Мини лабораторный блок питания своими руками

Содержание

Доброго времени суток форумчане и гости сайта Радиосхемы! Желая собрать приличный, но не слишком дорогой и крутой блок питания, так чтоб в нём всё было и ничего это по деньгам не стоило, перебрал десятки вариантов. В итоге выбрал лучшую, на мой взгляд, схему с регулировкой тока и напряжения, которая состоит всего из пяти транзисторов не считая пары десятков резисторов и конденсаторов. Тем не менее работает она надёжно и имеет высокую повторяемость. Эта схема уже рассматривалась на сайте, но с помощью коллег удалось несколько улучшить её.

Я собрал эту схему в первоначальном виде и столкнулся с одним неприятным моментом. При регулировке тока не могу выставить 0.1 А — минимум 1.5 А при R6 0.22 Ом. Когда увеличил сопротивление R6 до 1.2 Ом — ток при коротком замыкании получился минимум 0.5 А. Но теперь R6 стал быстро и сильно нагреваться. Тогда задействовал небольшую доработку и получил регулировку тока намного более шире. Примерно от 16 мА до максимума. Также можно сделать от 120 мА если конец резистора R8 перекинуть в базу Т4. Суть в том, что до падения напряжения резистора добавляется падения перехода Б-Э и это дополнительное напряжение позволяет раньше открыть Т5, и как следствие — раньше ограничить ток.

Рекомендуем такой вариант схемы с мультисима. Добавлен резистор (R9 100 Ом) в базу Т5 (Q5) для ограничения тока при крайнем левом положении резистора R8 (470 Ом). Регулирует от 10 мА до максимума.

На базе этого предложения провёл успешные испытания и в итоге получил простой лабораторный БП. Выкладываю фото моего лабораторного блока питания с тремя выходами, где:

1-выход 0-22в
2-выход 0-22в
3-выход +/- 16в

Также помимо платы регулировки выходного напряжения устройство было дополнено платой фильтра питания с блоком предохранителей. Что получилось в итоге — смотрите далее:

Отдельная благодарность за улучшение схемы — Rentern. Сборка, корпус, испытания — aledim.

Обсудить статью ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Дата: 12.02.2016 // 0 Комментариев

Собирая лабораторный блок питания своими руками, многие сталкиваются с проблемой выбора схемы. Импульсные блоки питания при наладке самодельных передатчиков или приемников могут давать нежелательные помехи в эфир, а линейные блоки питания зачастую не в силах развивать большую мощность. Почти универсальным блоком может стать простой линейный блок питания 1,3 – 30В и током 0 – 5А, который будет работать в режиме стабилизации тока и напряжения. При желании им можно будет, как зарядить аккумулятор, так и запитать чувствительную схему.

В сети гуляет интересная схема, которая обсуждалась на множестве форумов, отзывы по ней были ну совсем неоднозначные. Ниже приводим оригинал этой схемы, и вкратце расскажем, откуда она взята. На основе ее мы сделаем лабораторный блок питания своими руками.

Это почти классика. Блок питания реализован на стабилизаторе напряжения LM317, который может регулировать напряжение в пределах 1,3 – 37В. Работая в паре с мощным транзистором КТ818, схема способна протянуть через себя уже значительный ток. Ограничитель и стабилизатор тока, так называемая защита лабораторного блока питания, организована на LM301.

Если обратиться к первоисточникам, можно увидеть, что основа схемы описывалась в разных книгах, например Г. Шрайбер «300 схем источников питания» стр. 39.

А также упоминалась в книге П. Хоровиц «Искусство схемотехники» том 1, стр. 358.

Новичкам, собирающий первый блок питания, рекомендуем ознакомиться с вышеупомянутой литературой, там есть, что для себя почерпнуть.

Как видим, основа особо не поменялась, схема обросла парой фильтрующих конденсаторов, диодными мостами и весьма странным способом включения измерительной головки. Также применяется транзистор КТ818, который значительно уступает по мощности MJ4502 или MJ2955.

