Schémata jednoduchých napájecích zdrojů pro 30 voltů. Blog › DIY laboratorní napájecí zdroj

Regulovaný zdroj 1501 (15 voltů, 1 ampér) už pro mé potřeby nestačil, bylo rozhodnuto koupit něco jako YaXun PS-1502DD + (cena od Ali je kolem 3500 r) 2 ampéry by teoreticky měly stačit.
Ale pak se v mých rukou objevil takový napájecí zdroj:

Očekáváte „proč nepředělat PSU z počítače tak, aby vyhovoval vašim potřebám, hodně wattů, hodně ampérů a hodně napětí“? Fakt je, že občas sbírám nízkovýkonové zesilovače (napájené 12 V) a poslouchám pozadí impulsní blok jídlo - no, nechceš. A sbírat vlastníma rukama - no, to je dlouhá píseň a teď na to nemám čas. Z těchto důvodů jsem se zavázal sestavit si nekomplikovaný napájecí zdroj s následujícími vlastnostmi:
- výstupní napětí až 12-15 voltů (z velké části mi toto napětí stačí);
- proud daný zátěži - nejméně 3-5 ampér (ale transformátor této jednotky umožňuje vydat nominální 10 ampér);
- malý počet pulzací;
- digitální indikace napětí a proudu;
- úprava proudu a napětí;

Bloková tlama:


Dole zbyly dva otvory ze zásuvek, tělo je hliníkové. Místo jednoho vývodu dobře pasuje tlačítko. Kolem šroubů jsou 4 otvory - bylo rozhodnuto do nich vložit LED diody pro indikaci provozu jednotky.
Dříve byl takový blok objednán od Ali:
Sestaveno na mikrokontroléru stm, jeho cena a možnosti podplacené.
Do chyby napětí zapadá celkem přesně, ampérmetr upřímně zklamal. Stránka uvádí chybu 0,01 A (10 mA), v důsledku toho je při nulových polohách knoflíků spotřeba 50 mA (to je aktuální zkrat a hodnoty standardního testeru), tento ampérmetr neukazuje vůbec nic.
Když proud dosáhne 100 mA (standardní tester), hodnoty na tomto ampérmetru jsou ~ 70-80 mA, pak dáváme 150 mA, - chyba je do 10 mA (mezi standardním testerem a touto jednotkou) a až 1 Ampér je víceméně přesný (rozdíl 10-20 mA). Pak leží v rozmezí 50-100 mA. Zde se samozřejmě nevejde do 1% chyby při čteních do 100 mA. Půjde na domácí použití.
Dále jsem se rozhodl pro umístění na čelní straně PSU.
Schéma zapojení bloku:
Mírně zakotsal nátěr - ale Bůh jí žehnej, tlama přelakovaná na černo. Bylo rozhodnuto ponechat síťovou pojistku, podle mého názoru se dobře hodí do interiéru a bude plnit své přímé funkce ochrany sítě 220 před přetížením.
O něco později jsem nainstaloval terminály tohoto typu, pro aplikace do 3-4 ampérů tyto stačí. Pro provoz při proudech od 5 do 10 ampérů bude upnut silnější drát.
Kromě hlavní funkce laboratorního zdroje - lze jej použít k nabíjení baterie. (Dva v jednom)))
Na LM723 budu montovat výkonovou část, tranzistor typu TIP141 a 3 tranzistory KT908A (zařazení těchto tranzistorů jako kompozitní), použil jsem tranzistory KT819G. Bylo rozhodnuto umístit KT908 na zesilovač třídy A.
Namísto druhé patice (otvor vpravo) umístím úpravu proudu, 4 otvory pro šrouby uzavřu 4 světlovody omezujícími proud.
Náklady na tento blok:
1) Voltmetr / ampérmetr - 160 rublů
2) terminály 30 rublů
3) krokodýli 20 rublů
4) drát 1 metr 30 rublů
Vše ostatní je k dispozici, náklady jsou pouze dočasné, ale stojí to za to.
Zkontroluji obvod omezující proud 0,2 ampéru
Plná zátěž, omezená na 10 ampérů.

