Саморобний лабораторний регульований БП

Багато різних лабораторних блоків живлення представлено в інтернеті на радіотехнічних сайтах, правда. Ця ж схема відрізняється досить високою складністю, яка виправдовується якістю, надійністю і універсальністю БП. Представляємо повністю саморобний блок живлення з двухполяркой 2 х 30 В, з регульованим струмом до 5 А і цифровим світлодіодним А / В метром.

Насправді це два однакових блоку живлення в одному корпусі, що значно збільшує функціональність і можливості пристрою, дозволяючи об’єднати потужності каналів аж до 10 Ампер. У той же час це не типовий симетричний джерело живлення, хоча тут можна підключати послідовні виходи для отримання більш високої напруги або псевдо симетрії, розглядаючи загальне з’єднання як масу.

Схеми модулів лабораторного БП

Всі схеми плат харчування були спроектовані з нуля, також і всі друковані плати є самостійною розробкою. Перший модуль «Z» – це діодний міст, фільтрація напруги, формування негативного напруги для живлення операційних підсилювачів, джерело позитивної напруги 34 В постійного струму для операційних підсилювачів, харчування від окремого допоміжного трансформатора, реле, що використовується для перемикання обмоток головного трансформатора, керованих від іншої друкованої плати, і джерело живлення 5 В 1 A для вимірювачі потужності.

Модулі «Z» обох блоків були сконструйовані так, щоб бути майже симетричними (щоб краще вписуватися в корпус БП). Завдяки цьому роз’єми ARK були розміщені на одній стороні для підключення проводів і радіатора для мостового випрямляча, а плати, як показано на малюнках, розміщені симетрично.

Тут використано 8-приміщення повинна бути захищена діодний міст. Основні трансформатори мають подвійні вторинні обмотки, кожна 14 В і струм трохи більше 5 А. Блок живлення був розрахований на 5 ампер, але виявилося, що при повній напрузі 30 В не виходить повних 5 А. Проте, немає проблем з навантаженням 5 ампер при більш низькій напрузі (до 25 В).

Другий модуль являє собою розширений варіант блоку живлення з операційними підсилювачами.

Залежно від того, навантажений джерело живлення або знаходиться в режимі очікування, напруга в області підсилювача U3, відповідального за обмеження струму, змінюється (при тій же налаштування меж потенціометра). Схема порівнює напруга на потенціометрі P2 з напругою на резисторі R7. Частина цього падіння напруги подається на інверсний вхід U4. Завдяки цьому вихідна напруга залежить від налаштування потенціометра і практично не залежить від навантаження. Майже тому, що за шкалою від 0 до 5 А відхилення знаходиться на рівні 15 мВ, чого на практиці досить, щоб отримати стабільне джерело для управління схемами LM3914, що утворюють світлодіодну лінійку.

Схема візуалізації особливо корисна, коли для регулювання використовуються багатооборотні потенціометри. Чудово, що за допомогою такого потенціометра можна легко встановити напругу з точністю до третього знака після коми. Кожен світлодіод в лінійці відповідає току 0,25 А, тому, якщо межа струму нижче 250 мА, лінія не відображається.
Режим перегляду лінійки можна змінити з точки до лінійки, але тут обрана точка, щоб уникнути впливу занадто великої кількості світлових точок і знизити енергоспоживання.

Наступним модулем є система перемикання обмоток і система управління вентиляторами, що встановлені на радіаторах старих процесорів.

Харчування ланцюгів від незалежних обмоток допоміжного трансформатора. Тут використані м / с ОУ LM358, які містять всередині два операційних підсилювача. Як датчик температури використаний транзистор BD135. Після перевищення 55C вентилятори включаються, а після охолодження приблизно до 50C автоматично вимикаються. Система перемикання обмотки реагує на значення напруги на клемах прямого виходу джерела живлення і має гістерезис близько 3 В, тому не буде занадто частого спрацьовування реле.

Вимірювання напруги і струму навантаження здійснюється за допомогою чіпів ICL7107. Плати лічильників є двосторонніми і мають таку конструкцію, що для кожного джерела живлення на одній платі є вольтметр і амперметр.

