Відразу відповім на запитання: так, цей блок живлення я робив для себе, хоч і маю пристойний лабораторний блок; це для харчування дитячих електричних батарейних іграшок, ніж смикати головний сильний. І тепер, коли я начебто виправдався за таку солідну, як для досвідченого радіопаяча конструкцію - можна перейти до докладного її опису:-)
Схема джерела напруги на ЛМ317
Загалом була пристойна саморобна металева коробочка зі стрілочним індикатором, в якій давно мешкала зарядка (). Але працювала вона слабко, тому після покупки цифрової універсальної Imax B6- Всередині неї задумав розмістити БП до 12 вольт, щоб електронні дитячі іграшки живити (роботи, моторчики і так далі).
Спершу підбирав трансформатор. Імпульсний не хотів ставити - чи мало бахне раптом або де коротне, річ у дитячу кімнату планується. Поставив ТП20-14, який після пари хвилин і бахнув)) Точніше задимів від міжвиткового, тому що цей трансформатор валявся років 20 у тумбочці. Ну нічого - замінив на надійний китайський 13В/1А від якоїсь магнітоли (теж років 15 їй було).
Наступний етап складання блоку живлення – випрямляч з фільтром. Це означає діодний міст із конденсатором на 1000-5000 мікрофарад. Паяти його на розсипусі не хотів - поставив готову хустку.
Добре, вже маємо 15 вольт постійки! Їдемо далі... Тепер регулювання цих вольт. Можна було зібрати на парі транзисторів найпростіший регуляторале щось облом. Найшвидше рішення – мікросхема LM317. Усього 3 деталі - регулятор змінний, резистор 240 Ом та сама мікросхема-стабілізатор, яка на щастя завалялася в коробці. І навіть не паяна!
От тільки вона не заробила... Я сидів і тупо дивився на неї: невже дохла попалася? Спершу трансформатор, тепер вона... Ні, рішуче нерушний день!
Наступного ранку, на тверезу голову, помітив що 2 і 3 висновки переплутані місцями)) Перепаяв і все стало регулюватися. Від 1,22 до 12В рівно. Залишилося підпаяти стрілочний індикатор, що перемикається тумблером як вольт/амперметр і світлодіоди індикації живлення та вихідної напруги. Просто червоний через пару кілоом на вихід повісив, щоб було видно приблизно що робиться, такий собі додатковий захист від подачі 10 на 3-вольтову іграшку.
І про захист. Їх тут нема. Навіть при КЗ напруга просідає і світлодіоди тьмяніють. Струм замикання близько 1,5 Ампер. Але вигадувати електронні запобіжники не став - сам слабкий трансформатор грає роль струмообмежувача. Якщо вам захочеться повторити конструкцію за всіма правилами.
Ще з особливостей мікросхеми відзначу падіння напруги близько 2 В. Це не багато і не мало – середньо, як для таких стабілізаторів.
Конденсатор на виході поставив 47 мкФ на 25 В. Захисний діод ставити не став, кажуть, він не обов'язковий. Резистор змінний 6,8 кім - але він працює у вузькому секторі повороту ручки, краще замінити на 2-3 кім. Або поставити послідовно ще один, постійного опору.
Підсумки роботи
Підіб'ємо короткі підсумки: схема однозначно робоча і рекомендована до повторення майстрами-початківцями, які роблять перші кроки, або тими кому ліньки витрачати час/гроші на . Те, що мінімальний поріг 1,2 В – не проблема. Я наприклад не пам'ятаю нагоди, щоб мені знадобилося менше вольта))
Харчування (БП) спрощується у багато разів. По-перше, є можливість зробити регулювання. По-друге, стабілізація харчування провадиться. Причому за відгуками багатьох радіоаматорів, ця мікроскладання в рази перевершує вітчизняні аналоги. Зокрема, її ресурс дуже великий, не йде ні на яке порівняння ні з яким іншим елементом.
