Alimentare DIY 0 30V. Alimentare pentru laborator DIY. Despre firele incluse în kit

Bună ziua tuturor. Acest articol este o piesă însoțitoare a videoclipului. Ne vom uita la o sursă de alimentare puternică de laborator, care nu este încă complet finalizată, dar funcționează foarte bine.

Sursa de laborator este monocanal, complet liniară, cu afișaj digital, protecție la curent, deși există și o limitare a curentului de ieșire.

Sursa de alimentare poate furniza o tensiune de ieșire de la zero la 20 de volți și un curent de la zero la 7,5-8 amperi, dar mai mult este posibil, cel puțin 15, cel puțin 20 A, iar tensiunea poate fi de până la 30 de volți, dar meu opțiunea are o limitare din cauza cu transformator.

In ceea ce priveste stabilitate si ondulatii, este foarte stabila, videoclipul arata ca tensiunea la un curent de 7 Amperi nu scade nici cu 0,1 V, iar ondulatiile la curenti de 6-7 Amperi sunt de aproximativ 3-5 mV! la clasă, poate concura cu sursele de alimentare profesionale industriale pentru câteva sute de dolari.

La un curent de 5-6 amperi, ondulația este de numai 50-60 milivolți sursele de alimentare în stil industrial chinezesc de buget au aceleași ondulații, dar la curenți de numai 1-1,5 amperi, adică unitatea noastră este mult mai stabilă și poate concura la clasă cu mostre pentru câteva sute de dolari

În ciuda faptului că partea este liniară, are eficiență ridicată, are sistem comutare automatăînfășurări, care vor reduce pierderile de putere pe tranzistoare la tensiuni de ieșire scăzute și curent ridicat.

Acest sistem este construit pe baza a două relee și a unui circuit de control simplu, dar mai târziu am scos placa, deoarece releele, în ciuda curentului declarat de peste 10 Amperi, nu au putut face față, a trebuit să cumpăr relee puternice de 30 Amperi, dar nu le-am făcut încă o placă, dar fără sistem Unitatea de comutare funcționează excelent.

Apropo, cu sistemul de comutare, unitatea nu va avea nevoie de răcire activă, va fi suficient un radiator uriaș în spate.

Carcasa este de la un stabilizator de retea industrial, stabilizatorul a fost cumparat nou, din magazin, doar de dragul carcasei.

Am lăsat doar un voltmetru, un întrerupător, o siguranță și o priză încorporată.

Există două LED-uri sub voltmetru, unul arată că placa de stabilizare primește energie, al doilea, roșu, arată că unitatea funcționează în modul de stabilizare curent.

Display-ul este digital, proiectat de un bun prieten de-al meu. Acesta este un indicator personalizat, după cum demonstrează salutul, veți găsi firmware-ul cu placa la sfârșitul articolului, iar mai jos este diagrama indicatorului

Dar, în esență, acesta este un wattmetru volt/amperi, există trei butoane sub afișaj care vă vor permite să setați curentul de protecție și să salvați valoarea, curentul maxim este de 10 Amperi Protecția este releu, releul este din nou slab și la curenți mari există o încălzire destul de puternică a contactelor.

Există terminale de alimentare în partea de jos și o siguranță la ieșire încărcătorși inversați accidental polaritatea conexiunii, dioda se va deschide, ardend siguranța.

Acum despre schema. Aceasta este o variantă foarte populară bazată pe trei amplificatoare operaționale, chinezii le produc și în masă, în această sursă este folosită placa chineză, dar cu schimbări majore.

Iată diagrama pe care am primit-o, cu ceea ce a fost modificat evidențiat cu roșu.

Să începem cu puntea de diode. Puntea este full-wave, realizata pe 4 puternice diode Schottky duale tip SBL4030, 40 volti 30 amperi, diode in pachet TO-247.

Sunt două diode într-un singur caz, le-am pus în paralel și, în final, am primit o punte pe care există o cădere de tensiune foarte mică și, prin urmare, pierderi, la curenti maximi„Podul abia este cald, dar, în ciuda acestui fapt, diodele sunt instalate pe un radiator din aluminiu, reprezentat de o placă masivă. Diodele sunt izolate de radiator cu o garnitură de mică.

