Набор для сборки линейного регулируемого БП 60 Вольт 20 Ампер. Линейный блок питания

Лабораторный блок питания - сборка качественного регулируемого устройства

Каждый начинающий радиолюбитель нуждается в лабораторном блоке питания. Чтобы правильно его сделать, нужно подобрать подходящую схему, а с этим обычно возникает много проблем.

Краткое содержимое статьи:

Виды и особенности блоков питания

Встречаются два типа блоков питания:

• Импульсный;
• Линейный.

Блок импульсного типа может рождать помехи, которые буду отражаться на настройке приемников и других передатчиков. Блок питания линейного типа может оказаться неспособным для выдачи необходимой мощности.

Как правильно сделать лабораторный блок питания, от которого можно будет заряжать АКБ, и питать, чувствительны платы схем? Если взять простой блок питания линейного типа на 1,3-30 В, и мощностью тока не более 5 А, то получится хороший стабилизатор напряжения и тока.

Воспользуемся классической схемой для сборки блока питания своими руками. Она сконструирована на стабилизаторах LM317, которые регулируют напряжение в диапазоне 1,3-37В. Их работа совмещена с транзисторами КТ818. Это мощные радиодетали, которые способны пропустить большой ток. Защитную функцию схемы обеспечивают стабилизаторы LM301.

Эта схема разработана достаточно давно, и периодически модернизировалась. На ней появилось несколько диодных мостов, а измерительная головка получила не стандартный метод включения. На замену транзистору MJ4502 пришел менее мощный аналог – КТ818. Так же появились фильтрующие конденсаторы.

Монтаж блока своими руками

При очередной сборке, схема блока получила новую интерпретацию. В конденсаторах выходного типа увеличилась емкость, а для защиты были добавлены несколько диодов.

Транзистор типа КТ818 был в этой схеме неподходящим элементом. Он сильно перегревался, и часто приводил к поломке. Ему нашли замену более выгодным вариантом TIP36C, в схеме он имеет параллельное подключение.

Поэтапная настройка

Изготовленный лабораторный блок питания своими руками нуждается в поэтапном включении. Первоначальный запуск проходит с отключенными LM301 и транзисторами. Далее проверяется функция регулирующая напряжение через регулятор Р3.

Если напряжение регулируется хорошо, тогда в схему включаются транзисторы. Их работа тогда будет хорошей, когда несколько сопротивлений R7,R8 начнут балансировать цепь эмиттера. Нужны такие резисторы, чтобы их сопротивление было на максимально низком уровне. При этом тока должно хватать, иначе в Т1 и Т2 его значения будут различаться.

Этот этап регулировки позволяет подсоединять нагрузку к выходному концу блока питания. Следует стараться избегать короткого замыкания, иначе транзисторы тут же перегорят, а вслед за ними стабилизатор LM317.

Дальнейшим шагом буде монтаж LM301. Сперва, нужно удостовериться, что на операционном усилителе в 4 ножке имеется -6В. Если на ней присутствует +6В, то возможно имеется неправильное подключение диодного моста BR2.

Так же подключение конденсатора С2 может быть неверным. Проведя осмотр и исправив дефекты монтажа, можно на 7 ножку LM301 давать питание. Это допустимо делать с выхода блока питания.

На последних этапах настраивается Р1, так чтобы он мог работать на максимальном рабочем токе БП. Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения отрегулировать не так сложно. В этом деле лучше лишний раз перепроверить монтаж деталей, чем получить КЗ с последующей заменой элементов.

Основные радиоэлементы

Чтобы собрать мощный лабораторный блок питания своими руками, нужно приобрести подходящие компоненты:

• Для питания потребуется трансформатор;
• Несколько транзисторов;
• Стабилизаторы;
• Операционный усилитель;
• Несколько разновидностей диодов;
• Электролитические конденсаторы – не более 50В;
• Резисторы разных типов;
• Резистор Р1;
• Предохранитель.

Номинал каждой радиодетали необходимо сверять со схемой.

Блок в конечном виде

Для транзисторов необходимо подобрать подходящий радиатор, который сможет рассеивать тепло. Более того, внутри монтируется вентилятор, для охлаждения диодного моста. Еще один устанавливается на внешнем радиаторе, который будет обдувать транзисторы.

Для внутренней начинки желательно подобрать качественный корпус, так как вещь получилась серьезной. Все элементы следует хорошо зафиксировать. На фото лабораторного блока питания, можно заметить, что на замену стрелочным вольтметрам пришли цифрового устройства.

Фото лабораторного блока питания

tytmaster.ru

Блок питания LINEAR POWER 1

© 2015, REN

LINEAR POWER 1

Высококачественный линейный источник питаниядля аудиотехники.

AUDIOMOD.RU

При разработке ставилась задача создать недорогой блок питания, подходящий для большинства аудиоустройств малой мощности, таких как внешние ЦАПы,  

АЦП, звуковые карты, усилители для наушников и прочие устройства, критичные к качеству питания, особенно импульсным характеристикам питающего  

источника.

Как правило, низкая конечная стоимость накладывает ограничения на качество и количество компонентов и подобные источники питания собираются на  

недорогих микросхемах стабилизаторах типа L780x, LM317.

Зная не высокое быстродействие данных микросхем, а так же большое падение напряжения, необходимое для их нормальной работы (не менее 3 вольт), была  

использована схема на распространенных дискретных элементах, показавшая быстродействие в 20 раз большее, при сохранении остальных параметров на  

тех же уровнях.

Упор был сделан на быстродействие стабилизатора потому, что именно импульсная характеристика блока питания, а не широко рекламируемый уровень  

шума, влияют на окраску и тембральную правильность воспроизводимого звука у питаемых от него аудиоустройств.

Предисловие

Блок питания имеет 4 независимых, гальванически развязанных друг от друга, линии питания. При подключении к питаемому устройству, в случае  

необходимости, это позволит получить как положительные, так и отрицательные напряжения. Основа схемотехнического решения стабилизатора была взята  

из источника [1] и переведена на современную элементную базу. Данное решение, несмотря на свою простоту, имеет практически нулевое падение  

напряжения, стабильность работы при импульсной нагрузке и защиту от короткого замыкания.

