Как собрать блок питания с регуляторами своими руками. Блок питания с регулировкой напряжения и тока Схема лабораторного бп с регулировкой тока

18.09.2023

Много различных лабораторных блоков питания представлено в интернете на радиотехнических сайтах, правда в основном простые конструкции . Эта же схема отличается достаточно высокой сложностью, которая оправдывается качеством, надёжностью и универсальностью БП. Представляем полностью самодельный блок питания с двухполяркой 2 х 30 В, с регулируемым током до 5 А и цифровым светодиодным А/В метром.

На самом деле это два одинаковых блока питания в одном корпусе, что значительно увеличивает функциональность и возможности устройства, позволяя объединить мощности каналов вплоть до 10 Ампер. В то же время это не типичный симметричный источник питания, хотя тут можно подключать последовательные выходы для получения более высокого напряжения или псевдо симметрии, рассматривая общее соединение как массу.

Схемы модулей лабораторного БП

Все схемы плат питания были спроектированы с нуля, также и все печатные платы являются самостоятельной разработкой. Первый модуль «Z» — это диодный мост, фильтрация напряжения, формирование отрицательного напряжения для питания операционных усилителей, источник положительного напряжения 34 В постоянного тока для операционных усилителей, питание от отдельного вспомогательного трансформатора, реле, используемое для переключения обмоток главного трансформатора, управляемых от другой печатной платы, и источник питания 5 В 1 A для измерители мощности.

Модули «Z» обоих блоков были сконструированы так, чтобы быть почти симметричными (чтобы лучше вписываться в корпус БП). Благодаря этому разъемы ARK были размещены на одной стороне для подключения проводов и радиатора для мостового выпрямителя, а платы, как показано на рисунках, размещены симметрично.

Здесь использован 8-амперный диодный мост. Основные трансформаторы имеют двойные вторичные обмотки, каждая 14 В и ток чуть более 5 А. Блок питания был рассчитан на 5 ампер, но оказалось, что при полном напряжении 30 В не получается полных 5 А. Тем не менее, нет проблем с нагрузкой 5 ампер при более низком напряжении (до 25 В).

Второй модуль представляет собой расширенный вариант блока питания с операционными усилителями.

В зависимости от того, нагружен источник питания или находится в режиме ожидания, напряжение в области усилителя U3, ответственного за ограничение тока, изменяется (при той же настройке пределов потенциометра). Схема сравнивает напряжение на потенциометре P2 с напряжением на резисторе R7. Часть этого падения напряжения подается на инверсный вход U4. Благодаря этому выходное напряжение зависит от настройки потенциометра и практически не зависит от нагрузки. Почти потому, что по шкале от 0 до 5 А отклонение находится на уровне 15 мВ, чего на практике достаточно, чтобы получить стабильный источник для управления схемами LM3914, образующими светодиодную линейку.

Схема визуализации особенно полезна, когда для регулировки используются многооборотные потенциометры. Замечательно, что с помощью такого потенциометра можно легко установить напряжение с точностью до третьего знака после запятой. Каждый светодиод в линейке соответствует току 0,25 А, поэтому, если предел тока ниже 250 мА, линия не отображается.
Способ отображения линейки можно изменить с точки до линейки, но здесь выбрана точка, чтобы избежать влияния слишком большого количества световых точек и снизить энергопотребление.

Следующим модулем является система переключения обмоток и система управления вентиляторами, что установлены на радиаторах старых процессоров.

Питание цепей от независимых обмоток вспомогательного трансформатора. Тут использованы м/с ОУ LM358, которые содержат внутри два операционных усилителя. В качестве датчика температуры использован транзистор BD135. После превышения 55C вентиляторы включаются, а после охлаждения примерно до 50C автоматически выключаются. Система переключения обмотки реагирует на значение напряжения на клеммах прямого выхода источника питания и имеет гистерезис около 3 В, поэтому не будет слишком частого срабатывание реле.

Измерение напряжения и тока нагрузки осуществляется с помощью чипов ICL7107. Платы счетчиков являются двухсторонними и имеют такую конструкцию, что для каждого источника питания на одной плате имеется вольтметр и амперметр.

С самого начала идея состояла в том, чтобы визуализировать параметры блоков питания на семисегментных LED дисплеях, потому что они более читабельны, чем ЖК-дисплей. Но ничто не мешает измерять температуру радиаторов, переключателей обмоток и системы охлаждения на одном МК Atmega, даже сразу для обоих источников питания. Это вопрос выбора. Использование микроконтроллера выйдет дешевле, но как уже писали выше — это дело вкуса.

Все вспомогательные системы питаются от трансформатора, который был перемотан путем удаления всех обмоток, кроме сетевой 220 В (первичной). Для этой цели использовался TS90 / 11.

