Регульованого блоку живлення 1501 (15 вольт, 1 ампер) перестало хапати на мої потреби, було вирішено купити щось типу YaXun PS-1502DD+ (ціна з алі в районі 3500 р) 2 ампера за ідеєю має вистачати.
Але тут до рук підвернувся такий блок живлення:
Передбачаючи " чому б не переробити БП від комп'ютера під свої потреби, багато ват, багато ампер і багато напруги"? Справа в тому, що я часом збираю малопотужні підсилювачі (з харчуванням від 12 В) і слухати фон імпульсного блокухарчування - ну ніяк не хочеться. А збирати своїми руками – ну це пісня довга, і зараз я не маю на неї часу. З цих причин я взявся збирати собі не мудрий блок живлення з наступними характеристиками:
-вихідна напруга до 12-15 Вольт (здебільшого мені достатньо такого напруги);
-струм, що віддається в навантаження - хоча б 3-5 Ампер (але трансформатор даного блоку дозволяє видавати номінальні 10 Ампер);
-мала кількість пульсацій;
- цифрова індикація напруги та струму;
- регулювання струму та напруги;
Мордочка блоку:
Внизу два отвори, що залишилися від розеток, корпус алюміній. Замість однієї розетки вдало розмістилася кнопка. Навколо 4 отвори від гвинтів - вирішено вставити світлодіоди індикації роботи блоку.
Раніше з алі був замовлений ось такий блочок:
Зібраний на мікроконтролері stm, підкупила його ціна та можливості.
У похибку за напругою він укладається цілком точно, амперметр чесно розчарував. На сайті заявлена похибка в 0,01 А (10 мА) в результаті при нульових положеннях ручок споживання 50 мА (це струм короткого замиканняі показання тестера еталона), цей амперметр не показує взагалі нічого.
Коли струм доходить до 100 мА (тестер еталон) показання на даному амперметрі рівні ~70-80ма, далі даємо 150 мА, - похибка в межах 10 мА (між тестером еталоном і цим блочком) і до 1 Ампера більш точні (різниця 10 20 мА). Далі бреше в межах 50-100 мА. Тут явно в 1% похибки на показаннях до 100 мА не укладається. Для домашнього вжитку піде.
Далі визначився із розміщенням на морді БП.
Схема підключення блочка:
Ледве закоцав фарбу - але бог з нею, мордаху перефарбую в чорний колір. Мережевий запобіжник було вирішено залишити, на мій погляд він непогано вписується в інтер'єр і виконуватиме свої прямі функції захисту мережі 220 від навантаження.
Трохи пізніше встановив клеми подібного типу, на додаток до 3-4 ампер, вистачить і цих. Для експлуатації на струмах від 5 до 10 ампер затискатиметься товстіший провід.
Крім основної функції лабораторного блоку живлення - його можна використовувати для зарядки АКБ. (Два в одному)))
Силову частину збираюся зібрати на LM723, транзистори типу TIP141 і 3 транзисторах КТ908А (включення даних транзисторів як складових). Транзистори використовував КТ819Г. КТ908 вирішено пустити на посилок класу А.
Регулювання струму збираюся розташувати замість другої розетки (отвір праворуч) 4 отвори під гвинти закрию 4 світловодами обмеження струму.
Витрати на цей блок:
1) Вольтметр/амперметр – 160 рублів
2) клеми 30 рублів
3) крокодили 20 рублів
4) провід 1 метр 30 рублів
Все інше в наявності, витрати лише тимчасові, але воно того варте.
Перевіряю схему обмеження струму 0,2 ампера
Повне навантаження, обмежу 10 амперами.
На даний момент силова частина зібрана та протестована, роблю внутрішнє компонування.
Силову частину планую перенести на радіатор від комп'ютера і встановити вентилятор.
