Двухканальный лабораторный блок питания своими руками
Мастер Кит PW841
Собираем двухканальный лабораторный блок питания на основе универсальных преобразователей PW841 от Мастер Кит
В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.
Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. Рисунок 1).
Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:
- устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30 В;
- регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5 А;
- индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;
- защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.
 | |
| Рисунок 1. | Модуль Мастер Кит PW841. |
В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19 В и ток нагрузки 3 А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.
Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на Рисунке 2.
 | |
| Рисунок 2. | Простейший трансформаторный блок питания. |
Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220 В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.
Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220 В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15 В с максимальным током нагрузки до 2 А.
Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5 В и 12 В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания.
Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4 А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На Рисунке 3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.
 | |
| Рисунок 3. | Компоненты для сборки трансформаторного блока питания. |
При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15 В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15×1.4=21 В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25 В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ на рабочее напряжение 50 В.
Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.
 | |
| Рисунок 4. | Монтаж блока питания в корпусе. |
Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8 МОм: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.
Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).
Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. Рисунок 5.).
 | |
| Рисунок 5. | Монтаж передней панели. |
В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7 мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.
Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм 2 .
 | |
| Рисунок 6. | Резистор, выключатель, разъём питания. |
На Рисунке 7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03 В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания; если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12 В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2 А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.
Источник
СХЕМА ДВУХКАНАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
Различным блокам питания, которые могут выдать регулируемое в широком диапазоне значение, подходящее для запитки разных устройств, уделено сотни статей. Каждый выбирает себе сам, согласно требуемым параметрам, сложности и предельному току, который можно снять с БП. Лично я остановился в своё время на такой схеме, которой и поделюсь с вами, уважаемые читатели сайта «Радиосхемы«.
Схема двухканального лабораторного БП
Это действительно нормальная схемка, проверенная. Собирал, нареканий нет! Она является усовершенствованным вариантам аналогичного блока питания. Тут выходное напряжение регулируется в пределах от нуля до почти 30 вольт, а ток защиты до 4 ампера. В одном корпусе собрано сразу два независимых канала, так как частенько одной линии не хватает, например при настройке УНЧ с двухполярным питанием.
Вот только операционные усилители TL081 в оригинальной конструкции работают на пределе. Поэтому ввёл дополнительные стабилизаторы на +33В и -5В — теперь все хорошо. Желательно ставить мощные транзисторы в параллель (TIP35C в корпусе TO-247, или TIP142 — составные).
Что ещё могу посоветовать — радиатор берите побольше. При напряжении выходном, например 5 В и токе 2 А (потребляемая мощность 10 Вт) на транзисторе КТ827 будет рассеивается около 60-70 Вт. От того и греется как утюг. Вот почему поставил два транзистора, да ещё и с принудительным охлаждением.
За термоблок управляющий кулером, отвечает микросхема DA2. Термистор R6 следит за температурой радиаторов, и при необходимости подаёт сигнал о необходимости включить кулер. А уж если температура совсем вышла за пределы — срабатывает реле К1 отключая напряжение выхода БП полностью.
Диодный мост у меня 25 А — и то греется! Так что когда будете повторять схему, имеет смысл диоды Шоттки ставить (советский пример КД213).
На последнем фото вы видите внешний вид блока питания с цифровым вольтамперметром. Их ставить не обязательно, для простоты достаточно двух стрелочных индикаторов. Автор фото и доработки — sterc.
Форум по обсуждению материала СХЕМА ДВУХКАНАЛЬНОГО ЛАБОРАТОРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
Схема усилителя и микрофона из пьезоэлемента, подходящая для сборки своими руками.
Чип-антенны на печатных платах — особенности конструкции, установка и согласование с волноводом.
Современная беспроводная связь — эволюция приёмо-передающей аппаратуры и внедрение цифровой обработки данных.
Источник
Двух-канальный мощный лабораторный блок питания.
Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно.
Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, я остановился на этой разработке.
Этот блок питания хорош для повторения, но его выходное напряжение зависило от напряжения питания операционного усилителя TL081, и если оно было +31В, то на выходе этого БП максимальное напряжение не было больше.
Расчётное выходное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора этого БП было 24В, постоянка на входе стабилизатора (после моста) +31В. При повышении нагрузки на выходе до расчетной (для меня — 5А), выходное напряжение БП падало, и в следствии того, питание ОУ соответственно гуляло, т.е. прослеживалось как вариант — не стабильность выходного напряжения при граничных токах (не очень приятно случилось, когда гонял усилок на TDA7293, и при max мощности чуть в разнос не пошел. ).
Для устранения этого недостатка, в ниже описываемой конструкции своего БП, я повысил напряжение на входе стабилизатора до +45В и соответственно, чтобы не вышли из строя ОУ, (граничное питание у TL081 — 36 вольт), поставил параметрический стабилизатор на цепи питания ОУ.