Основа блоку живлення – трансформатор
Необхідно використання в якості перетворювача напруги. Його можна взяти від практично будь-якої побутової техніки- магнітофонів, телевізорів та ін. Також можна використовувати трансформатори марки ТВК-110, які встановлювалися у блоці кадрової розгортки чорно-білих телевізорів. Щоправда, у них вихідна напруга всього 9, а струм досить маленький. І якщо потрібно запитувати потужного споживача, його явно не вистачить.
Але якщо потрібно зробити потужний БП, то розумніше використовувати їхню потужність повинна становити хоча б 40 Вт. Щоб на мікроскладанні LM317T блок живлення для ЦАП зробити, вам знадобиться вихідна напруга 3,5-5 В. Саме таке значення потрібно підтримувати в мікроконтролері. Не виключено, що потрібно вторинну обмоткутрохи змінити. Первинна при цьому не перемотується, лише проводиться її ізоляція (за потребою).
Випрямлювальний каскад
Нічого в ній складного немає, тільки слід визначитися з тим, який тип випрямлення потрібно використовувати. Схема випрямляча може бути:
- однонапівперіодна;
- двонапівперіодна;
- бруківка;
- з подвоєнням, потроєнням, напругою.
Останню розумно застосовувати, якщо, наприклад, на виході трансформатора у вас 24, а потрібно отримати 48 або 72. При цьому неминуче зменшується вихідний струм, це слід враховувати. Для простого блоку живлення найбільше підходить бруківка схема випрямляча. Використовувана мікроскладання LM317T блок живлення потужний не дозволить зробити. Причина цього - потужність самої мікросхеми становить лише 2 Вт. Мостова схема дозволяє позбутися пульсацій, та й ККД у неї на порядок вище (якщо порівнювати з однополуперіодною схемою). Допускається у випрямлювальному каскаді використовувати як діодні збирання, так і окремі елементи.
Корпус для блоку живлення
Як матеріал для корпусу розумніше використовувати пластик. Він зручний в обробці, піддається деформації під час прогріву. Іншими словами, можна легко надати заготовкам будь-яку форму. А для висвердлювання отворів не потрібно багато часу. Але можна трохи попрацювати і зробити гарний, надійний корпус із листового алюмінію. Звичайно, з ним мороки буде більше, зате зовнішній вигляд виявиться приголомшливим. Після виготовлення корпусу з листового алюмінію його можна ретельно зачистити, прогрунтувати і нанести по кілька шарів фарби і лаку.
До того ж ви відразу вб'єте двох зайців - отримаєте гарний корпус і забезпечите додаткове охолодження мікроскладання. На LM317T блок живлення побудований за таким принципом, що стабілізація здійснюється із виділенням великої кількості тепла. Наприклад, у вас на виході випрямляча 12 Вольт, а стабілізація повинна видати 5 В. Ось ця різниця, 7 Вольт, йде на нагрівання корпусу мікроскладання. Отже, вона потребує якісного охолодження. І алюмінієвий корпус сприятиме цьому. Втім, можна вчинити і просунутіше - змонтувати на радіаторі термовимикач, який керуватиме кулером.
Схема стабілізації напруги
Отже, у вас є мікроскладання LM317T, схема блоку живлення на ній перед очима, тепер потрібно визначити призначення її висновків. Їх у неї всього три - вхід (2), вихід (3) та маса (1). Поверніть корпус лицьовою стороною до себе, нумерація здійснюється зліва направо. Ось і все тепер залишилося здійснити стабілізацію напруги. А зробити це нескладно, якщо випрямний блок та трансформатор уже готові. Як ви розумієте, мінус з випрямляча подається на перший висновок збирання. З плюсу випрямляча відбувається подача напруги другого висновок. З третього знімається стабілізована напруга. Причому по входу та виходу необхідно встановити електролітичні конденсаториз ємністю 100 мкФ та 1000 мкФ відповідно. Ось і все, тільки на виході бажано поставити постійний опір (порядку 2 ком), який дозволить електролітам швидше розряджатися після вимкнення.