Лабораторный блок питания своими руками 1,3-30В 0-5А

Немножко подумав, мы сделали свою интерпретацию данного блока питания. Повысили емкость входных конденсаторов, убрали элементы измерительной головки и добавили парочку защитных диодов. Применения в этой схеме КТ818 было абсолютно неоправданно, он безбожно грелся и безвозвратно издох, пока его не заменили парой недорогих транзисторов TIP36C, которые включили параллельно.

Настройку блока питания необходимо проводить в несколько этапов:

Первое включение производится без LM301 и транзисторов. Регулятором Р3 проверяем, как регулируется напряжение. За регулировку напряжения отвечают LM317, Р3, R4 и R6, С9.

Если регулировка напряжения производиться нормально, тогда к схеме подключаем транзисторы. Пару транзисторов покупать лучше с одной партии, с максимально близким hFE. Для нормальной работы параллельно включенных транзисторов, в цепи эмиттера должны находиться балансировочные резисторы R7 и R8. Номинал R7 и R8 необходимо подбирать, сопротивление должно быть максимально низким, но достаточным, что бы ток проходящий через Т1 был равен току проходящим через Т2. На данном этапе к выходу БП можно подключать нагрузку, но ни в коем случае не стоит устраивать КЗ – транзисторы моментально выйдут из строя, забрав с собой и LM317.

Следующим этапом станет установка LM301. Важно убедиться, что на 4-й ножке операционного усилителя присутствует -6 В. Если там +6 В, то необходимо внимательно осмотреть, как у Вас включен диодный мост BR2 и правильно ли подключен конденсатор С2. Питание LM301 (7я ножка) МОЖНО брать с выхода БП.

Вся дальнейшая настройка сводиться к подгону Р1 под максимальный рабочий ток блока питания. Как видим, настроить лабораторный блок питания своими руками будет совсем не трудно, главное не допустить ошибки при монтаже.

Используемые нами основные компоненты:

Трансформатор ТПП 306-127/220-50. Позволяет выжать с каждой 20 вольтовой обмотки по 2,56 А, включив их параллельно получим 5,12 А. Остальные обмотки идут на питание операционного усилителя, вентилятора и цифрового вольтамперметра;
Стабилизатор — LM317К;
Транзисторы — TIP36C;
Операционный усилитель — LM301AN;
Конденсаторы электролитические – номинал см. схему, максимальным напряжением до 50В;
Диоды BR2 – 1N1007;
Диоды BR1 — MBR20100CT;
Резисторы R1 – 33 Ом, 2Вт;
Резисторы R5, R7, R8 – 0,1 Ом, 5Вт;
Остальные резисторы мощностью — 0,25Вт;
Резисторы Р1 – многооборотный подстроечный 470 кОм;
Предохранитель F2 – самовосстанавливающейся предохранитель от Littelfuse на 7А/30В.

Лабораторный блок питания 30в 5а, результат

Плата управления собранная на макетке.

Плата основного диодного моста.

Транзисторы установлены на радиатор от Cooler Master CMDK8, этот боксовый куллер способен рассеивать мощность до 95 Вт.

Внутри блока расположен 80мм дополнительный вентилятор, охлаждающий диодный мост и трансформатор, а также обдувающий радиатор транзисторов с тыльной стороны.

Все это добро засунуто в добротный радиолюбительский корпус, оставшийся со времен СССР. Вот таким вышел у нас лабораторный блок питания своими руками.

Подключение цифрового вольтамперметра избавило нас от измерительных стрелочных приборов.

Демонстрация работы:

В работе с максимальным током в 5 А транзисторы остаются теплыми благодаря хорошей системе охлаждения, температура основного диодного моста также в норме, т.к. там используются мощные диоды Шоттки и вентилятор, который охлаждает этот мост и трансформатор. При полной нагрузке все таки происходит небольшой нагрев трансформатора. Вес блока составил порядка 4 кг.

Уже изготовив данный блок, пришла идея, как можно немного переделать схему и получить этот лабораторный блок питания с нуля вольт. Но это уже будет другая история…

Работы наших читателей

Ниже будем добавлять работы наших читателей, присылайте в комментах фото своих лабораторных блоков питания собранные по этой схеме, будем добавлять в статью, так станет интересней.