A fost creată o placă separată pentru acest nod.

Urmează partea de putere. Circuitul original este de doar 3 Amperi, dar unul modificat poate elibera cu ușurință 8 Amperi în această situație. Există deja două chei Acestea sunt tranzistoare compozite puternice 2SD2083 cu un curent de colector de 25 de amperi. Ar fi indicat sa il inlocuiesti cu KT827, sunt mai misto.
Tastele sunt în esență paralelizate; în circuitul emițătorului există rezistențe de egalizare de 0,05 Ohm 10 wați, sau mai degrabă, pentru fiecare tranzistor, se folosesc în paralel 2 rezistențe de 5 wați 0,1 Ohm.

Ambele chei sunt instalate pe un radiator masiv, substraturile lor sunt izolate de radiator, acest lucru nu se poate face, deoarece colectorii sunt obișnuiți, dar radiatorul este înșurubat pe corp și orice scurtcircuit poate avea consecințe dezastruoase.

Condensatorii de netezire de după redresor au o capacitate totală de aproximativ 13.000 µF și sunt conectați în paralel.
Șuntul de curent și condensatorii specificati sunt situate pe aceeași placă de circuit imprimat.

Un rezistor fix a fost adăugat deasupra (în diagramă) rezistenței variabile responsabilă cu reglarea tensiunii. Faptul este că atunci când este furnizată energie (să zicem 20 de volți) de la transformator, obținem o scădere a redresorului cu diodă, dar apoi condensatoarele sunt încărcate la valoarea amplitudinii (aproximativ 28 de volți), adică la ieșirea alimentare electrică tensiune maxima va fi mai mare decât tensiunea furnizată de transformator. Prin urmare, atunci când conectați o sarcină la ieșirea blocului, va exista o reducere mare, acest lucru este neplăcut. Sarcina rezistorului indicat anterior este de a limita tensiunea la 20 de volți, adică chiar dacă transformați variabila la maxim, este imposibil să setați mai mult de 20 de volți la ieșire.

Transformator - convertit TS-180, oferă tensiune alternativă aproximativ 22 volți și un curent de cel puțin 8 A, există prize de 9 și 15 volți pentru circuitul de comutare. Din păcate, nu exista un fir de înfășurare normal la îndemână, așa că înfășurările noi au fost înfășurate cu montare, multi-nucleu fir de cupru 2,5 mm pătrați. Un astfel de fir are o izolație groasă, așa că a fost imposibil să înfășurați înfășurarea la o tensiune mai mare de 20-22V (acest lucru ține cont de faptul că am lăsat înfășurările originale ale filamentului la 6,8V și am conectat-o ​​pe cea nouă în paralel cu ei).

Asamblam o sursa de laborator 0-30V 3(5)A.

În acest articol vă prezentăm un circuit al unei surse de alimentare reglate de la zero la 30 de volți pentru un laborator de radioamatori de acasă, capabil să furnizeze un curent de 3 amperi sau mai mult la sarcină. Să ne uităm la schema schematică a dispozitivului:

Circuitul de alimentare folosește un microcircuit TLC2272 (amplificator operațional), care primește putere de la o sursă unipolară asamblată pe elementele VT1, VD2. Conform diagramei, această unitate produce o tensiune de 6,5 volți, dar poate fi utilizată și o sursă de alimentare de 5 volți, iar valoarea rezistorului R9 va trebui redusă la aproximativ 1,6 kOhm, este marcată cu un asterisc diagrama, ceea ce înseamnă că prin selectarea acesteia este necesar se va seta tensiunea de referință, care ar trebui să fie egală cu 2,5 volți.

Rezistorul R11 – determină nivelul maxim de tensiune al domeniului de reglare.

Rezistorul variabil R14 reglează continuu tensiunea de ieșire a sursei de alimentare, iar rezistorul R7 reglează limita de curent (0...3 Amperi). În principiu, parametrii limită pot fi extinși și ajustați, de exemplu, de la 0 la 5A. Pentru a face acest lucru, va fi necesar să se recalculeze valorile rezistențelor divizor R6 și R8.

