Лабораторный блок питания
В этой статье я хотел бы рассказать о своем лабораторном БП, за основу которого была взята схема «Простой и доступный БП».
Вариантов этого устройства довольно много, авторы постоянно что-то добавляют, вносят изменения, на тот момент, когда я начал собирать, последней версией была v 13. Однако я немного изменил схему, в свою пользу, т.к.
планировал использовать БП на большие токи и хотел добавить схему переключения обмоток трансформатора. Вот схема оригинал:
В своем варианте я убрал «Индикатор перегрузки» на DA 1.3 и «Схему измерителя тока» на DA 1.4 и т.к. теперь два ОУ освободились, я решил на них же собрать «Схему переключения обмоток трансформатора», но об этом позже.
Из-за этого была изменена схема стабилизации +12В для микросхемы ОУ, был использован отдельный источник питания со стабилизатором 7812. Также добавил силовых транзисторов, вместо одного 2N3055 я поставил пару 2SC5200.
Максимальный отдаваемый ток теперь 5,6А. Вот мой вариант схемы:
В итоге мой вариант регулирует напряжение от 0 до 25В и может ограничивать максимальный ток на уровне от 0,01А до 5,6А. Для окончательной настройки схемы нужно установить максимальное напряжение резистором R13 и подобрать резисторы R14 и R16 для макс. и мин. тока соответственно.
Управление обмотками трансформатора
Бывают такие случаи,что нужно подключить к ЛБП какую-то низковольтную нагрузку, но с довольно большим током, например 5В при токе 5А. Тогда получается, что на силовых транзисторах будет падать несколько десятков вольт.
К примеру после диодного моста и конденсатора в фильтре у нас 30В, а на выходе ЛБП всего 5В, значит на транзисторе будет падать 25В, и это при токе в 5А, получается, что бедный транзистор как-то должен превратить 125Вт просто в тепло. Одному мощному транзистору это не под силу, просто напросто произойдет тепловой пробой и он выйдет из строя, да и двум тяжко будет.
На этой случай придумана схема, которая переключает обмотки трансформатора в зависимости от выходного напряжения ЛБП. К примеру, если нужно 5В, то зачем подавать на ЛБП 30В?
Ниже изображена схема переключения обмоток:
У меня же сам ЛБП и «схема переключения» собраны на одной плате. Переключение обмоток происходит при напряжениях на выходе 12В и 18В. Настройка схемы сводится к установке нужных напряжений переменными резисторами. Резистором R2 устанавливается деление выходного напряжения на 10, т.е.
если на выходе ЛБП 25В, то на среднем выводе R2 (ползунке) должно быть 2,5В. Далее устанавливаем пороги срабатывания реле. Например у меня при 12В срабатывает первое реле, значит на 2 ножке микросхемы нужно установить 1,2В, соответственно при 18В на 6 ножке устанавливаем 1,8В.
Позже можно будет заменить переменные резисторы R3 и R5 на два постоянных, спаяв их как делитель напряжения.
Охлаждение
В качестве радиаторов были собраны экспериментальные варианты из алюминиевых карнизов для штор, профили прикручиваются винтами к алюминиевой пластине ( признаюсь, хотелось бы потолще) и естественно промазываются термопастой. Эффективность таких радиаторов довольна неплохая. В верхней крышке корпуса есть отверстия для охлаждения.
Ампервольтметры
В качестве измерителя напряжения и тока была использована довольно известная схема на специализированной мс ICL7107. Я собирал по этой схеме:
Отдельное питание
Для питания индикации и микросхем LM324 в ЛБП используется отдельный трансформатор и стабилизаторы +5В и +12В.
О корпусе
Основой для корпуса стал кусок стеклотекстолита, толщиной около 6-7 мм. На нем все и собиралось, далее были прикручены передняя панель со всеми органами управления и индикацией и задняя с вентиляторами и сетевым разьемом. И сверху П–образная крышка, обклеенная синей самоклейкой.
Трансформаторы я использовал ТН 60. У них довольно мощные обмотки по 6,3В. Ток до 7А. По весу данный аппарат получился около 10кг.
Диодные мосты серии КВРС, 35-амперные, также посаженые на общий радиатор с силовыми транзисторами.
Вот общий вид моего ЛБП:
Прикрепленные файлы:
- ЛБП схемы и печатки.rar (342 Кб)
Источник: http://shemopedia.ru/laboratornyiy-bp-na-osnove-prostogo-i-dostupnogo-bp.html
Лабораторный БП из копьютерного БП формата АТХ
Источник: http://vprl.ru/publ/istochniki_pitanija/bloki_pitanija/laboratornyj_bp_iz_kopjuternogo_bp_formata_atkh/11-1-0-32
Лабораторный блок питания из компьютерного
В этой статье расскажу как из старого компьютерного блока питания сделать очень полезный для любого радиолюбителя лабораторный блок питания.
Компьютерный блок питания можно очень дешево купить на местной барахолке или выпросить у друга или знакомого, сделавшего апгрейд своего ПК.
Прежде прежде чем начать работу над БП, следует помнить, что высокое напряжения опасно для жизни и нужно соблюдать правила техники безопасности и проявлять повышенную осторожность.
Сделанный нами источник питания будет иметь два выхода с фиксированным напряжением 5В и 12В и один выход с регулируемым напряжением 1,24 до 10,27В.
Выходной ток зависит от мощности используемого компьютерного блока питания и в моем случае составляют около 20А для выхода 5В, 9А для выхода 12В и около 1.5А для регулируемого выхода.
1. Блок питания от старого Пк (любой ATX)
2. Модуль ЖК вольтметра
3. Радиатор для микросхемы(любой, подходящий по размеру)
4.
Микросхема LM317 (регулятор напряжения)
5. электролитический конденсатор 1мкФ
6. Конденсатор 0.1 мкФ
7. Светодиоды 5мм – 2шт.
8. Вентилятор
9. Выключатель
10. Клеммы – 4шт.
11. Резисторы 220 Ом 0.5Вт – 2шт.
12. Паяльные принадлежности, 4 винта M3, шайбы, 2 самореза и 4 стойки из латуни длиной 30мм.