Питание сети 220 вольт управляемое - может быть включено с помощью реле, путем подачи напряжения 12 вольт на разъем MOLEX, установленный на плате.  

Это дает возможность использовать блок питания в компьютере, для питания звуковой карты, или в внешнем устройстве, управляемом микроконтроллером.  

Так же есть неуправляемый разъем 220 вольт. Совместное использование дает возможность объединить линии питания 220 вольт нескольких блоков в одну  

общую и управлять ими одновременно.

Габаритные размеры платы и установочные отверстия полностью соответствуют размеру стандартного CD-ROM привода компьютера.

Трансформаторы питания использованы Ш-образной конструкции с секционной намоткой. Наряду с их низкой стоимостью, это дает низкую межобмоточную  

емкость, что в итоге приводит к меньшему проникновению помех из сети 220 вольт по так называемой "земляной петле", в отличие от торроидальных  

трансформаторов.

Меньшая нагрузочная способность Ш-образных трансформаторов в данном случае не критична, так как в каждом канале использована батарея  

высококачественных конденсаторов EPCOS общей емкостью 20000 мкФ (не в каждом усилителе мощности столько имеется).

Блок питания защищен от непродолжительного короткого замыкания в нагрузке.

Конструкция

Измерения

Для проверки импульсных характеристик стабилизаторов был собран простой стенд на ключевом транзисторе, управляемом прямоугольными импульсами с  

генератора сигнала.

Для сравнения, на плату вместо дискретного стабилизатора, был установлен стабилизатор LM317T от Texas Instruments, включенный по схеме из  

документации.

                                        LINEAR POWER 1                               частота 400 Гц                                   LM317T

                                           LINEAR POWER 1                               частота 4 КГц                                     LM317T

                                        LINEAR POWER 1                               частота 40 КГц                                   LM317T

Как видно, на частоте 400Гц LM317 показывает чуть лучшие параметры, но после килогерца его выходное сопротивление начинает расти, приводя ко всему  

прочему к колебательному процессу в звуковом диапазоне частот с пиком примерно на 30КГц, который неизбежно внесет в звук питаемого устройства свою  

окраску.

Выходное сопротивление предложенного дискретного стабилизатора равняется 0,01 Ом и остается стабильным до частот в сотни КГц, что подтвержденно  

как симуляцией схемы, так и практическими испытаниями.

Именно равномерность выходного сопротивления, в определенной полосе частот, характеризует качество работы источника питания с импульсной нагрузкой  

на этих частотах.

Подключение

Как уже было сказано, для функционирования блока питания необходимо напряжение 220 вольт, которое может подаваться как на разьем AC1, так и на  

разьем AC2.

AC1 - управляемый вход питания, включается при срабатывании реле К1, путем подачи на него напряжения 12 вольт, ток срабатывания не превышает 30 мА.

AC2 - неуправляемый разъем питания сети 220 вольт, он постоянно подключен к первичным обмоткам трансформаторов. Как видно из нижеприведенной  

иллюстрации, это дает возможность объединить несколько блоков питания, которые будут включаться одновременно, при подаче управляющего напряжения  

на разъем Molex первого блока.

Поскольку все линии питания гальванически развязаны друг от друга и от питающей сети, для потребителя они являются двухполюсниками, то есть не  

имеет значения какой, положительный или отрицательный, выход линии соединен с общим проводом. Это позволяет получить любую нужную полярность  

напряжения питания. Плюсом данного решения является так же то, что стабилизаторы как положительного, так и отрицательного плеча являются полностью  

идентичными (в отличии от пар микросхем LM317, LM337 и др.).

Для максимального качества питающих напряжений и полной независимости линий питания друг от друга, нужно соблюдать несложное правило  

подключения - каждая линия питания должна быть двухпроводной и приходить непосредственно в место установки потребителя. Земли нужно сводить  

непосредственно в одной точке на плате потребителе (см. иллюстрацию), либо каждую землю подключать в максимальной близости к своему собственному  

потребителю на плате (например земля около DSP и земля питания ЦАПа).

Недопустимо удлинять общую землю платы потребителя и приводить её к блоку питания одним проводом "в целях экономии"!

Линии питания должны быть минимально возможной длины и желательно свиты, хорошим вариантом будет использование качественной витой пары или  

свитого попарно провода типа МГТФ. В случае наличия дополнительного экрана он должен быть подключен со стороны потребителя в общую земляную  

точку.

  Напряжение питания - ~220 В / 0,1 А

  Управляющее напряжение - 12 В / 30 мА

  Емкость между сетью 220 вольт и выходными линиями DC1-DC4, суммарная - 50 пФ

  Выходное напряжение линии DC1 - 5 В / 0,5 A

  Выходное напряжение линии DC2 - 3,5 В / 0,5 A

  Выходное напряжение линии DC3, DC4 - 13 В / 0,2 A

  Выходная мощность, суммарная - 9,5 Вт

  Коэффициент стабилизации > 5000

  Уровень шума < 0,005 % от выходного напряжения

  Выходное сопротивление в полосе 0-400 КГц - 0,01 Ом

  Ток короткого замыкания - 1,5 А

  Габаритные размеры - 160 х 145 х 45 мм

Технические характеристики

Схема

Сетевое напряжение фильтруется специализированным EMI фильтром TV1 и конденсатором С1, после чего поступает на трансформаторы TV2, TV3. Далее  

напряжение выпрямляется и стабилизируется 4-мя полностью идентичными линиями питания. Конденсаторы С2-С9 уменьшают коммутационные помехи при  

работе диодных мостов. Накопительные емкостные фильтры C10-C42 выполнены на высококачественных конденсаторах EPCOS, показавших прекрасное  

качество звука в аудиоустройствах. После чего напряжение дополнительно фильтруется и стабилизируется дискретными стабилизаторами, принцип работы  

которых можно более подробно изучить в литературе [1]. Напряжение стабилизации конкретной линии может быть изменено заменой стабилитронов VD5-VD8  

и отрегулировано в линиях DC3, DC4 от 5 до 13 вольт (до 15 при снижении потребляемого тока), в линиях DC1, DC2 от 2,5 до 5 вольт. Выходное напряжение  

так же дополнительно фильтруется и защищается от колебательных процессов при взаимодействии с нагрузкой, конденсаторами С31-С42, которые  

выполняю роль снабберов. Керамические конденсаторы на выходе не используются, во избежании неконтролируемых высокочастотных резонансов,  

возникающих между блоком питания, индуктивностью соединительных проводов и емкостью нагрузки. Для обеспечения максимального качества звука  

керамические или пленочные блокировочные конденсаторы (шунты) должны быть установлены непосредственно у потребителя.

