Захранване с регулиране на напрежението и тока. Обикновено DIY лабораторно захранване Диаграма на обикновено лабораторно захранване

Инструкции стъпка по стъпка за създаване лабораторен блокзахранване - схема, необходими части, съвети за монтаж, видео.

Лабораторното захранване е устройство, което генерира необходимото напрежение и ток за по-нататъшна употреба, когато е свързано към мрежата. В повечето случаи се преобразува променлив токмрежа към постоянно. Всеки радиолюбител има такова устройство и днес ще разгледаме как да го създадете със собствените си ръце, какво ще ви трябва за това и какви нюанси е важно да имате предвид по време на монтажа.

Предимства на лабораторно захранване

1. Изходното напрежение се регулира в рамките на 0–30 V.
2. Защита срещу претоварване и неправилно свързване.
3. Ниско ниво на пулсации (постоянният ток на изхода на лабораторно захранване не се различава много от постоянен токбатерии и акумулатори).
4. Възможност за задаване на ограничение на тока до 3 ампера, след което захранването ще премине в защита (много удобна функция).
5. На захранването чрез късо съединение (късо съединение) „крокодилите“ са настроени на максимум допустим ток(ограничение на тока, което задавате с променлив резистор с помощта на амперметър). Следователно претоварването не е опасно, тъй като в този случай светодиодният индикатор ще работи, показвайки, че зададеното ниво на ток е превишено.

Лабораторно захранване - схема

Лабораторна схема на захранване

И така, числата в кръгчетата са контакти. Към тях трябва да запоите проводници, които ще отидат към радио елементи.

• Вижте също как да направите

• 1 и 2 - към трансформатора.
• 3 (+) и 4 (-) - DC изход.
• 5, 10 и 12 - на P1.
• 6, 11 и 13 - на P2.
• 7 (K), 8 (B), 9 (E) - към транзистора Q4.

Диодите D1...D4 са свързани в диоден мост. Можете да вземете 1N5401...1N5408, някои други диоди и дори готови диодни мостове, които могат да издържат на ток напред до 3 A и повече. Използвахме таблетни диоди KD213.

• Вижте също инструкции стъпка по стъпкавърху създаването

Схема на разводка на транзистора Q1

Схема на разпределение на транзистора Q4

Входна верига на променлив резистор

• R1 = 2,2 kOhm 1W
• R2 = 82 ома 1/4W
• R3 = 220 ома 1/4W
• R4 = 4,7 kOhm 1/4W
• R5, R6, R13, R20, R21 = 10 kOhm 1/4W
• R7 = 0,47 ома 5W
• R8, R11 = 27 kOhm 1/4W
• R9, R19 = 2,2 kOhm 1/4W
• R10 = 270 kOhm 1/4W
• R12, R18 = 56kOhm 1/4W
• R14 = 1,5 kOhm 1/4W
• R15, R16 = 1 kOhm 1/4W
• R17 = 33 ома 1/4W
• R22 = 3,9 kOhm 1/4W
• RV1 = 100K многооборотен тример резистор
• P1, P2 = 10 KOhm линеен потенциометър
• C1 = 3300 uF/50V електролитен
• C2, C3 = 47uF/50V електролитни
• C4 = 100nF
• C5 = 200nF
• C6 = 100pF керамика
• C7 = 10uF/50V електролитен
• C8 = 330pF керамика
• C9 = 100pF керамика
• D1, D2, D3, D4 = 1N5401…1N5408
• D5, D6 = 1N4148
• D7, D8 = ценерови диоди при 5.6V
• D9, D10 = 1N4148
• D11 = 1N4001 диод 1A
• Q1 = BC548 или BC547
• Q2 = KT961A
• Q3 = BC557 или BC327
• Q4 = KT 827A
• U1, U2, U3 = TL081, операционен усилвател
• D12 = LED

Как да направите лабораторно захранване със собствените си ръце - печатна платка и монтаж стъпка по стъпка

Сега нека да разгледаме стъпка по стъпка монтажа на лабораторно захранване със собствените си ръце. Имаме готов трансформатор от усилвателя. Напрежението на изходите му беше около 22 V. Подготвяме кутията за захранване.

Схема на печатна платка за лабораторно захранване

Много различни лабораторни захранвания са представени в интернет на сайтове за радиотехника, макар и предимно прости дизайни. Същата схема се характеризира с доста висока сложност, което е оправдано от качеството, надеждността и гъвкавостта на захранването. Представяме ви изцяло домашен блокдвуполюсно захранване 2 x 30 V, s регулируем токдо 5 A и цифров LED A/V метър.