В качестве вторичной обмотки намотаны 2 x 26 В переменки для питания операционных усилителей, 2 x 8 В переменки для питания индикаторов и 2 x 13 В для питания контроля температуры. Всего было создано шесть независимых обмоток.

Корпус и раходы на сборку

Весь БП помещен в корпус, который также был разработан с нуля. Он был сделан на заказ. Известно, что в домашних условиях сложно сделать достойную коробку (особенно металлическую).

Алюминиевая лицевая панель, используемая для крепления всех индикаторов и дополнительных элементов, была изготовлена на фрезерном станке в соответствии с конструкцией.

Безусловно, это не малобюджетная реализация, учитывая покупку двух мощных тороидальных трансформаторов и исполнение корпуса на заказ. Хотите попроще и подешевле — .

Остальное можно оценить исходя из цен в интернет-магазинах. Конечно, некоторые элементы были получены из собственных запасов, но их тоже нужно будет покупать, создавая блок питания с нуля. Общая стоимость вышла на уровне 10000 рублей.

Сборка и настройка ЛБП

Сборка и проверка модуля с мостовым выпрямителем, фильтрацией и реле, подключение к трансформатору и активация реле от независимого источника для проверки выходных напряжений.
Исполнение модуля переключения обмоток и контроля охлаждения радиаторов. Запуск этого модуля облегчит настройку будущего источника питания. Для этого понадобится другой источник питания для подачи регулируемого напряжения на вход системы, отвечающей за управление реле.
Температурная часть схемы может быть настроена путем моделирования температуры. Для этой цели использовалась тепловая пушка, которая аккуратно нагревала радиатор с датчиком (BD135). Температура измерялась с помощью датчика, включенного в мультиметр (в то время не было готовых точных измерителей температуры). В обоих случаях настройка сводится к подбору PR201 и PR202 или PR301 и PR302 соответственно.
Затем запускаем блок питания, регулируя RV1 таким образом, чтобы получить 0 В на выходе, что полезно при настройке ограничения тока. Само ограничение зависит от значений резисторов R18, R7, R17.
Регулирование А/В индикаторов сводится к настройке опорных напряжений между контактами 35 и 36 микросхем ICL. В измерителях напряжения и тока использовался внешний эталонный источник. В случае с измерителями температуры такая точность не нужна, а отображение с десятичным знаком все же несколько преувеличено. Передача показаний температуры осуществляется одним выпрямительным диодом (на схеме их три). Это связано с дизайном печатной платы. На ней есть две перемычки.
Непосредственно на выходных клеммах к вольтметру подключен делитель напряжения и резистор 0,01 Ом / 5 Вт, на котором падение напряжения используется для измерения тока нагрузки.

Дополнительным элементом источников питания является схема, которая позволяет включать только один источник питания без необходимости использования второго канала, несмотря на тот факт, что вспомогательный трансформатор питает оба канала источника питания сразу. На той же плате размещена система для включения и выключения блока питания с помощью одной слаботочной кнопки (для каждого канала блока питания).

Схема питается от инвертора, который в состоянии ожидания потребляет около 1 мА от сети 220 В. Все схемы в хорошем качестве можете

Для радиолюбителей, да и вообще современного человека, незаменимой вещью в доме является блок питания (БП), ведь он имеет очень полезную функцию — регулирование напряжения и тока.

При этом мало кто знает, что сделать такой прибор при должном старании и знаниях радиоэлектроники вполне реально своими руками. Любому радиолюбителю, которому нравится возиться дома с электроникой, самодельные лабораторные блоки питания позволят заниматься своим хобби без ограничений. Как раз о том, как своими руками сделать регулируемый тип блок питания расскажет наша статья.

Что нужно знать

Блок питания с регулировкой тока и напряжения в современном доме – необходима вещь. Этот прибор, благодаря своему специальному устройству, может преобразовать напряжение и ток, имеющееся в сети до того уровня, который может потреблять конкретный электронный прибор. Вот примерная схема работы, по которой можно своими руками сделать подобный прибор.

Но готовые БП стоят достаточно дорого, для того чтобы покупать их под конкретные нужды. Поэтому сегодня очень часто преобразователи для напряжения и тока изготавливаются своими руками.

Обратите внимание! Самодельные лабораторные блоки питания могут иметь различные габариты, показатели мощности и прочие характеристики. Все зависит от того, какой именно преобразователь вам нужен и для каких целей.

Профессионалы могут легко сделать мощный блок питания, в то время как новичкам и любителям подойдет для начала простой тип прибора. При этом схема, в зависимости от сложности, может использоваться самая разная.

Что нужно учитывать

Регулируемый блок питания представляет собой универсальный преобразователь, который может использоваться для подключения любой бытовой или вычислительной аппаратуры. Без него ни один домашний прибор не сможет функционировать нормально.
Такой БП состоит из следующих составных частей:

трансформатор;
преобразователь;
индикатор (вольтметр и амперметр).
транзисторы и прочие детали, необходимые для создания качественной электрической сети.