1. Старченко Е.  Простой стабилизатор напряжения. - Радио, 1989, №11, с. 68.

Заключение

Предложенный блок питания станет хорошей основой питания аудиоустройства.

Встроенный сетевой фильтр, низкая емкость между сетью 220 вольт и вторичными линиями питания, позволит получить минимальный уровень помех и  

исключить землянную петлю по высокой частоте.

Качественные характеристики позволят организовать полноценное питание любых аудиоустройств, а гальваническая развязка выходных линий обеспечит  

свободу в выборе точек подключения.

Принимаются заказы на изготовление. Стоимость блока питания - 4000р. При заказе двух штук и более - 3500р.

Проводим измерения напряжения пульсаций линий 13 вольт дискретного стабилизатора и стабилизатора на LM317T, при токе нагрузке 130мА и импульсном

токе потребления 130мА.

audiomod.ru

Схема регулируемого блока питания

Содержание:

1. Источники питания линейного типа
2. Схема и принцип работы импульсных БП
3. Регулировка и стабилизация
4. Плюсы и минусы различных типов устройств
5. Регулируемый источник питания: как сделать самому
6. Видео

В процессе разработки и ремонта всевозможных электронных устройств используется различное оборудование. Среди них достаточно востребованной является схема регулируемого блока питания, применяемая во многих вариантах. Эти регулируемые блоки известны как лабораторные источники питания, имеющие большое количество модификаций.

Источники питания линейного типа

Самыми первыми появились линейные блоки питания, которые используются до сих пор и относятся к устройствам с традиционными принципами работы.

Основными конструктивными элементами этих приборов являются понижающий трансформатор и автотрансформатор. Преобразование переменного напряжения в постоянное осуществляется с помощью выпрямителя. В большинстве известных моделей используются выпрямители с одним или четырьмя диодами, соединенными между собой в виде диодного моста.

Некоторые модели могут иметь индивидуальные конструктивные особенности, однако такие схемы используются гораздо реже и предназначены для конкретных ситуаций. В отдельных устройствах цепь дополняется специальным фильтром, установленным сразу за выпрямителем. Сам фильтр представляет собой конденсатор с высокой емкостью. Иногда линейные БП дополняются стабилизаторами тока и напряжения, фильтрами высокочастотных помех и другими элементами.

Среди специалистов, занимающихся ремонтом и обслуживанием электроники и радиотехники, наиболее популярны линейные блоки питания с возможной регулировкой напряжения в пределах от 0 до 30 вольт и силы тока – от 0 до 5 ампер. Как правило, это высокоточные устройства с легкими и тонкими настройками в рамках установленных номиналов. Большинство из них отличается двойным режимом функционирования, когда цифровым индикатором одновременно отображаются значения выходного тока и напряжения. Многие модели обеспечены защитой от токовых перегрузок и коротких замыканий.

Схема и принцип работы импульсных БП

Сегодня все большее предпочтение отдается источникам питания импульсного типа. Принцип действия этих устройств совершенно не такой, как у линейной аппаратуры. В данном случае переменное напряжение сети частотой 50 Гц, преобразуется в напряжение высокой частоты. Оно трансформируется до необходимых параметров, после чего осуществляется его выпрямление и фильтрация.

Непосредственное преобразование выполняется с помощью мощного транзистора, функционирующего в режиме ключа. Совместно с импульсным трансформатором они образуют схему преобразователя высокой частоты. Данное устройство позволяет создавать частоту в диапазоне 20-50 кГц, что в свою очередь дает возможность значительно уменьшить габариты импульсного трансформатора. В результате и сам блок питания становится легким и компактным.

Принцип действия импульсного блока можно рассмотреть на представленной схеме:

• Вначале напряжение поступает на сетевой фильтр, после чего попадает в выпрямитель. Здесь происходит выпрямление напряжения и фильтрация с помощью конденсатора.
• Далее через первичную обмотку W1 напряжение поступает в коллектор транзистора VT1, на который воздействует прямоугольный импульс. В результате, транзистор принимает открытое положение и пропускает сквозь себя нарастающий ток.
• Одновременно такой же самый ток проходит и через первичную обмотку трансформатора, вызывая тем самым возрастание магнитного потока и наведение во вторичной обмотке ЭДС самоиндукции.

Путем изменения продолжительности импульса в сторону увеличения, во вторичной цепи напряжение также будет увеличиваться за счет большего количества отдаваемой энергии. И, наоборот, с уменьшением длительности импульса, наступит снижение напряжения. Подобные манипуляции позволяют отрегулировать и стабилизировать выходное напряжение до нужного уровня. Формирование импульсов и управление ими осуществляется с помощью ШИМ-контроллера.

Регулировка и стабилизация

Для того чтобы стабилизировать выходное напряжение, на ШИМ-контроллер должна поступать информация о необходимых параметрах. Это мероприятие выполняется с использованием цепи обратной связи или слежения.

Данная логическая схема работает следующим образом: при снижении напряжения она увеличивает продолжительность импульса до того момента, пока выходное напряжение не наберет заданные параметры. В случае увеличения напряжения происходит обратный процесс. Таким образом, представленную схему можно считать регулирующим и стабилизирующим элементом.

