8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Импульсный лабораторный блок питания – Двухканальный управляемый лабораторный блок питания

Импульсный лабораторный блок питания в радиолюбительской

Импульсный лабораторный блок питания в радиолюбительской литературе опубликовано множество описаний лабораторных блоков питания. Предлагаемый источник отличается широкими функциональными возможностями, простотой, высоким КПД. На рисунке показана его функциональная схема.

Основа устройства — понижающий стабилизатор напряжения с широтноимпульсным регулированием на коммутирующем транзисторе VT1. После накопительных элементов — дросселя L1 и конденсатора С1 — включены последовательно регулируемые линейные ограничитель тока А1 и стабилизатор напряжения АЗ. Диод VD1 обеспечивает протекание тока дросселя L1 в конденсатор С1 и нагрузку, когда закрыт коммутирующий транзистор VT1.

Ток нагрузки ограничен сверху узлом А1 от 10 мА до 5 А. Стабилизатор напряжения АЗ позволяет регулировать выходное напряжение от 0 до 30 В. Дифференциальные усилители А2 и А4 с коэффициентом усиления около 5 контролируют падение напряжения на блоках А1 и АЗ. Когда хотя бы одно из них слишком велико, коммутирующий транзистор VT1 закрывается по сигналу широтноимпульсного регулятора А5. Этим достигаются высокий КПД и стабилизация не только выходного напряжения, но и тока. Небольшая рассеиваемая мощность на регулирующих элементах повышает надежность устройства, позволяет снизить его массу и габариты за счет уменьшения размеров теплоотводов по сравнению с линейным регулированием. На рисунке показана принципиальная схема импульсный лабораторный блок питания.

Компоненты VT4, VD5, L1, С8 соответствуют VT1, VD1, L1, С1 на рис. 1. На элементах VT1—VT3, С1, VD3, HL1, R3—R8 собран широтноимпульсный регулятор А5. Ограничитель тока А1 собран по схеме стабилизатора тока на транзисторах VT6 и VT7, диодах VD6—VD10 и резисторах R10— R20, один из которых подключается переключателем SA2. Регулируемый стабилизатор напряжения АЗ собран на микросхеме DA4. Дифференциальный усилитель А2 (см. рис. 1) — высоковольтный ОУ КР1408УД1 (DA3) с резисторами R21, R23, R25, R26. Аналогичный дифференциальный усилитель А4 — DA5, R28, R31, R33, R34

Пониженное до 30В трансформатором Т1 сетевое напряжение с обмотки II выпрямляет диодный мост VD4 и сглаживает конденсатор С4. Это напряжение (около 40 В) — входное для импульсного стабилизатора. Резистор R1 и стабилитрон VD1 образуют параметрический стабилизатор напряжения питания задающего генератора, выполненного на однопереходном транзисторе VT2. Транзистор VT3 — усилитель тока задающего генератора. Выбор транзистора КТ825Г в качестве коммутирующего (VT4) обусловлен его высокой надежностью и широкой доступностью. Частота генерации 40 кГц выбрана в соответствии с частотными свойствами транзистора КТ825Г. На резисторе R2 и светодиоде HL1 собран параметрический стабилизатор напряжения около 2 В для фиксации уровня напряжения на эмиттере регулирующего транзистора VT1. Диод VD3 препятствует подаче обратного напряжения на эмиттерный переход этого транзистора. Открываясь, коммутирующий транзистор VT4 подключает дроссель L1 к выходу выпрямителя на диодном мосте VD4. Протекающим через дроссель L1 током заряжается накопительный конденсатор С8. Изменяя напряжение на базе транзистора VT1, можно регулировать ширину импульсов, открывающих транзистор VT4, и соответственно напряжение на накопительном конденсаторе С8.

Ограничитель тока А1 выполнен на дискретных элементах. Отказ от использования микросхемы LT1084 обусловлен ее недостаточно высоким максимальным входным напряжением (37 В) Кроме того, применение дискретных элементов увеличивает КПД. Падение напряжения на токозадающем резисторе интегрального стабилизатора равно 1,25 В, при токе 5 А на этом резисторе рассеивается мощность 6,25 Вт В примененном ограничителе тока падение напряжения на токозадающем резисторе UR равно разности падения напряжения на диодной цепи VD6— VD10 и напряжения база—-эмиттер составного транзистора VT6VT7 В данном случае UR примерно равно 0,6 В. Мощность, рассеиваемая на резисторе R20 (на пределе 5 А), примерно равна 3 Вт. Сопротивление токозадающего резистора R рассчитывают по формуле R = UR/I, где I — требуемый ток ограничения В экземпляре автора реализованы 11 пределов ограничения тока: 10, 50, 100, 250, 500, 750 мА; 1, 2, 3, 4, 5 А им соответствуют резисторы R10—R20.

Поскольку напряжение на конденсаторе С8 изменяется в широких пределах, ток через стабистор, составленный из диодов VD6—VD10, определяет стабилизатор на транзисторе VT5 и светодиоде HL2. Резистором R22 в цепи эмиттера транзистора VT5 устанавливают ток через цепь VD6—VD10 в пределах 10…12 мА. Регулируемый стабилизатор напряжения АЗ выполнен на микросхеме DA4 Диоды VD13, VD14 способствуют повышению его надежности. Через эти диоды при отключении блока питания от сети разряжаются конденсаторы С12 и С13, устраняющие самовозбуждение стабилизатора. Для получения нулевого выходного напряжения в цепь управляющего электрода через делитель R27R30 подано напряжение отрицательной полярности от стабилизатора DA2. Выпрямитель на диодном мосте VD2 и интегральных стабилизаторах DA1, DA2 питает также цифровой вольтметр на микросхеме КР572ПВ2А, собранный по типовой схеме.