LED-ul VD4 este utilizat ca indicator al prezenței suprasarcinii sau scurt-circuit.

Placa de circuite de alimentare:

Vedere a plăcii de circuit imprimat din partea laterală a elementelor instalate:

Placa de circuit imprimat este proiectată pentru a instala o priză pentru cipul DA1. Acest lucru va fi util la configurarea sursei de alimentare după asamblare.

Mai întâi porniți și cum să configurați sursa de alimentare:

Cipul DA1 nu este introdus în priză, rezistența R14 este în poziția inferioară conform diagramei.
Porniți alimentarea, măsurați tensiunea la condensatorul C1, ar trebui să fie între 35...38 volți.
Folosind rezistorul R2 (seria SP5) setăm tensiunea la 6,5 ​​volți pe al 8-lea pin al mufei microcircuitului DA1.
Opriți alimentarea, introduceți DA1 în priză, porniți alimentarea și măsurați din nou tensiunea de alimentare a microcircuitului. Dacă este diferit de 6.5V, facem o ajustare.
Setăm referința U = 2,5 volți la borna superioară a potențiometrului R14 conform diagramei (cum este deja scris mai sus, este în poziția inferioară conform diagramei), adică selectăm valoarea lui R9.
Deșurubam potențiometrul R14 în poziția superioară conform diagramei, reglam limita superioară de reglare a tensiunii prin reglarea rezistorului R11 (seria SP5), îl setăm la 30 volți.
Rezistorul R16 este indicat în diagramă linie punctată. Dacă nu îl instalați, ieșirea minimă U va fi egală cu 3,3 mV, în principiu aceasta este practic zero. Când instalați R16 evaluat la 1,3 MΩ, tensiunea minimă ar trebui să fie de 0,3 mV. Placa de circuit imprimat asigură instalarea acestui rezistor.
Ultima etapă de configurare este verificarea nodului de protecție implementat pe elementul DA1.2. Dacă este necesar, selectați valorile rezistențelor R6 și R8.

Posibile modificări ale schemei.

După cum s-a scris deja mai sus, în locul nodului care generează tensiunea de alimentare de 6,5 V pentru microcircuitul DA1, puteți utiliza o sursă de 5 volți. Poate fi asamblat pe un cip stabilizator integrat 7805 conform următoarei scheme (nu uitați să ridicați R9):

De asemenea, puteți converti un nod care produce o tensiune de referință de 2,5 volți, adică în loc de VD3 (TL431) puneți TLE2425, a cărui tensiune de intrare poate fi de la 4 la 40 volți, iar ieșirea sa va avea o tensiune stabilă de 2,5 volți. Schema circuitului pentru TLE2425 este mai jos:

În locul amplificatorului operațional TLC2272, puteți instala TLC2262 fără nicio modificare a circuitului.
Analogul intern al cipului TL431 este 142EN19.
În loc de 2N2222A, puteți instala BC109, BSS26, ECG123A, 91L14, 2114 sau caracteristici similare.

Puteți realiza destul de ușor o sursă de alimentare care are o tensiune de ieșire stabilă și este reglabilă de la 0 la 28V. Baza este ieftină, întărită cu două tranzistoare 2N3055. În această conexiune de circuit devine de peste 2 ori mai puternic. Dacă este necesar, puteți utiliza acest design pentru a obține 20 de amperi (aproape fără modificări, dar cu un transformator adecvat și un radiator imens cu ventilator), pur și simplu nu ați avut nevoie de un curent atât de mare în proiectul dvs. Încă o dată, asigurați-vă că instalați tranzistoarele pe un radiator mare, 2N3055 se poate încinge foarte mult la sarcină maximă.

Lista pieselor utilizate în diagramă:

Transformator 2 x 15 volți 10 amperi

D1...D4 = patru diode MR750 (MR7510) sau 2 x 4 1N5401 (1N5408).