V tuto chvíli je pohonná jednotka sestavena a otestována, dělám vnitřní uspořádání.


Plánuji přenést pohonnou jednotku do chladiče z počítače a nainstalovat ventilátor

Po sestavení jsem se rozhodl zkusit napájet zesilovač Sony xm-1 na bloku, proud žral v oblasti 5-5,5 ampér, napětí zasazeno do 9,5 voltů. Nejsou tam žádné zvuky na pozadí, což mě také nevýslovně potěšilo :)

Napájení je 30 voltů a 5 ampérů, široce používané radioamatéry v různých schématech. Publikováno v radioamatérské literatuře Různé typy obvody takových zařízení, nevyžaduje použití speciálních mikroobvodů a dovážených dílů. Dnes při nákupu takových mikroobvodů existují problémy, v některých oblastech je jejich nalezení docela problematické. Blok používá díly dostupné většině.

Hlavní vlastnosti napájecího zdroje:

  • výstupní napětí je regulováno v rozsahu od 0 do 30 Voltů;
  • maximální odběr proudu na výstupu 5 Ampér;
  • úbytek napětí při proudu od 1 ampéru do 6 ampér je velmi malý a nijak zvlášť neovlivňuje výstupní parametry.

Napájecí obvod.

Schéma našeho napájení lze rozdělit do 3 hlavních uzlů:

  1. vnitřní napájení;
  2. uzel ochrany proti možnému přetížení;
  3. hlavní uzel.

Hlavní uzel- Jedná se o stabilizátor napětí umožňující úpravu parametrů signálu.Skládá se z diferenciálního stupně, dvou stupňů zesílení a regulátoru.

Uzel vnitřní sítě- vyrobeno podle klasického schématu s transformátorem, diodovým můstkem VD1-VD4, kondenzátory C1 - C7 a stabilizátory DA1 a DA2

Ochrana uzlu nemá žádné funkce. Snímač proudu je zvolen pro proud tři ampéry, ale lze jej zvýšit až na pět ampérů. Dlouhou dobu se používal s proudem pět ampér. Nebyly s tím žádné problémy.

Všechny uzly jsou připojeny podle Darlingtonova schématu.

Rezistor pro vypínání ochrany se volí podle potřeby. Napájecí zdroj 30v 5a, s kvalitní montáží a servisovatelnými díly, lze používat ihned po připojení k síti. Její úprava spočívá v nastavení požadovaných mezí pro změnu výstupního napětí a proudu pro činnost ochrany.

Digitální panel obsahuje dělič vstupního napětí a proudu na bázi mikroobvodu KR572PV2A a čtyři sedmisegmentové LED indikátory. Mikroobvod je vysoce citlivý převodník až na tři a půl desetinného místa, pracuje na základě sériového počítání s dvojitou integrací, automatická korekce nuly, s kontrolou polarity vstupního signálu.

Pro přehlednější indikaci parametrů signálu je použit obvod na desce KR572PV6. Rozměry takové desky jsou osmdesát krát padesát milimetrů. Plošky napěťových a proudových kontaktů desky digitálního panelu jsou připojeny pomocí ohebných vodičů ke kontaktům odpovídajících indikátorů. Obvod KR572PV2A se často mění na importovaný obvod ICL7107CPL, protože svými parametry a kvalitou předčí standardní.

stabilizovaný nastavitelný blok napájení 220/0-30 voltů 7,5 ampérů s ochranou proti přetížení

Mnoho amatérských rádiových napájecích zdrojů (PSU) se vyrábí na čipech KR142EN12, KR142EN22A, KR142EN24 atd. Spodní limit nastavení těchto mikroobvodů je 1,2 ... 1,3 V, ale někdy je nutné napětí 0,5 ... 1 V. Autor nabízí několik technických řešení pro napájecí jednotku založenou na těchto mikroobvodech.

Integrovaný obvod (IC) KR142EN12A (obr. 1) je nastavitelný regulátor napětí kompenzačního typu v pouzdře KT-28-2, který umožňuje napájet zařízení proudem až 1,5 A v napěťovém rozsahu 1,2 ... 37 V. Tento integrovaný regulátor má tepelně stabilní proudovou ochranu a ochranu proti zkratu na výstupu.