Выходные сигналы операционных усилителей DA3 и DA5 через диоды VD11 и VD12 поступают на общую нагрузку — резисторный делитель R3R4. Светодиод HL3 выведен на лицевую панель и сигнализирует о переходе блока питания в режим ограничения стабилизации тока. Увеличение падения напряжения на ограничителе тока или стабилизаторе напряжения вызывает рост напряжения на резисторе R4. Когда оно превысит пороговое значение (около 3 В), откроется транзистор VT1, укорачивая импульсы генератора на транзисторе VT2. Конструкция и детали импульсный лабораторный блок питания. Блок питания смонтирован в корпусе размерами 90x170x270 мм Транзистор VT4 и диод VD5 установлены без изолирующих прокладок на одном теплоотводе площадью 200 см2. На теплоотводе площадью 400 см2 смонтированы транзистор VT6 (через изолирующую прокладку) и стабилизатор DA4. Для повышения температурной стабильности диоды VD6—VD10 целесообразно установить на теплоотводе возможно ближе к транзистору VT6. Импульсный лабораторный блок питания собран на универсальной макетной плате, печатная плата не была разработана.

Трансформатор Т1 изготовлен из сетевого трансформатора лампового телевизора. Магнитопровод разбирают, снимают катушки. Сматывают накальные обмотки (они расположены в верхнем слое и намотаны проводом наибольшего диаметра), подсчитывая витки. Умножив это число витков на 5, получаем число витков обмотки II. Далее полностью сматывают анодные обмотки с обеих катушек на одну шпулю. Затем на каждую катушку наматывают внавал половинное число витков обмотки II в два провода анодной обмотки. Диаметр провода анодной обмотки 0,8 мм соответствует сечению 0,5 мм2. Намотка в два провода дает эквивалентное сечение 1 мм2, что позволяет получить ток нагрузки 5 А. Умножив число витков накальной обмотки на 3, получаем число витков обмотки III. Эту обмотку также в два провода можно намотать на одну из двух катушек. В связи с малым потреблением тока от обмотки III асимметрия магнитного поля трансформатора получается несущественной. После сборки магнитопровода полуобмотки III соединяют последовательно с учетом фазировки, начало одной полуобмотки III соединяют с концом другой, образуя отвод от середины.

Дроссель L1 наматывают на магнитопроводе Б48 из феррита 1500НМ1 внавал в два провода анодной обмотки до заполнения каркаса. Для создания немагнитного зазора между чашками вложена текстолитовая шайба толщиной 1 мм. После стягивания болтом М6 готовый дроссель пропитывают клеем БФ-2. Сушка и полимеризация клея проводились в духовке при температуре 100 °С. При самостоятельном изготовлении дросселя на другом магнитопроводе следует иметь в виду, что ток через дроссель имеет треугольную форму. Среднему потребляемому току 5 А соответствует амплитуда 10 А, при этом токе магнитопровод не должен входить в насыщение. Стабилизатор LT1084 (DA4) можно заменить отечественным аналогом КР142ЕН22А. Переменный резистор R29 для большей долговечности использован проволочный ППБ. Учитывая, что через переключатель SA2 протекает значительный ток, для повышения стабильности и долговечности применен керамический галетный переключатель 11ПЗН, его контакты соединены параллельно. Светодиод АЛ307КМ (HL3) можно заменить зарубежным L-543SRC-E.

Налаживание импульсный лабораторный блок питания. Подбором резистора R30 устанавливают нулевое выходное напряжение на выходе блока питания при нижнем по схеме положении движка переменного резистора R29, а подбором резистора R32 — напряжение 30 В при верхнем по схеме положении движка R29. Подключают вольтметр к выводам 2 и 3 стабилизатора DA4 и подбором резистора R4 устанавливают напряжение 1,5 В. На время налаживания возможно применение подстроечных резисторов. Но их использование для постоянной эксплуатации не рекомендуется из-за нестабильности сопротивления подвижной контактной системы. Затем подключают к выходным клеммам нагрузку через амперметр. Изменяя резистором R29 выходное напряжение, по амперметру и встроенному вольтметру контролируют выходные параметры. На слаботочных пределах из-за наличия токов управления стабилизатора DA4 потребуется корректировка сопротивления резисторов R10— R12 по сравнению с расчетным. По включению светодиода HL3 необходимо проверить ограничение тока и его стабильность на всех пределах.

Предлагаемый импульсный лабораторный блок питания очень удобен в работе, в том числе для зарядки аккумуляторов и батарей — от 7Д-0.1 до стартерных автомобильных. По встроенному цифровому вольтметру устанавливают конечное напряжение зарядки, переключателем SA2 выбирают необходимый ток зарядки и подключают аккумулятор (батарею). Зарядка идет стабильным током, при достижении заданного напряжения на аккумуляторе зарядка прекращается. За три года эксплуатации предлагаемого устройства отказов в его работе не было.

varikap.ru

Импульсный Лабораторный Блок Питания — Блоки питания (импульсные) — Источники питания

Вот Финальная схема и печатка, расчеты трансформаторов + некоторые вспомогательные данные… 

Копирайты:

1. Автор силовой схемы — Старичок 

2. Автор схемы управления — Старичок + Falanger 

3. Автор схемы управления куллером — Владимир65 

P.S 1. В схеме так же не указан выходной LC фильтр для дополнительного подавления пульсаций — он состоит из дросселя от комп БП индуктивностью 10мкГн на ферритовом стержне + конденсатора 220мкФ х35V

2. Принципиальная схема в целом правильная, но некоторые номиналы деталей изменены, к примеру диод Шотки на выходе 20100 стоит, ибо указанный на схеме при 30В пробъет (номинал остался от 5В схемы Старичка)), в общем подходите творчески, сверяйтесь с печатной платой, на ней почти все номиналы деталей подписаны.

3. Везде, где на деталях написано FB, это ферритовая бусина, предназначена для снижения импульсных помех, при отсутствии таковых, можно просто впаять перемычки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение регулируется очень плавно от 30В и до 23 милливольт (предварительно подстоечником установил верхний предел в 30В). Тишина стоит во всем диапазоне регулировки…

 

 

 

 

Вот, посадил плату в корпус БП… На штатные болты… Под болты (со стороны печатных дорожек) положил изолирующие шайбы, на всякий случай, что бы не было замыкания печатных дорожек на корпус… Проверил пробником, замыкания нет… На неделе буду думать, про лицевую стенку и прочие украшения…

 

 

 

 

Решил с корпусом сильно не изгаляться… Просто из пластика выпилил переднюю панель и покрасил коробку… Временно все собрал, что бы поглядеть, что получилось…

 

 

 

 

Не… чета крутилки какие то массивные… Может так лучше?