В импульсных блоках питания цепи слежения могут быть организованы двумя способами – непосредственным и косвенным. Рассмотренный выше способ как раз и относится к первому варианту, поскольку для снятия напряжения обратной связи непосредственно используется вторичный выпрямитель. Для снятия того же самого напряжения, в косвенном варианте слежения, используется дополнительная обмотка импульсного трансформатора.

Плюсы и минусы различных типов устройств

В настоящее время все более широкую популярность завоевывают импульсные устройства, активно вытесняющие с электронного рынка неудобные и громоздкие линейные устройства. Несмотря на это, каждый из данных приборов обладает собственными достоинствами и недостатками.

Импульсные блоки обладают высоким стабилизирующим коэффициентом и КПД. Они отличаются более широким диапазоном входных напряжений и высокой мощностью, сравнительно с линейными приборами. Импульсные устройства совершенно не реагируют на качество подаваемого напряжения и его частоту. Они обладают незначительными габаритами и весом, что делает их очень удобными в транспортировке и эксплуатации. Стоимость таких приборов доступна практически всем потребителям.

Тем не менее, схема регулируемого блока питания импульсного типа имеет ряд заметных недостатков. В первую очередь это импульсные помехи, негативно влияющие на электронную аппаратуру. Сложные схемы делают устройство менее надежным. Из-за этого приборы не всегда удается отремонтировать собственными силами.

Линейные или трансформаторные блоки до сих пор используются благодаря простой и надежной конструкции всех моделей. Они легко поддаются ремонту с помощью недорогих запасных частей, не создают помех в окружающем пространстве.

Падение спроса на эти изделия прежде всего связано с большой массой и габаритными размерами, создающими неудобства при переносе и транспортировке. Сама конструкция отличается высокой металлоемкостью. Стабильность выходного напряжения находится в обратной зависимости с коэффициентом полезного действия устройства.

Благодаря широкому ассортименту, имеется возможность выбора того или иного прибора для конкретных целей. Для использования в определенных условиях специалисты могут самостоятельно изготовить блок питания по заданной схеме со всеми необходимыми параметрами.

Регулируемый источник питания: как сделать самому

Перед сборкой нужно учесть все факторы, которые могут помочь или, наоборот, помешать работе. Любой блок питания состоит из трансформатора, преобразователя, индикатора с амперметром и вольтметром, транзистора и других деталей, без которых прибор не сможет работать. Нужно заранее продумать защиту от сильных и слабых токов во избежание нештатных ситуаций. В случае неправильного подключения, пайки или монтажа аппаратура может просто перегореть.

Типовая схема, приведенная на рисунке, рассчитана для универсального типа сборки и может быть собрана даже начинающим специалистом. Все детали доступны, собираются просто и быстро, дальнейшая настройка несложная.

Готовый прибор должен отвечать определенным требованиям, которые нужно знать заранее. Регулировка и стабилизация на выходе обеспечивается в диапазоне от 3 до 24 вольт, при минимальной токовой нагрузке 2 ампера. Кроме того, предусматривается устройство нерегулируемого выхода на 12 или 24 В с большой нагрузкой по току. Первый выход оборудуется с помощью интегрального стабилизатора, а второй – за диодным мостом, в обход стабилизирующего элемента.

Типовая конструкция состоит из мощного трансформатора, конденсатора, микросхемы стабилизатора, обвязки и других элементов конкретной схемы. Блок питания собирается в установленной последовательности, все действия выполняются в определенном порядке.

electric-220.ru

1.Линейный блок питания с комплексной защитой

Линейные стабилизаторы относятся к типу интегральных и являются самыми распространенными среди стабилизирующих устройств. Их регулируемый элемент может быть включен параллельно или последовательно с нагрузкой. В зависимости от входного напряжения и тока, который потребляет нагрузка, он способен уменьшать или увеличивать сопротивление, сохраняя при этом постоянное напряжение на выходе.

Принципиальная схема блока питания с линейным стабилизатором напряжения и комплексной защитой изображена на рисунке 1. [1].

Рисунок 1 Линейный блок питания с комплексной защитой

Принцип работы данного блока питания состоит в следующем. С вторичной обмотки сетевого трансформатора Т1 переменное напряжение поступает на выпрямительный мост VD1. Интервалы выходного напряжения переключают перемычкой S1: в левом по схеме положении — 1,5... 15 В; в правом — 1,2...30 В. Конденсаторы С1— С4 уменьшают мультипликативную помеху. Выпрямленное напряжение, сглаженное конденсаторами С6—С9, поступает на входы основного и дополнительного стабилизаторов, которые собраны на микросхемах DA3 и DA1, включенных по типовой схеме . Для увеличения выходного тока основного стабилизатора применены регулирующие транзисторы VT1—VT4, в эмиттерных цепях которых установлены токовыравнивающие резисторы R9—R12. Диоды VD2, VD3, VD10 и VD11 — защитные. Выходное напряжение основного и дополнительного стабилизаторов регулируют сдвоенным переменным резистором R2. Резистором R3 устанавливают минимальное превышение напряжения дополнительного стабилизатора над напряжением основного, что необходимо для правильной работы узла защиты.

Напряжение на выходе блока питания измеряют вольтметром PV1, а выходной ток — амперметром РА1.

Для повышения стабильности работы узел защиты по току питают от стабилизатора DA2. Резистором R4 регулируют ток в основной обмотке 1 —2 герконового реле К1, в результате чего изменяется ток срабатывания по дополнительной обмотке 3—4. Если выходной ток БП превысит установленное значение, реле К1 сработает, контактами К1 1 включит реле К2 и самоблокируется через диод VD8. Реле К2 сработает и контактами К2.1 отключит основной стабилизатор от выпрямителя. При этом цвет свечения светодиода HL1 изменится с зеленого на красный и включится звуковая сигнализация (звуковой излучатель НА1 с встроенным генератором). Звуковую сигнализацию можно отключить выключателем SA3. После устранения причины срабатывания защиты по току БП возвращают в исходное состояние, нажимая на кнопку SB1 "Сброс". Диоды VD7 и VD9 ограничивают напряжение самоиндукции обмоток реле К1 и К2.