Я хочу уточнить, что список примерный, каждый может использовать то, что есть под рукой.
Блоки питания ATX, используемые в настольных компьютерах являются импульсными источниками питания с применением ШИМ-контроллера.
Грубо говоря, это означает, что схема не является классической, состоящей из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения. Ее работа включает следующие шаги:
а) Входное высокое напряжение сначала выпрямляется и фильтруется.
б) На следующем этапе постоянное напряжение преобразуется последовательность импульсов с изменяемой длительностью или скважностью (ШИМ) с частотой около 40кГц.
в) В дальнейшем эти импульсы проходят через ферритовый трансформатор, при этом на выходе получаются относительно невысокие напряжения с достаточно большим током.
Кроме этого трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между
высоковольтной и низковольтными частями схемы.
г) Наконец, сигнал снова выпрямляется, фильтруется и поступает на выходные клеммы блока питания.
Если ток во вторичных обмотках увеличивается и происходит падение выходного напряжения БП контроллер ШИМ корректирует ширину импульсов и таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения.
Основными достоинствами таких источников являются:
– Высокая мощность при небольших размерах
– Высокий КПД
Термин ATX означает, что включением блока питания управляет материнская плата. Для обеспечения работы управляющего блока и некоторых периферийных устройств даже в выключенном состоянии на плату подаётся дежурное напряжение 5В и 3.3В.
К недостаткам можно отнести наличие импульсных, а в некоторых случаях и радиочастотные помех. Кроме того при работе таких блоков питания слышен шум вентилятора.
Электрические характеристики блока питания напечатаны на наклейке (см. рисунок) которая, обычно, находится на боковой стороне корпуса. Из нее можно получить следующую информацию:
Напряжение – Ток
3.3В – 15A
5В – 26A
12В – 9А
-5 В – 0,5 А
5 Vsb – 1 A
Для данного проекта нам подходят напряжения 5В и 12В. Максимальный ток, соответственно будет 26А и 9А, что очень неплохо.
Выход блока питания ПК состоит из жгута проводов различных цветов. Цвет провода соответствует напряжению:
Нетрудно заметить, что кроме разъемов с питающими напряжениями +3.3В, +5В, -5В, +12В, -12В и земли, есть еще три дополнительных разъема: 5VSB, PS_ON и PWR_OK.
Разъем 5VSB используется для питания материнской платы, когда блок питания находится в дежурном режиме.
Разъем PS_ON (включение питание) используется для включения блока питания из дежурного режима. При подаче на этот разъем напряжения 0В блок питания включается, т.е. чтобы запустить блок питания без материнской платы его нужно соединить с общим проводом (землей).
Разъем POWER_OK в дежурном режиме имеет состояние близкое к нулю. После включения блока питания и формировании на всех выходах напряжений нужного уровня на разъеме POWER_OK появляется напряжение около 5В.
ВАЖНО: Чтобы блок питания работал без подключения к компьютеру необходимо соединить зеленый провод с общим проводом. Лучше всего это сделать через переключатель.
Нужно разобрать и хорошо очистить блок питания. Лучше всего для этого подойдет пылесос включенный на выдув или компрессор. Нужно проявлять повышенную осторожность, т.к. даже после отключения блока питания от сети на плате остаются напряжения, опасные для жизни.
Отпаиваем или откусываем все провода, которые не будут использованы. В нашем случае, мы оставим два красных, два черных, два желтых, сиреневый и зеленый.
Если есть достаточно мощный паяльник – лишние провода отпаиваем, если нет – откусываем кусачками и изолируем термоусадкой.
Сначала нужно выбрать место для размещения передней панели. Идеальным вариантом та будет сторона блока питания, с которой выходят провода. Затем делаем чертеж передней панели в Autocad или другой аналогичной программе. При помощи ножовки, дрели и резака из куска оргстекла изготавливаем переднюю панель.
Согласно отверстий для крепления в чертеже передней панели просверливаем аналогичные отверстия в корпусе блока питания и прикручиваем стойки, которые будут держать переднюю панель.
Для возможности регулировки выходного напряжения нужно добавить схему регулятора. Была выбрана знаменитая микросхема LM317 из-за ее простоты включения и невысокой стоимости.
LM317 представляет собой трехвыводный регулируемый стабилизатор напряжения, способный обеспечить регулировку напряжения в диапазоне от 1.2В до 37В при токе до 1.5А. Обвязка микросхемы очень простая и состоит из двух резисторов, которые необходимы для задания выходного напряжения. Дополнельно данная микросхема имеет защиту перегрева и перегрузки по току.
Схема включения и распиновка микросхемы приведены ниже:
Резисторами R1 и R2 можно регулировать выходное напряжение от 1.25В до 37В. Т.е в нашем случае, как только напряжение достигнет 12В, то дальнейшее вращение резистора R2 напряжение регулировать не будет. Чтобы регулировка происходила на всему диапазону вращения регулятора необходимо рассчитать новое значение резистора R2. Для расчета можно использовать формулу, рекомендуемую производителем микросхемы:
Либо упрощенная форма этого выражения:
Vout = 1.25(1+R2/R1)
Погрешность при этом получается очень низкой, так что вторую формулу вполне можно использовать.
Принимая во внимание полученную формулу можно сделать следующие выводы: когда переменный резистор установлен на минимальное значение (R2 = 0) выходное напряжение составляет 1.25В. При вращении ручки резистора выходное напряжение будет возрастать, пока не достигнет масимального напряжения, что в нашем случае составляет чуть меньше 12В. Другими словами максимум у нас не должен превышать 12В.
Приступим к расчету новых значений резисторов. Сопротивление резистора R1 возьмем равным 240 Ом, а сопротивление резистора R2 рассчитаем:
R2=(Vout-1,25)(R1/1.25)
R2=(12-1.25)(240/1.25)
R2=2064 Ома
Ближайшее к 2064 Ом стандарное значение сопротивления резистора равно 2 кОм. Значения резисторов будут следующие:
R1=240 Ом, R2=2 кОм
На этом расчет регулятора закончен.