 

 

АРХИВ:Скачать

cxema.my1.ru

Лабораторный блок питания — сборка качественного регулируемого устройства

Каждый начинающий радиолюбитель нуждается в лабораторном блоке питания. Чтобы правильно его сделать, нужно подобрать подходящую схему, а с этим обычно возникает много проблем.

Краткое содержимое статьи:

Виды и особенности блоков питания

Встречаются два типа блоков питания:

  • Импульсный;
  • Линейный.

Блок импульсного типа может рождать помехи, которые буду отражаться на настройке приемников и других передатчиков. Блок питания линейного типа может оказаться неспособным для выдачи необходимой мощности.

Как правильно сделать лабораторный блок питания, от которого можно будет заряжать АКБ, и питать, чувствительны платы схем? Если взять простой блок питания линейного типа на 1,3-30 В, и мощностью тока не более 5 А, то получится хороший стабилизатор напряжения и тока.

Воспользуемся классической схемой для сборки блока питания своими руками. Она сконструирована на стабилизаторах LM317, которые регулируют напряжение в диапазоне 1,3-37В. Их работа совмещена с транзисторами КТ818. Это мощные радиодетали, которые способны пропустить большой ток. Защитную функцию схемы обеспечивают стабилизаторы LM301.

Эта схема разработана достаточно давно, и периодически модернизировалась. На ней появилось несколько диодных мостов, а измерительная головка получила не стандартный метод включения. На замену транзистору MJ4502 пришел менее мощный аналог – КТ818. Так же появились фильтрующие конденсаторы.

Монтаж блока своими руками

При очередной сборке, схема блока получила новую интерпретацию. В конденсаторах выходного типа увеличилась емкость, а для защиты были добавлены несколько диодов.

Транзистор типа КТ818 был в этой схеме неподходящим элементом. Он сильно перегревался, и часто приводил к поломке. Ему нашли замену более выгодным вариантом TIP36C, в схеме он имеет параллельное подключение.


Поэтапная настройка

Изготовленный лабораторный блок питания своими руками нуждается в поэтапном включении. Первоначальный запуск проходит с отключенными LM301 и транзисторами. Далее проверяется функция регулирующая напряжение через регулятор Р3.

Если напряжение регулируется хорошо, тогда в схему включаются транзисторы. Их работа тогда будет хорошей, когда несколько сопротивлений R7,R8 начнут балансировать цепь эмиттера. Нужны такие резисторы, чтобы их сопротивление было на максимально низком уровне. При этом тока должно хватать, иначе в Т1 и Т2 его значения будут различаться.

Этот этап регулировки позволяет подсоединять нагрузку к выходному концу блока питания. Следует стараться избегать короткого замыкания, иначе транзисторы тут же перегорят, а вслед за ними стабилизатор LM317.

Дальнейшим шагом буде монтаж LM301. Сперва, нужно удостовериться, что на операционном усилителе в 4 ножке имеется -6В. Если на ней присутствует +6В, то возможно имеется неправильное подключение диодного моста BR2.

Так же подключение конденсатора С2 может быть неверным. Проведя осмотр и исправив дефекты монтажа, можно на 7 ножку LM301 давать питание. Это допустимо делать с выхода блока питания.

На последних этапах настраивается Р1, так чтобы он мог работать на максимальном рабочем токе БП. Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения отрегулировать не так сложно. В этом деле лучше лишний раз перепроверить монтаж деталей, чем получить КЗ с последующей заменой элементов.

Основные радиоэлементы

Чтобы собрать мощный лабораторный блок питания своими руками, нужно приобрести подходящие компоненты:

  • Для питания потребуется трансформатор;
  • Несколько транзисторов;
  • Стабилизаторы;
  • Операционный усилитель;
  • Несколько разновидностей диодов;
  • Электролитические конденсаторы – не более 50В;
  • Резисторы разных типов;
  • Резистор Р1;
  • Предохранитель.

Номинал каждой радиодетали необходимо сверять со схемой.


Блок в конечном виде

Для транзисторов необходимо подобрать подходящий радиатор, который сможет рассеивать тепло. Более того, внутри монтируется вентилятор, для охлаждения диодного моста. Еще один устанавливается на внешнем радиаторе, который будет обдувать транзисторы.

Для внутренней начинки желательно подобрать качественный корпус, так как вещь получилась серьезной. Все элементы следует хорошо зафиксировать. На фото лабораторного блока питания, можно заметить, что на замену стрелочным вольтметрам пришли цифрового устройства.

Фото лабораторного блока питания



tytmaster.ru

Импульсный лабораторный блок питания CPS-3205

Мне понадобился универсальный блок питания для дома, чтобы можно было зарядить аккумулятор, проверить светодиодные светильники и для всех тех устройств у которых уже или пока нету своего блока питания.
Сначала я хотел вспомнить молодость и собрать своими руками лабораторный блок питания. Тем более сейчас нет необходимости применять тяжеленный низкочастотный трансформатор, можно взять ненужный старый БП от компьютера и прикрутить к нему управление и индикацию. Но настолько меня обуяла избалованность покупками дешевых электронных гаджетов в Китае, что я решил и блок питания заказать там же. На глаза попался импульсный лабораторный блок питания Gophert CPS-3205, который я и приобрел меньше чем за 70$.

Сам блок питания достаточно компактный и легкий, пришел в коробочке с кабелем питания, инструкцией и двумя проводами оканчивающимися крокодилами.

На передней панели присутствуют:

  • Семисегментный четырех разрядный индикатор напряжения,
  • Семисегментный трех разрядный индикатор тока,
  • Энкодер с кнопкой, для задания уровня ограничения напряжения и тока,
  • Переключатель, меняющий режим работы энкодера(вариантов всего два: выставляем ограничение напряжение или ток)
  • Кнопка включения/выключения блока,
  • Кнопка блокировки,
  • Три светодиодных индикатора, отображающих: режим блокировки, ограничение (стабилизацию) по напряжению и по току.

Чтобы настроить уровни напряжения или тока, нужно сначала выбрать режим настройки переключателем, далее вращая энкодер изменяем задаваемую величину.