F1 = 1 amper

F2 = 10 amperi

R1 2k2 2,5 wați

R3,R4 0,1 Ohm 10 wați

R9 47 0,5 wați

C2 de două ori 4700uF/50v

C3, C5 10uF/50v

D5 1N4148, 1N4448, 1N4151

LED D11

D7, D8, D9 1N4001

Două tranzistoare 2N3055

P2 47 sau 220 Ohm 1 watt

Trimmer P3 10k

Deşi LM317și are protecție împotriva scurtcircuitului, suprasarcinii și supraîncălzirii, siguranțele din circuitul de rețea al transformatorului și siguranța F2 la ieșire nu vor interfera. Tensiune redresată: 30 x 1,41 = 42,30 volți măsurată la C1. Deci, toți condensatorii trebuie să fie evaluați la 50 de volți. Atentie: 42 volti este tensiunea care poate fi la iesire daca unul dintre tranzistori este stricat!

Regulatorul P1 vă permite să modificați tensiunea de ieșire la orice valoare între 0 și 28 volți. Din moment ce în LM317 tensiunea minimă este de 1,2 volți, apoi pentru a obține tensiune zero la ieșirea unității de alimentare - vom pune 3 diode, D7, D8 și D9 la ieșire LM317 la baza 2N3055 tranzistoare. La microcircuit LM317 tensiunea maximă de ieșire este de 30 volți, dar cu utilizarea diodelor D7, D8 și D9, tensiunea de ieșire va scădea, dimpotrivă, și va fi de aproximativ 30 - (3x0,6V) = 28,2 volți. Trebuie să calibrați voltmetrul încorporat folosind trimmerul P3 și, desigur, un voltmetru digital bun.

Nota . Nu uitați să izolați tranzistorii de șasiu! Acest lucru se face cu tampoane izolatoare și conductoare termic sau cel puțin mica subțire. Puteți folosi lipici fierbinte și pastă termică. Când asamblați o sursă de alimentare reglată puternică, nu uitați să utilizați fire groase de conectare care sunt potrivite pentru a transporta curenți mari. Firele subțiri se vor încălzi și se vor topi!

Alimentare de laborator unipolară 0-30V/0-3A cu reglaje „grosiere” și „netede” ale tensiunii de ieșire, reglarea curentului de ieșire (limitarea curentului) și indicarea modului de funcționare - reglarea tensiunii sau activarea limitării curentului. Folosit ca element de reglare tranzistor cu efect de câmp IRLZ44N.

În cele din urmă, am gravat și am făcut găuri în placa LBP pentru a mă asigura că circuitul funcționează - totul a funcționat aproape imediat ;-(... Plăcile vor fi fabricate cu mască și marcaje în două versiuni: LBP cu alimentare cu tensiune DC- fără o punte redresor și un rezistor variabil „lini” pentru reglarea tensiunii de ieșire, LPS alimentat de tensiune AC - puntea redresor este instalată pe placă și o rezistență variabilă este prevăzută „liniște” pentru a regla tensiunea de ieșire, dar în rest totul este neschimbat. Dacă nu este necesară o punte de diode (se va folosi una externă), atunci trebuie doar să instalați jumperi pe placă. Ambele diagrame sunt prezentate mai jos. Cumpărați plăci de circuite imprimate, kituri de asamblare, asamblați și utilizați ;-)

Specificatii:

Tensiune de intrare (pentru placa punte cu diode): 7...32V AC

Tensiune de intrare (pentru placa fara punte de diode): 9...45V DC

Curent de sarcină: 0-3A (cu indicarea activării modului limită de curent)

Instabilitatea tensiunii de ieșire: nu mai mult de 1%

Scurtă descriere a designului:

Pentru o sursă de alimentare unipolară au fost dezvoltate două plăci cu circuite imprimate cu dimensiunile de 62x59 mm și 92x59 mm. O fotografie a plăcilor cu circuite imprimate este prezentată mai jos. Plăcile cu circuite imprimate au găuri cu diametrul de 3 mm. În partea de sus a plăcii, pentru atașarea radiatorului, iar în partea de jos, pentru atașarea plăcii în sine la carcasa sursei de alimentare. Tranzistorul de reglare trebuie instalat pe un radiator mare ;-) cu o suprafață de cel puțin300 cm patrati. Este necesar tranzistorul Q1 se fixează cu pastă termoconductoare și, dacă este necesar, folosind substraturi termoconductoare izolante. Rezistoarele variabile pentru reglarea curentului și tensiunii pot fi fixate direct pe panoul frontal al sursei de alimentare folosind piulițe standard.