В узле сравнения напряжений основного и дополнительного стабилизаторов применена тиристорная оптопара U1. Напряжения стабилизаторов подают на излучающий диод оптопары, который в исходном состоянии закрыт. Если напряжение на выходе основного стабилизатора по каким-либо причинам увеличится, тиристор оптопары откроется, что приведет к срабатыванию защиты, как описано выше. Диоды VD4—VD6 защищают излучающий диод оптопары от перегрузки, а резистор R8 ограничивает ток.

Тепловая защита выполнена на термовыключателях SF1 и SF2. Выключатель SF1 срабатывает, если температура теплоотвода достигла 50 °С, и включает электродвигатель вентилятора М1. Если же температура теплоотвода продолжает увеличиваться, при 60 °С сработает выключатель SF2, что приведет к включению защиты. Электродвигатель вентилятора М1 можно принудительно включить выключателем SA2.

Основной элемент, определяющий электрические параметры и габариты БП, — сетевой трансформатор Т1. Применяется готовый стержневой трансформатор с габаритной мощностью примерно 600 Вт, имеющий вторичную обмотку с выходным напряжением 30 В со средним выводом. В БП можно использовать любой трансформатор с необходимыми характеристиками.

Диодный мост МВ351 (VD1) заменим любым выпрямителем серии MB или КВРС. В крайнем случае, мост можно собрать из отдельных диодов, обеспечивающих необходимый ток нагрузки.

Переключатель интервалов выходного напряжения S1 выполнен из трех приборных клемм, соединяемых перемычкой.

Стабилизаторы КР142ЕН22А заменимы любыми из этой серии или импортными аналогами серий SD1083 DV1083, LT1083, SD1084, DV1084, LT1084, а стабилизатор КР142ЕН8Б — импортным аналогом 7812.

Реле К1 — РЭС-55Б исполнения РС4.569.600-00 (паспорт РС4.569.626). Подойдут также реле исполнений РС4.569.600-05 (паспорт РС4.569.631), РС4.569.600-01 (паспорт РС4.569.627) и РС4.569.600-06 (паспорт РС4.569.632). Если реле не срабатывает при напряжении 12 В, напряжение стабилизатора DA2 необходимо увеличить до надежного срабатывания реле (с запасом в 1,5...2 В), включив между выводом 2 микросхемы и общим проводом один-два маломощных кремниевых диода. Вывод корпуса реле удаляют. На корпус реле наматывают дополнительную обмотку проводом ПЭТВ (ПЭВ). При выборе диаметра провода следует ориентироваться на плотность тока 10 А/мм. Обмотку фиксируют термоусадочной трубкой. Расчетное сопротивление обмотки составляет 0,006 Ом, падение напряжения при токе 15 А — 0,09 В, максимальная рассеиваемая мощность — 1,35 Вт. Реле К2 — автомобильное 90.3747-01, способное коммутировать ток до 30 А. Термовыключатели SF1 и SF2 — РБ5-2 с температурой срабатывания 60 °С, ранее широко применявшиеся в ЕС ЭВМ. Один выключатель отрегулирован на температуру срабатывания 50 °С. Термовыключатели можно заменить импортными В1009 на соответствующую температуру, но поскольку их контакты размыкающие, их необходимо включать через инверторы. Электродвигатель М1 — вентилятор, применяемый для охлаждения блоков питания компьютеров IBM.

Светодиод АЛС331А (HL1) допустимо заменить импортным двуцветным или любыми двумя одноцветными (соответственно красным и зеленым). Транзисторы КТ818ГМ (VT1—VT4) заменимы мощными р-n-р транзисторами с максимальной рассеиваемой мощностью не менее 100 Вт, например, из серий КТ825, КТ865, КТ8102.

Резисторы R9—R12 — С5-16МВ мощностью 2 Вт. Их можно заменить самодельными, изготовленными из нихромовой проволоки диаметром 0,8... 1 мм. Можно обойтись и без этих резисторов, если подобрать транзисторы по равенству токов коллекторов при равных напряжениях база—эмиттер.

Из соображений надежности применены проволочные переменные резисторы ППЗ-45 (R2, R4) и подстроечные многооборотные резисторы СП5-ЗВ (R3, R5, R13, R17), однако их можно заменить любыми. Диоды КД522А (VD3—VD8, VD11) заменимы любыми кремниевыми маломощными, а диоды КД258А (VD2, VD9, VD10) — любыми с максимальным током не менее 1 А.

Для измерения напряжения и тока использованы измерительные головки М4203 сопротивлением 500 Ом с током полного отклонения 1 мА. Применение других измерительных головок потребует пересчета сопротивления резисторов R13, R16, R17.

Конденсаторы С6—С9 — К50-37, но допустимо применить любые другие. Следует помнить, что их суммарная емкость должна быть не менее 2000 мкФ на каждый ампер тока нагрузки, а номинальное напряжение превышать выходное напряжение выпрямителя при максимальном питающем сетевом напряжении.

Конденсаторы С5, СЮ—С12, С14 — танталовые К52-1, К52-2 и К53-1А. В случае применения оксидных алюминиевых конденсаторов их емкость следует увеличить в несколько раз. Остальные конденсаторы — любые керамические.

Выключатель SA1 — Т2 или другой, рассчитанный на ток не менее 3 А. Выключатели SA2, SA3 — МТ1, кнопка SB1 — КМ-1, но их можно заменить любыми другими.

Вместо тиристорной оптопары АОУ103А допустимо применить любую оптопару из серии АОУ115.

