частоты (УНЧ), имеющих два “плеча” усиления возникает необходимость в применении двухполярного БП.
Важно! Если монтировать лабораторный БП, стоит остановить внимание именно на аналогичной схеме. Источник питания должен поддерживать любые форматы выдаваемого постоянного напряжения.
Для такой схемы допустимо применять трансформатор с двумя обмотками на 28 В и одной на 12 В. Первые две – для усилителя, третья – для питания охлаждающего вентилятора. Если таковой не окажется, то достаточно двух обмоток равного напряжения.
Для регулировки выходного тока применены наборы резисторов R6-R9, подключаемые с помощью сдвоенного галетного переключателя (5 положений). Резисторы подбирают такой мощности, чтобы они выдерживали ток более 3 А.
Внимание! Установленные светодиоды гаснут при срабатывании защиты по току, если он превышает значение 3 А.
Переменный резистор R нужно брать сдвоенный номиналом 4.7 Ом. Так проще осуществлять регулировку по обоим плечам. Стабилитроны VD1 Д814 соединены последовательно для получения 28 В (14+14).
Для диодного моста можно взять диоды подходящей мощности, рассчитанные на ток до 8 А. Допустимо устанавливать диодную сборку типа KBU 808 или аналогичную. Транзисторы КТ818 и КТ819 необходимо установить на радиаторы.
Подбираемые транзисторы должны иметь коэффициент усиления от 90 до 340. БП после сборки не требует специальной наладки.
Лабораторный импульсный бп
Отличительной чертой ИПБ является рабочая частота, которая в сто раз выше частоты сети. Это дает возможность получить большее напряжение при меньшем количестве витков обмотки.
Информация. Чтобы получить 12 В на выходе ИПБ с током 1 А для сетевого трансформатора достаточно 5 витков при сечении провода 0,6-0,7 мм.
Простой полярный ИП можно собрать, используя импульсные трансформаторы от компьютерного БП.
Данный источник питания собран на микросхеме TL494.
Важно! Для управления Т3 и Т4 используется схема, в которую входит управляющий Тr2. Это связано с тем, что встроенные ключевые элементы микросхемы не имеют достаточной мощности.
Трансформатор Тr1 (управляющий) берут от компьютерного БП, он «раскачивается» при помощи транзисторов Т1 и Т2.
Особенности сборки схемы:
Вторичная обмотка выдает 12 В, которые выпрямляются и сглаживаются при помощи конденсатора. Микросхема линейного стабилизатора 7805 стабилизирует его до 5 В для питания схемы индикации.
Внимание! Допустимо использовать в этом БП любую схему вольтамперметра. В таком случае микросхема для стабилизации 5 В не понадобится.
Основные узлы регулируемого блока питания
Трансформаторный источник питания в большинстве случаев выполняется по следующей структурной схеме.
Узлы трансформаторного БП.
Понижающий трансформатор снижает напряжение сети до необходимого уровня. Полученное переменное напряжение преобразуется в импульсное с помощью выпрямителя. Выбор его схемы зависит от схемы вторичных обмоток трансформатора. Чаще всего применяется мостовая двухполупериодная схема. Реже – однополупериодная, так как она не позволяет полностью использовать мощность трансформатора, да и уровень пульсаций выше. Если вторичная обмотка имеет выведенную среднюю точку, то двухполупериодная схема может быть построена на двух диодах вместо четырех.
Двухполупериодный выпрямитель для трансформатора со средней точкой.
Если трансформатор трехфазный (и имеется трехфазная цепь для питания первичной обмотки), то выпрямитель можно собрать по трехфазной схеме. В этом случае уровень пульсаций наиболее низок, а мощность трансформатора используется наиболее полно.
После выпрямителя устанавливается фильтр, который сглаживает импульсное напряжение до постоянного. Обычно фильтр состоит из оксидного конденсатора, параллельно которому ставится керамический конденсатор малой емкости. Его назначение – компенсировать конструктивную индуктивность оксидного конденсатора, который изготовлен в виде свернутой в рулон полоски фольги. В результате получившаяся паразитная индуктивность такой катушки ухудшает фильтрующие свойства на высоких частотах.
Далее стоит стабилизатор. Он может быть как линейным, так и импульсным. Импульсный сложнее и сводит на нет все преимущества трансформаторного БП в нише выходного тока до 2..3 ампер. Если нужен выходной ток выше этого значения, проще весь источник питания выполнить по импульсной схеме , поэтому обычно здесь используется линейный регулятор.
Выходной фильтр выполняется на базе оксидного конденсатора относительно небольшой емкости.