Всъщност това са две идентични захранвания в един корпус, което значително увеличава функционалността и възможностите на устройството, което ви позволява да комбинирате канални мощности до 10 ампера. В същото време това не е типично симетрично захранване, въпреки че може да бъде свързано към серийни изходи за повече високо напрежениеили псевдо симетрия, третирайки цялото съединение като маса.

Схеми на лабораторни захранващи модули

Всички вериги на захранващите платки са проектирани от нулата и всички печатни платки също са независимо разработени. Първият модул “Z” е диоден мост, филтриращ напрежението, генериращ отрицателно напрежение за захранване операционни усилватели, захранване с положително напрежение 34 VDC за операционните усилватели, захранване от отделен спомагателен трансформатор, реле, използвано за превключване на намотките на главния трансформатор, управлявано от друга печатна платка, и захранване от 5 V 1 A за измервателите на мощност.

Модулите "Z" и на двата модула са проектирани да бъдат почти симетрични (за да паснат по-добре в корпуса на PSU). Благодарение на това конекторите ARK бяха поставени от едната страна за свързване на проводниците и радиатора за мостовия токоизправител, а платките, както е показано на снимките, бяха разположени симетрично.

Тук се използва диоден мост от 8 ампера. Основните трансформатори имат двойни вторични намотки, всяка по 14 V и ток малко над 5 A. Захранването беше проектирано за 5 ампера, но се оказа, че при пълно напрежение 30 V не произвежда пълните 5 A. Има обаче няма проблем с натоварване от 5 ампера при по-ниско напрежение (до 25 V).

Вторият модул е ​​разширен вариант на захранването с операционни усилватели.

В зависимост от това дали захранването е натоварено или в режим на готовност, напрежението в областта на усилвателя U3, отговорно за ограничаване на тока, се променя (при същата настройка на границите на потенциометъра). Веригата сравнява напрежението на потенциометъра P2 с напрежението на резистора R7. Част от този спад на напрежението се прилага към обратния вход на U4. Благодарение на това изходното напрежение зависи от настройката на потенциометъра и е практически независимо от товара. Почти защото по скала от 0 до 5 A отклонението е на ниво от 15 mV, което на практика е достатъчно, за да се получи стабилен източник за задвижване на LM3914 веригите, които формират LED лентата.

Диаграмата за визуализация е особено полезна, когато за настройка се използват многооборотни потенциометри. Чудесно е, че с помощта на такъв потенциометър можете лесно да настроите напрежението с точност до третия знак след десетичната запетая. Всеки светодиод в линията съответства на ток от 0,25 A, така че ако ограничението на тока е под 250 mA, линията не се показва.
Методът на показване на линийката може да се промени от точка на линийка, но точката е избрана тук, за да се избегне влиянието на твърде много светли точки и да се намали консумацията на енергия.

Следващият модул е ​​системата за превключване на намотките и системата за управление на вентилатора, които са инсталирани на радиаторите на стари процесори.

Веригите се захранват от независими намотки на допълнителен трансформатор. Тук използваме m/s op-amp LM358, който съдържа два операционни усилвателя вътре. Като температурен сензор се използва транзистор BD135. След надвишаване на 55C вентилаторите се включват, а след охлаждане до около 50C автоматично се изключват. Системата за превключване на намотките реагира на стойността на напрежението на директните изходни клеми на захранването и има хистерезис от около 3 V, така че релето няма да работи твърде често.

Измерването на напрежението и тока на натоварване се извършва с помощта на чипове ICL7107. Измервателните табла са двустранни и са проектирани така, че за всеки източник на захранване да има волтметър и амперметър на една платка.

От самото начало идеята беше параметрите на захранването да се визуализират на седемсегментни LED дисплеи, защото те са по-четими от LCD дисплея. Но нищо не ви пречи да измервате температурата на радиатори, намотки и охладителни системи на един Atmega MK, дори и за двете захранвания наведнъж. Това е въпрос на избор. Използването на микроконтролер ще бъде по-евтино, но както вече беше споменато по-горе, това е въпрос на вкус.

Всички спомагателни системи се захранват от трансформатор, който е пренавит чрез премахване на всички намотки с изключение на 220V мрежа (първична). За тази цел е използван TS90/11.