Сборку регулятора выполним по следующей схеме:
Ниже приведу принципиальную схему:
Сборку регулятора можно выполнить навесным монтажем, припаивая детали напрямую к выводам микросхемы и соединяя остальные детали при помощи проводов. Также можно специально для этого вытравить печатную плату или собрать схему на монтажной. В данном проекте схема была собрана на монтажной плате.
Еще обязательно нужно прикрепить микросхему стабилизатора к хорошему радиатору. Если радиатор не имеет отверстия для винта, тогда оно делается сверлом 2.9мм, а резьба нарезается тем же винтом М3, которым будет прикручена микросхема.
Если радиатор будет прикручен напрямую к корпусу блока питания, тогда необходимо изолировать заднюю часть микросхемы от радиатора кусочком слюды или силикона. В этом случае винт, которым прикручена LM317 должен быть изолирован с помощью пластиковой или гетинаксовой шайбы. Если же радиатор не будет контактировать с металлическим корпусом блока питания, микросхему стабилизатора обязательно нужно посадить на термопасту. На рисунке можно увидеть, как радиатор крепится эпоксидной смолой через пластину оргстекла:
Перед пайкой необходимо установить светодиоды, выключатель, вольтметр, переменный резистор и разъемы на переднюю панель.
Светодиоды отлично вставляются в отверстия, просверленные 5мм сверлом, хотя дополнительно их можно закрепить суперклеем.
Переключатель и вольтметр держатся крепко на собственных защелках в точно выпиленных отверстиях Разъемы крепятся гайками. Закрепив все детали, можно приступать к пайке проводов в соответствии со следующей схемой:
Для ограничения тока последовательно с каждым светодиодом припаивается резистор сопротивлением 220 Ом. Места соединений изолируются при помощи термоусадки. Коннекторы припаиваются к кабелю напрямую или через переходные разъемы Провода должны быть достаточно длинными, чтобы можно было без проблем снять переднюю панель.
Перед подключением вольтметра, нужно внимательно разобраться со схемой подключения, рекомендованной производителем.
Встречаются модели с внешним питанием и питанием от измеряемого напряжения.
В нашем случае для питания индикатора необходимо было постоянное напряжение 9-12В. Для этих целей подойдет плата от любого блока питания, способная выдавать требуемое напряжение или зарядное устройство от старого телефона. Также возможно использовать одно из фиксированных напряжений блока питания ATX.
Первое, что мы можем сделать, так это приклеить четыре силиконовый ножки-подставки, чтобы не царапать стол, понизить уровень шума и способствовать лучшему охлаждению БП.
Далее, необходимо закрыть боковые грани между блоком питания и передней панелью полосками оргстекла. Ширина полосок должна быть такой же, как и высота стоек, которые мы использовали.
Боковые панели соединяем с передней панелью при помощи дихлорэтана или клея. Для улучшения охлаждения сверлим отверстия напротив радиатора охлаждения.
Так же, чтобы улучшить охлаждение нижнюю полоску можно не ставить.
Наш лабораторный блок питания почти готов, но для начала проведем с ним некоторые тесты.
Измерения:
При помощи мультиметра нужно измерить напряжение между общим разъемом и разъемами с напряжением. При измерении регулируемого выхода измерения проводятся минимального и максимального напряжения. Результаты следующие:
Защита:
Поскольку блок питания компьютера имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, мы можем это проверить. Для этого закорачиваем проводом общий разъем и разъем 5В или 12В. Блок питания должен отключиться.
Для повторного его включения необходимо выключить и снова включить выключатель подачи 220В. Регулируемый выход защищен микросхемой LM317.
Защита в зависимости от температуры микросхемы срабатывает при превышении тока нагрузки 2-3А.
В процессе эксплуатации было замечено, что на микросхеме LM317 рассеивается очень большое количество тепла и радиатор достаточно горячий. Поэтому дополнительно, при помощи двух шурупов, был установлен 12-ти вольтовый вентилятор от видеокарты.
Питание вентилятора берется с выхода 12В, и желательно запитать его через дополнительный выключатель, чтобы вставить его только тогда, когда это необходимо.
В основу написания легла статья с испанского сайта http://www.taringa.net
Источник: http://mynobook.blogspot.com/2017/02/labatx.html
Лабораторный блок питания своими руками
Лабораторный блок питания необходим каждому радиолюбителю.
Благодаря этому устройству возможно получать любые напряжения постоянного тока для питания того или иного изделия, а также производить подбор соответствующих параметров питания, тестовую проверку изделия или определенного узла цепи. Давайте ознакомимся с вариантами изготовления лабораторных блоков питания, которые являются самодельными вариантами.
Схемы блоков питания
Заводские источники питания не каждый радиолюбитель может себе позволить, да это им и не нужно. Ведь нормальный источник питания имеет высокую цену, а покупать обыкновенный не имеет смысла, потому что зачастую они выходят из строя.
Поэтому радиолюбители нашли выход — разработка бп самостоятельно, причем широкое распространение получили регулируемые модели (универсальный блок питания с регулировкой напряжения), в которых нет необходимости использовать трансформатор питания с множеством выводов II обмотки, можно регулировать напряжение.
В интернете можно найти схемы лабораторных блоков питания своими руками в большом количестве.
Существуют много разновидностей, но среди всех можно выделить те, которые получили широкое применение.
Простой лабораторный
Состав источника питания:
- Понижающий трансформатор, выпрямитель и фильтр. Мощность самого блока питания зависит прямо пропорционально от параметров трансформатора.
- Регулятор напряжения, который может быть выполнен на транзисторе или стабилитроне.
Схема 1 — Простой источник питания с регулируемым диапазоном напряжений
Перечень радиодеталей, которые необходимы для изготовления бп:
- Трансформатор T1 — источник питания для всей схемы (параметры выбираются согласно применению БП, на выходе должно быть не более 36 — 40 В, напряжение уменьшается при выпрямлении диодным мостом). Необходимо получить на выходе диодного моста не более 30 В.
- Предохранитель (ставится на I обмотку трансформатора для защиты от КЗ 5а).
- Выпрямитель (можно диодные мосты или спаять его самому), диоды выбираются исходя из обратного напряжения (напряжения пробоя) диода.
- Стабилитрон лм317 (lm317) или lm338t позволяет стабилизировать напряжение.