Схема, приведенная выше, отражает все компоненты прибора.
Кроме этого, данный тип блока питания должен обладать защитой на сильный и слабый ток. В противном случае любая внештатная ситуация может привести к тому, что преобразователь и подключенный к нему электрический прибор просто перегорит. К этому результату также может привести неправильная спайка компонентов платы, неправильное подключение или монтаж.
Если вы новичок, то для того чтобы сделать регулируемый тип блока питания своими руками лучше выбирать простой вариант сборки. Одним из простых видов преобразователя является 0-15В БП. Он имеет защиту от превышения показателя тока в подключенной нагрузке. Схема для его сборки размещена ниже.

Простая схема сборки

Это, так сказать, универсальный тип сборки. Схема здесь доступна для понимания любому человеку, который хотя бы раз держал в руках паяльник. К преимуществам этой схемы можно отнести следующие моменты:

она состоит из простых и доступных деталей, которые можно отыскать либо на радиорынке, либо в специализированных магазинах радиоэлектроники;
простой тип сборки и дальнейшей настройки;
здесь нижний предел для напряжения составляет 0,05 вольт;
двухдиапазонная защита для показателя тока (на 0,05 и 1А);
обширный диапазон для выходных напряжений;
высокая стабильность в функционировании преобразователя.

Диодный мост

В этой ситуации с помощью трансформатора напряжение будет обеспечиваться в диапазоне на 3В больше, чем имеется максимальное требуемое напряжение для выхода. Из этого следует, что блок питания, способный регулировать напряжение в пределах до 20В, нуждается в трансформаторе минимум на 23 В.

Обратите внимание! Диодный мост следует выбирать, исходя из показателя максимального тока, который будет ограничиваться имеющейся защитой.

Конденсатор для фильтра 4700мкф позволит чувствительной к помехам по питанию техники не давать фон. Для этого потребуется компенсационный стабилизатор, имеющий коэффициент подавления для пульсаций более 1000.
Теперь, когда с основными аспектами сборки мы разобрались, необходимо обратить внимание на требования.

Требования к прибору

Чтобы создать простой, но одновременно качественный и мощный блок питания с возможностью регулировать напряжение и ток своими руками, необходимо знать, какие требования существуют к такому типу преобразователей.
Эти технические требования выглядят так:

регулируемый стабилизированный выход на 3–24 В. При этом нагрузка по току должна составлять минимум 2 А;
нерегулируемый выход на 12/24 В. При этом предполагается большая нагрузка по току.

Чтобы выполнить первое требование, следует использовать в работе интегральный стабилизатор. Во втором случае выход необходимо сделать уже после диодного моста, так сказать, в обход стабилизатора.

Приступаем к сборке

Трансформатор ТС-150–1

После того как вы определились с требованиями, которым должен отвечать ваш постой блок питания регулируемого типа, а также была выбрана подходящая схема, можно начинать саму сборку. Но прежде всего запасемся нужными нам деталями.
Для сборки вам понадобятся:

мощный трансформатор. Например, ТС-150–1. Он способен выдавать напряжение в 12 и 24 В;
конденсатор. Можно использовать модель на 10000 мкФ 50 В;
микросхема для стабилизатора;
обвязки;
детали схемы (в нашем случае — схема, которая указана выше).

После этого по схеме собираем своими руками регулируемый блок питания в точном соответствии со всеми рекомендациями. Последовательность действий должна быть соблюдена.

Готовый БП

Для сборки БП используются следующие детали:

германиевые транзисторы (в большинстве своем). Если вы захотите заменить их на более современные кремневые элементы, тогда нижний МП37 обязательно должен остаться германиевым. Здесь используются МП36, МП37, МП38 транзисторы;
на транзисторе собирается токоограничительный узел. Он обеспечивает отслеживание падения на резисторе напряжения.
стабилитрон Д814. Он определяет регулировку максимального выходного напряжения. На себя он забирает половину от выходного напряжения;

Обратите внимание! Поскольку стабилитрон Д814 отбирает ровно половину напряжения на выходе, то его следует выбирать для создания 0-25В выходного напряжения примерно на 13 В.

нижний предел в собранном блоке питания имеет показатель напряжения всего 0,05 В. Такой показатель редкость для более сложных схем сборки преобразователя;
стрелочные индикаторы отображают показатели тока и напряжения.

Детали для сборки

Для размещения всех деталей необходимо выбрать стальной корпус. Он сможет экранировать трансформатор и плату блока питания. В результате вы избежите ситуации появления различного рода помех для чувствительной аппаратуры.

Получившийся преобразователь можно спокойно использовать для питания любой бытовой аппаратуры, а также экспериментов и проверок, проводимых в домашней лаборатории. Также такой прибор можно применять для оценки работоспособности автомобильного генератора.