Rýže. 1. IC KR142EN12A

Na základě IC KR142EN12A je možné postavit regulovatelný zdroj, jehož obvod (bez transformátoru a diodový můstek) je znázorněn na Obr. 2. Usměrněné vstupní napětí je přiváděno z diodového můstku do kondenzátoru C1. Tranzistor VT2 a čip DA1 musí být umístěny na chladiči. Příruba chladiče DA1 je elektricky připojena k pinu 2, takže pokud jsou DA1 a tranzistor VD2 umístěny na stejném chladiči, musí být od sebe izolovány. V autorské verzi je DA1 instalován na samostatném malém chladiči, který není galvanicky spojen s chladičem a tranzistorem VT2.


Rýže. 2. Nastavitelný PSU na IC KR142EN12A

Výkon rozptýlený čipem s chladičem nesmí přesáhnout 10 wattů. Rezistory R3 a R5 tvoří dělič napětí obsažený v měřicím prvku stabilizátoru a jsou vybrány podle vzorce:

U out = U out min (1 + R3/R5).

Na kondenzátor C2 a rezistor R2 (slouží k volbě teplotně stabilního bodu VD1) je přivedeno stabilizované záporné napětí -5 V.

K ochraně proti zkratu výstupního obvodu stabilizátoru stačí paralelně s rezistorem R3 zapojit elektrolytický kondenzátor o kapacitě minimálně 10 μF a odpor R5 shuntovat diodou KD521A. Umístění dílů není kritické, ale pro dobrou teplotní stabilitu je nutné použít vhodné typy rezistorů. Měly by být umístěny co nejdále od zdrojů tepla. Celková stabilita výstupního napětí je tvořena mnoha faktory a po zahřátí obvykle nepřesahuje 0,25 %.

Po zapnutí a zahřátí zařízení je rezistorem Radd nastaveno minimální výstupní napětí 0 V. Rezistory R2 (obr. 2) a rezistor Radd (obr. 3) musí být víceotáčkové trimry z řady SP5.

Rýže. 3. Schéma spínání Radd

Současné možnosti mikroobvodu KR142EN12A jsou omezeny na 1,5 A. V současné době existují mikroobvody s podobnými parametry, ale určené pro vyšší zatěžovací proud, například LM350 - pro proud 3 A, LM338 - pro proud 5 A. Údaje o těchto mikroobvodech lze nalézt na webu National Semiconductor.

V poslední době se v prodeji objevily importované mikroobvody z řady LOW DROP (SD, DV, LT1083/1084/1085). S těmito čipy lze pracovat pod napětím mezi vstupem a výstupem (do 1 ... 1,3 V) a zajistit stabilizované napětí na výstupu v rozsahu 1,25 ... 30 V při zatěžovacím proudu 7,5/5/3 A, resp. Parametrově nejbližší tuzemský analog typu KR142EN22 má maximální stabilizační proud 7,5 A.

Při maximálním výstupním proudu je výrobcem garantován režim stabilizace při vstupním výstupním napětí minimálně 1,5 V. Mikroobvody mají také zabudovanou ochranu proti překročení proudu v zátěži přijatelné hodnoty a tepelnou ochranu proti přehřátí skříně.

Tyto stabilizátory zajišťují nestabilitu výstupního napětí 0,05 %/V, nestabilitu výstupního napětí při změně výstupního proudu z 10 mA na maximální hodnotu ne horší než 0,1 %/V.

Na Obr. 4 znázorňuje napájecí obvod pro domácí laboratoř, který umožňuje obejít se bez tranzistorů VT1 a VT2, znázorněných na obr. 2. Místo čipu DA1 KR142EN12A byl použit čip KR142EN22A. Jedná se o nastavitelný regulátor s nízkým úbytkem napětí, který umožňuje dostat do zátěže proud až 7,5 A.