- Конденсаторы C1 (2200mkF), C2 (0,1mkF), C3 (1mkF).
- R1 = 4.7 k (переменный), R2 = 200 .
- А также можно еще и подключить светодиод на выход бп для индикации его работоспособности.
Важно использовать вольтметр для измерений и наладки бп, а можно подключить его в схему бп, для того чтобы точно выставлять напряжения питания.
Источник: https://101sovet.guru/sovetyi-mastera/laboratornyiy-blok-pitaniya
Лабораторный блок питания
Для любителей электроники и различных самоделок необходимым атрибутом в их деятельности является лабораторный блок питания. Искать его в готовом виде в специализированных магазинах дело не всегда благодарное. В этом случае собрать простой аналог своими руками можно даже в домашних условиях с минимальным набором комплектующих.
Что нужно знать
Оптимальными являются параметры, при которых имеется возможность регулировать напряжение в пределах 0-30 В. В цепи будет установлен электронный ограничитель по силе тока. Он будет с высокой степенью эффективности осуществлять регулировку параметров в пределах от 0,002 А до 3 А максимум. Это позволяет получить комфортный и универсальный прибор с возможностью регулировки мощности.
ЛБП 0-15В/5A
Ампераж успешно ограничивается, обеспечивая рабочие параметры. За счет этого приборы-потребители, подключенные к самодельному прибору element 305d или из atx, будут в безопасности и не сгорят из-за перепадов значений.
Более подробно расположение всех составляющих демонстрирует потенциальная схема:
Схема расположения составляющих цепи
Она обладает такими рабочими параметрами:
- Максимальный входной ток – 3 А.
- Рабочее входное напряжение – 24 В (тип – переменный).
- Выходной вольтаж – 0…30В.
- Выходной ампераж – 0,002…2А.
- Пульсация в пределах 0,01%.
К преимуществам можно отнести такие характеристики:
- выходные параметры достаточно легко регулировать;
- компактные габаритные параметры;
- относительная простота изготовления;
- несложная конструкция из подручных средств;
- наличие нескольких степеней защиты, включая от ошибочного подключения;
- наличие визуальной индексации.
ВИДЕО: Лабораторный блок питания из компьютерного АТХ
Как все работает
Перед тем, как сделать ЛБП самому, необходимо определиться с принципом работы аппарата и используемыми деталями. В комплект входит трансформатор. На вторичной обмотке он имеет выход в 3 А и 24 В. Для контактов используются клемма 1 и 2. Важно учесть, что именно он оказывает влияние на качество выходного сигнала.
Лабораторный БП на Ардуино
Собираемый прибор с предрегулятором имеет диодный мост, выпрямляющий напряжение. Он собран из элементов от D1 до D4. Избавиться от возможных пульсаций помогает установленный фильтр. Он включает в себя конденсатор и резистор. В цепи присутствуют определенные особенности, отличающие сборку его из компьютерного железа.
Обычно применяют для управления выходным напряжением обратную связь. В предлагаемой схеме для данной цели к блоку питания в лабораторной схеме предлагается использовать операционный усилитель. Это позволит сформировать необходимый константный вольтаж. На выходных клеммах он будет наддать до уровня U1.
Регулируемый блок питания лабораторный на lm317 (схема)
В цепи участвует диод D8 с напряжением 5,6 В (зенеровский). Он эксплуатируется с нулевым температурным коэффициентом. Также напряжение падает на выходе U1, выключая D8. После такого события происходит стабилизация цепи, а заряженный поток идет к точке сопротивления R5.
Протекающий поток по оперусилителю варьируется незначительно, соответственно он тоже пойдет по точке R6, а также R5. При том, что один и другой рассчитаны для одинакового напряжения, то общий их показатель будет удвоен, ведь это сопоставимо с параллельным соединением.
В результате получим в блоке питания с предрегулятором на выходе из усилителя напряжение в 11,2 В. Схема будет иметь значение усиления в трехкратных пределах.
Корректировать выходные параметры в вольтах помогают элемент сопротивления R10 и RV1. Второй является триммером. В такой ситуации удается снизить вольтаж практически до нуля, несмотря на количество имеющихся потребителей.
С помощью такого агрегата удается сформировать наибольший ток на выходе, получаемый из PSU. Для обеспечения такого явления создаем падение вольт на R7. Он имеет прямую связь с нагрузкой. Выход U3 инвертирует сигнал с нулевым вольтажом, отправляя его на R21.
Схематическое изображение функционала
Предположим, что для последнего выхода имеется несколько вольт. Именно Р2 помогает своей установкой в схеме обеспечить на выходе сигнал в 1 В. При повышении нагрузки получим константное напряжение.
После этого установленный R7 будет оказывать не такое существенное влияние на процессы. Этому способствует пониженное его значение. Когда потребители и вольтаж стабильны, то система работает слаженно.
Если повышать количество потребителей, то вольтаж на R7 повысится более чем одного вольта. U3 функционирует и сбалансирует имеющиеся показатели к исходным значениям.
Процесс сборки
Лабораторный блок питания на примере электроцепей с печатными платами является весьма популярным. В них платы изготовлены из тончайших изоматериалов. Одна из сторон покрыта медным напылением. Она сформирована так, чтобы компоненты можно было соединять проводниками по имеющимся схемам.
Блок питания на LM2576-ADJ своими руками
Сборка всех деталей осуществляется при помощи пайки. От ее качества зависит работоспособность и функционирование всего блока питания. Для обеспечения качественного процесса необходимо соблюдать определенные правила:
- Паяльник должен иметь мощность не выше 20-25 Вт.
- Кончик паяльника подбирается достаточно тонким.
- Жало выдерживается всегда чистым от нагара и мусора.
- Применять нужно специальную губку для чистки.
Не стоит применять для очищения наконечника такие грубые материалы как наждачная бумага или грубый напильник. Если имеется сильное загрязнение, то кончик нужно заменить. В процессе используется высококачественный флюс. Он поможет обеспечить надежное соединение контактов с платой. При работе с припоем флюс можно не использовать, так как его избыток приводит к частым сбоям в подобных цепях.