Заключение

Используя простые схемы для сборки регулируемого типа блока питания, вы сможете набить руку и в дальнейшем делать своими руками более сложные модели. Не стоит брать на себя непосильный труд, так как в конечном итоге вы можете не получить желаемый результат, а самодельный преобразователь будет работать неэффективно, что негативным образом может сказаться как на самом приборе, так и на функциональности электроаппаратуры, подключенной к нему.
Если же все сделать правильно, то на выходе вы получите отличный блок питания с регулировкой напряжения для своей домашней лаборатории или других бытовых ситуаций.

Выбираем уличный датчик движения для включения света

Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно. Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, остановился на нижеследующей конструкции. Диапазон регулирования напряжения 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте спокойно снимаю более 5-ти Ампер. Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD16х2. Единственным недостатком данной конструкции считаю невозможность трансформации данного источника питания в двуполярный и некорректность показания потребляемого тока нагрузкой в случае объединения полюсов - вместе. В мои цели ставилась задача питать в основном схемы однополярного питания по сему даже двух каналов, как говорится, с головой. Итак, схема узла индикации на МК с его вышеописанными функциями:

Измерения силы тока и напряжения I - до 10 А, U - до 30 В, схема имеет два канала, на фото показания напряжения до 78L05 и после, имеется возможность калибровки под имеющиеся шунты в наличии. Несколько прошивок для ATMega8 есть на форуме, проверенны мной не все. В схеме в качестве операционного усилителя использована микросхема МСР602, ее возможная замена - LM2904 или LM358, тогда подключать питание ОУ нужно к 12 вольтам. На плате заменил перемычкой диод по входу стабилизатора и дроссель по питанию, стабилизатор необходимо ставить на радиатор - греется значительно.

Для корректного отображения величин токов необходимо обратить внимание на сечение и длину проводников включенных от шунта к измерительной части. Совет такой - длина минимальная, сечение максимальное. Для самого лабораторного источника питания, была собрана схема:

Завелась сразу же, регулировка выходного напряжения плавная, так же, как и порог защиты по току. Печать под ЛУТ пришлось подгонять, вот что получилось:

Подключение переменных резисторов:

Расположение элементов на плате БП

Цоколевка некоторых полупроводников

Перечень элементов лабораторного ИП:

R1 = 2,2 KOhm 1W

R2 = 82 Ohm 1/4W
R3 = 220 Ohm 1/4W
R4 = 4,7 KOhm 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W
R7 = 0,47 Ohm 5W
R8, R11 = 27 KOhm 1/4W
R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W
R10 = 270 KOhm 1/4W
R12, R18 = 56KOhm 1/4W
R14 = 1,5 KOhm 1/4W
R15, R16 = 1 KOhm 1/4W
R17 = 33 Ohm 1/4W
R22 = 3,9 KOhm 1/4W
RV1 = 100K trimmer
P1, P2 = 10KOhm
C1 = 3300 uF/50V
C2, C3 = 47uF/50V
C4 = 100nF polyester
C5 = 200nF polyester
C6 = 100pF ceramic
C7 = 10uF/50V
C8 = 330pF ceramic
C9 = 100pF ceramic
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 diode 2A - RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V Zener
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 diode 1A
Q1 = BC548, NPN transistor or BC547
Q2 = 2N2219 NPN transistor
Q3 = BC557, PNP transistor or BC327
Q4 = 2N3055 NPN power transistor
U1, U2, U3 = TL081
D12 = LED

Готовые платы выглядят в моём варианте так:

С дисплеем проверял, работает отлично - как вольтметр, так и амперметр, проблема тут в другом, а именно: иногда возникает необходимость в двухполярном напряжении питания, у меня вторичные обмотки трансформатора отдельные, видно из фото стоят два моста, то есть полностью два независимых друг от друга канала. Но вот канал измерения общий и имеет общий минус, посему создать среднюю точку в блоке питания не получится, из-за общего минуса через измерительную часть. Вот и думаю либо делать на каждый канал собственную независимую измерительную часть, или может не так уж часто мне нужен источник с двухполярным питанием и общим нулем... Далее привожу печатную плату, та что пока вытравилась:

После сборки, первое: выставляем фьюзы именно так:

Собрав один канал, убедился в его работоспособности:

Пока сегодня включен левый канал измерительной части, правая висит в воздухе, посему ток показыват почти максимум. Кулер правого канала ещё не поставил, но суть ясна из левого.

Вместо диодов пока что в левом канале (он снизу под платой правого) диодного моста который в ходе экспериментов выкинул, хоть и 10А, поставил мост на 35А на радиатор под кулер.

Провода второго канала вторички трансформатора пока висят в воздухе.