Обобщенная блок-схема импульсного БП.
Импульсные источники питания строятся по другому принципу. Так как потребляемый ток имеет резко несинусоидальный характер, на входе устанавливается фильтр. На работоспособность блока он не влияет никак, поэтому многие промышленные производители БП класса Эконом его не ставят. Можно не устанавливать его и в простом самодельном источнике, но это приведет к тому, что устройства на микроконтроллерах, питающиеся от той же сети 220 вольт, начнут сбоить или работать непредсказуемо.
Дальше сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается. Инвертор на транзисторных ключах в цепи первичной обмотки трансформатора создает импульсы амплитудой 220 вольт и высокой частотой – до нескольких десятков килогерц, в отличие от 50 герц в сети. За счет этого силовой трансформатор получается компактным и легким. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется и фильтруется. За счет высокой частоты преобразования здесь могут быть использованы конденсаторы меньшей емкости, что положительно сказывается на габаритах устройства. Также в фильтрах высокочастотного напряжения становится целесообразным применение дросселей – малогабаритные индуктивности эффективно сглаживают ВЧ пульсации.
Регулирование напряжения и ограничение тока выполняется за счет цепей обратной связи, на которые подается напряжение с выхода источника. Если из-за повышения нагрузки напряжение начало снижаться, то схема управления увеличивает интервал открытого состояния ключей, не снижая частоты (метод широтно-импульсного регулирования). Если напряжение надо уменьшить (в том числе, для ограничения выходного тока), время открытого состояния ключей уменьшается.
Как подобрать компоненты
Для трансформаторного источника подбирается, в первую очередь, трансформатор. В большинстве случаев он берется готовый из того, что есть. Этот узел должен выдавать требуемый ток при максимальном напряжении. Сочетание этих параметров обеспечивается габаритной мощностью трансформатора. Для промышленных устройств параметры можно узнать из справочника. Для случайных трансформаторов мощность можно определить по размерам сердечника (в сантиметрах).
Площадь сердечника для разных типов трансформаторов.
Мощность вычисляется по формуле:
Для практических целей мощность надо еще умножить на КПД. Для примера, трансформатор с площадью сердечника 6 кв.см. при напряжении 35 вольт и выходном напряжении стабилизатора 30 вольт (общий КПД можно взять 0.75) способен отдать мощность P=(36/1.44)*0.75=18.75 ватт. Наибольший ток при этом составит I=P/U=18.75/35=0,5 А.
Если трансформатор проходит по мощности, но вторичная обмотка рассчитана на другое напряжение, ее можно удалить и намотать новую (если уместится). Количество витков рассчитывается так:
Так, для площади 6 см на 1 вольт приходится 50/6=8,3 витка на вольт. Для напряжения 35 вольт обмотка должна иметь 35*8,3=291 виток. Диаметр провода рассчитывается по формуле D=0,02, где I – ток в миллиамперах. Для тока в 5 ампер надо взять провод диаметром 0,02*=70*0,02=1,4 мм.
Если для линейного регулятора подбирается мощный транзистор, основной критерий для применения – ток коллектора. Он должен с запасом перекрывать ток нагрузки. Этот параметр для распространенных отечественных и зарубежных транзисторов приведен в таблице.
ТранзисторНаибольший ток коллектора (постоянный), А
| КТ818 (819) | 10 |
| КТ825 (827) | 20 |
| КТ805 | 5 |
| TIP36 | 25 |
| 2N3055 | 15 |
| MJE13009 | 12 |
При работе в режимах, близких к максимальному току, транзисторы обязательно должны быть установлены на радиаторах.
Также надо обратить внимание на такой параметр, как максимальное напряжение между коллектором и эмиттером. При входном напряжении 35 вольт и выходном 1,5 разница составит 33,5 вольт, для некоторых полупроводниковых приборов это недопустимо.
Емкость оксидного конденсатора, стоящего после выпрямителя, выбирается исходя из нагрузки. Существуют формулы для расчета параметров фильтра, но на практике подход простой: чем больше, тем лучше. Сверху на емкость наложено два ограничения:
Выходной конденсатор БП может иметь емкость около 1000 мкФ.
Лабораторный блок питания — пошаговая сборка
Первым делом необходимо выбрать подходящий мощный трансформатор. Для нашего блока им станет ТПП-319. Перед сборкой необходимо как следует его нагрузить и проверить, как он держит нагрузку, и какой максимальный ток он способен выдать.
После подготовки и подключения трансформатора, а также диодного моста BR1, необходимо установить на его выход конденсатор С1 и приступать к плате.