При включении блока энкодер регулирует величину с максимальной точность. Если необходимо увеличить скорость регулировки достаточно нажать на энкодер ,после чего он будет регулировать более грубо. Настраиваемый разряд подсвечивается ярче.

Удобна кнопка подачи питания на выходные клеммы «On/Off», не нужно «на лету» подключать клеммы блока. Можно собрать всю схему, включить блок питания переключателем на задней стенке, настроить ограничение напряжений и токов. И вот после всего этого нажать кнопку «On/Off», на нагрузку будет подано четко выставленное напряжение.

Интересная функция включается кнопкой блокировки «Lock» (при этом загорается одноименный светодиод), в этом режиме отключается возможность изменения установок напряжения и тока энкодером. Настраиваем параметры, блокируем блок и уже можем не опасаться, что нечаянно «собъем» параметр.

На задней панели расположен входной разъём, переключатель сети 110/220В и выходные клеммы.

Ну и конечно я не смог устоять от соблазна открыть блок питания. На удивление он сделан весьма добротно. Боковые стенки из какого-то универсального профиля, платы на хорошем стеклотекстолите и с маской, соединительные провода толстые, да компоненты вроде честные.

 

Видно что сделано честно, ощущение что открыл какой-то советский блок.

А вот  STM8S10 крупным планом. Мне кажется что разработчики Gophert-а CPS-3205 взяли проверенную временем силовую часть и дополнили современным микропроцессорным управлением.

А вот что вызвало полнейшее разочарование, так это провода подключения нагрузки. И если к крокодилам претензий нету,то сами провода тонюсенькие и даже не припаяны. Просто как-то завернуты и зажаты тончайшие жилки. Ни о каких 5 Амперах нету речи, если использовать, то только на 0,1А.

 

Описание на официальном сайте(английский).

Характеристики импульсного блока питания Gopher CPS-3205

Пока скопировал с офсайта, потом переведу.

Напряжение: 0-32 В

Ток: 0-5 А

Мощность: 160 Вт

Характеристики

  • Top performance cost ratio
  • High power density, smallest and compact
  • Aluminum shell, lower EMI
  • The microprocessor(MCU) control
  • Using Encoder to set the voltage and current
  • Four digital volt meter and three digital current meter
  • The current meter displays mA automatically when current belows 1A
  • High efficiency, up to 88%
  • Low Ripple & Noise: <= 30 mVp-p
  • Output ON/OFF
  • Watt switch
  • Intelligent protection: Tracking OVP, Tracking OCP, OTP, Output short circuit protection

Спецификация

Диапазон входного напряжения ~198 – 264 В
Диапазон частот входного напряжения 45 – 65 Гц
Диапазон выходного напряжения 0 – 32 В
Диапазон выходного тока 0 – 5 А
Коэффициент полезного действия (220 В/полная загрузка) ≥87%
Потребляемый от сети ток при максимальной нагрузке(220 В) ≤1.4A
Потребляемый от сети ток на холостом ходу(220 В) ≤80mA
Volt Meter Accuracy ≤ 0.3% + 1 digits
Current Meter Accuracy ≤ 0.3% + 2 digit

Constant Voltage

Load Regulation (0-100%) ≤ 30mV
Line Regulation(198-264Vac) ≤ 10mV
Ripple & Noise (Peak-Peak) ≤ 30mV
Ripple & Noise (r.m.s) ≤ 3mV
Set Accuracy ≤ 0.3% + 10mV
Transient Response Time (50%-100% rated Load) ≤ 1.0ms

Constant Current

Load Regulation(90%-10% Rated Voltage) ≤ 50mA
Line Regulation (198-264Vac) ≤ 20mA
Ripple & Noise (Peak-Peak) ≤ 30mAp-p
Точность ≤ 0.3% + 20mA
Размеры(ширина × высота × глубина) 120×55×168mm
Масса, нетто 0.85KG

hardelectronics.ru

Регулируемый импульсный блок питания для лаборатории

Радиолюбителю для проверки и наладки схем довольно часто нужен регулируемый блок питания. Предлагаемый импульсный блок питания кроме стабилизации выходного напряжения также ограничивает ток нагрузки, тем самым, стабилизируя выходной ток. Кроме этого, как известно, импульсные блоки питания обеспечивают очень высокий КПД в различных режимах работы.

А также, представленная схема блока не боится длительных замыканий выхода, что немаловажно для лабораторного блока питания. Так, как зачастую к блоку питания подключаются лишь частично проверенные схемы. Данный блок способен работать как источник тока для устройств электролиза, электроформинга и прочих, для питания которых требуется ограниченный или стабилизированный ток.

Лабораторный блок питания может быть использован для зарядки почти всех типов аккумуляторов. В специализированной литературе присутствует множество описаний регулируемых блоков питания. Рассматриваемый в этой статье источник имеет более широкие функциональные возможности, отличается простотой конструкции и как любой импульсный блок питания — высоким КПД.

Функциональная схема импульсного блока питания:

Стабилизатор напряжения, осуществляющий широтно-импульсное регулирование, выполнен на ключе VT1 и является основой устройства. После цепочки L1, С1 — накопительных элементов, подключены последовательно линейный ограничитель тока с возможностью регулировки — А1 и A3 — стабилизатор напряжения. При закрытом транзисторе VT1, ток с дросселя L1 через диод VD1 течет (смотрите схему) в конденсатор С1, а также в нагрузку. Ограничение тока нагрузки в диапазоне 0,01…5 А обеспечивается элементом А1. Регулировка выходного напряжения в диапазоне 0…30 В осуществляется стабилизатором A3.

Высокий уровень КПД и стабилизация выходных параметров импульсного блока питания обеспечивается дифференциальными усилителями А2 и А4 (коэффициент усиления = 5), которые обеспечивают контроль уровня просадки напряжения на блоке А1 и блоке A3, и в том случае когда одно из напряжений слишком велико, по сигналу от модуля широтно-импульсного регулятора А5 закрывается транзистор VT1. Незначительная рассеиваемая на регулирующих элементах мощность, в сравнении с линейным регулированием, позволяет уменьшить размеры радиаторов, что значительно повышает надежность регулируемого лабораторного блока питания и позволяет снизить его габариты и массу.