Итог : напряжение стабилизации прыгает в пределах 0.01 вольт во всем диапазоне напряжений, максимальный ток который смог снять - 9.8 А, хватит с головой, тем более, что рассчитывал получить не больше трёх ампер. Погрешность измерения - в пределах 1%.

Недостаток : данный блок питания не могу трансформировать в двухполярный из-за общего минуса измерительной части, да и поразмыслив решил, что оконечники мне не настраивать, поэтому отказался от схемы полностью независимых каналов. Ещё одним из недостатков, на мой взгляд, данной измерительной схемы считаю то, что если соединить полюса - вместе по выходу мы теряем информативность по току потребления нагрузкой из-за общего корпуса измерительной части. Происходит это в следствии запараллеливания шунтов обоих каналов. А в общем источник питания получился совсем не плохой и скоро будет . Автор конструкции: ГУБЕРНАТОР

Обсудить статью СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Лабораторный блок питания прежде всего предназначен для подачи питающего напряжения на разрабатываемые радиолюбительские схемы схем и должен обеспечивать широкий интервал регулируемых токов и напряжений, иметь защиту от короткого замыкания и от чрезмерного токового потребления. Лабораторный блок должен быть всегда под рукой у каждого уважающего себя радиолюбителя

На биполярном транзисторе VT1 собрана схема модуля сравнения лабораторного блока: с бегунка переменного сопротивления R3 на базу первого транзистора проходит образцовое напряжение, которое задается источником образцового напряжения на радиокомпонентах VD5, VD6, HL1, R1. На эмиттерный переход VT1 поступает входное напряжение с делителя на сопротивлениях R14 и R15. В результате сравнения обоих уровней, сигнал рассогласования поступает на базу второго транзистора, который включен по схеме усилителя тока и управляет силовым транзистором VT4.

Работа лабораторного блока питания в режиме КЗ

Если произойдет случайное короткое замыкание в схеме лабораторного источника или нагрузка превысит разрешенный предел, увеличится падение напряжения на мощном сопротивление R8. В результате чего третий транзистор откроется и тем замкнет базовую цепь VT2, лимитируя нагрузочный ток на выходе блока питания. Сигнализирует о перегрузки по току светодиод HL2.

Если потребуется отрегулировать нагрузочный ток, то можно в разрыв цепи между резисторами R7 и R9 подсоединить переменное сопротивление номиналом 250 Ом, причем бегунок его нужно подсоединить к базе третьего транзистора. Нагрузочный тока можно регулировать в диапазоне от 400 мА до 1,9 А.

Трансформатор можно использовать любой с вторичной обмоткой на 20-40 вольт. Дроссель L1 можно намотать на каркас диаметром 8 мм и 120 витков провода ПЭЛ 0,6 мм.

Почти универсальным блоком может стать простой линейный БП 1,3 – 30 Вольт и токовой регулировкой от 0 до 5 Ампер, который будет работать в режиме стабилизации напряжения и тока. В случае необходимости им можно будет, как зарядить аккумуляторную батарею, так и запитать радиолюбительскую схему.

Ниже представлена схема оригинал. На ее базе мы и сделаем лабораторный блок своими руками.

Схема выполнена на операционном усилителе LM317, работающим в режиме стабилизации, которым можно регулировать вольты в интервале от 1,3 до 37 В. Работая вместе с мощным биполярным транзистором КТ818, схема может пропустить через себя приличный ток. Стабилизатор тока и ограничитель в одном лице, так называемая схема защиты БП, базируется на микросхеме LM301.

В остальной схемотехнической части мы видим парочку фильтрующих конденсаторов, два диодных моста и весьма оригинальный способом включения измерительной головки. Также используется довольно устаревший транзистор КТ818.

Немного подумав, немного изменили оригинал. Повысили емкость на входе схемы, выкинули компоненты измерительной головки и добавили немного защитных диодиков. КТ818 заменили более функциональной парой недорогих транзисторов типа TIP36C, которые соединили параллельно.

Настройку и регулировку схемы блока питания необходимо осуществлять в несколько шагов: Первое включение должно быть без схемы на LM301 и составном транзисторе. Переменным резистором Р3 проверяем, как происходит регулировка напряжения. За это отвечают электронные компоненты LM317, Р3, R4 и R6, С9.

Если регулировка прошла нормально, тогда к схеме подключаем нашу пару транзисторов, желательно их подобрать с максимально близкими параметрами h FE . Для правильной работы схемы параллельно включенным биполярным транзисторам, в эмиттерной цепи должны быть балансировочные сопротивления R7 и R8. Номинал их рекомендуется подбирать, чтобы бы ток проходящий через Т1 был равен току через Т2, при этом сопротивление резисторов должно быть минимально возможным. На данном шаге к выходу самодельного источника можно подсоединить нагрузку, но ни в коем случае не устраивать режим короткого замыкания, иначе транзисторы почти сразу сгорят, скорей всего вместе с LM317.