Плату блока питания для самостоятельного изготовления можно скачать в конце статьи в формате lay.
Шаг. 1 Установка элементов, отвечающих за регулировку напряжения
Устанавливаем предохранитель F1. Резистор R1 временно заменяем перемычкой. Далее устанавливаем стабилизатор с регулируемым выходным напряжением LM317. Также на свои места устанавливаем R4 и R6 и подключаем переменный резистор Р3. На плате вместо Р4 устанавливаем временную перемычку на минус блока.
Сейчас мы подключаем основу блока – детали, отвечающие за регулировку напряжения. Выходное напряжение на стабилизаторе LM317 зависит от делителя напряжения, собранного на R6 и Р3.
На выходе мы получим регулируемое стабилизированное напряжение от 1,2 В. Максимальный ток, который сейчас может пропустить через себя LM317 это 1,5 А. Сейчас можно закрепить небольшой радиатор на LM317 и нагрузить выход БП нагрузкой. Важно на данном этапе не перегружать БП, выходной ток не должен превышать 0,5 А т.к. LM317 будет очень сильно нагреваться.
Шаг. 2 Установка конденсаторов фильтра
Устанавливаем конденсаторы С3; С4; С8 — С12. После установки С9 регулировка напряжение станет более плавной. По выходным характеристиками на данном этапе блок остается без изменений.
Шаг. 3 Подключение силовых транзисторов
Снимаем перемычку, установленную вместо резистора R1. Устанавливаем R1 на свое место. Подключаем транзисторы Т1-Т2 и балансировочные резисторы R7 — R8. Устанавливаем R5. R5 – выполняет роль шунта. В дальнейшем LM301 будет отслеживать падение напряжения на нем.
При небольшой нагрузке ток будет идти через LM317, а при увеличении нагрузки из-за падения напряжения на R1 (на 0,6-0,8 В) откроются транзисторы. Транзисторы необходимо установить на хороший радиатор с принудительным охлаждением. На выходе будет регулировка напряжения от 1,2-30 В, но без ограничения тока. Важно! Пока не закончена сборка блока, не устраивать короткое замыкание на выходе БП.
Шаг. 4 Балансировка транзисторов
Работу пары транзисторов необходимо сбалансировать, для этого нагружаем блок. Выходной ток лучше не превышать 3 А. Измеряем ток, проходящий через транзистор Т1, затем через транзистор Т2. Амперметр поочередно подключаем в коллекторную цепь каждого из транзисторов. Если ток примерно одинаковый, переходим к шагу №5. Если перекос тока значительный, необходимо с помощью R7 и R8 добиться максимально близких значений. В качестве нагрузки лучше использовать нихромовую проволоку или спираль от ТЭНа.
Как показывает практика, если пара транзисторов из одной партии и новая, то скорей всего ток, проходящий через каждый транзистор, будет одинаковым.
Если транзисторы отказываются работать в паре, но работают в этой схеме нормально по отдельности — следует уменьшить R1 до 10 Ом.
Шаг. 5 Подключение питания для ОУ и периферии
В следующем шаге мы поработаем над питанием LM301 и периферийных устройств. Для питания вентилятора и цифрового вольтамперметра используется стабилизатор 7812. Питание для него берется с основного моста BR1, а на выходе мы уже получим стабилизированное напряжение 12 В. Также на выходе 7812 устанавливается конденсатор С13. Стабилизатор 7812 желательно установить на небольшой радиатор.
Для формирования отрицательного питания LM301 используется отдельная обмотка трансформатора, которая подключается к диодному мосту BR2 и конденсатору С2(положительный вывод конденсатора подключается на минус блока). Далее напряжение поступает на стабилизатор отрицательной полярности 7905. Важно учесть, что напряжение на входе стабилизатора должно быть порядка 7-9 В. На выходе 7905 устанавливается конденсатор С14.
После установки необходимо произвести замеры напряжения относительно минуса БП. Черный щуп мультиметра подключается на минус блока, а красный на выход стабилизатора 7905. Показания должны быть – 5 В (минус 5 вольт). На выходе 7812 должно быть 12 В.
Шаг. 6 Установка операционного усилителя и элементов стабилизации тока
Устанавливаем LM301, переменный и подстроечный резистор Р1 и Р2, конденсатор С5;С6;С7, резисторы R2; R3, а также диоды D1; D2 и светодиод LED1. Не забываем поставить перемычку на плате идущую от Р2 .
Пара слов о работе операционного усилителя в этом лабораторном блоке питания. LM301 в данном блоке работает в режиме компаратора. R5 – выполняет роль шунта, LM301 отслеживает на нем падение напряжения.