Notă despre diagramele de alimentare:

După asamblarea și testarea sursei de alimentare de către cumpărător, s-a observat că atunci când sursa de alimentare este deconectată de la rețea cu o sarcină mică sau fără sarcină, există o ușoară scădere a tensiunii și apoi creșterea acesteia la 12-15V și apoi o scădere la zero. După cum sa dovedit, acest lucru se datorează faptului că tensiunea de oprire a tranzistorului cu efect de câmp dispare înainte ca condensatorul de filtru CF să fie descărcat. La verificarea sursei de alimentare sub sarcină cu o lampă puternică, acest lucru nu a fost observat (din motive evidente). Pentru a elimina supratensiunea, este necesar să conectați un condensator electrolitic C5 470 μFx6.3V de la pinul 8 m/sx la firul comun (lipit deasupra microcircuitului între pinii 8 și 11) - vezi diagramele.

Funcționarea circuitului:

Circuitul de stabilizare a tensiunii este asamblat pe U1.3 și U1.4. O cascadă diferențială este asamblată la U1.4, amplificând divizorul de tensiune feedback format din rezistenţele R14 şi R15. Semnal amplificat este alimentat la comparatorul U1.3, care compară tensiunea de ieșire cu tensiunea de referință generată de stabilizatorul U2 și potențiometrul RV2. Diferența de tensiune rezultată este alimentată la tranzistorul Q2, care controlează elementul de control Q1. Curentul este limitat de comparatorul U1.1, care compară căderea de tensiune pe șuntul R16 cu referința generată de potențiometrul RV1. Când pragul specificat este depășit, U1.1 modifică tensiunea de referință pentru comparatorul U1.3, ceea ce duce la o modificare proporțională a tensiunii de ieșire. Pe amplificator operațional U1.2 unitate asamblată pentru indicarea modului de funcționare al dispozitivului. Când tensiunea la ieșirea U1.1 scade sub tensiunea generată de divizorul R2 și R3, LED-ul D1 se aprinde, semnalând că circuitul a trecut în modul de stabilizare a curentului.

Nota:

Dacă dispozitivul funcționează de la o tensiune de alimentare sub 23V, dioda zener D3 trebuie înlocuită cu un jumper. Este, de asemenea, posibilă alimentarea părții cu curent scăzut a circuitului dintr-o sursă separată prin aplicarea unei tensiuni de 9-35V direct la intrarea stabilizatorului U3 și îndepărtarea diodei zener D3.

VOLTMETRE Şi AMPERMETRE cu șapte segmente LEDindicatori

Postat Acestea nu sunt instrumente de măsură chinezești! Fabricat în Donețk

Videoclipurile realizate rapid cu sursa de alimentare în acțiune pot fi vizionate folosind linkurile de mai jos. Un videoclip arată testarea unui voltmetru digital pe un m/sx ICL7107 specializat și ieftin.

Costul unei plăci de circuit imprimat de 62x59 mm pentru două rezistențe variabile - stoc epuizat temporar

Dimensiunile costurilor PCBși 92x59 mm pentru trei rezistențe variabile - stoc epuizat temporar

Costul unui kit pentru asamblarea unei surse de alimentare (cu o placă pentru două rezistențe, mânere incluse)

Costul unui kit pentru asamblarea unei surse de alimentare (cu o placă pentru trei rezistențe, mânere incluse) stoc epuizat temporar

Scurtă descriere, diagramă și lista pieselor kit și

Vă mulțumim pentru atenție! Succes tuturor, pace, bunătate, 73!