Следующим шагом подключим схему собранную своими руками на микросхеме LM301. Важно проверить, что на 4-м выводе ОУ имеется потенциал в минус 6 В. Если там плюс, то проверьте подключение диодного моста BR2 и правильность подсоединения электролитического конденсатор С2. Питание операционника LM301 можно взять с выхода БП.

Дальнейшая настройка блока сводится к подгону сопротивления Р1 под максимальный рабочий ток. Как видим, собрать эту схему лабораторного блока питания своими руками достаточно просто, главное не допустить монтажных ошибок.

Мной был использован для схемы старый советский трансформатор ТПП 306-127/220-50 между выводами 3 и 4, 8 и 9 его вторичных обмоток 20 Вольт, при токе до 2,56 А, включив их параллельно получим уже 5,12 А

Конструкцию БП разместил на нескольких макетных платах и запихнул в подходящий самодельный корпус.

Чуть позже в голову пришла идея модернизировать схему и немного расширив рабочий интервал напряжений от 0 В. В принципе, схема лабораторного источника дополнилась лишь небольшим количеством радио компонентов.

Как видим на схеме, та же микросборка LM317 усиленная парой мощных биполярников TIP36C, ограничение и токовая стабилизация также выполнено на LM301. Но добавился стабилизатор 7905 и дополнительный делитель состоящий из резисторов R9 и Р4, который формирует отрицательный потенциал на 1,2 В.

Для регулировки вольтажа с помощью операционного усилителя LM317 он нуля вольт на такой схеме лабораторного блока питания используем опорное стабилизированное напряжение минус 1,2 Вольта.

С учетом того, что отрицательное питание LM301 в нашей схеме и так стабилизированное с помощью стабилизатора 7905, то нам нужно дополнить конструкцию только делителем состоящий из R9 и Р4. А с помощью Р4 уже можно легко получить нужные нам - 1,25 В.

Диоды D3 и D4. D3 защищают вход блока от всплесков обратной полярности, т.к. работа устройства будет происходить в разных условиях эксплуатации. Диод D4 защищает выход микросхемы LM317 от неприятной ситуации, когда потенциал на выходе LM317 превышает напряжение на ее входе.

С помощью резистора Р2 будет доступен токовый интервал от 0 до 5 А.

Для тонкой настройки тока и напряжения можно добавить переменные сопротивления номиналом около 5% от основного регулятора. Например, с Р3 можно последовательно подсоединить переменное сопротивление на 220 Ом, а с Р2 - резистор на 20 кОм.

Чертеж печатной платы в формате Sprint Layout можно взять здесь:

Основа первой схемы лабораторного блока питания является операционный усилитель TLC2272. Выпрямленное напряжение 38 вольт проходя через фильтрующий конденсатором попадает на параметрический стабилизатор. Он собран на транзисторе VT1, диоде VD5 и конденсаторе С2 и сопротивлениях R1, R2. Через этот стабилизатор включен операционный усилитель.

Диоды VD5 и VD8 устанавливать не обязательно Сопротивление резисторов R1 и R5 можно увеличить в три раза. Транзистор VT6 лучше установить кремниевый, например, КТ818В или КТ818Г. Между выводами 7, 1 микросхем DA1 и DA2 и общим проводом желательно установить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкф. Современной заменой транзисторов МП114 и П309 в данном устройстве могут служить КГ502В, КТ502Г и КГ503В, КТ503Г соответственно. Для уменьшения мультипликативных помех каждую половину вторичной обмотки трансформатора Т1 полезно зашунтировать конденсатором емкостью 0,47 мкф.

Наглядное пошаговое руководство по переделки компьютерного БП в мощный лабораторный.

Схема его очень проста, но обеспечивает получение переменного напряжения в диапазоне от 2 до 28В и постоянного напряжения от 3 до 37В. Сетевое напряжение, коммутируемое включателем SA1, через понижающий трансформатор Т1 с многоступенчатой вторичной обмоткой поступает на переключатель SA2, которым выбирается нужный уровень выходного напряжения. Тумблер SA3 служит для включения постоянного или переменного напряжения. При выбранном положении "Переменное" напряжение поступает, на контакты Х2 с включенных секций вторичной обмотки Т1. В положении SA3 "ПОСТ" напряжение выпрямляется диодным мостом VD1- VD4, сглаживается конденсатором С1 и подается на контакты ХЗ. По прибору PV1 контролируется выходное напряжение, светодиод HL1 сигнализирует о включении блока в сеть.