Диапазон регулирования напряжения в своём блоке питания оставил 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте я спокойно снимаю с него более 5-ти Ампер. Для каждого канала блока питания на трансформаторе имеется своя обмотка.
Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также защита от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD8x2, LSD16x1 или на LSD16х2.
Кстати об индикации;
В вышеупомянутом блоке питания, индикация тока и напряжения, так же была выполнена на ЖК-дисплее, но на одном индикаторе, и автору пришлось мудрить с подключением такого индикатора к двух-полярному БП.
Я пошёл другим путём и поставил на каждый канал свой собственный индикатор тока и напряжения. В итоге получил два полностью независимых блока питания (канала), которые можно включать и параллельно и последовательно (двух-полярное или удвоенное), где ток нагрузки каждого канала до 5А.
Для упрощения намотки силового трансформатора, я в схему БП добавил стабилизатор для питания вольтамперметра, и теперь каждый канал стабилизатора БП и вольтамперметра питается от одной обмотки.
Схему и описание вольтамперметра приводить здесь (дублировать) не вижу смысла, я их взял отсюда, а ещё можно посмотреть и здесь.
И так привожу схему блока питания одного канала, второй абсолютно идентичен.
Вся схема одного канала блока питания собрана на печатной плате. размером 125х65 мм.
Выходные транзисторы и диодный мост установлены отдельно, для каждого канала на своём радиаторе.
Изначально в качестве выходных транзисторов использовал три штуки КТ819Г в пластмассовом корпусе(ТО220) и 10-ти амперный диодный мост на канал.
Диодный мост устанавливался на плату блока питания и имел свой отдельный радиатор.
Потом в процессе эксплуатации блока питания в тяжёлых условиях, выходные транзисторы не выдержали издевательств и «полетели» от перегрева. Так же и диодный мост на 10 ампер не очень хорошо себя вёл.
Поэтому в качестве выходных транзисторов поставил силовые TIP35C (две штуки в параллель, корпус ТО-247), ставил так же и TIP142 (аналог — кт827), тоже нормально себя ведут.
Ну соответственно поменял и диодный мост (на 24 А) и поставил его так же на общий радиатор.
При испытаниях у меня максимальный ток нагрузки был 8 ампер, ну и выходные транзисторы грелись как утюги. В связи с этим пришлось ограничить максимальный ток нагрузки до 5-ти ампер, поставить вентиляторы на каждый радиатор, так же ещё поставил термозащиту от перегрева.
После года эксплуатации, усовершенствованного таким образом блока питания, и в качестве лабораторного БП, и в качестве зарядного, и при параллельной и последовательной работе его каналов, никаких нареканий к нему нет.
Вся схема блока питания, как я уже говорил выше, собрана на печатной плате, размером 125х65 мм.
Схема соединений платы с регуляторами, силовым трансформатором, выходными транзисторами и др. соединениями, показана на рисунке ниже.
Общая компоновка всех блоков внутри корпуса.
Силовой трансформатор применённый в блоке питания с расчётной мощностью около 350 Вт. Первичная обмотка намотана проводом, диаметром 0,7-0,8 мм, и две вторичных обмотки — проводом 1,2-1,5 мм. с выходным напряжением 32-33 вольта.
Моточные данные трансформатора не привожу, так как мотал давно, да и они мало, что дадут. На практике каждый радиолюбитель ставит себе такой транс, который найдёт, или сумеет достать, лишь бы мощность транса была не меньше необходимой.
Теперь краткое пояснение по куску схемы внесённых изменений и дополнений оригинала.
На транзисторах VT1, VT2, и операционном усилителе DA1, собрана схема защиты от перегрева.
Терморезистор R2 — датчик перегрева. Он устанавливается на радиатор выходных транзисторов. Светодиод — индикатор перегрева.
Выход операционника, через буферный транзистор VT3 управляет реле К1, которое контактом К1.1 при перегреве, замыкает средний вывод резистора регулировки напряжения на общий провод, уменьшая тем самым выходное напряжение блока питания до нуля.
На транзисторе VT4 собран стабилизатор на 12 вольт, для питания вольтамперметра своего канала.
Следующая схема термозащиты рассчитана на питание от пятивольтового источника. В ней использован вентилятор на рабочее напряжение 5вольт.
Её добавил наш пользователь сайта Юрий (Yura_rus). Может кому и пригодится, если имеются 5-ти вольтовые вентиляторы.
Ниже в прикреплении (в архиве) собраны все необходимые файлы и материалы для сборки данного блока питания.
Если по сборке и наладке этого БП у кого-то возникнут какие либо вопросы и непонятки, то задавайте их здесь в аналогичной теме. По возможности постараюсь ответить и помочь разобраться со всеми трудностями, возникшими в процессе сборки этого БП.
Удачи всем и всего наилучшего!
Архив «Двух-канальный мощный лабораторный блок питания».»
Источник