Вторичната намотка е навита с 2 x 26 V AC за захранване на операционните усилватели, 2 x 8 V AC за захранване на индикаторите и 2 x 13 V за захранване на контрола на температурата. Създадени са общо шест независими намотки.

Жилищни и монтажни разходи

Цялото захранване е поставено в корпус, който също е проектиран от нулата. Правен е по поръчка. Известно е, че е трудно да се направи прилична кутия (особено метална) в домашни условия.

Алуминиевата рамка, използвана за монтиране на всички индикатори и аксесоари, беше фрезована, за да пасне на дизайна.

Разбира се, това не е нискобюджетна реализация, предвид закупуването на два мощни тороидални трансформатора и изработения по поръчка корпус. Ако искате нещо по-просто и по-евтино - .

Останалите могат да бъдат оценени въз основа на цените в онлайн магазините. Разбира се, някои елементи бяха получени от нашите собствени запаси, но те също ще трябва да бъдат закупени, създавайки захранване от нулата. Общата цена беше 10 000 рубли.

Монтаж и конфигурация на LBP

1. Сглобяване и тестване на модул с мостов токоизправител, филтър и реле, свързване към трансформатор и задействане на реле от независим източник за проверка на изходните напрежения.
2. Изпълнение на модула за превключване на намотките и контрол на охлаждането на радиатора. Пускането на този модул ще улесни конфигурирането на бъдещото захранване. Това ще изисква друг източник на захранване регулируемо напрежениекъм входа на системата, отговорна за управлението на релето.
3. Температурната част на веригата може да бъде настроена чрез симулиране на температурата. За целта е използван топлинен пистолет, който леко загрява радиатор със сензор (BD135). Температурата се измерва с помощта на сензор, включен в мултиметър (по това време нямаше готови точни измерватели на температурата). И в двата случая настройката се свежда до избор на съответно PR201 и PR202 или PR301 и PR302.
4. След това пускаме захранването, като регулираме RV1, за да произведем 0V изход, което е полезно за задаване на ограничаване на тока. Самото ограничение зависи от стойностите на резисторите R18, R7, R17.
5. Регулирането на A/V индикаторите се свежда до регулиране на референтните напрежения между щифтове 35 и 36 на микросхемите ICL. Измервателите на напрежение и ток използват външен референтен източник. При термомерите такава прецизност не е необходима, а индикацията с десетична запетая все още е малко преувеличена. Отчитанията на температурата се предават от един токоизправителен диод (на диаграмата има три). Това се дължи на дизайна на печатната платка. На него има два джъмпера.
6. Директно към изходните клеми, делител на напрежение и резистор 0,01 Ohm / 5 W са свързани към волтметъра, през който спадът на напрежението се използва за измерване на тока на натоварване.

Допълнителен елемент на захранванията е схема, която позволява да се включи само едно захранване без нужда от втори канал, въпреки факта, че спомагателният трансформатор захранва и двата канала на захранването едновременно. На същата платка има система за включване и изключване на захранването с помощта на един слаботоков бутон (за всеки канал на захранването).

Веригата се захранва от инвертор, който в режим на готовност консумира около 1 mA от мрежа 220 V. Всички вериги в добро качествоможеш

Така че следващото устройство е сглобено, сега възниква въпросът: от какво да го захранваме? Батерии? Батерии? Не! Захранването е това, за което ще говорим.

Схемата му е много проста и надеждна, има защита от късо съединение, плавно регулиранеизходно напрежение.
Токоизправител е монтиран на диоден мост и кондензатор C2, верига C1 VD1 R3 стабилизатор референтно напрежение, схема R4 VT1 VT2 е усилвател на ток за мощен транзистор VT3, защитата е монтирана на транзистор VT4 и R2, настройката се извършва с помощта на резистор R1.

Взех трансформатора от старо зарядно устройство от отвертка, на изхода получих 16V 2A
Относно диоден мост(поне 3 ампера), взех го от стар ATX блок, както и електролити, ценеров диод и резистори.

Използвах 13V ценеров диод, но съветският D814D също е подходящ.
Транзисторите са взети от стар съветски телевизор; транзисторите VT2, VT3 могат да бъдат заменени с един компонент, например KT827.

Резистор R2 е жичен с мощност 7 вата и R1 (променлив) Взех нихром за настройка без скокове, но при липсата му можете да използвате обикновен.