Детали: FU1 -предохранитель на 1...2 A
SA1 - тумблер МТЗ (сдвоенный), но можно использовать однополюсный МТ1
Трансформатор Т1 - самодельный понижающий с 10-ю отводами (1 - 2 В, 2 -6 В, 3 - 8 В, 4-11 В, 5-14 В, 6 - 17 В, 7 - 19 В, 8 - 23 В, 9 - 26 В, 10 - 28 В)
SA2 - галетный переключатель на 11 положений
SA3 - тумблер МТЗ
Диоды VD1...VD4 - КД202Д, установленные на радиаторы,
PV1 - измерительная головка марки М42100. Нужный предел шкалы устанавливается подбором сопротивления R2

Эта схема лабораторного блока питания способна работать с нагрузкой, потребляющей до 1,6 А. Конструкция имеет защиту от перегрузки и КЗ, а также защиту от возможного повышенного напряжения сети, что особенно актуально при проживании в сельской местности.

Напряжение сети через плавкий предохранитель идет на первичную обмотку понижающего трансформатора. Пониженное до 9 В напряжение со второй обмотки проходит на мостовой выпрямитель, на диодах Шотки VD2 - VD5. Пульсации напряжения сглаживаются большой ёмкостью С5, после чего идет на компенсационный стабилизатор напряжения, построенный с использованием дискретных компонентов.

Работа компенсационного стабилизатора: С увеличением входного напряжения или снижением тока нагрузки выходное напряжение пытается увеличиться. Из-за этого транзистор VT3 открывается сильнее, следовательно, сильнее откроется и VT1, который, шунтируя затвор-исток полевого транзистора VT2 и сопротивление канала сток-исток возрастает, напряжение на выходе стабилизатора понижается. Регулировку выходного напряжения осуществляют переменным сопротивлениемс R9. Стабилитрон VD6 защищает полевой транзистор

Тумблером SB2 выбирают диапазон выходных напряжений 1...4 В или 2,3...9 В. Следует отметить, что схем лабораторных блоков питания с низким выходным напряжением от 1 В немного. Тумблером SB1 задают ток срабатывания защиты. Светодиод HL3 сигнализирует о сработавшем самовосстанавливающем предохранителе. Варистор RU1 защищает трансформатор и выпрямитель от возможных всплесков сетевого напряжения.

Сверхъяркие светодиоды HL1 и HL2 говорят о том, что блок питания включен в сеть, а также, являются подсветкой вольтметра.

Вместо микросхемы L7805ACV можно использовать отечественную микросхему КР142ЕН5 А, В, МС7805, МС32267, LM330T-5,0, LM2940T-5,0, LM9073. Вместо стабилизатора L7808CV можно использовать МС7808, UVI2940-8,0

Понижающий трансформатор ТП112-3-1 с напряжением ХХ на вторичной обмотке 11 В можно заменить на ТП114-2, ТП121-17. ТПП112-6. Понижающий трансформатор типа ТПП-224М от старого импульсного блока питания от отечественного компьютера «Электроника МС».

Все мастера, занимающиеся ремонтом электронной аппаратуры, знают о важности наличия лабораторного блока питания, с помощью которого можно получать различные значения напряжения и тока для использования при зарядке устройств, питании, тестировании схем и т. д. В продаже имеется много разновидностей таких аппаратов, но опытным радиолюбителям вполне по силам изготовить лабораторный блок питания своими руками. Использовать для этого можно бывшие в употреблении детали и корпуса, дополнив их новыми элементами.

Простое устройство

Самый простой блок питания состоит всего из нескольких элементов. Начинающим радиолюбителям будет несложно разработать и собрать эти легкие схемы. Главный принцип – создать выпрямительную схему для получения постоянного тока. При этом уровень напряжения на выходе меняться не будет, он зависит от коэффициента трансформации.

Основные компоненты для схемы простого блока питания:

Понижающий трансформатор;
Выпрямительные диоды. Можно включить их по схеме моста и получить полноволновое выпрямление либо использовать полуволновое устройство с одним диодом;
Конденсатор для сглаживания пульсаций. Выбирается электролитический тип емкостью 470-1000 мкФ;
Проводники для монтажа схемы. Их поперечное сечение определяется величиной нагрузочного тока.

Для конструирования 12-вольтового БП нужен трансформатор, который понижал бы напряжение с 220 до 16 В, так как после выпрямителя напряжение немного уменьшается. Такие трансформаторы можно найти в бывших в употреблении компьютерных блоках питания или приобрести новые. Можно встретить рекомендации о самостоятельной перемотке трансформаторов, но на первых порах лучше обойтись без этого.

Диоды подойдут кремниевые. Для устройств небольших по мощности есть в продаже уже готовые мосты. Важно их правильно подсоединить.

Это основная часть схемы, пока еще не совсем готовая к использованию. Надо поставить дополнительно после диодного моста стабилитрон для получения лучшего выходного сигнала.

Получившееся устройство является обычным блоком питания без дополнительных функций и способно поддерживать небольшие нагрузочные токи, до 1 А. При этом возрастание тока может повредить компоненты схемы.

Чтобы получить мощный блок питания, достаточно в этой же конструкции установить один или более усилительных каскадов на транзисторных элементах TIP2955.