Чтобы правильно спаять двухполярный лабораторный блок питания своими руками, необходимо соблюдать правила:
- контакты каждой детали перед пайкой зачищают мелкозернистой или нулевой наждачкой;
- проводить сгибание контактов на нужном расстоянии;
- в некоторых случаях попадаются боле толстые ножки, для них приходится аккуратно расширять отверстия, а не подчищать наружный диаметр;
- вставляется деталь таким образом, чтобы часть контакта выступала за пределы печатной платы;
- паяльник прогревается до нужной температуры, чтобы правильно плавить припой;
- для каждой части пайка должна занимать не более 4-5 с;
- при пайке чувствительных контактов используются металлические щипцы, способные отводить часть тепла от важной детали;
- по завершении пайки необходимо откусить избыточные концы и обработать тыльную поверхность платы спиртом для очищения.
Двухполярный блок питания лабораторный Арктика 400 схема
В итоге покрытие должно остаться чистым с металлическим блеском.
ВИДЕО: Самодельный лабораторный блок питания 20V/5A
Источник: http://www.DiodGid.ru/pow/blok-pitanija-laboratornyi/
Страничка эмбеддера » Лабораторный блок питания из ATX БП
Я немного увлекся гальванопластикой (про это еще расскажу), и для нее мне понадобился новый блок питания. Требования к нему примерно такие – 10А выходного тока при максимальном напряжении порядка 5В. Конечно-же, взгляд сразу упал на кучу ненужных компьютерных блоков питания.
Конечно, идея переделать компьютерный блок питания в лабораторный не нова. В интернетах я нашел несколько конструкций, но решил, что еще одна – не помешает. В процессе переделки, я сделал просто дофига ошибок, поэтому, если решитесь сделать и себе такой блок питания, учитывайте их, и у вас получится лучше!
Внимание! Несмотря на то, что складывается впечатление, что этот проект — для новичков, ничего подобного – проект довольно сложный! Имейте ввиду.
Конструкция
Мощность того блока питания, который я вытащил из-под кровати – 250Вт. Если я сделаю БП 5В/10А, то пропадает драгоценная моща! Не дело! Подымем напряжение до 25В, может сгодится, к примеру, для зарядки аккумуляторов – там нужно напряжение порядка 15В.
Для дальнейших действий нужно сначала найти схему на исходный блок. В принципе, все схемы БП известны и гуглятся. Что именно нужно гуглить – написано на плате.
Мне мою схему подкинул друг. Вот она. (Откроется в новом окне)
Да-да, нам придется лазить во всех этих кишках. В этом нам поможет даташит на TL494
Итак, первое, что нам нужно сделать – проверить, какое максимальное напряжение может выдать блок питания по шинам +12 и +5 вольт. Для этого удаляем предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.
Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у нас на выходе – максимальное напряжение.
Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей.
PS_ON обычно подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать.
А вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим – она использует выходные напряжение и, после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе C28.
Итак, бп запустился. Появились выходные максимальные напряжения.
Внимание! Выходные напряжения – больше тех, на которые рассчитаны выходные конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Я хотел поменять конденсаторы, поэтому мне их было не жалко, а вот глаза не поменяешь. Аккуратно!
Итак, подучилось по +12В – 24В, а по +5В – 9.6В. Похоже, запас по напряжению ровно в 2 раза. Ну и прекрасно! Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20В, а выходной ток – на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200Вт мощи.
С параметрами, вроде бы, определились.
Теперь нужно сделать управляющую электронику. Жестяной корпус БП меня не удовлетворил(и, как оказалось, зря) – он так и норовит поцарапать что-то, да еще и соединен с землей (это помешает мерить ток дешевыми операционниками).
В качестве корпуса, я выбрал Z-2W, конторы Maszczyk
Я измерил излучаемый блоком питания шум – он оказался вполне небольшим, так что, вполне можно использовать пластиковый корпус.
После корпуса я сел за Corel Draw и прикинул, как должна выглядеть передняя панель:
Электроника
Я решил разбить электронику на две части – фальш-панель и управляющая электроника. Причина для такого разбиения – банально не хватило места на лицевой панели, чтобы вместить еще и управляющую электронику.
В качестве основного источника питания для своей электроники я выбрал standby источник. Было замечено, что если его хорошенько нагрузить, то он перестает пищать, поэтому идеальными оказались 7-сегментные индикаторы — и блок питания подгрузят и напряжение с током покажут.
Фальш-панель:
На ней индикаторы, потенциометры, светодиод. Для того, чтобы не тащить кучу проводов к 7-сегментникам, я использовал сдвиговые регистры 74AC164. Почему AC, а не HC ? У HC максимальный суммарный ток всех ножек – 50мА, а у AC – по 25мА на каждую ножку. Ток индикаторов я выбрал 20мА, тоесть 74HC164 точно бы не хватило по току.
Управляющая электроника – тут все слегка посложнее.
В процессе составления схемы, я конкретно налажал, за что и поплатился кучей перемычек на плате. Вам-же предоставляется исправленная схема.
Если кратко, то – U1A – диф. усилитель тока. При максимальном тока, на выходе получается 2.56В, что совпадает с опорным у АЦП контроллера.
U1B – собственно токовый компаратор – если ток превышает порог, заданный резисторами, tl494 “затыкается”
U2A – индикатор того, что БП работает в режиме ограничения тока.
U2B – компаратор напряжения.
U3A, U3B – повторители с переменников. Дело в том, что переменники относительно высокоомные, да еще и сопротивление их меняется. Это значительно усложнит компенсацию обратной связи. А вот если их привести к одному сопротивлению, то все становится значительно проще.
С контроллером все понятно – это банальная атмега8, да еще и в дипе, которая лежала в загашнике. Прошивка относительно простая, и сделана между паяниями левой лапой. Но, нем не менее, рабочая.
Контроллер работает на 8МГц от RC генератора (нужно поставить соответствующие фюзы)
По хорошему, измерение тока нужно перенести на “высокую сторону”, тогда можно будет мереть напряжение непосредственно на нагрузке. В этой схеме при больших токах в измеренном напряжении будет ошибка до 200мВ. Я слажал и каюсь. Надеюсь, вы не повторите моих ошибок.