Състои се от две части: първата съдържа стабилизатора и защитата, а втората съдържа силовата част.
Всички части са монтирани на основната платка (с изключение на силовите транзистори), транзисторите VT2, VT3 са запоени към втората платка, ние ги прикрепяме към радиатора с помощта на термопаста, няма нужда да изолираме корпуса (колекторите). се повтаря много пъти и не се нуждае от корекция. Снимки на два блока са показани по-долу с голям радиатор 2A и малък 0.6A.

Индикация
Волтметър: за него се нуждаем от резистор 10k и променлив резистор 4.7k и взех индикатор m68501, но можете да използвате друг. От резистори ще сглобим делител, резистор 10k ще предотврати изгарянето на главата, а с резистор 4.7k ще зададем максималното отклонение на иглата.

След като разделителят е сглобен и индикацията работи, трябва да го калибрирате, да отворите индикатора и да залепите чиста хартия по контура, най-удобно е да изрежете хартията с нож .

Когато всичко е залепено и сухо, свързваме мултиметъра паралелно с нашия индикатор и всичко това към захранването, маркираме 0 и увеличаваме напрежението до волта, маркираме и т.н.

Амперметър: за него вземаме резистор от 0,27 ом!!! и променлива на 50k,Диаграмата на свързване е по-долу, като използваме резистор 50k, ще зададем максималното отклонение на стрелката.

Градуировката е същата, само връзката се променя, вижте по-долу 12 V халогенна крушка е идеална като товар.

Списък на радиоелементите

За радиолюбители, а и като цяло модерен човек, незаменимо нещо в къщата е захранващ блок (PSU), защото има много полезна функция - регулиране на напрежението и тока.

В същото време малко хора знаят, че е напълно възможно да направите такова устройство с дължимата грижа и познания за радиоелектрониката със собствените си ръце. За всеки радиолюбител, който обича да се занимава с електроника у дома, домашните лабораторни захранвания ще му позволят да практикува хобито си без ограничения. Нашата статия ще ви разкаже как да направите регулируемо захранване със собствените си ръце.

Какво трябва да знаете

Захранването с регулиране на тока и напрежението е задължителен елемент в един модерен дом. Това устройство, благодарение на специалното си устройство, може да преобразува наличните напрежение и ток в мрежата до нивото, което конкретно електронно устройство може да консумира. Ето приблизителна схема на работа, според която можете да направите такова устройство със собствените си ръце.

Но готовите захранвания са доста скъпи за закупуване за специфични нужди. Ето защо днес много често преобразувателите за напрежение и ток се правят на ръка.

Забележка! Домашните лабораторни захранвания могат да имат различни размери, номинална мощност и други характеристики. Всичко зависи от това какъв конвертор ви е необходим и за каква цел.

Професионалистите могат лесно да го направят мощен блокзахранване, докато за начинаещи и любители е подходящ прост тип устройство за начало. В този случай, в зависимост от сложността, може да се използва много различна схема.

Какво да вземете предвид

Регулираното захранване е универсален преобразувател, който може да се използва за свързване на всяко домакинско или компютърно оборудване. Без него нито един домашен уред няма да може да функционира нормално.
Такова захранващо устройство се състои от следните компоненти:

• трансформатор;
• конвертор;
• индикатор (волтметър и амперметър).
• транзистори и други части, необходими за създаване на висококачествена електрическа мрежа.

Диаграмата по-горе показва всички компоненти на устройството.
Освен това този тип захранване трябва да има защита за висок и слаб ток. В противен случай всяка аварийна ситуация може да доведе до факта, че преобразувателят и свързаното към него електрическо устройство просто изгарят. Този резултат може да бъде причинен и от неправилно запояване на компонентите на платката, неправилно свързване или монтаж.
Ако сте начинаещ, тогава, за да направите регулируем тип захранване със собствените си ръце, по-добре е да изберете проста опция за сглобяване. Един от простите видове преобразуватели е захранване 0-15V. Има защита срещу свръхток в свързания товар. Схемата за неговото сглобяване се намира по-долу.

Проста монтажна схема

Това е, така да се каже, универсален типвъзли. Диаграмата тук е лесна за разбиране за всеки, който е държал поялник поне веднъж в ръцете си. Предимствата на тази схема включват следните точки:

• състои се от прости и достъпни части, които могат да бъдат намерени на пазара за радио или в специализирани магазини за радиоелектроника;
• прост тип сглобяване и допълнителна конфигурация;
• тук долната граница за напрежение е 0,05 волта;
• двудиапазонна защита за токов индикатор (при 0,05 и 1A);
• широк диапазон за изходни напрежения;
• висока стабилност във функционирането на преобразувателя.