Важно! Для обеспечения температурного режима схемы на мощных транзисторах необходимо предусмотреть охлаждение: радиаторное или вентиляционное.

Регулируемый блок питания

Блоки питания с регулировкой по напряжению помогут решать более сложные задачи. Имеющиеся в продаже устройства различаются по параметрам регулирования, показателям мощности и др. и подбираются с учетом планируемого использования.

Простой регулируемый блок питания собирается по примерной схеме, представленной на рисунке.

Первая часть схемы с трансформатором, диодным мостом и сглаживающим конденсатором похожа на схему обычного БП без регулирования. В качестве трансформатора также можно использовать аппарат из старого блока питания, главное, чтобы он соответствовал выбранным параметрам по напряжению. Этот показатель для вторичной обмотки ограничивает регулирующий предел.

Как работает схема:

Выпрямленное напряжение выходит к стабилитрону, который определяет максимальную величину U (можно взять на 15 В). Ограниченные параметры этих деталей по току требуют установки в схему транзисторного усилительного каскада;
Резистор R2 является переменным. Меняя его сопротивление, можно получить разные величины выходного напряжения;
Если регулировать также ток, то второй резистор устанавливается после транзисторного каскада. В данной схеме его нет.

Если требуется другой диапазон регулирования, надо установить трансформатор с соответствующими характеристиками, что потребует также включения другого стабилитрона и т. д. Для транзистора необходимо радиаторное охлаждение.

Измерительные приборы для простейшего регулируемого блока питания подойдут любые: аналоговые и цифровые.

Соорудив регулируемый блок питания своими руками, можно применять его для устройств, рассчитанных на различные значения рабочего и зарядного напряжения.

Двухполярный блок питания

Устройство двуполярного блока питания более сложное. Заниматься его конструированием могут опытные электронщики. В отличие от однополярных, такие БП на выходе обеспечивают напряжение со знаком «плюс» и «минус», что необходимо при питании усилителей.

Хотя изображенная на рисунке схема является простой, ее исполнение потребует определенных навыков и знаний:

Потребуется трансформатор со вторичной обмоткой, разделенной на две половины;
Одними из главных элементов служат интегральные транзисторные стабилизаторы: КР142ЕН12А – для прямого напряжения; КР142ЕН18А – для обратного;
Для выпрямления напряжения используется диодный мост, можно его собрать на отдельных элементах или применить готовую сборку;
Резисторы с переменным сопротивлением участвуют в регулировании напряжения;
Для транзисторных элементов обязательно монтировать радиаторы охлаждения.

Двухполярный лабораторный блок питания потребует установки также контролирующих приборов. Сборка корпуса производится в зависимости от габаритов устройства.

Защита блока питания

Самый простой метод защиты БП – установка предохранителей с плавкими вставками. Есть предохранители с самостоятельным восстановлением, не требующие замены после перегорания (их ресурс ограничен). Но они не обеспечивают полноценной гарантии. Зачастую происходит повреждение транзистора до перегорания предохранителя. Радиолюбители разработали различные схемы с применением тиристоров и симисторов. Варианты можно найти в сети.

Для изготовления кожуха устройства каждый мастер использует доступные ему способы. При достаточном везении можно найти готовое вместилище для прибора, но все равно придется менять конструкцию фронтальной стенки, чтобы поместить туда контролирующие приборы и регулирующие ручки.

Некоторые идеи для изготовления:

Измерить габариты всех компонентов и вырезать стенки из алюминиевых листов. На фронтальной поверхности нанести разметку и проделать необходимые отверстия;
Скрепить конструкцию уголком;
Нижнее основание БП с мощными трансформаторами должно быть усилено;
Для внешней обработки прогрунтовать поверхность, покрасить и закрепить лаком;
Схемные компоненты надежно изолируются от внешних стенок во избежание появления напряжения на корпусе при пробое. Для этого возможно проклеить стенки изнутри изолирующим материалом: толстым картоном, пластиком и т. д.

Многие устройства, особенно большой мощности, требуют установки охлаждающего вентилятора. Его можно сделать с функционированием в постоянном режиме либо изготовить схему автоматического включения и выключения по достижении заданных параметров.

Схема реализуется установкой термодатчика и микросхемы, обеспечивающей управление. Чтобы охлаждение было эффективным, необходим свободный доступ воздуха. Значит, задняя панель, около которой монтируют кулер и радиаторы, должна иметь отверстия.

Важно! Во время сборки и ремонта электротехнических устройств надо помнить об опасности поражения электрическим током. Конденсаторы, находившиеся под напряжением, разряжать обязательно.

Собрать качественный и надежный лабораторный блок питания своими руками возможно, если использовать исправные компоненты, четко просчитывать их параметры, пользоваться проверенными схемами и необходимыми приборами.