Основные технические характеристики рассматриваемого блока питания:

Интервалы регулирования выходного напряжения, В ………….…………….……..…1,2...30

Максимальный ток нагрузки, А…………………………………………………….................15

Коэффициент стабилизации по напряжению, не менее ........................................................100

Уровень пульсаций при выходном напряжении 12В и токе нагрузки 10А, мВ,...................30

Интервал регулирования тока срабатывания защиты, А ................................................0,5...15

Превышение выходного напряжения, при котором срабатывает защита, В….......................2

Температура включения вентилятора охлаждения, °С............................................................50

Температура срабатывания тепловой защиты, °С....................................................................60

studfiles.net

Набор для сборки линейного регулируемого БП 60 Вольт 20 Ампер

Тема сегодняшнего обзора по своему довольно известна радиолюбителям. Обзоров регулируемых БП, как и конструкторов для их сборки, довольно много. Я тоже выкладывал пару подобных обзоров. Но сегодня у меня несколько необычный вариант, причем как в плане мощности, так и в плане схемотехники. Конечно все эти решения уже неоднократно применялись радиолюбителями, но вот все это в виде набора я встретил впервые, о чем и планирую рассказать.

Для начала наверное стоит сказать, что фактически это первый обзор из как минимум трех, но в планах продолжить эту серию и в конце собрать мощный, линейный БП с цифровым управлением. Каким он в итоге выйдет, я только предполагаю, отчасти на конечную конструкцию скорее всего окажут влияние не только мои мысли, а и предложения в комментариях. Чтобы удобнее было разбираться что данный "конструктор" из себя представляет мне опять пришлось заняться реверсинженерингом и перечертить принципиальную схему. Впрочем буду последователен и все покажу в своем время, а пока перейдем к товару.

Заказывался данный комплект на Таобао. Наткнулся я на него совершенно случайно и на других торговых площадках он мне не попадался.У продавца есть разные варианты комплектации, но сегодня в обзоре комплект из трех плат сразу.

Прислали их в индивидуальных пакетиках, но в дороге эти пакетики несколько.... пострадали. Хотя самая главная плата была дополнительно упакована, но в любом случае все пришло целым.

Как я уже сказал, комплект состоит из трех плат. Все они имеют одинаковый размер - 100х71мм (без учета выступающих компонентов), но отличаются по высоте. Фактически они задуманы для сборки "бутербродом", но никто не мешает их мало того что ставить отдельно, так еще и использовать почти независимо.

И так, слева направо-1. Плата коммутации обмоток трансформатора.2. Силовая часть регулятора напряжения.3. Плата управления и измерения.

Первая и третья платы имеют в комплекте стойки, но они рассчитаны только для установки на поверхность корпуса, так как имеют небольшую длину.

Так как такой набор мне попадался только на Тао, то на всякий случай взвесил, вдруг поможет при расчете цены доставки.360 грамм, как по мне, то очень даже мало.

Кроме того в комплекте дали набор для межблочных соединений и подключения элементов индикации и регулировки.Также в комплект входили - 1. Изолирующие прокладки из слюды - 13 штук (8 необходимо)2. Шесть наконечников с изоляторами на кабели.3. 14 винтов с шайбами (8 штук необходимо)4. Два светодиода красного цвета.

Начну я с описания платы коммутации, так как по цепи она идет первая. Ширина и длина платы написана выше, высота около 35мм без учета стоек, но с учетом выводов.

На странице товара плата выглядит чуть чуть по другому, но в основном из-за типа примененных компонентов.

Подключение силовых входов и выходов производится при помощи винтового клеммника.

Переключение обмоток производится при помощи четырех электромеханических реле.

А вот при дальнейшем осмотре вылезла проблема, а точнее ошибка. Попробую объяснить.Для начала на фото видно реле, причем довольно неплохие реле, но с током контактов максимум 16 Ампер.Рядом с реле имеется предохранитель, также нормальный и на вид довольно качественный, но на ток 15 Ампер, хотя место на плате промаркировано как 20 Ампер.

Для тех, кто еще не догадался, поясню. В характеристиках заявлено 20 Ампер и тут и есть главные "грабли". Наверное многие знают, что если к трансформатору подключить диодный мост, а потом поставить конденсатор, то напряжение на нем будет больше, чем на обмотке трансформатора, примерно в 1.4 раза больше.На самом деле на выводах трансформатора мы видим действующее напряжение (допустим 10 Вольт), а на конденсатора амплитудное (примерно 14 Вольт).Но как выяснилось, не все знают, что при этом ток в цепи трансформатора также будет в 1.4 раза выше, чем после конденсатора фильтра и чтобы получить на выходе 1 Ампер, ток в цепи трансформатора должен быть уже 1.4 Ампера.Я многое упростил, но в любом случае ток до диодного моста будет выше, чем после конденсатора фильтра.

Вот теперь вернемся к нашей плате. У нее заявлено 20 Ампер, значит до выпрямителя ток будет уже до 28 Ампер, ну пусть даже немного меньше. Но в любом случае даже не 20 и тем более не 15 (как предохранитель) или 16 (как контакты реле). Потому по постоянному току максимально можно нагружать только 11-12 Ампер вместо 20.

Плата питается от своей обмотки трансформатора, соответственно на ней находится диодный мост, конденсатор фильтра и стабилизатор 12 Вольт, который установлен на радиаторе. По большому счету этот радиатор и определяет высоту платы.Для питания необходима отдельная обмотка трансформатора.Кроме того данная плата имеет стандартный трехконтактный разъем для подключения вентилятора . Обороты не регулируются, вентилятор всегда питается от 12 Вольт стабилизатора.Рядом расположено место под еще один такой же разъем, по задумке сюда можно подключить вольтметр, так как на три контакта выведена земля, 12 Вольт и выход 0-60 Вольт. Но разъем надо ставить другого типа, так как запросто можно спалить вентилятор (на контакт тахометра выведено 0-60 Вольт). В любом случае схема довольно неплохо продумана.

И собственно то, что управляет реле, четырехканальный компаратор, а рядом четыре подстроечных резистора для регулировки порогов срабатывания.

Собственно говоря принцип предельно прост. Плата измеряет выходное напряжение БП и подключает дополнительные обмотки трансформатора при необходимости. Изначально питание идет от 12 Вольт обмотки, дополнительно можно подключить до 4 обмоток с тем же напряжением и получить от 12 до 60 Вольт с дискретностью 12. В итоге у вас даже при выходном токе в 20 Ампер на транзисторах рассеивается максимум около 300 Ватт.Но я бы последние обмотки мотал не на 12, а скорее на 10-11 Вольт, так как на высоких напряжениях меньше влияние падения на диодном мосте.

