Лабораторный блок питания
В этой статье я хотел бы рассказать о своем лабораторном БП, за основу которого была взята схема «Простой и доступный БП». Вариантов этого устройства довольно много, авторы постоянно что-то добавляют, вносят изменения, на тот момент, когда я начал собирать, последней версией была v 13. Однако я немного изменил схему, в свою пользу, т.к. планировал использовать БП на большие токи и хотел добавить схему переключения обмоток трансформатора. Вот схема оригинал:
В своем варианте я убрал «Индикатор перегрузки» на DA 1.3 и «Схему измерителя тока» на DA 1.4 и т.к. теперь два ОУ освободились, я решил на них же собрать «Схему переключения обмоток трансформатора», но об этом позже. Из-за этого была изменена схема стабилизации +12В для микросхемы ОУ, был использован отдельный источник питания со стабилизатором 7812. Также добавил силовых транзисторов, вместо одного 2N3055 я поставил пару 2SC5200. Максимальный отдаваемый ток теперь 5,6А. Вот мой вариант схемы:
В итоге мой вариант регулирует напряжение от 0 до 25В и может ограничивать максимальный ток на уровне от 0,01А до 5,6А. Для окончательной настройки схемы нужно установить максимальное напряжение резистором R13 и подобрать резисторы R14 и R16 для макс. и мин. тока соответственно.
Управление обмотками трансформатора
Бывают такие случаи,что нужно подключить к ЛБП какую-то низковольтную нагрузку, но с довольно большим током, например 5В при токе 5А. Тогда получается, что на силовых транзисторах будет падать несколько десятков вольт. К примеру после диодного моста и конденсатора в фильтре у нас 30В, а на выходе ЛБП всего 5В, значит на транзисторе будет падать 25В, и это при токе в 5А, получается, что бедный транзистор как-то должен превратить 125Вт просто в тепло. Одному мощному транзистору это не под силу, просто напросто произойдет тепловой пробой и он выйдет из строя, да и двум тяжко будет. На этой случай придумана схема, которая переключает обмотки трансформатора в зависимости от выходного напряжения ЛБП. К примеру, если нужно 5В, то зачем подавать на ЛБП 30В?
Ниже изображена схема переключения обмоток:
У меня же сам ЛБП и «схема переключения» собраны на одной плате. Переключение обмоток происходит при напряжениях на выходе 12В и 18В. Настройка схемы сводится к установке нужных напряжений переменными резисторами. Резистором R2 устанавливается деление выходного напряжения на 10, т.е. если на выходе ЛБП 25В, то на среднем выводе R2 (ползунке) должно быть 2,5В. Далее устанавливаем пороги срабатывания реле. Например у меня при 12В срабатывает первое реле, значит на 2 ножке микросхемы нужно установить 1,2В, соответственно при 18В на 6 ножке устанавливаем 1,8В. Позже можно будет заменить переменные резисторы R3 и R5 на два постоянных, спаяв их как делитель напряжения.
Охлаждение
В качестве радиаторов были собраны экспериментальные варианты из алюминиевых карнизов для штор, профили прикручиваются винтами к алюминиевой пластине ( признаюсь, хотелось бы потолще) и естественно промазываются термопастой. Эффективность таких радиаторов довольна неплохая. В верхней крышке корпуса есть отверстия для охлаждения.
Ампервольтметры
В качестве измерителя напряжения и тока была использована довольно известная схема на специализированной м\с ICL7107. Я собирал по этой схеме:
Отдельное питание
Для питания индикации и микросхем LM324 в ЛБП используется отдельный трансформатор и стабилизаторы +5В и +12В.
О корпусе
Основой для корпуса стал кусок стеклотекстолита, толщиной около 6-7 мм. На нем все и собиралось, далее были прикручены передняя панель со всеми органами управления и индикацией и задняя с вентиляторами и сетевым разьемом. И сверху П–образная крышка, обклеенная синей самоклейкой.
Трансформаторы я использовал ТН 60. У них довольно мощные обмотки по 6,3В. Ток до 7А. По весу данный аппарат получился около 10кг.
Диодные мосты серии КВРС, 35-амперные, также посаженые на общий радиатор с силовыми транзисторами.