Диоден мост

В тази ситуация трансформаторът ще осигури напрежение, което е с 3 V по-високо от максималното необходимо изходно напрежение. От това следва, че захранващо устройство, което може да регулира напрежение до 20 V, изисква трансформатор от най-малко 23 V.

Забележка! Диодният мост трябва да бъде избран въз основа на индикатора максимален ток, което ще бъде ограничено от наличната защита.

Филтърен кондензатор от 4700 µF ще позволи на оборудването, чувствително към шума от захранването, да избегне фоновия шум. За да направите това, ще ви е необходим компенсационен стабилизатор с коефициент на потискане за пулсации над 1000.
Сега, след като разбрахме основните аспекти на сглобяването, трябва да обърнем внимание на изискванията.

Изисквания към устройството

За да създадете просто, но в същото време висококачествено и мощно захранване с възможност за регулиране на напрежението и тока със собствените си ръце, трябва да знаете какви изисквания съществуват за този тип преобразувател.
Тези технически изисквания изглеждат така:

• регулируем стабилизиран изход за 3–24 V. В този случай текущото натоварване трябва да бъде най-малко 2 A;
• нерегулиран изход 12/24 V предполага голям токов товар.

За да изпълните първото изискване, трябва да използвате интегрален стабилизатор. Във втория случай изходът трябва да се направи след диодния мост, така да се каже, заобикаляйки стабилизатора.

Да започнем сглобяването

Трансформатор TS-150–1

След като определите изискванията, на които трябва да отговаря вашето постоянно регулирано захранване и изберете подходящата верига, можете да започнете самото сглобяване. Но преди всичко нека се запасим с необходимите ни части.
За монтаж ще ви трябва:

• мощен трансформатор. Например TS-150–1. Способен е да доставя напрежение от 12 и 24 V;
• кондензатор. Можете да използвате модел 10000 µF 50 V;
• чип за стабилизатор;
• ленти;
• подробности за веригата (в нашия случай схемата, показана по-горе).

След това го сглобяваме със собствените си ръце според диаграмата регулируем блокхранене в строго съответствие с всички препоръки. Трябва да се спазва последователността от действия.

Готово захранване

Следните части се използват за сглобяване на захранването:

• германиеви транзистори (най-вече). Ако искате да ги замените с по-модерни силициеви елементи, тогава долният MP37 определено трябва да остане германий. Тук се използват транзистори MP36, MP37, MP38;
• На транзистора е монтиран блок за ограничаване на тока. Той осигурява наблюдение на спада на напрежението върху резистора.
• Ценеров диод D814. Той определя регулирането на максималното изходно напрежение. Поема половината от изходното напрежение;

Забележка! Тъй като ценеровият диод D814 приема точно половината от изходното напрежение, той трябва да бъде избран да създава изходно напрежение 0-25V от приблизително 13V.

• долна граница в сглобен блокЗахранването има индикатор за напрежение само 0,05 V. Този индикатор е рядък за по-сложни вериги за монтаж на преобразуватели;
• циферблатни индикатори показват индикатори за ток и напрежение.

Части за сглобяване

За да поберете всички части, трябва да изберете стоманена кутия. Той ще може да екранира трансформатора и захранващата платка. В резултат на това ще избегнете ситуации на различни видове смущения за чувствително оборудване.

Полученият преобразувател може безопасно да се използва за захранване на всяко домакинско оборудване, както и за експерименти и тестове, извършвани в домашна лаборатория. Също така, такова устройство може да се използва за оценка на работата на автомобилен генератор.

Заключение

Използвайки прости веригиза да съберете регулируем тип захранване, ще можете да вземете ръцете си и в бъдеще да правите по-сложни модели със собствените си ръце. Не трябва да поемате непосилна работа, тъй като в крайна сметка може да не получите желания резултат и домашният преобразувател ще работи неефективно, което може да се отрази негативно както на самото устройство, така и на функционалността на свързаното към него електрическо оборудване.
Ако всичко е направено правилно, тогава в крайна сметка ще получите отлично захранване с регулиране на напрежението за вашата домашна лаборатория или други ежедневни ситуации.

Избор на уличен сензор за движение за включване на осветлението