С помощью делителя, состоящего из резисторов Р1; Р2 и R3, устанавливается на инвертирующем входе опорное напряжение. Если напряжение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем на разницу, не превышающую опорное напряжение, на выходе LM301 будет напряжение равное напряжению питания LM301 (такое же, как и на выходе БП). Светодиод не загорится, так как включен обратной полярностью. Как только напряжение на инвертирующем входе превысит напряжение на неинвертирующем, на разницу значения опорного напряжения, то на свой выход ОУ подаст -5V и светодиод загорится. Напряжение отрицательной полярности проходит через LED1 и D1 попадает на управляющий вывод LM317. Вывод частотной коррекции LM301, включенный через диод D2 на выход блока питания, гасит напряжение на выходе ОУ до безопасного для светодиода LED1 уровня.
Таким образом, вращая потенциометр Р1, можно изменять опорное напряжение на инвертирующем входе и соответственно ограничивать ток, проходящий через R5.
На данном этапе о правильной работе LM301 можно судить, когда Р2 или Р1 будет установлен в крайнем минимальном положении, при этом загорится светодиод, а напряжение на выходе блока сбросится на ноль. На этом этапе лабораторный блок питания готов на 90%.
Шаг. 7 Установка нуля
Для регулировки напряжения LM317 он нуля вольт на таком лабораторном блоке питания, будем заимствовать идею, описанную производителем LM117. Тут для регулировки от нуля вольт используется опорное стабилизированное напряжение – 1,2 В (минус 1,2 В).
Как видим, в первоисточнике используется источник опорного напряжения LM113. Его можно заменить современным аналогом LMV431, который лучше согласован с LM317 и имеет опорное напряжение – 1,24 В (минус 1,24 В). Но, при использовании такого подхода возникнет проблема с покупкой LMV431, зачастую магазины везут ее только под заказ и не в самые короткие сроки.
С учетом того, что отрицательное питание LM301 в нашем блоке и так стабилизированное с помощью 7905, то нам достаточно установить делитель напряжения состоящий из R9 и Р4. А с помощью Р4 уже можно добиться значения — 1,25 В (минус 1,25 В) на делителе.
Снимаем временную перемычку, установленную вместо Р4. Устанавливаем R9 и Р4 на свои места. Переводим Р1 и Р2 в средние положения. Р4 устанавливаем в крайнее положение так, что бы его сопротивление было минимальным и включаем блок. С помощью Р3 мы устанавливаем минимальное выходное напряжение блока, оно будет 1,2 В. Далее, увеличивая сопротивление Р4, добиваемся значение 0 В на выходе блока. Теперь доступный диапазон регулировки напряжения составляет 0-30 В.
Шаг. 8 Установка защитных диодов
Устанавливаем диоды D3 и D4. D3 будет защищать вход блока от всплесков напряжений обратной полярности, т.к. эксплуатация лабораторного блока будет происходить в различных условиях. D4 защищает выход LM317 от ситуаций, когда напряжение на выходе LM317 превышает напряжение на ее входе.
Шаг. 9 Настройка ограничения максимального тока
Теперь с помощью Р2 будет доступный диапазон тока 0 — 5 А. Это самый простой метод, который можно рекомендовать для настройки максимального тока такого лабораторного блока питания.
Шаг. 10 Подключение вольтамперметра
При подключении вольтамперметра питание прибора стоит брать со стабилизатора 7812. Отрицательный выход блока на выходную приборную клемму подключается уже через вольтамперметр.
Для точной (тонкой) регулировки тока и напряжения можно ввести дополнительные переменные резисторы номиналом около 5% от основного регулятора. Например, с Р3 можно подключить последовательно переменный резистор на 220 Ом, а с Р2 можно подключить последовательно переменный резистор на 20 кОм и повторно произвести настройку ограничения тока.
Вот таким получился лабораторный блок питания своими руками. Приносим огромную благодарность Владимиру Сметанину , который не побоялся собрать прототип платы и героически преодолел все трудности сборки блока, чтобы предоставить действительно интересные материалы!
Благодаря Владимиру, лабораторный блок питания имеет индивидуальную лицевую панель, созданную с помощью ЧПУ фрезеровки.
Как собрать лабораторный блок из китайских модулей
На торговых площадках в интернете можно приобрести готовые китайские модули, на основе которых можно построить неплохой лабораторный источник питания.