Вот общий вид моего ЛБП:
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 схема | |||||||
DA1 | Операционный усилитель | LM324 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT1 | Биполярный транзистор | 2N5551 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT2 | Биполярный транзистор | BD140 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT3 | Биполярный транзистор | 2N3055 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD1 | Стабилитрон | 12В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD2, VD3 | Выпрямительный диод | 1N5408 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C2, C4, C9, C10 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
C3, C7 | Конденсатор | 100 нФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C5 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ 63В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C6 | Конденсатор | 0.68 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C8 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R1 | Резистор | 1.8 кОм | 1 | 0.5 Вт (4.3 кОм 1 Вт) | Поиск в магазине Отрон | ||
R2, R4, R6, R29 | Резистор | 1 кОм | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
R3 | Резистор | 3 кОм | 1 | 0.5 вт (5.6 кОм 1 Вт) | Поиск в магазине Отрон | ||
R5, R19, R22, R23 | Резистор | 10 кОм | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
R7 | Резистор | 100 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R10 | Резистор | 100 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R11 | Резистор | 15 кОм | 1 | (39 кОм) | Поиск в магазине Отрон | ||
R12 | Резистор | 9.1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R14 | Резистор | 120 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R16 | Резистор | 300 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R20 | Резистор | 0.33 Ом | 1 | 2 Вт | Поиск в магазине Отрон | ||
R21 | Резистор | 750 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R24, R28 | Резистор | 2.7 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R26 | Резистор | 20 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R30 | Резистор | 0.1 Ом | 1 | 1 Вт | Поиск в магазине Отрон | ||
R8 | Переменный резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R9 | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R15 | Переменный резистор | 5 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R13, R25 | Подстроечный резистор | 2 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R27 | Подстроечный резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
HL1 | Светодиод | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Схема 2 | |||||||
DA1 | Операционный усилитель | LM324 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Биполярный транзистор | 2SC5200 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
VD2, VD3 | Выпрямительный диод | 1N5408 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C2, C4 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C3, C7 | Конденсатор | 100 нФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C6 | Конденсатор | 0.68 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C8 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C5 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ 63В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R2, R4, R6 | Резистор | 1 кОм | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
R3 | Резистор | 3 кОм | 1 | 0.5 вт (5.6 кОм 1 Вт) | Поиск в магазине Отрон | ||
R5, R19 | Резистор | 10 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R7, R16 | Резистор | 100 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R10 | Резистор | 100 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R11 | Резистор | 15 кОм | 1 | (39 кОм) | Поиск в магазине Отрон | ||
R12 | Резистор | 9.1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R14 | Резистор | 110 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R20 | Резистор | 0.33 Ом | 1 | 2 Вт | Поиск в магазине Отрон | ||
R9 | Переменный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R15 | Переменный резистор | 5 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R13 | Подстроечный резистор | 2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Схема 3 | |||||||
OP2 | Операционный усилитель | LM358 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VT1, VT2 | Биполярный транзистор | BC547 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C1 | Конденсатор | 100 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R1 | Резистор | 56 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R4 | Резистор | 2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R6, R7 | Резистор | 470 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R8, R9 | Резистор | 1 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R2 | Переменный резистор | 5 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R3, R5 | Переменный резистор | 15 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
K1, K2 | Переключатель | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Схема 4 | |||||||
Микросхема | КР572ПВ2А | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
D1-D3 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
D4 | ИС источника опорного напряжения | TL431 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C1, C4, C5, C8-C10 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 6 | Поиск в магазине Отрон | |||
C2 | Конденсатор | 0.047 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C3 | Конденсатор | 0.01 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C6, C7 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ 10В | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R1 | Резистор | 470 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R2 | Резистор | 1 МОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R3 | Резистор | 100 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R4 | Резистор | 0.01 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R6 | Резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R8 | Резистор | 300 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R9 | Резистор | 51 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R5 | Переменный резистор | 1 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R7 | Подстроечный резистор | 3.3 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Семисегментный индикатор | ОА | 4 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- ЛБП схемы и печатки.rar (342 Кб)
Комментарии (12) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
И ещё практический вопрос об этой схеме переключения обмоток: если на выходе напряжение близкое к порогу переключения одного из реле, не бывает ли быстрого переключения их (дребезга контактов) от нагрузки? То есть не нужна ли здесь положительная обратная связь для создания небольшого окна?
[Автор]
Но все же, удобней было бы использовать в качестве компаратора TL431, существенно уменьшилось бы количество деталей этого узла. И наверно было бы неплохо сделать хотябы 4 диапазона напряжений. А еще лучше сделать гибрид - с выпрямителя DC-DC понижающий который будет отслеживать напряжение на выходе +3 вольта для работы аналогового стабилизатора. Таким образом можно обеспечить преимущества импульсных БП(высокий КПД) и аналогового стабилизатора(низкий уровень пульсаций, низкий уровень шума на выходе).
Тоже начинал делать, то там ошибки находят, то схема не такая, куча "знатоков и диванных экспертов". Надоело, купил готовый. А этот ещё миллион раз будут "переделывать".