Алексей.

Лабораторный блок питания собрал своими руками Виктор. Трансформатор: взял с бесперебойника. Транзисторы: пара TIP36C. На выходе: ток до 5А.

Корпус подошел от распределительной коробки, размер лабораторного БП 24х19х9,5 см, вес 4,5 кг. По затратам на все ушло около 900 рублей.

Лабораторный блок питания выдает напряжение 1.3… 25 вольт, максимальное честное напряжение 19,5 при нагрузке 5 ампер, это почти, то напряжение, которое выдает трансформатор до диодного моста и конденсаторов.

Самодельный лабораторный блок питания от Валерия. Трансформатор: ТПП-307: пара TIP36C. На выходе: ток до 3,6А. Из за проблем с трансформатором, выжать больше не получилось.

Еще один лабораторный блок питания от Алексея. Трансформатор: ТПП-312: Силовые транзисторы пара TIP36C. На выходе: ток до 5,5А. Из за небольшой ошибки в трассировке дорожек этот БП занял у Алексея очень много времени и сил.

Свой лабораторный блок питания, который собран по нашей схеме, прислал нам Сергей. Транзисторы: пара TIP36C. Трансформатор: перемотанный трансформатор от UPS. Отдельно хотелось отметить, что такой трансформатор без перемотки не хотел корректно работать в БП. Дополнительно Сергей модифицировал свой блок питания, а именно оснастив его системой автоматической регулировки оборотов вентилятора, снятой со старого компьютерного блока питания. Стоимость блока получилась примерно в 2700 руб.

Этот лабораторный блок питания мы получили от Александра. Во время сборки Александр не однократно сталкивался с различными проблемами, не смог подружить пару транзисторов и не сразу разобрался с питанием LM301. Но благополучно их решил и не стал опускать руки. Транзисторы: пара TIP36C. Трансформатор: ТПП 322. На выходе 30В и 5А.

Такой блок мы получили от Андрея. Выдает 19,5-20 В и 5 А. Порог установлен на 4,5 А. Хотя однако трансформатор может намного больше (32 В; 6 А). Добавлены последовательно к переменным резисторам еще по одному, номиналом 10% от базового. Транзисторы: пара TIP36C. Трансформатор: тороидальный от радиолы.

Хочу поделиться с вами тем, как я собрал себе мини лабораторный (читай регулируемый) блок питания на 24 В, 6 А (12 А в КЗ). Идея и схема не являются продуктом моей интеллектуальной деятельности, я просто их повторил. Необходимость в таком блоке питания возникла уже давно, с ним легко диагностировать неисправности при ремонте различной электронной аппаратуры и он имеет небольшие габаритные размеры, что позволяет сэкономить и без того небольшое рабочее пространство домашнего мастера-ломастера.

Итак, схема устройства представлена ниже. Сразу приведу ссылку на видео-инструкцию, которой пользовался я.

Далее заказал я дождался с али всех необходимых компонентов. Откопал в закромах старый DVD-ROM, выпотрошил его и подготовил его корпус и ещё две 5" заглушки от системника (одного цвета не нашлось). В итоге вот так выглядит стартовый набор для сборки.

Затем я срезал ножницами по металлу выступающие части корпуса спереди и сзади, и прикрутил заглушки на винтики М3, которые очень часто встречаются системных блоках.

Внутреннюю поверхность корпуса пришлось немного подрихтовать молотком, так как на ней были выступающие части, которые значительно сокращали высоту монтажа.

Так как корпус металлический, необходимо было принять меры по изоляции верхней и нижней стенки корпуса. Для этого я ничего лучше придумать не смог, чем взять один лист прозрачной плёнки, которую я использую для печати фотошаблонов. Приклеил её в нескольких местах на двухсторонний скотч.

Далее прикинул расположение компонентов и просверлил отверстия под стойки. Для монтажа платы БП пришлось использовать самодельные стойки-втулки, сделанные из кусочков от пластикового дюбеля. Так как при использовании готовых металлических стоек, даже минимальной высоты, радиаторы БП упирались в верхнюю стенку корпуса.