Принципиальная схема импульсного регулируемого блока питания:

Широтно-импульсный регулятор лабораторного блока питания собран на транзисторах VT1-VT3, конденсаторе С1, диоде VD3, светодиоде HL1 и резисторах R3-R8. Ограничитель тока, по сути, стабилизатор тока собран на элементах VT6, VT7, VD6-VD10,R10-R20, SA2. Микросхема DA4 является стабилизатором напряжения. Операционные усилители КР1408УД1 (DA3 и DA5) и резисторы R21, R23, R25, R26 и R28, R31.R33, R34 являются дифференциальными усилителями. Сетевое напряжение понижается трансформатором Т1 до 30 В и поступает на диодный мост VD4, выпрямляется, а затем сглаживает конденсатором С4 и поступает на импульсный стабилизатор.

На стабилитроне VD1 резисторе R1 выполнен параметрический стабилизатор напряжения для обеспечения питания задающего генератора, который собран на транзисторе VT2. Усилитель тока задающего генератора выполнен на полевом транзисторе VT3. Коммутатор собран на транзисторе VT4. Определяющим фактором при выборе частоты генерации в 40 кГц было соответствие частотным параметрам транзистора КТ825Г.

Параметрический стабилизатор регулируемого блока питания, выполнен на светодиоде HL1 и резисторе R2, который выполняет фиксацию уровня напряжения на эмиттере транзистора VT1. Для защиты эмиттерного перехода этого транзистора от обратного напряжения служит диод VD3. Когда транзистор VT4 открывается, он выполняет подключение дросселя L1 к выходу выпрямительного моста VD4. Ток, протекающий через дроссель L1 заряжает конденсатор С8. При изменении уровня напряжения на базе транзистора VT1, происходит изменение ширины импульсов, которые открывают транзистор VT4. Таким образом, изменяется уровень накопленного напряжения на конденсаторе С8.

Уровень напряжения на входе ограничителя тока А1 достаточно высок, поэтому пришлось отказаться от использования микросхемы LT1084 и выполнить его на дискретных элементах. Помимо этого дискретные элементы обеспечивают более высокое КПД работы лабораторного блока питания. В стабилизаторе токозадающий резистор обеспечивает падение напряжения 1,25 В, таким образом, при токе равном 5 А мощность рассеивания на данном резисторе составит 6,25 Вт. Величина падения напряжения (UR) на токозадающем резисторе ограничителя тока А1 представляет собой разность напряжений между значениями на диодной цепочке VD6-VD10 и в точке база-эмиттер транзисторов VT6, VT7. В нашем случае UR составляет порядка 0,6 В. Рассеиваемая на резисторе R20 мощность (при токе 5 А) примерно 3 Вт. Расчет сопротивления токозадающего резистора Rт производится по формуле Rт = UR/I, где I — требуемый ток.

Наш импульсный лабораторный блок питания является регулируемым, во время работы можно выбрать любой из 11(!) рабочих режимов по ограничению максимального уровня тока: 10 мА, 50 мА, 100 мА, 250 мА, 500 мА, 750 мА; 1 А, 2А, 3 А, 4 А, 5 А, которым соответствуют резисторы с R10 по R20. Так как напряжение изменяется на конденсаторе С8 в большом диапазоне, то ток через цепь, состоящую из диодов VD6-VD10, определяется стабилизатором на светодиоде HL2 и транзисторе VT5. Цепочка диодов VD6-VD10 – это, по сути, стабистор, ток через который в пределах 9…14 мА регулирует резистор R22. Диоды VD13, VD14 обеспечивают высокую надежность регулируемого стабилизатора А3, выполненного на микросхеме DA4. Через эти диоды конденсаторы С12 и С13 разряжаются, когда блок питания отключается от сети. Таким образом, предотвращается самовозбуждение стабилизатора.

Чтобы получить в цепи управляющего электрода нулевое напряжение, через делитель R27, R30 от стабилизатора DA2 подается напряжение отрицательной полярности. Собранный на диодном мосте VD2 и стабилизаторах DA1 и DA2 выпрямитель питает цифровой вольтметр, выполненный на микросхеме КР572ПВ2А. С ОУ DA3 и DA5 выходные сигналы после диодов VD11 и VD12 направляются на общую нагрузку — делитель на резисторах R3,R4.

Индикация того, что лабораторный блок питания находится в режиме ограничения стабилизации тока осуществляется светодиодом HL3. При увеличении падения напряжения на стабилизаторе А3 или ограничителе А1 на резисторе R4 происходит рост напряжения. Когда его значение превысит уровень примерно 3 В, то транзистор VT1 откроется, и импульсы, генерируемые транзистором VT2, сократятся.

Конструкция и детали. Готовый регулируемый импульсный блок питания может быть смонтирован в корпусе с размерами 90х170×270 мм. Для установки транзистора VT4 и диода VD5 можно использовать один радиатор площадью 200 см2, изолирующие прокладки не требуются. Транзистор VT6 устанавливается с применением теплоизолирующей прокладки на радиатор площадью 400 см2, на него же монтируется стабилизатор DA4. Диоды VD6-VD10 также имеет смысл разместить на теплоотводе для повышения температурной стабильности.

Первоначально монтаж элементов импульсного блока питания выполнен на универсальной макетной плате. Разводку печатной платы можно выполнить при желании. Понижающий трансформатор Т1 может быть изготовлен из трансформатора блока питания лампового телевизора. Для этого разбирают магнитопровод, снимают катушки. Подсчитывая витки, разматывают обмотки накаливания, которые расположены в первом слое и имеют наибольший диаметр проволоки. Полученное число витков умножаем на 5 – это и будет количество витков II обмотки. После этого необходимо полностью смотать на одну шпулю анодные обмотки с обеих катушек. А после этого половинное число витков обмотки II наматывают на каждую катушку, внавал, в два провода анодной обмотки. Сечение провода анодной обмотки 0,5 мм2. То есть используя намотку в два провода получаем сечение 1 мм2, таким образом получаем ток нагрузки 5 А. Число витков обмотки III определяется умножением на 3 число витков накальной обмотки. III обмотку можно намотать на одну из катушек. Потребление по этой обмотке незначительное, поэтому асимметрия магнитного поля малозначительна. Намотка тоже производится в два провода. Соединение полуобмоток III производится последовательно с отводом от точки соединения, с учетом фазировки и только после сборки магнитопровода. На магнитопроводе Б48 из феррита 1500НМ1 наматывается дроссель L1. Намотка производится внавал в два провода анодной обмотки до полного заполнения каркаса.