ЛБП строится по структуре линейного источника, но составляющие имеют совершенно другой принцип работы. Так, вместо обмоточного трансформатора можно применить плату WX-DC2416 36V-5, которая при питании от сети 220 вольт переменного тока на выходе выдает 36 вольт постоянного при токе до 5 А.
Плата импульсного преобразователя 220VAC/26VDC.
В качестве стабилизатора можно применить плату на базе микросхемы LM2596. В продаже имеется несколько вариантов таких плат, удобнее всего использовать модуль с готовым техническим решением по регулировке максимального тока. Отличить такой модуль можно по наличию трех (а не одного) подстроечных резисторов на плате.
Плата на базе LM2596 с регулировкой максимального тока, расположение выводов и потенциометров.
При подаче на вход 35 вольт путем регулировки на выходе можно получить 1,5..30 вольт постоянного напряжения. Производитель декларирует наибольший ток в 3 ампера, но на практике уже при токах, превышающих 1 А микросхема начинает греться. Для отдачи максимальной мощности нужен дополнительный радиатор достаточной площади. Есть сведения, что микросхема комфортно работает и при нагрузке до 4 А при условии организации принудительного обдува теплоотвода.
Для оперативной регулировки надо выпаять два крайних подстроечных резистора и заменить их потенциометрами, которые надо вывести на переднюю панель блока питания. Чтобы получился полноценный блок питания надо добавить еще прибор для измерения тока и напряжения. Его также можно приобрести через интернет. Удобнее применять измеритель в едином блоке, чем два прибора отдельно.
Цифровой блок вольтметр-амперметр.
Осталось только добавить тумблер питания, клеммник для подключения потребителя, связать модули в единую систему и поместить в корпус. По габаритам неплохо подойдет корпус от неисправного компьютерного блока питания.
Соединение китайских модулей в БП.
Некоторые пользователи жалуются, что выходное напряжение грязновато. Это не удивительно, ведь блок питания импульсный. Если это не устраивает владельца БП, можно попробовать исправить проблему установкой дополнительных конденсаторов (показаны на схеме). Емкость подбирается экспериментально, но не менее 1000 мкФ.
Для наглядности рекомендуем к просмотру серию тематических видеороликов.
Лабораторный источник питания при самостоятельном изготовлении обходится совсем недорого. Многие комплектующие могут быть извлечены из куч радиохлама, имеющегося у каждого любителя электронных самоделок. Но служить ЛБП будет долго и принесет большую пользу.
Как повысить прочность, надежность
Регулируемый блок питания, собранный своими руками по всем правилам и рекомендациям, должен выдерживать нагрузку на протяжении 2 часов. По прошествии указанного количества времени производится замер температуры корпуса устройства, проверка работоспособности системы охлаждения.
Советы по оформлению корпуса
Корпус Kradex Z4A позволяет выводить элементы управления и индикации, как на лицевую, так и на боковые панели. Ручки регулировки, индикатор лучше всего устанавливать на лицевую панель. Разъем для выходного напряжения можно крепить где угодно.
Внешний вид самодельного ИБП
Собранный своими руками лабораторный блок питания с использованием мощных полевых транзисторов и импульсных трансформаторов незаменим для работы. В качестве индикаторов желательно использовать цифровые электронные ампервольтметры.
Помехи
Более того, в некоторых случаях помехи, которое создает устройство, делают его бесполезным в определенных ситуациях.
Для того, чтобы нивелировать помехи, созданные самим же блоком, устанавливают специальные фильтры. Их задача поглощать помехи, создаваемые мощным блоком питания. За счет присутствия в конструкции этого элемента, удается существенно улучшить картинку на экране.
Кроме тех помех, которые блок питания производит самостоятельно в процессе работы, его необходимо защищать от внешних помех, от него независящих. В заводских блоках питания, как правило, имеется встроенный сетевой фильтр. Он способен работать в обоих направлениях, в прямом и обратном. Успешно ослабляет входящие, исходящие помехи.
Плюсы и минусы
К плюсам можно отнести относительно небольшой вес устройства, довольно большой коэффициент полезного действия. Если сравнивать итоговую сумму, которую можно потратить приобретая комплектующие с заводским аналогом, то такой бп очень выгоден за счет маленькой стоимости.
Также стоит отметить в плюсах широкий интервал напряжения питания. Кроме этого, в блоке питания могут быть встроенные датчики блокирования, на случай если устройство вдруг перегреется.
Помимо плюсов у этого устройства есть и минусы. Самым главным является создание помех, которые потом уходят в окружающий мир. Это происходит во время преобразования импульсов в пониженное напряжение. После того, как начинают появляться помехи, возникает необходимость подавить помехи.