Все силовые дорожки дополнительно пролужены большим количеством припоя, но я бы снял припой и припаял к ним медный провод, для надежности. Хотя в любом случае без замены реле выше 16 Ампер в этой цепи не будет.

Схема подключения платы.На выходе платы имеем переменное напряжение, потому дальше должен быть диодный мост и несколько конденсаторов приличной емкости (30000-50000мкФ) на напряжение 100 Вольт.

Второй идет плата регулятора. На ней расположено восемь транзисторов, низкоомные резисторы и прочая мелочь.

Плата совпадает с фото продавца, но вот диод стоит у меня заметно менее мощный.

Собственно вся плата является одним мощным транзистором с большим коэфициентом усиления и служит только для одной цели, усилить выход платы управления рассеивая при этом все лишнее тепло.На плате слева видно место под термостат 55 градусов в корпусе TO-220, который также должен быть прижат к радиатору. А ниже есть место под разъем вентилятора. Но термостата нет, потому кто хочет доработать плату, придется установить термостат, припаять разъем, а также подать 12 Вольт на плату (установлен укороченный разъем без этого контакта).Термостат проще поставить обычный, в плоском корпусе, температура 55-60 градусов.

Так как транзисторы биполярные, то в цепи эмиттера каждого установлен токовыравнивающий резистор с сопротивлением 0.1 Ома. Но таких резисторов 7, а не 8, вместо восьмого стоит резистор номиналом 100 Ом.

Восьмой резистор подключен к первому транзистору, так как он управляет остальными семью. Т.е. семь транзисторов задействованы в силовой части, восьмой ими управляет повышая коэффициент усиления всего модуля.

Все транзисторы одинаковые, TIP35C, каждый имеет максимальную рассеиваемую мощность в 125 Ватт (при 25 градусах) и ток до 25 Ампер (кратковременный до 40). Т.е. получается, что теоретически модуль может выдать до 175 Ампер и рассеять до 875 Ватт. Коэфициент усиления у транзисторов не очень большой, около 50, потому для "раскачки" стоит еще один, первый. С ним соответственно этот параметр поднимается до 2500 (в теории).

Плата сделана так, что все транзисторы находятся в одной плоскости и могут быть прижаты к общему радиатору, собственно для этого в комплекте дали винты и слюдяные прокладки. Вообще коллекторы всех транзисторов соединены друг с другом и изоляция скорее нужна для безопасности, так как на коллекторе будет до 100 Вольт. Но если сам радиатор надежно изолирован и внутрь блока питания никто не лазит, то допускается (хотя и не рекомендуется) изоляцию не ставить. Я бы поставил, здоровье дороже.

Вообще у продавца много разных силовых модулей, и как вариант предлагается такой. Насколько я понимаю, они совместимы, но из-за веса цена доставки будет приличной.

Плата управления. Данная плата также универсальна, так как может работать с разными модулями и я скорее всего это покажу в следующем обзоре.

Здесь уже компонентов куда как больше, только одних микросхем 6 корпусов. Но все полностью аналоговое, никаких микроконтроллеров :)Да и разъемов побольше, но о них позже.

На одной из коротких сторон находятся разъемы:1. Питания платы. Две обмотки по 15 Вольт, питание платы двухполярное. В крайнем случае можно питать от одной обмотки, тогда диодный мост и конденсаторы будут работать как удвоитель, но вырастут пульсации 100 Гц.2. Вход 0-60 Вольт, он же выход на плату реле, так как два разъема соединены параллельно. Плата поддерживает четырехпроводное подключение выхода. В полном варианте к одному клеммнику подключаем провода от выхода БП, лучше поближе к нагрузке. Со второго клеммника берем сигнал для управления переключением обмоток.3. Три клеммы, земля, вход и выход. Шунт установлен в положительном (регулируемом) полюсе БП, что очень полезно.

По выходу БП стоит конденсатор 100мкФ 100 Вольт + 0.1мкФ.

Как я уже сказал, питание платы двухполярное, стабилизированное, потому можно увидеть пару 12 Вольт стабилизаторов на радиаторах.

Управляющая и измерительная часть, что любопытно, применены самые разнообразные ОУ, а не все одного типа - TL072, TL082, OP07, LM258.

Но предположу, что "зоопарк" с ОУ задуман не просто так, так как на плате имеется и прецизионный ИОН AD586L. По виду он очень похож на БУ, но по характеристикам довольно неплох, 5ppm в диапазоне температур от -40 до +85, при этом еще и малошумящий. Рядом с ним расположен специальный конденсатор, который требуется ставить по даташиту.

Выходной каскад, эта часть управляет силовой платой, здесь же есть название платы управления, но я не нашел по нему никакой информации.

Разъемы с другого края платы.1. Светодиод индикации CC\CV. В комплекте было два светодиода, они включаются встречно-паралельно. Либо можно применить двухцветный двухвыводный.2. Переменный резистор регулировки тока3. Переменный резистор регулировки напряжения. Оба резистора 10кОм, номинал написан на плате.4. Выход на силовую плату. Часть контактов не распаяна, но с их назначением я уже не разбирался.

Слева от разъемов установлен резистор с номиналом 2.7 кОм, включенный между землей платы управления и землей выхода БП (они разные).

Пайка и монтаж в общих чертах неплохой. Единственно что раздражало, компоненты на плате не имеют порядковых номеров.

Принципиальная схема. Понимаю, выглядит жутко, но старался перечертить максимально близко к оригиналу, но плата разведена так, что процесс временами превращался в ад, хотя сама схема по сути не очень сложная.Я немного ее упростил, выкинув стабилизаторы напряжения +/-12 Вольт и их диодный мост с конденсаторами.Как можно понять, применено "плавающее" управление силовым модулем, потому и нужна отдель

www.kirich.blog

Отличия импульсного блока питания от обычного

Отличия импульсного блока питания от обычного

Отличия импульсного блока питания от обычного между трансформаторным и импульсными, а также их достоинства и недостатки. Например трансформаторный блок питания, в составе которого имеется трансформатор выполняющий функцию понижения сетевого напряжения до заданного, такая конструкция называется понижающим трансформатором.