Текстолитовая шайба толщиной 1 мм, вставленная между чашками служит для создания немагнитный зазора. Собранный дроссель стягивается болтом М6 и пропитывается клеем БФ-2. Для сушки и полимеризация клея необходимо выдержать пропитанный дроссель в духовке при температуре 100 °С. Стабилизатор LT1084 (DA4) допускается заменить на отечественный аналог КР142ЕН22А. Для повышения срока службы переменного резистора R29 можно использовать проволочный типа ППБ. С учетом того, что через переключатель SA2 протекают значительные токи, для повышения его надежности лучше применить керамический галетный переключатель 11П3Н, причем соединить его контакты параллельно. Вместо светодиода АЛ307КМ (HL3) в предлагаемом лабораторном блоке питания можно использовать зарубежный аналог L-543SRC-E.

Налаживание. Нулевое напряжение на выходе импульсного блока питания отстраивают подбором резистора R30, при этом движок переменного резистора R29 должен быть в нижнем по схеме положении. Значение 30 В подбирают резистором R32 при этом движок переменного резистора R29 должен быть в верхнем по схеме положении. Подключив к выводам 2 и 3 стабилизатора DA4 вольтметр добиваются 1,5 В, подбирая резистор R4. Во время наладки допускается применение подстроечных резисторов. Но не рекомендуется использовать их для постоянной эксплуатации в лабораторном блоке питания из-за нестабильности сопротивления.

После завершения наладки источника напряжения, к выходным клеммам регулируемого блока питания через амперметр подключают нагрузку. Регулируя выходное напряжение посредством резистора R29, по подключенному амперметру и встроенному цифровому вольтметру контролируют выходные параметры. Скорее всего, что при малых токах, из-за наличия токов управления стабилизатора DA4, возникнет необходимость корректировки сопротивления резисторов R10-R12. Далее следует, контролируя светодиод HL3 проверить работу в режиме ограничения тока на всех пределах импульсного блока питания.

Рассмотренный лабораторный блок питания довольно удобен в работе, в том числе может использоваться для зарядки аккумуляторных батарей – в том числе автомобильных. По показаниям встроенного вольтметра определяют конечное напряжение зарядки, а переключателем SA2 устанавливают необходимый ток зарядки и производят подключение аккумуляторной батареи. Аккумулятор заряжается стабильным током, и при достижении установленного напряжения зарядка прекращается. Опытная эксплуатация в течение трех лет показала высокую надежность и удобство разработанного регулируемого блока питания.

imolodec.com

Лабораторный импульсный блок питания. Часть 4. ЛБП на ШИ-регуляторе TL494


Популярность TL494 неоспорима. Появившись более двух десятков лет назад, микросхема производится до сих пор, являясь основой многих промышленных и любительских силовых конструкций.
Замечена даже в схеме управления инвертором подсветки LCD-дисплея, не говоря уже о том, что существуют варианты любительских разработок звуковых усилителей (с ШИ-управлением, разумеется) на базе TL494.
Микросхему не обошли вниманием и разработчики лабораторных источников питания.
Предлагаю и я еще пару схем ЛБП с применением этой легендарной микросхемы.

Содержание / Contents


На схеме 9A изображен импульсный ЛБП, где вместо обычного трансформатора использован трансформатор электронный (далее ЭТ, в оригинальном исполнении предназначенный для питания галогенных ламп) с незначительно измененной схемой и повышенным до 45В выходным напряжением.

Регулируемый импульсный стабилизатор ЛБП построен на ШИ-регуляторе (ШИР — здесь и далее) DA1 TL494CN (самая дешевая и распространенная версия микросхемы в 16-типиновом DIP-корпусе), драйвере ключа (ДК) на полевом транзисторе VT5, составном силовом ключе на транзисторах VT4, VT3. Варианты включения драйвера и силового ключа (СК) показаны на схемах 9Б, В. Сама TL494 запитана вспомогательным параметрическим стабилизатором VT6/R9/R10/C9/C10/C11/VD4 (стабилитрон). Т.к. TL494 способна работать в широком диапазоне напряжений (+7+41В), а для гарантированного открывания драйвера достаточно уровня напряжения от 3-х Вольт (для вариантов включения по схемам А, Б, В), выходное напряжение стабилизатора вспомогательного следует выбирать в диапазоне +8+14,5В. Именно при таких рабочих напряжениях вспомогательного стабилизатора проверялась схема этого ЛБП.

Данный ЛБП, так же, как и его прототипы, описанные в предыдущих частях статьи, работает в совмещенном ШИ-релейном режиме, предполагающем использование в качестве компенсирующего фактора, в осуществлении стабилизации выходного напряжения, как ширину управляющего импульса (при более нагруженном режиме работы ЛБП), так и частоту следования управляющих импульсов (при «недогрузке» ЛБП, где частота определяется не задающим генератором ШИР, а входом усилителя ошибки (УО) ШИР, блокирующим работу самого ШИР до момента начала снижения уровня выходного напряжения). Характер такого регулирования иллюстрирован осциллограммами (практически однотипными для всех, описанных в статье, схем) в предыдущей части статьи.

Если не рассматривать работу ЭТ, то работа ЛБП на ШИР TL494 происходит следующим образом.
Выпрямленное диодами VD2, 3 (но не сглаженное в данном случае) напряжение после запуска преобразователя ЭТ подается на вход запертого СК (эмиттер VT4, коллектор VT3), принципиально не чувствительного к пульсирующему прямоугольному входному напряжению в непроводящем состоянии.

Сразу оговорюсь (чтобы в дальнейшем не возвращаться к этому моменту), что выпрямленное напряжение можно было бы и сгладить, но для корректного сглаживания, дабы большая емкость не оказывала бы влияния на запуск и работу автогенератора преобразователя, пришлось бы устанавливать еще и дроссель. В закрытом состоянии СК регулируемого стабилизатора нагрузка не оказывает никакого влияния на работу ЭТ, а в открытом состоянии СК токовой развязкой между ЭТ и нагрузкой становится LC-контур L1C16, принимающий порции энергии для непрерывной отдачи ее в нагрузку.