Після складання вирішив спробувати поганяти на блоці підсилювач sony xm-1, струму зжирало в районі 5-5,5 ампер, напруга засаджувала до 9,5 Вольт. Фонові шуми відсутні, що теж мене потішило :)
Блок живлення 30 на Вольт і 5 Ампер, широко застосовується радіоаматорами в різних схемах. У літературі для радіоаматорів опубліковувалися різні типи схем таких пристроїв, він не вимагає застосування спеціальні мікросхемита імпортні деталі. Сьогодні при покупці таких мікросхем виникають проблеми, у деяких районах знайти їх досить проблематично. У блоці використовуються доступні для більшості деталі.
Основні характеристики блоку живлення:
- вихідна напруга регулюється в діапазоні від 0 до 30 Вольт;
- максимальний споживаний струм на виході 5 Ампер;
- падіння напруги при струмі від 1 до 6 Ампер дуже мало і на вихідних парамерах особливо не відбивається.
Схема блоку живлення
Схему нашого блоку живлення можна умовно розбити на 3 головні вузли:
- внутрішній вузол живлення;
- вузол захисту від можливих навантажень;
- головний вузол.
Головний вузол- це стабілізатор напруги, який дає можливість відрегулювати параметри сигналу. До його складу входять диференціальний ступінь, два ступені посилення, і регулятор.
Внутрішній мережевий вузол- виконаний по класичній схемімає трансформатор, діодний міст VD1-VD4, конденсаторів С1 - С7, та стабілізаторів DA1 та DA2
Вузол захистуякихось особливостей не має. Датчик струму підібраний під струм три ампера, але можна збільшити і під п'ять ампер. Великий період часу його використовували із струмом п'ять ампер. Жодних проблем при цьому було.
Сполучені всі вузли за схемою Дарлінгтон.
Резистор для спрацьовування захисту підбирають за потребами. Блок живлення 30в 5а, при якісному складанні та справних деталях, можна використовувати відразу після підключення до мережі. Його регулювання полягає у встановленні необхідних меж зміни напруги на виході та струму для спрацьовування захисту.
У цифрову панель входить дільник вхідної напруги та струму, на основі мікросхеми КР572ПВ2А та індикаторів світлодіодних чотирьох семисегментних. Мікросхема, це високочутливий перетворювач до трьох з половиною десяткових розрядів, працює послідовним рахунком з подвійною інтеграцією, коригується нуль автоматично, з перевіркою полярності вхідного сигналу.
Для більш точної індикації параметрів сигналу застосовують схему платі КР572ПВ6. Габарити такої плати – вісімдесят на п'ятдесят міліметрів. Майданчики контактів напруги та струму плати цифрової панелі приєднуються за допомогою гнучких провідників до контактів відповідних індикаторів. Схему КР572ПВ2А часто змінюють на імпортну схему ICL7107CPL, оскільки її параметри та якість перевершують типову.
Стабілізований регульований блок живлення 220/0-30 вольт 7,5 ампер із захистом від перевантажень
Багато радіоаматорських блоків живлення (БП) виконано на мікросхемах КР142ЕН12, КР142ЕН22А, КР142ЕН24 і т.п. Нижня межа регулювання цих мікросхем становить 1,2...1,3 В, але іноді потрібна напруга 0,5...1 В. Автор пропонує кілька технічних рішень БП на базі даних мікросхем.
Інтегральна мікросхема (ІМС) КР142ЕН12А (рис. 1) є регульований стабілізаторнапруги компенсаційного типу в корпусі КТ-28-2, який дозволяє живити пристрої струмом до 1,5 А в діапазоні напруги 1,2...37 В. Цей інтегральний стабілізатор має термостабільний захист струму і захист виходу від короткого замикання.
Рис. 1. ІМС КР142ЕН12А
На основі ІМС КР142ЕН12А можна побудувати регульований блок живлення, схема якого (без трансформатора та діодного мосту) показана на рис. 2. Випрямлена вхідна напруга подається з діодного моста на конденсатор С1. Транзистор VT2 та мікросхема DA1 повинні розташовуватися на радіаторі. Тепловідвідний фланець DA1 електрично з'єднаний з виведенням 2, тому якщо DA1 і транзистор VD2 розташовані на одному радіаторі, їх потрібно ізолювати один від одного. В авторському варіанті DA1 встановлена на окремому невеликому радіаторі, який гальванічно не пов'язаний з радіатором та транзистором VT2.