Блоки питания работающие в импульсном режиме являются импульсным преобразователем или инвертором. В импульсных источниках питания переменное напряжение на входе вначале выпрямляется, а затем происходит формирование импульсов необходимой частоты. У такого ИП в отличии от обыкновенного силового трансформатора при одинаковой мощности намного меньше потерь и незначительные габаритные размеры полученные в следствии высокочастотного преобразования. p>

Трансформаторные блоки питания

Самым распространенным блоком питания считается конструкция, в составе которого имеется понижающий трансформатор, его определенная обязанность — понижать входное напряжение. Его первичная обмотка намотана с учетом работы с сетевым напряжением. Кроме понижающего трансформатора в таком БП установлен еще выпрямитель собранный на диодах, как правило применяется две пары выпрямительных диодов (диодный мост) и конденсаторах фильтра. Такое устройство служит для преобразования однонаправленного пульсирующего переменного напряжение в постоянное. Не редко применяются и другие конструктивно выполненные устройства, например, выполняющий в выпрямителях функцию удвоения напряжения. Кроме сглаживающих пульсации фильтров, там же могут быть элементы фильтра помех высокой частоты и всплесков, схема защиты от короткого замыкания, полупроводниковые приборы для стабилизации напряжения и тока.

Схема простейшего трансформаторного БП c двухполупериодным выпрямителем

Достоинства трансформаторных блоков питания

● Простота в конструировании● Высокая надежность● Доступность составляющих компонентов● Отсутствие паразитных радио-волновых помех (Отличия блоков питания от импульсных блоков питания, которые создают помехи в виде напряжений и токов синусоидальной формы, которые во много раз выше частоты электросети)● Имеющиеся недостатки трансформаторных блоков питания● Солидный вес и размеры, особенно высокомощные● Для изготовления требуется много железа● Компромиссное решение относительно уменьшения КПД и высокой стабильностью напряжения на выходе: для получения стабильного напряжения необходим стабилизатор, с применением которого появляются дополнительные потери.

Импульсные блоки питания

Отличия импульсного блока питания от обычного — импульсные источники питания это инверторное устройство и является составляющей частью аппаратов бесперебойного электрического питания. В импульсных блоках переменное напряжение на входе вначале выпрямляется, а потом формирует импульсы определенной частоты. Преобразованное выходное постоянное напряжение имеет импульсы прямоугольной формы высокой частоты поступающее на трансформатор или сразу на выходной фильтр нижних частот. В импульсных блоках питания часто используются небольшие по размерам трансформаторы — это вызвано тем, что при возрастании частоты увеличивается эффективность работы устройства, тем самым становятся меньше требования к размерам магнитопровода, необходимого для отдачи равнозначной мощности. В основном такой магнитопровод изготавливается из ферромагнитных материалов служащих проводниками магнитного потока. Отличия источников питания в частности от сердечника трансформатора низкой частоты, для изготовления которых применяется электротехническая сталь.

Отличия импульсного блока питания от обычного — происходящая в импульсных источниках питания стабилизация напряжения возникает за счет цепи отрицательной обратной связи. ООС дает возможность обеспечивать выходное напряжение на достаточно устойчивом уровне не взирая на периодические скачки входящего напряжения и значение сопротивления нагрузки. Отрицательную обратную связь также можно создать иными способами. Относительно импульсных источников питания имеющих гальваническую развязку от электрической сети, наиболее применяемый в таких случаях способ — это образование связи с помощью выходной обмотки трансформатора либо воспользоваться оптроном. С учетом значения величины сигнала отрицательной обратной связи, которое зависит от напряжения на выходе, меняется скважность импульсных сигналов на выходном выводе ШИМ-контроллера. Если можно обойтись без гальванической развязки то, в таком случае, применяется обычный делитель напряжения собранный на постоянных резисторах. В конечном итоге, источник питания обеспечивает выходное напряжение стабильного характера.

Принципиальная схема простейшего однотактного импульсного БП

Достоинства импульсных блоков питания

● Если сравнивать относительно выходной мощности линейный стабилизатор и импульсный, то последний имеет некоторые достоинства:● Относительно небольшой вес, получившийся в следствии того, что с увеличением частоты можно применять трансформаторы малых габаритов имея аналогичную выдаваемую выходную мощность.● Большой вес линейного стабилизатора получается за счет использования массивных силовых трансформаторов, а также тяжелых теплоотводов силовых компонентов.● Высокий КПД, который составляет около 98% полученный в следствии того, что штатные потери происходящие в импульсных стабилизирующих устройствах зависят от переходных процессов на стадии переключения ключа.● Поскольку больший отрезок времени ключи находятся в стабильном либо включенном или выключенном состоянии, то соответственно и энергетические потери ничтожны;● Относительно небольшая стоимость, образовавшаяся в следствии выпуска большого количества необходимых электронных элементов, в частности появление на рынке электронных товаров высокомощных транзисторных ключей. ● Помимо всего этого необходимо заметить существенно малую стоимость импульсных трансформаторов при аналогичной отдаваемой в нагрузку мощности.● Имеющиеся в подавляющем большинстве блоках питания установленных схем защиты от всевозможных нештатных ситуаций, таких как защита от короткого замыкания или если не подключена нагрузка на выходе устройства.

usilitelstabo.ru

---

• 
  Разъединитель это
• 
  Скрутить счетчик электроэнергии
• 
  Куда жаловаться на энергосбыт
• 
  Проверка или замена счетчиков воды
• 
  Как телевизионный кабель выбрать
• 
  Как узнать характеристики трансформатора
• 
  Лэп влияние на здоровье
• 
  В чем измеряется частота обращения
• 
  Что такое акт разграничения
• 
  Когда в ростове на дону включат отопление
• 
  Переменный ток и постоянный ток