Переделка выходной части
Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой (кликабельно):
Синфазный дроссель я немного переделал – соединил последовательно обмотку которая для 12В и две обмотки для 5в, в итоге получилось около 100мкГн, что дофига. Еще я заменил конденсатор тремя включенными параллельно 1000мкФ/25В
После модификации, выход выглядит так:
Настройка
Запускаем. Офигиваем от количества шума!
300мВ! Пачки, похоже на возбуждение обратной связи. Тормозим ОС до предела, пачки не исчезают. Значит, дело не в ОС
Долго тыкавшись, я нашел, что причина такого шума – провод! О_о Простой двужильный двухметровый провод! Если подключить осциллограф до него, или включить конденсатор прямо на щуп осциллографа, пульсации уменьшаются до 20мВ ! Это явление я толком не могу объяснить. Может, кто-то из вас, поделится? Теперь, понятно что делать – в питающейся схеме должен быть конденсатор, и конденсатор нужно повесить непосредственно на клеммы БП.
Кстати, насчет Y – конденсаторов. Китайцы сэкономили на них и не поставили. Итак, выходное напряжение без Y-конденсаторов
А теперь – с Y конденсатором:
Лучше? Несомненно! Более того, после установки Y – конденсаторов сразу-же перестал глючить измеритель тока!
Еще я поставил X2 – конденсатор, чтобы хоть как-то поменьше хлама в сети было. К сожалению, похожего синфазного дросселя у меня нет, но как только найду – сразу поставлю.
Обратная связь.
Про нее я написал отдельную статейку, читайте
Охлаждение
Вот тут пришлось повозиться! После нескольких секунд под полной нагрузкой вопрос о необходимости активного охлаждения был снят. Больше всех грелась выходная диодная сборка.
В сборке стоят обычные диоды, я думал заменить их диодами Шоттки. Но обратное напряжение на этих диодах оказалось порядка 100 вольт, а как известно, высоковольтные диоды шоттки не намного лучше обычных диодов.
Поэтому, пришлось прикрутить кучу дополнительных радиаторов (сколько влезло) и организовать активное охлаждение.
Откуда брать питание для вентилятора? Вот и я долго думал, но таки придумал. tl494 питается от источника напряжением 25В. Берем его (с перемычки J3 на схеме) и понижаем стабилизатором 7812.
Для продуваемости пришлось вырезать крышку под 120мм вентилятор, и прицепить соответствующую решетку, а сам вентилятор поставить на 80мм.
Единственное место, где это можно было сделать – это верхняя крышка, а поэтому конструкция получилась очень плохая – с верху может упасть какая-то металлическая хрень и замкнуть внутренние цепи блока питания.
Ставлю себе 2 балла. Не стоило уходить от корпуса блока питания! Не повторяйте моих ошибок!
Вентилятор никак не крепится. Его просто прижимает верхняя крышка. Так вот хорошо с размерами я попал.
Результаты
Итог. Итак, этот блок питания работает уже неделю, и можно сказать, что он довольно надежен. К моему удивлению, он очень слабо излучает, и это хорошо!
Потроха:
Я попытался описать подводные камни, на которые сам нарвался. Надеюсь, вы не повторите их! Удачи!
Источник: http://bsvi.ru/laboratornyj-blok-pitaniya-iz-atx/
Самодельный лабораторный блок питания. Схема и описание
Приведенный в данной статье самодельный лабораторный блок питания изготовлен из широко распространенных элементов.
Он практически не требует настройки, работает в широком диапазоне подводимого переменного напряжения, обладает защитой от перегрузки по току.
Данный лабораторный блок питания обеспечивает выходное напряжение от 1 В и практически до величины выпрямительного напряжения с вторичной обмотки трансформатора.
На основе транзистора VT1 составлен модуль сравнения: с бегунка потенциометра R3 на базу VT1 поступает доля образцового напряжения, которое определяется источником образцового напряжения на элементах VD5, VD6, HL1, R1.
На эмиттер VT1 поступает входное напряжение делителя на элементах R14 и R15.
В результате сравнения образцового и выходного уровня, сигнал рассогласования попадает на базу транзистора VT2 являющийся усилителем тока, который в свою очередь управляет силовым транзистором VT4.
Работа защиты самодельного блока питания
В результате случайного замыкания выходных выводов самодельного лабораторного блока питания или при нагрузки превышающий допустимый предел, повышается падение напряжения на мощном резисторе R8. В результате чего VT3 открывается и тем самым замыкает базовую цепь транзистора VT2, лимитируя Iнагр. на выходе БП. Визуальным сигналом о перегрузки по току в цепи служит светодиод HL2.
В случае короткого замыкания в лабораторном блоке питания, активация режима ограничения протекающего тока происходит не сразу. Установленный в схему дроссель L1 мешает стремительному увеличению тока через VT4, а диод VD7 понижает скачок напряжения при неосторожном выключении нагрузки от блока питания.
Если есть необходимость в регулировании Iнагр., то можно в разрыв между сопротивлениями R7 и R9 включить переменный резистор номиналом 250 Ом, причем движок его нужно подключить к базе VT3. Таким образом, в данном самодельном лабораторном блоке будет возможно регулировать Iнагр. от 400 мА до 1,9 А.
Детали лабораторного блока питания
В самодельном лабораторном блоке питания допустимо применить любой понижающий трансформатор с Uвых. на вторичной обмотке в районе от 9 до 40 В.
Единственное, что может потребоваться при низком напряжении на вторичной обмотке, уменьшить номиналы сопротивлений R1, R2, R9, R13-R14 примерно в два раза.
А также нужно поставить стабилитроны VD5 и VD6 с другими параметром, чтобы напряжение на резисторе R1 было приблизительно равно половине напряжения на конденсаторе C2.
Дроссель L1 самодельный, намотан на каркасе диаметром 8 мм и имеет 120 витков провода ПЭЛ0,6 мм. Транзистор VT1 (КТ209М) можно заменить на КТ502, КТ209, КТ208, КТ3107. Заменой транзистора VT2 (КТ815Г) может служить любой транзистор серии КТ817.