Рис. 2. Регульований БП на ІМС КР142ЕН12А
Потужність, що розсіюється мікросхемою з тепловідведенням, не повинна перевищувати 10 Вт. Резистори R3 і R5 утворюють дільник напруги, що входить у вимірювальний елемент стабілізатора, і підбираються згідно з формулою:
U вих = U вих.min (1 + R3/R5).
На конденсатор С2 та резистор R2 (служить для підбору термостабільної точки VD1) подається стабілізована негативна напруга -5 В. В авторському варіанті напруга подається від діодного моста КЦ407А та стабілізатора 79L05, що живляться від окремої обмоткисилового трансформатора.
Для захисту від замикання вихідного ланцюга стабілізатора достатньо підключити паралельно резистори R3 електролітичний конденсаторємністю не менше 10 мкФ, а резистор R5 зашунтувати діодом КД521А. Розташування деталей некритично, але хорошої температурної стабільності необхідно застосувати відповідні типи резисторів. Їх треба розташовувати якнайдалі від джерел тепла. Загальна стабільність вихідної напруги складається з багатьох факторів і, зазвичай, не перевищує 0,25% після прогріву.
Після включення та прогріву пристрою мінімальну вихідну напругу 0 Встановлюють резистором Rдоб. Резистори R2 (рис. 2) та резистор Rдоб (рис. 3) повинні бути багатооборотними підстроювальними із серії СП5.
Рис. 3. Схема включення Rдоб
Можливості струму у мікросхеми КР142ЕН12А обмежені 1,5 А. В даний час у продажу є мікросхеми з аналогічними параметрами, але розраховані на більший струм у навантаженні, наприклад LM350 - на струм 3 A, LM338 - на струм 5 А. Дані по цих мікросхем можна знайти на сайті National Semiconductor.
Останнім часом у продажу з'явилися імпортні мікросхеми із серії LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). Ці мікросхеми можуть працювати при зниженій напрузіміж входом і виходом (до 1...1,3 В) і забезпечують на виході стабілізовану напругу в діапазоні 1,25...30 при струмі в навантаженні 7,5/5/3 А відповідно. Найближчий за параметрами вітчизняний аналог типу КР142ЕН22 має максимальний струмстабілізації 7,5 А.
При максимальному вихідному струмі режим стабілізації гарантується виробником при напрузі вхід-вихід не менше 1,5 В. Мікросхеми мають вбудований захист від перевищення струму в навантаженні допустимої величини і тепловий захист від перегріву корпусу.
Дані стабілізатори забезпечують нестабільність вихідної напруги 0,05%/В, нестабільність вихідної напруги при зміні вихідного струму від 10 мА до максимального значення не гірше за 0,1%/В.
На рис. 4 показана схема БП для домашньої лабораторії, що дозволяє уникнути транзисторів VT1 і VT2, показаних на рис. 2. Замість мікросхеми DA1 КР142ЕН12А застосовано мікросхему КР142ЕН22А. Це регульований стабілізатор з малим падінням напруги, що дозволяє отримати навантаження струм до 7,5 А.
Рис. 4. Регульований БП на ІМС КР142ЕН22А
Максимально розсіювану потужність на виході стабілізатора Рmax можна розрахувати за формулою:
Р max = (U вх - U вих) I вих,
де U вх - вхідна напруга, що подається на мікросхему DA3, U вих - вихідна напруга на навантаженні, I вих - вихідний струм мікросхеми.
Наприклад, вхідна напруга, що подається на мікросхему, U вх =39 В, вихідна напруга на навантаженні U вих =30 В, струм на навантаженні I вих =5 А, тоді максимальна потужність, що розсіюється мікросхемою, на навантаженні становить 45 Вт.