Таким образом, элементы контура имеют двойное назначение. ЛБП испытывался в двух вариантах: с поствыпрямительным LC-контуром и — без него. Значительных различий в работе обоих вариантов замечено не было, разве что чаще и хаотичней происходила коммутация самого СК за счет управления как по базе (управляющими импульсами от ШИР), так и по эмиттеру (входными импульсами ЭТ).

При поступлении напряжения питания на микросхему ШИР (pin 8, 11, 12), запускается ее тактовый генератор (pin 5,6 с навесными времязадающими элементами С15, R18) и на выходе ШИР (pin 9, 10)появляется положительный импульс, с помощью ДК VT5 открывая СК на VT4, VT3, который, открываясь насыщает LC-контур L1C16. По истечении некоторого времени контур, насытившись, передает накопленную энергию в нагрузку, которой в режиме холостого хода (для сокращения времени релаксации) может служить группа из нескольких резисторов (см. предыдущие схемы) суммарным сопротивлением от 500Ом.

Как только напряжение на прямом входе УО ШИР (pin 1 DA1), по достижении заданного делителем P1/R8 уровня выходного напряжения, сравнивается с напряжением на инверсном входе того же УО (pin 2 DA1), выходной импульс ШИР (какой бы временной ширины он не достиг) обрывается, спадом запирая драйвер, СК, — до «истощения» контура L1C16. Как только снижение выходного напряжения обнаруживается УО, процесс накачки контура возобновляется.

Второй УО TL494 используется для регулировки выходного тока ЛБП. Если в процессе работы ЛБП, падение напряжения на резисторе R23, возникшее в результате прохождения некоторого тока, достигнет величины, обеспечивающей преобладающее значение на прямом входе второго УО ШИР (pin 15 DA1) над значением, предустановленном делителем R11, 12 на инверсном входе этого же УО, выходной импульс ШИР будет блокирован до момента снижения значения силы протекающего тока. СК вновь будет закрыт, выходное напряжение будет соответствовать току, протекающему через нагрузку.

Для чувствительности к небольшим токам, протекающим через резистор, имеющим миллиомное сопротивление, на pin16 через P2/R21 подается некоторое напряжение смещения, с которым суммируется падение напряжения на R23. При указанных номиналах элементов цепи регулировки тока, минимальный ток, при котором происходит ограничение — 100 мА. Для улучшения чувствительности следует использовать схему регулировки тока, выполненную на отдельном операционном усилителе, как показано на схеме 9 Г. Окончательный вариант ЛБП, показанного на фото ниже, выполнен именно по этой схеме.

Вторичная обмотка трансформатора Тr2 преобразователя ЭТ, намотанная в оригинале 12-ю витками в два провода диаметром 0,9 мм, была дополнена витками числом до 36 такого же провода и сфазирована для двухполупериодного выпрямления. Обмотка связи содержит 2 витка провода диаметром 0,35 мм в эмалевой изоляции. Трансформатор Тr1 лишился токового полувитка и обрел обмотку насыщения из пары витков монтажного провода (от витой пары). Выходное выпрямленное напряжение холостого хода ЭТ — около 42В. Нагруженного током 2А — 36В. Все остальные изменения в виде дополнительных элементов и соединений обмоток трансформаторов — в схеме 9А.






Монтаж ЛБП выполнен в виде отдельных узлов, смонтированных в корпусе от компьютерного БП. Силовые компоненты схемы через изолирующие прокладки установлены на охлаждающую алюминиевую пластину, закрепленную на одной из стенок металлического корпуса. Жесткие выводы силовых элементов образуют достаточно прочную конструкцию, которая удерживает на себе небольшую перфорированную макетную плату со смонтированной на ней схемой управления ЛБП.

ЭТ смонтирован на этой же стенке корпуса, увеличивая стенками своей алюминиевой коробочки общую площадь охлаждения (так, на всякий случай). Органы управления, выходные гнезда и показометры, выполненные на базе стрелочных индикаторов, смонтированы на гетинаксовой панели, благодаря которой можно понять, где и что у избушки… «Амперметр» был проградуирован заблаговременно для других целей и разрешение шкалы вдвое выше, чем на самом деле. Приходиться все показания делить на 2, что в принципе не сложно при наличии компьютера и калькулятора.

Кроме покупных ручек регулировки в дизайне ЛБП ничего выдающегося нет, как и в дизайне всех моих поделок, но и в таком виде блок питания выручает меня практически ежедневно.


На схеме 10 — импульсно-линейный ЛБП, отличающийся от своих концептуальных прототипов из предыдущих частей статьи лишь применением ШИР TL494.

Из особенностей работы ШИР в данной схеме стоит отметить лишь то, что упразднены оба УО из-за отсутствия необходимости сравнивать что-либо, т. к. функция гильотины для обрезки импульса управления передана оптрону IC1, отслеживающего падение напряжения на входе/выходе линейного регулятора DA2.

Транзистор оптрона, открываясь, подает положительное напряжение около 5В на pin3 ШИР, являющийся объединенным выходом обоих УО микросхемы DA1. При этом встроенная логика ШИР, реагируя на логическую «1», запрещает прохождение управляющего импульса (в любой из стадий его существования) на выход DA1. Драйвер СК (VT2 или комплиментарная пара VT1, 4, показанная на схеме 10Б) и сам силовой ключ (VT3) — запираются в ожидании снижения напряжения на электродах DA2.

Продолжение следует!

Константин (riswel)

Россия, г. Калининград

C детства — музыка и электро/радио-техника. Перепаял множество схем самых различных по разным поводам и просто, — для интереса, — и своих, и чужих.

За 18 лет работы в Северо-Западном Телекоме изготовил много различных стендов для проверки различного ремонтируемого оборудования.
Сконструировал несколько, различных по функционалу и элементной базе, цифровых измерителей длительности импульсов.