Вентиляционные отверстия в корпусе предусмотрел с обоих боков. Насверлил и снял фаску сверлом большего диаметра.

Затем дремелем вырезал отверстия под дисплей, под разъем питания с задней стороны, а так же высверлил отверстия под остальную периферию на передней стенке.

Чтобы удобно можно было регулировать напряжение и ток, необходимо заменить подстроечные резисторы на плате понижающего преобразователя на переменные резисторы на 10 кОм, и подвести провода к плате.

Затем спаял всю проводку внутри корпуса согласно схеме. Так же необходимо замкнуть между собой контакты DATA+ и DATA-, иначе телефоны будут думать, что подключены к системному блоку компьютера и значительно ограничат ток зарядки. Как можно наблюдать на фото, я временно открутил переднюю и заднюю панели от корпуса, так как в отличии от предложенного на видео способа монтажа, прикрепил их не к нижней части корпуса, а к верхней, это удобнее с точки зрения их монтажа, но доставляет определённые неудобства при финальной сборке.

При первом включении подключать дисплей не следует. Так как он питается от меньшего понижающего преобразователя напряжения, который будет подключен к USB порту и на нем сначала нужно выставить ровно 5 В (это значение не будет зависеть в дальнейшем от вращения ручек регулировки).

Далее собрал всю оставшуюся проводку и проверил показания вольтметра и амперметра. Оказалось их нужно немного настроить. Для этого на плате с дисплеем имеется два маленьких подстроечных резистора. Подключив мультиметр, привел показания более-менее к соответствию.

Далее для эстетичности как смог, зафиксировал проводку стяжками.

Чтобы ЛБП не катался по столу на торчащих головках от болтов, приклеил резиновые ножки.

Далее тестируем работу, для начала решил проверить питание от USB портов, подключил телефон. Как видим телефон у меня в режиме зарядки потребляет 350 мА. Почему так мало? Потому что я закрутился и забыл замкнуть между собой контакты DATA+ и DATA- USB разъёма))) нужно будет устранить этот косячек. А так же показания 5 В это совпадение. На самом деле неважно какое напряжение будет выставлено на вольтметре, на USB портах всегда будет 5 В, так как это напряжение задается подстроечным резистором на самой плате step-down преобразователя и не зависит от положения ручек регулировки.

Так же у меня недавно сгорела зарядка от моей бритвы, решил проверить питание от основных клемм на ней. Выставил 15 В, как видим бритва при зарядке берет ток всего 190 мА.

И вот финальный вид готового мини ЛБП.

И теперь главный вопрос, а сколько же стоили комплектующие для сборки? Вот вам подробная смета, первые три детали куплены в Китае, остальные в местном радиомагазине:

1. Блок питания 24 В, 6 А — 667 р;
2. Понижающий, регулируемый преобразователь — 293 р;
3. Вольтметр — 192 р;
4. Step-down преобразователь 3А — 35 р;
5. Штекер питания AC — 20 р;
6. Гнезда "бананы" — 2х15 р — 30 р;
7. Штекеры "бананы" — 2х15 р — 30 р;
8. USB порт, двойной — 25 р;
9. Стойки М3 — 6х6 р — 36 р;
10. Кнопка включения — 20 р;
11. Гайки М3 — 6х3 — 18 р;
12. Переменные резисторы — 2х25 — 50 р;
13. Ручки для резисторов — 2х11 р — 22 р;
14. Корпус от DVD привода — бесплатно. Но БУ можно купить за 100 р.

ИТОГО: 1438 рубля.

Для любителей сравнивать, в местных магазинах ЛБП стоят от 2500 р. Сборка заняла у меня один выходной день и два вечера после работы.

Про нагрев: радиаторы начинают греться только при продолжительной работе на нагрузке, близкой к максимальной. Я не планирую использовать этот БП на предельных режимах, но если всё же будет такая необходимость, всегда можно добавить вентилятор.