Bloc de laborator sursă de alimentare (LBP) pe tranzistor(i) tip 2N3055 sau altele puternic N-P-N tranzistoare, de exemplu, 2SC3281, TIP3055, 2N3771, 2SD1047 (chiar și KT809A funcționează bine) cu un interval de reglare pentru tensiunea de ieșire de 0-30V și curent de 0,02-3A (poate fi „overclockat” la curenți mai mari:) LBP oferă reglare lină a tensiunii și curentului de ieșire, de ex. are funcția de a limita curentul de ieșire cu indicarea includerii acestui mod.

Plăcile de circuite imprimate sunt fabricate cu o mască și marcaje ale componentelor pe partea frontală. Placa are o punte redresoare formată din patru diode puternice cu filtru anti-aliasing. Există găuri găurite în partea superioară a plăcii prin care este posibil să se monteze radiatorul tranzistorului de control. Conexiunea cablurilor de la transformator, sarcină și ventilatorul radiatorului se realizează folosind blocuri de borne cu șurub instalate pe placă. Pentru a alimenta ventilatorul radiatorului, placa oferă un stabilizator 7824 cu o tensiune de ieșire de 24V DC. Rezistoarele variabile pentru reglarea tensiunii și curentului de ieșire sunt instalate direct pe placă. În acest caz, placa poate fi fixată direct pe panoul frontal al sursei de alimentare folosind șaibe și piulițe standard ale rezistențelor variabile în sine - rezistorul variabil este instalat în placă, astfel încât tăierea plăcii de circuit imprimat și marginea flanșa de montaj a rezistenței variabile sunt la același nivel. Dacă se dorește rezistențe variabile poate fi instalat în afara plăcii și conectat cu fire. Bipolarul este folosit ca element de reglaren-p-ntranzistor. Setul include un tranzistor 2N3055 într-o carcasă metalică TO-3. Placa are găuri pentru tranzistor în pachetul TO-247. Pentru a crește fiabilitatea și curentul nominal al LPS, este posibilă conectarea mai multor tranzistoare în paralel cu instalarea de rezistențe de 0,1 Ohm/5 W în emițători. Am încercat să "încarc! LBP până la 5...6A - totul este în regulă. Cred că dacă utilizați o punte de diode puternică externă pe radiator în combinație cu mai multe tranzistoare puterniceși scoateți circuitele de curent de pe placă, astfel încât PCB-ul să nu fumeze :), atunci puteți face LBP-ul mai puternic decât a spus...

Nu au fost observate creșteri ale tensiunii de ieșire la pornire și oprire.

Specificatii:

Tensiune de intrare: maxim 24V AC

Curent de ieșire: 0,02...3A

Disponibilitatea indicatorului modului de limitare a curentului de ieșire: da

Disponibilitatea punții redresoare și a condensatoarelor de netezire: da

Ondularea tensiunii de ieșire: 0,01% max

Sursa de alimentare necesită un transformator cu o înfășurare secundară de 24 V capabilă să reziste la un curent de 3 A, sau mai bine de 4 A. Diagrama schematică sursa de alimentare este prezentată mai jos:

Lista și evaluările componentelor circuitului

VOLTMETRE Şi AMPERMETRE cu șapte segmente LEDindicatori

Demonstrarea funcționării unei surse de alimentare de laborator :

Costul unei plăci de circuit imprimat cu mască și marcaje 98x80 mm: 85 UAH

Costul unui set de piese cu plăci de circuite imprimate pentru asamblarea unui LBP cu un tranzistor TIP35 într-o carcasă TO-247 (mânere pentru rezistențe variabile incluse): 235 UAH

Costul plăcilor LBP asamblate și testate ( mânere pentru rezistențe variabile incluse) : 280 UAH.

Pot fi văzute instrucțiuni scurte pentru kit și conținutul trusei

Vă atrag atenția asupra faptului că de la o sursă de tensiune constantă acest LBP nu va merge!

Alimentarea plăcii trebuie să fie furnizată direct de la înfăşurare secundară transformator...

Comenzile pot fi plasate prin formularul sau telefonic indicat in sectiune

Cer liniștit tuturor, noroc, bunătate, 73!