Електролітичний конденсатор С7 застосовується для зниження вихідного імпедансу високих частотах, а також знижує рівень напруги шумів та покращує згладжування пульсацій. Якщо цей танталовий конденсатор, то його номінальна ємність повинна бути не менше 22 мкФ, якщо алюмінієвий - не менше 150 мкФ. За потреби ємність конденсатора С7 можна збільшити.
Якщо електролітичний конденсатор С7 розташований на відстані більше 155 мм і з'єднаний з БП проводом перетином менше 1 мм, тоді на платі паралельно конденсатору С7, ближче до мікросхеми, встановлюють додатковий електролітичний конденсатор ємністю не менше 10 мкФ.
Ємність конденсатора фільтра С1 можна визначити приблизно з розрахунку 2000 мкФ на 1 А вихідного струму (при напрузі не менше 50 В). Для зниження температурного дрейфу вихідної напруги резистор R8 повинен бути або дротяний або метало-фольгований з похибкою не гірше 1%. Резистор R7 того самого типу, що і R8. Якщо стабілітрона КС113А немає, можна застосувати вузол, показаний на рис. 3. Схемне рішення захисту, наведене в , автора цілком влаштовує, оскільки працює безвідмовно та перевірено на практиці. Можна використовувати будь-які схемні рішення захисту БП, наприклад, запропоновані в . В авторському варіанті при спрацьовуванні реле К1 замикаються контакти К1.1, закорочуючи резистор R7, і напруга на виході БП стає 0.
Друкована плата БП та розташування елементів показано на рис. 5, зовнішній вигляд БП – на рис. 6. Розмір друкованої плати 112x75 мм. Радіатор обраний голчастим. Мікросхема DA3 ізольована від радіатора прокладкою і прикріплена до нього за допомогою сталевої пружної пластини, що притискає мікросхему до радіатора.
Рис. 5. Друкована плата БП та розташування елементів
Конденсатор С1 типу К50-24 складений з двох паралельно з'єднаних конденсаторів ємністю 4700 мкФх50 В. Можна застосувати імпортний аналог конденсатора типу К50-6 ємністю 10000 мкФх50 В. Конденсатор повинен розташовуватися якомога ближче до плати, а провідники якомога коротше. Конденсатор С7 виробництва Weston ємністю 1000 мкФх50 Ст. Конденсатор С8 на схемі не показаний, але отвори на друкованій платі під нього є. Можна застосувати конденсатор номіналом 0,01...0,1 мкФ на напругу щонайменше 10...15 У.
Рис. 6. Зовнішній вигляд БП
Діоди VD1-VD4 являють собою імпортну діодну мікроскладання RS602, розраховану на максимальний струм 6 А (рис. 4). У схемі захисту БП застосовано реле РЕМ10 (паспорт РС4524302). В авторському варіанті застосовано резистор R7 типу СПП-ЗА з розкидом параметрів не більше 5%. Резистор R8 (рис. 4) повинен мати розкид від заданого номіналу трохи більше 1 %.
Блок живлення зазвичай налаштування не вимагає і починає працювати відразу після збирання. Після прогрівання блоку резистором R6 (рис. 4) або резистором Rдоп (рис. 3) виставляють 0 при номінальній величині R7.
У даній конструкції застосовано силовий трансформатормарки ОСМ-0,1 УЗ потужністю 100 Вт. Магнітопровід ШЛ25/40-25. Первинна обмотка містить 734 витки дроту ПЕВ 0,6 мм, обмотка II - 90 витків дроту ПЕВ 1,6 мм, обмотка III - 46 витків дроту ПЕВ 0,4 мм з відведенням від середини.
Діодне складання RS602 можна замінити діодами, розрахованими на струм не менше 10 А, наприклад, КД203А, В, Д або КД210 А-Г (якщо не розміщувати діоди окремо, доведеться переробити друковану плату). Як транзистор VT1 можна застосувати транзистор КТ361Г.
Література
- http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-Standardn-p-n_PositiveVoltageAdjutable.html
- Морохін Л. Лабораторне джерело харчування// Радіо. - 1999 - №2
- Нечаєв І. Захист малогабаритних мережевих блоків живлення від перевантажень// Радіо. - 1996. - №12