Схема блоку живлення з можливістю регулювання напруги
Зробити регульований блок живлення на LM317T виявляється простіше простого, для цього не потрібно особливих знаньта умінь. Отже, у вас вже є блок живлення зі стабілізатором. Тепер його можна трохи модернізувати, щоб на виході змінювати напругу, залежно від того, яке вам потрібно. Для цього достатньо відключити перший висновок мікроскладання від мінусу живлення. По виходу включаєте послідовно два опори - постійний (номінал 240 Ом) та змінний (5 кОм). У місці їх з'єднання підключається перший висновок мікроскладання. Такі нескладні маніпуляції дозволяють створити регульований блок живлення. Причому максимальна напруга, що подається на вхід LM317T може становити 25 Вольт.
Додаткові можливості
Із застосуванням мікроскладання LM317T схема блоку живлення стає більш функціональною. Звичайно, в процесі експлуатації блоку живлення вам потрібно буде проводити контроль основних параметрів. Наприклад, споживаного струму або вихідної напруги (особливо це є актуальним для схеми з регулюванням). Тому на лицьовій панелі необхідно змонтувати індикатори. Крім того, вам потрібно знати, чи увімкнено в мережу блок живлення. Обов'язок сповіщати вас про включення в мережу краще покласти на світлодіод. Дана конструкція цілком надійна, тільки харчування для нього потрібно брати з виходу випрямляча, а не мікроскладання.
Для контролю струму та напруги можна використовувати стрілочні індикатори з градуйованою шкалою. Але якщо хочеться зробити блок живлення, який не поступатиметься лабораторним, можна скористатися і РК-дисплеями. Щоправда, для вимірювання струму та напруги на LM317T схема блоку живлення ускладнюється, тому що необхідне використання мікроконтролера та спеціального драйвера – буферного елемента. Він дозволяє підключати до портів введення-виведення контролера РК-дисплей.
Блок живлення - необхідна річв арсеналі будь-якого радіоаматора. І я пропоную зібрати дуже просту, але водночас стабільну схему такого пристрою. Схема не складна, а набір деталей для збирання – мінімальний. А тепер від слів до діла.
Для складання потрібні такі комплектуючі:
АЛЕ! Всі ці деталі представлені точно за схемою, і вибір комплектуючих залежить від характеристики трансформатора, та інших умов. Нижче представлені компоненти згідно зі схемою, але їх ми самі підбиратимемо!
Трансформатор (12-25 Ст)
Діодний міст на 2-6 А.
C1 1000 мкФ 50 Ст.
C2 100 мкФ 50 Ст.
R1 (номінал підбирається в залежності від трансформатора, він служить для запиту світлодіода)
R2 200 Ом
R3 ( змінний резистор, підбирається теж, його номінал залежить від R1, але про це пізніше)
Мікросхема LM317T
А також інструменти, які знадобляться під час роботи.
Відразу наводжу схему:
Мікросхема LM317 є регулятором напруги. Саме на ній я і збиратиму цей пристрій.
І так, приступаємо до збирання.
Крок 1.Для початку потрібно визначити опір резисторів R1 та R3. Справа в тому, який трансформатор ви оберете. Тобто потрібно підібрати правильні номінали, і в цьому нам допоможе спеціальний онлайн-калькулятор. Його можна знайти ось за цим посиланням:
Я сподіваюся, ви розберетеся. Я розраховував резистор R2, взявши R1=180 Ом, а вихідна напруга 30 В. Разом вийшло 4140 Ом. Тобто мені потрібний резистор на 5 ком.
Крок 3Спочатку поясню, що куди впаювати. До контактів 1 та 2 – світлодіод. 1 – це катод, 2 – анод. А резистор для нього (R1) вважаємо тут:
До контактів 3, 4, 5 – змінний резистор. А 6 та 7 не знадобилися. Це було задумано для підключення вольтметра. Якщо вам це не потрібно, просто відредагуйте завантажену плату. Ну а якщо знадобиться, то встановіть перемичку між 8 та 9 контактами. Плату я робив на гетинаксі, методом ЛУТ, труїв у перекисі водню (100 мл перекису + 30 г.). Лимонної кислоти+ Чайна ложка солі).
Тепер про трансформатор. Я взяв силовий трансформаторТС-150-1. Він забезпечує напругу 25 вольт.
Крок 4.Тепер потрібно визначитись із корпусом. Недовго думаючи, мій вибір упав на корпус від старого комп'ютерного блокухарчування. До речі, у цьому корпусі раніше був мій старий бп.