З самого початку ідея полягала в тому, щоб візуалізувати параметри блоків живлення на семисегментних LED дисплеях, тому що вони більш читабельні, ніж РК-дисплей. Але ніщо не заважає вимірювати температуру радіаторів, перемикачів обмоток і системи охолодження на одному МК Atmega, навіть відразу для обох джерел живлення. Це питання вибору. Використання мікроконтролера вийде дешевше, але як вже писали вище – це справа смаку.

Всі допоміжні системи живляться від трансформатора, який був перемотаний шляхом видалення всіх обмоток, крім мережевий 220 В (первинної). Для цієї мети використовувався TS90 / 11.

Як вторинної обмотки намотані 2 x 26 В перерви для харчування операційних підсилювачів, 2 x 8 В перерви для харчування індикаторів і 2 x 13 В для живлення контролю температури. Всього було створено шість незалежних обмоток.

Корпус і рахода на збірку

Весь БП поміщений в корпус, який також був розроблений з нуля. Він був зроблений на замовлення. Відомо, що в домашніх умовах складно зробити гідну коробку (особливо металеву).

Алюмінієва лицьова панель, яка використовується для кріплення всіх індикаторів і додаткових елементів, була виготовлена ​​на фрезерному верстаті відповідно до конструкції.

Безумовно, це не малобюджетна реалізація, враховуючи покупку двох потужних тороїдальних трансформаторів та виконання корпусу на замовлення. Хочете простіше і дешевше – робіть такі БП.

Решту можна оцінити виходячи з цін в інтернет-магазинах. Звичайно, деякі елементи були отримані з власних запасів, але їх теж потрібно буде купувати, створюючи блок живлення з нуля. Загальна вартість вийшла на рівні 10000 гривень.

Збирання та налагодження ЛБП






Рекомендуємо будувати цей лабораторний БП в наступному порядку:

  1. Збірка і перевірка модуля з мостовим випрямлячем, фільтрацією і реле, підключення до трансформатора і активація реле від незалежного джерела для перевірки вихідних напруг.
  2. Виконання модуля перемикання обмоток і контролю охолодження радіаторів. Запуск цього модуля полегшить настройку майбутнього джерела живлення. Для цього знадобиться інше джерело живлення для подачі регульованого напруги на вхід системи, що відповідає за управління реле.
  3. Температурна частина схеми може бути налаштована шляхом моделювання температури. Для цієї мети використовувалася теплова гармата, яка акуратно нагрівала радіатор з датчиком (BD135). Температура вимірювалася за допомогою датчика, включеного в мультиметр (в той час не було готових точних вимірювачів температури). В обох випадках настройка зводиться до підбору PR201 і PR202 або PR301 і PR302 відповідно.
  4. Потім запускаємо блок живлення, регулюючи RV1 таким чином, щоб отримати 0 В на виході, що корисно при налаштуванні обмеження струму. Саме обмеження залежить від значень резисторів R18, R7, R17.
  5. Регулювання А / В індикаторів зводиться до налаштування опорних напруг між контактами 35 і 36 мікросхем ICL. У вимірі напруги і струму використовувався зовнішній еталонний джерело. У випадку з вимірювачами температури така точність не потрібна, а відображення з десятковим знаком все ж дещо перебільшено. Передача показань температури здійснюється одним випрямним діодом (на схемі їх три). Це пов’язано з дизайном друкованої плати. На ній є дві перемички.
  6. Безпосередньо на вихідних клемах до вольтметру підключений дільник напруги і резистор 0,01 Ом / 5 Вт, на якому падіння напруги використовується для вимірювання струму навантаження.

Додатковим елементом джерел живлення є схема, яка дозволяє включати тільки одне джерело живлення без необхідності використання другого каналу, незважаючи на той факт, що допоміжний трансформатор живить обидва канали джерела живлення відразу. На тій же платі розміщена система для включення і виключення блоку живлення за допомогою однієї слаботочной кнопки (для кожного каналу блоку живлення).

Схема живиться від інвертора, який в стані очікування споживає близько 1 мА від мережі 220 В.

Ссылка на основную публикацию