Более 30-ти рацпредложений по модернизации узлов различного профильного оборудования, в т.ч. — электропитающего. С давних пор все больше занимаюсь силовой автоматикой и электроникой.

Почему я здесь? Да потому, что здесь все — такие же, как я. Здесь много для меня интересного, поскольку я не силен в аудио-технике, а хотелось бы иметь больший опыт именно в этом направлении.

 

datagor.ru

Цифровой лабораторный блок питания с управлением через ПК

Наткнулся в интернете на схему лабораторного блока питания, да еще и с управлением от компьютера, и не смог устоять. Детали решил брать в российских магазинах, потому что доллар, санкции, ну и все такое. Вот что из этого получилось…

Лабораторный блок питания нужен для запитывания различных махараек устройств на этапе разработки. Первое подобие лабораторника я сделал лет в 16. Это был леденящий душу ужас, который, тем не менее, худо-бедно справлялся со своими функциями. Тогда я только начинал познавать электронику, и все ограничивалось кручением моторчиков. Мне бы в то время интернет и хоть какие то карманные деньги…

Первый блок питания

Потом был длительный перерыв, армия, несколько лет работы далеко от дома, но после этого периода я вернулся к этому хобби, все было гораздо серьезнее, и был изготовлен из подручных материалов этот монстр:

Фото



Он выдержал много издевательств, и жив до сих пор, но мне хотелось большего. Были мысли купить готовый у китайцев, но пока душила жаба случился кризис, а тут подвернулась эта схемка. Начал собирать компоненты. Многое нашлось в закромах (резисторы и транзисторы, импульсник от ноутбука, ненужная зарядка от телефона), но без закупки не обошлось.

Список закупленных деталей:

Чип-Дип
силовой транзистор 2SD1047 — 110 р.
конденсатор электролитический 330 мф — 2х8 р.
корпус будущего блока питания — 540 р.
итого 825 р.

Чип-нн (со ссылками не получается из-за специфики сайта)
операционный усилитель LM358N — 12 р.
конденсатор электролитический 2200 мкф. — 13 р.
винтовые терминалы 2х — 22 р.
держатель светодиода х3 — 20 р.
кнопка с фиксацией красная, здоровенная — 17 р.
шунт 0.1 ом — 30 р.
многоборотные подстроечные резисторы 470 ом х2 — 26 р.
итого 140 р.

Для любопытствующих схема.

Принцип работы сего устройства.


Ардуино следит за напряжением на выходе, за током, и посредством ШИМ пинает силовой транзистор так, чтобы блок питания выдавал установленные значения.
Блок питания умеет выдавать напряжение от 1 до 16 вольт, обеспечивать ток 0.1 — 8 ампер (при нормальном источнике напряжения) уходить в защиту и ограничивать ток. То есть его можно использовать для зарядки аккумуляторов, но я не рискнул, да и зарядник у меня уже есть. Еще одна особенность этого странного блока питания в том, что он питается от двух напряжений. Основное напряжение должно подкрепляться вольтодобавкой от батарейки, или второго блока питания. Это нужно для корректной работы операционного усилителя. Я использовал ноутбучный блок питания 19в 4А в качестве основного, и зарядку 5в 350мА от какого-то телефона в качестве добавочного питания.

Сборка.


Сборку я решил начать с пайки основной платы с расчетом забить болт, если не заработает, так как начитался комментов от криворуких, как все у них дымит, взрывается и не работает, да и к тому же я внес некоторые изменения в схему.
Для изготовления платы я купил новый лазерный принтер, чтобы наконец то освоить ЛУТ, ранее рисовал платы маркером (вот пример), тот еще геморрой. Плата получилась со второго раза, потому что в первый раз я зачем-то отзеркалил плату, чего делать было не нужно.

Окончательный результат:


Пробный запуск обнадежил, все работало как надо

После удачного запуска я принялся курочить корпус.
Начал с самого габаритного — системы охлаждения силового транзистора. За основу взял кулер от ноутбука, вколхозил это дело в заднюю часть.

Натыкал на переднюю панель кнопок управления и лампочек. Здоровенная крутилка это энкодер со встроенной кнопкой. Используется для управления и настройки. Зеленая кнопка переключает режимы индикации на дисплее, прорезь снизу для разъема юсб, три лампочки (слева направо) сигнализируют о наличии напряжения на клеммах, активации защиты при перегрузе, и об ограничении тока. Разъем между клеммами для подключения дополнительных устройств. Я втыкаю туда сверлилку для плат и резалку для оргстекла с нихромовой струной.

Засунул все кишки в корпус, подсоединил провода


После контрольного включения и калибровки закрыл крышкой.

Фото собранного

Отверстия проделаны под радиатором стабилизатора lm7805, который нехило греется. Подсос воздуха через них решил проблему охлаждения этой детали

Сзади выхлопная труба, красная кнопка включения и разъем под сетевой кабель.

Прибор обладает кое-какой точностью, китайский мультиметр с ним согласен. Конечно калибровать самопальную махарайку по китайскому мультиметру и говорить о точности достаточно смешно. Несмотря на это прибору найдется место на моем столе, так как для моих целей его вполне достаточно

Некоторые тесты

Взаимодействие с программой. На ней в реальном времени отображается напряжение и ток в виде графиков, так же с помощью этой программы можно управлять блоком питания.

К блоку питания подключена 12-вольтовая лампа накаливания и амперметр. Внутренний амперметр после подстройки работает сносно

Измерим напряжение на клеммах. Великолепно.

В прошивке реализована ваттосчиталка. К блоку подключена все та же лампочка на 12 вольт, на цоколе которой написано «21W». Не самый паршивый результат.

Изделием доволен на все сто, поэтому и пишу обзор. Может кому-то из читателей нехватает такого блока питания.

О магазинах:
Чип-нн порадовал скоростью доставки, но ассортимент маловат на мой взгляд. Этакий интернет магазин, аналогичный арадиомагазину в среднем городке. Цены ниже, кое на что в разы.
Чип-дип… закупил там то, чего не было в чип-нн, иначе б не сунулся. розница дороговата, но все есть.

Мои исходники:
Переделанная схема в протеусе+печатная плата

Животное

животных под руку не подвернулось, есть искусственный слон с испорченной платой для этого блока питания

mysku.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.