У передню панель я взяв від безперебійника, який дуже добре підійшов за розмірами.
Ось так приблизно її буде встановлено:
Щоб закрити дірку в центрі, я вклеїв невеликий шматок ДВП і просвердлив усі потрібні отвори. Ну і встановив роз'єм Banana.
Кнопка живлення залишилася ззаду. Її на фото поки що немає. Трансформатор я закріпив його «рідними» гайками до задніх ґрат вентилятора. Він точно підійшов за розмірами.
А на місце, де буде плата, теж приклеїв шматок ДВП, щоб уникнути замикання.
Крок 5. Тепер потрібно встановити плату та радіатор, припаяти всі необхідні дроти. І не забуваємо про запобіжник. Його я прикріпив зверху на трансформатор. На фото це все виглядає, якось страшно і не красиво, але це зовсім не так.
Залишається лише закрити верхню кришку. Її теж трохи приклеїв на термоклей до панелі. І тепер наш блок живлення готовий! Залишається його лише протестувати.
Цей блок здатний видавати максимальну напругу 32 В і силу струму до 2 ампер. Мінімальна напруга – 1,1 В, а максимальна 32 В.
Дякую, всім удачі!
Можна досить легко зробити джерело живлення, яке має стабільну напругу на виході та регулювання від 0 до 28В. Основа - дешева, посилена за допомогою двох транзисторів 2N3055. У такому схемному включенні вона стає більш ніж у 2 рази сильнішою. Ви можете при необхідності використовувати цю конструкцію для отримання і 20 ампер (майже без переробок, але з відповідним трансформатором і величезним радіатором з вентилятором), просто в своєму проекті не потребував такого великого струму. Ще раз нагадую: переконайтеся, що ви встановили транзистори на великий радіатор, 2N3055 можуть дуже нагріватися при повному навантаженні.
Список використаних у схемі деталей:
Трансформатор 2 x 15 вольт 10 ампер
D1...D4 = чотири MR750 (MR7510) діода або 2 x 4 1N5401 (1N5408).
F1 = 1 ампер
F2 = 10 ампер
R1 2k2 2,5 ват
R3,R4 0.1 Ом 10 ват
R9 47 0.5 ват
C2 two times 4700uF/50v
C3, C5 10uF/50v
D5 1N4148, 1N4448, 1N4151
D11 світлодіод
D7, D8, D9 1N4001
Два транзистори 2N3055
P2 47 або 220 Ом 1 ват
P3 10k підстроєчник
Хоча LM317і має захист від короткого замикання, перевантаження та перегріву, запобіжники у ланцюзі мережі трансформатора та запобіжник F2 на виході не завадять. Випрямлена напруга: 30 х 1.41 = 42.30 вольт, виміряна на С1. Отже, всі конденсатори повинні бути розраховані на 50 вольт. Увага: 42 вольт є напруга, яка може бути на виході, якщо один з транзисторів буде пробитий!
Регулятор P1 дозволяє змінювати вихідну напругу будь-яке значення між 0 і 28 вольт. Бо в LM317мінімальна напруга 1,2 вольта, то щоб отримати нульову напругу на виході БП - поставимо 3 діоди, D7, D8 і D9 на виході LM317до бази 2N3055транзисторів. У мікросхеми LM317максимальна вихідна напруга - 30 вольт, але з використанням діодів D7, D8 і D9 відбудеться навпаки падіння вихідної напруги, і вона становитиме близько 30 - (3х0,6В) = 28.2 вольта. Калібрувати вбудований вольтметр потрібно за допомогою підстроєчника P3 і, звичайно, хорошого цифрового вольтметра.
Примітка . Пам'ятайте, що необхідно ізолювати транзистори від шасі! Це робиться ізоляційними та теплопровідними прокладками або, принаймні, тонкою слюдою. Можна застосувати термоклей та термопасту. При складанні потужного регульованого блока живлення не забувайте використовувати товсті з'єднувальні дроти, які підходять для передачі великого струму. Тонкі проводки нагріються та поплавляться!