Транзистор VT4 на КТ809А, КТ808А, КТ803А, КТ829 с максимальным Iкол. не меньше 5А и максимально-допустимым напряжением коллектор-эмиттер превышающим напряжения на выходе вторичной обмотки трансформатора.
Диоды VD1-VD4 — могут быть любыми выпрямительными с максимальным обратным напряжением больше U вторичной обмотки и максимальным прямым током более 5А.
Узел ограничения Iнагр. лабораторного блока питания можно улучшить. Для этого необходимо убрать сопротивление R7, а вместо постоянного резистора R8 установить переменный.
Его сопротивление подбирают так, чтобы при наименьшем токе ограничения падение напряжения на этом резисторе было примерно 0,6 В.
Для диапазона тока ограничения от 0,2 до 2 А сопротивление переменного резистора должно быть 3 Ом, а мощность не менее 12 Вт.
Источник: http://www.joyta.ru/3524-samodelnyj-laboratornyj-blok-pitaniya/
Лабораторный блок питания из ИБП
Электропитание
Главная Радиолюбителю Электропитание
В статье автор рассказывает, как из неисправного или устаревшего источника бесперебойного питания изготовить лабораторный блок питания, необходимый в радиолюбительской практике.
Основное назначение источников бесперебойного питания (ИБП) – непродолжительное питание различной офисной техники (в первую очередь, компьютеров) в аварийных ситуациях, когда отсутствует сетевое напряжение.
В состав ИБП входит аккумулятор (как правило, напряжением 12 В), повышающий преобразователь напряжения и узел управления.
В дежурном режиме происходит подзарядка аккумулятора, в аварийном – включается преобразователь напряжения.
Как и всё оборудование, ИБП выходят из строя или морально устаревают. Поэтому их можно использовать как основу для изготовления, например, лабораторного блока питания (БП). Наиболее подходящими для этого могут быть ИБП, у которых преобразователи напряжения работают на низкой частоте (50…60 Гц), и в их состав входит мощный повышающий трансформатор, который может работать и как понижающий.
Для изготовления лабораторного БП в качестве “донора” был использован ИБП KIN-325A. При разработке ставилась задача получить простую схему, применив при этом как можно больше элементов от “донора”.
Кроме трансформатора и корпуса, были использованы мощные полевые транзисторы, выпрямительные диоды, микросхема счетверённого ОУ, электромагнитное реле, все светодиоды, варистор, некоторые разъёмы, а также оксидные и керамические конденсаторы.
Схема БП показана на рис. 1. Сетевое напряжение через плавкую вставку FU1 и выключатель питания SA1 поступает на первичную обмотку трансформатораТ1 (маркировка – RT-425B).
Варистор RU1, включённый параллельно этой обмотке, совместно с плавкой вставкой защищают БП от повышенного сетевого напряжения.
Через токоограничивающий резистор R1 и диод VD1 питается светодиод HL1, сигнализирующий о наличии сетевого напряжения.
Рис. 1.
Мощный выпрямитель на диодных сборках VD2-VD5 подключён к обмотке II (с отводом посередине, номинальное напряжение 16 В) трансформатора Т1. В зависимости от положения контактов реле К1.
1 выпрямитель работает как двухполупериодный с общим выводом трансформатора (показано на рис. 1) и выходным напряжением около 10 В или как мостовой с выходным напряжением около 20 В.
Выходное напряжение этого выпрямителя поступает на регулирующий элемент – полевой транзистор
VT1. Конденсаторы С1 и С3 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения, резистор R2 – датчик тока. Резистор R17 обеспечивает минимальную нагрузку стабилизатора напряжения при отсутствии внешней нагрузки.
Маломощный выпрямитель собран на диодах VD6-VD9 и сглаживающих конденсаторах С2 и C5. От него питается параллельный стабилизатор напряжения на микросхеме DA1, ОУ DA2, реле К1 и вентилятор M1. Светодиод HL2 сигнализирует о наличии напряжения на выходе этого выпрямителя.
Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA2.3 и транзисторе VT1. Образцовое напряжение на регулятор напряжения – резистор R11 – поступает с выхода стабилизатора на микросхеме DA1. Выходное напряжение БП с движка подстроечного резистора R12 поступает на инвертирующий вход ОУ DA2.3. Этим резистором устанавливают максимальное выходное напряжение.
Регулируемый ограничитель тока собран на ОУ DA2.1 и DA2.2. Напряжение, пропорциональное выходному току с датчика – резистора R2, поступает на усилитель напряжения на ОУ DA2.1 и затем на ОУ DA2.2, который сравнивает его с образцовым, поступающим на его неинвертирующий вход с выхода резистивного делителя R4R7R8.
Резисторами R7 и R8 устанавливают порог ограничения тока.
Транзистор VT2 управляет реле К1. Оно сработает, когда напряжение на затворе этого транзистора превысит пороговое значение (для указанного на схеме транзистора пороговое напряжение – 2…4 В). Подстроечным резистором R19 устанавливают выходное напряжение БП, при превышении которого реле переключает выходное напряжение выпрямителя.
Транзистор VT3 совместно с терморезистором RK1 управляет вентилятором M1. Он включается, когда температура теплоотвода, на котором установлены транзистор VT1 и терморезистор, превысит заранее установленное значение. Пороговую температуру устанавливают резистором R15. Напряжение питания терморезистора стабилизировано параметрическим стабилизатором VD11R16.
Излишнее напряжение питания реле К1 падает на резисторе R13, а вентилятора М1 – на резисторе R18.
Если ток нагрузки не превышает порогового значения, напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA2.2 больше напряжения на инвертирующем, на его выходе присутствует напряжение, близкое к напряжению питания, поэтому диод VD10 закрыт, а ток через светодиод HL3 не протекает. В этом случае управляющее напряжение на затвор полевого транзистора VT1 поступает с выхода ОУ DA2.
3 через резистор R14 и работает стабилизатор напряжения. Если выходное напряжение стабилизатора менее 4 В, транзистор VT2 закрыт и реле К1 обесточено. В этом случае на стоке транзистора VT1 напряжение – 10 В. При выходном напряжении более 4 В транзистор VT2 открывается и реле К1 срабатывает. В результате напряжение на стоке транзистора VT1 повышается до 20 В.
Такое техническое решение позволяет повысить КПД устройства.
Когда ток нагрузки превысит порого вое значение, напряжение на выходе ОУ DA2.2 уменьшится, диод VD10 откроется и напряжение на затворе транзистора VT1 уменьшится до значения, обеспечивающего протекание установленного тока.
В этом режиме через светодиод HL3 протекает ток, и он сигнализирует о переходе в режим ограничения тока. Ток ограничения устанавливают резистором R8 в интервале 0…0,5 А и R7 – в интервале 0…5 А. Конденсаторы С4 и С6 обеспечивают устойчивость работы ограничителя тока.
Увеличение их ёмкости повышает устойчивость, но снижает быстродействие ограничителя тока.
В устройстве применены постоянные резисторы – С2-23, Р1-4 или импортные, подстроечные – СП3-19, переменные – СП4-1, СПО. Чтобы шкала переменных резисторов, регулирующих напряжение или ток, была линейной, они должны быть группы А. Терморезистор – ММТ-1. Резистор R2 изготовлен из отрезка провода ПЭВ-2 0,4 длиной 150 мм.
Кроме функции датчика тока, он работает и как плавкий предохранитель при возникновении аварийных ситуаций. Оксидные конденсаторы – импортные, на месте неполярных можно использовать керамические К10-17. Вентилятор – компьютерный с током потребления 100…150 мА, его ширина должна быть равна ширине теплоотвода.
Реле – любое, рассчитанное на коммутируемый ток 10 А и номинальное напряжение обмотки 12…15 В. XS2, XS3 – гнёзда или клеммники.
Большинство элементов размещены на двух печатных платах, изготовленных из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм. На первой (рис. 2) собраны выпрямители, смонтированы транзисторы VT2, VT3 с “окружающими” их элементами и некоторые другие детали.
Печатные проводники, соединяющие элементы мощного выпрямителя, “усилены” – на них припаяны отрезки лужёного медного провода диаметром 1 мм. “Штатные” выводы трансформатора Т1 проводные, они снабжены двумя гнёздами.
Если планируется их использовать, на первой плате монтируют соответствующие им вилки, которые выпаивают из “родной” платы ИБП.
Рис. 2.
На второй плате (рис. 3) смонтированы все микросхемы, светодиоды, а также некоторые другие элементы. На стороне, свободной от печатных проводников, приклеен кнопочный выключатель SA1 (П2К или аналогичный). Светодиоды должны входить в “штатные” отверстия на передней стенке корпуса, к выключателю приклеивают “штатный” толкатель.
Рис. 3.
Первая плата установлена рядом с задней стенкой корпуса, вторая – вплотную к передней. Для крепления плат использованы по два шурупа и “штатные” крепёжные пластмассовые стойки на верхней крышке корпуса. На ребристом теплоотводе с внешними размерами 30x60x90 мм (он установлен между платами) размещены транзистор VT1, терморезистор и вентилятор.
На терморезистор надевают термоусаживаемую трубку и затем приклеивают к теплоотводу рядом с транзистором. Поскольку при изменении температуры терморезистора полевой транзистор VT3 открывается и закрывается плавно, вентилятор начинает вращение и останавливается также плавно.
Поэтому транзистор VT3 может заметно разогреваться и заменить его на маломощный, например 2N7000, нельзя.
На передней панели (рис. 4) в отверстиях установлены переменные резисторы и разъёмы XS2 и XS3, к которым припаяны резистор R17 и конденсатор С7. Блочная вилка XP1 и гнездо XS1 – “родные”, они размещены на задней стенке в нижней её части. Гнездо XS1 можно использовать для подключения какого-либо устройства, работающего одновременно с лабораторным БП, например осциллографа.
Рис. 4.
Налаживание начинают с установки максимального выходного напряжения. Делают это с помощью резистора R12, движок резистора R11 при этом должен быть в верхнем по схеме положении.
Если встраивать вольтметр в блок питания не планируется, резистор R11 снабжают ручкой с указателем и градуируют его шкалу.
При открытом транзисторе VT2 подборкой резистора R13 устанавливают на реле К1 номинальное напряжение, а при открытом VT3 резистором R18 устанавливают напряжение 12 В на вентиляторе M1. Температуру включения вентилятора устанавливают резистором R15.
Для налаживания ограничителя тока к выходу БП подключают последовательно соединённые амперметр и нагрузочный переменный резистор сопротивлением 10…15 Ом и мощностью 50 Вт. Движки резисторов R4 и R7 устанавливают в левое по схеме положение, движок R8 – в правое.
Нагрузочный резистор должен иметь максимальное сопротивление. При выходном напряжении около 10 В нагрузочным резистором устанавливают ток 5 А, а резистором R5 – напряжение 0,9…1 В на выходе ОУ DA2.1.
С помощью нагрузочного резистора увеличивают выходной ток нагрузки до 6 А и, плавно вращая движок резистора R4, добиваются включения светодиода HL3 (включения режима ограничения тока) и затем устанавливают резистором R4 выходной ток 5 А.
При перемещении движка резистора R7 вправо (по схеме) выходной ток должен уменьшиться до нуля. В этом случае резистором R8 можно регулировать выходной ток в интервале 0…0,5 А.
Если встраивать амперметр в блок питания не планируется, шкалы этих резисторов градуируют.
Для этого (в режиме ограничения тока) изменяют выходное напряжение и сопротивление нагрузки, устанавливают требуемое значение тока и наносят метки на шкалу. При этом в интервале 0…
0,5 А ток устанавливают резистором R8 (резистор R7 должен быть в положении “0”), а в интервале 0…5 А – резистором R7 (резистор R8 – в положении “0”).
В режиме ограничения тока можно заряжать аккумуляторы и аккумуляторные батареи. Для этого устанавливают конечное напряжение и ток зарядки, а затем подключают аккумуляторную батарею (аккумулятор).
Дальнейшее направление доработки предложенного блока питания – установка встроенного цифрового вольтметра, амперметра или комбинированного измерительного устройства.
Источник: http://www.radioradar.net/radiofan/power_supply/laboratory_power_supply_ups.html
(нет голосов)
Загрузка...
detector