Rýže. 4. Nastavitelný PSU na IC KR142EN22A

Maximální ztrátový výkon na výstupu stabilizátoru Pmax lze vypočítat podle vzorce:

P max \u003d (U dovnitř - U out) I ven,
kde U in je vstupní napětí přiváděné do čipu DA3, U out je výstupní napětí při zátěži, I out je výstupní proud mikroobvodu.

Například vstupní napětí přiváděné do mikroobvodu je U in \u003d 39 V, výstupní napětí při zátěži U out \u003d 30 V, proud při zátěži I out \u003d 5 A, pak maximální výkon rozptýlený mikroobvodem při zátěži je 45 W.

Elektrolytický kondenzátor C7 slouží ke snížení výstupní impedance o vysoké frekvence a také snižuje hladinu šumového napětí a zlepšuje vyhlazení zvlnění. Pokud je tento kondenzátor tantalový, pak jeho jmenovitá kapacita musí být alespoň 22 uF, pokud je hliník - alespoň 150 uF. V případě potřeby lze zvýšit kapacitu kondenzátoru C7.

Pokud je elektrolytický kondenzátor C7 umístěn ve vzdálenosti větší než 155 mm a je připojen k PSU drátem o průřezu menším než 1 mm, je na desce instalován další elektrolytický kondenzátor s kapacitou nejméně 10 mikrofaradů paralelně s kondenzátorem C7, blíže k samotnému mikroobvodu.

Kapacitu filtračního kondenzátoru C1 lze přibližně určit na základě 2000 mikrofaradů na 1 A výstupního proudu (při napětí minimálně 50 V). Aby se snížil teplotní drift výstupního napětí, musí být rezistor R8 drátový nebo kovový s chybou ne horší než 1 %. Rezistor R7 je stejného typu jako R8. Pokud zenerova dioda KS113A není k dispozici, můžete použít sestavu znázorněnou na obr. 3. S uvedeným řešením ochranného obvodu je autor vcelku spokojen, jelikož funguje bezchybně a je praxí vyzkoušeno. Můžete použít jakýkoli obvod ochrany napájecího zdroje, například obvody navržené v. V autorské verzi se při aktivaci relé K1 sepnou kontakty K1.1, zkratuje odpor R7 a napětí na výstupu PSU je 0 V.

Deska s plošnými spoji napájecího zdroje a umístění prvků jsou znázorněny na Obr. 5, vzhled PSU - na obr. 6. Rozměry DPS 112x75mm. Radiátor vybraná jehla. Čip DA3 je izolován od chladiče těsněním a je k němu připevněn ocelovou pružinovou destičkou, která přitlačuje čip k chladiči.



Rýže. 5. Deska plošných spojů zdroje a umístění prvků

Kondenzátor C1 typu K50-24 je tvořen dvěma paralelně zapojenými kondenzátory o kapacitě 4700 μFx50 V. Lze použít dovezený analog kondenzátoru typu K50-6 o kapacitě 10 000 μFx50 V. Kondenzátor by měl být umístěn co nejblíže k desce a vodiče k desce by měly být co nejkratší. Kondenzátor C7 výrobce Weston s kapacitou 1000 uFx50 V. Kondenzátor C8 není na schématu znázorněn, ale na desce plošných spojů jsou pro něj otvory. Pro napětí nejméně 10 ... 15 V můžete použít kondenzátor s jmenovitou hodnotou 0,01 ... 0,1 μF.

Rýže. 6. Vzhled BP

Diody VD1-VD4 jsou importovaná diodová mikrosestava RS602, určená pro maximální proud 6 A (obr. 4). Relé RES10 (passport RS4524302) se používá v ochranném obvodu napájecího zdroje. V autorské verzi byl použit rezistor R7 typu SPP-ZA s rozptylem parametrů nejvýše 5 %. Rezistor R8 (obr. 4) by měl mít rozptyl maximálně 1 % od dané hodnoty.

Napájecí zdroj obvykle nevyžaduje konfiguraci a začne fungovat ihned po sestavení. Po zahřátí jednotky rezistorem R6 (obr. 4) nebo rezistorem Rdop (obr. 3) se nastaví 0 V na jmenovitou hodnotu R7.

V tomto provedení aplik silový transformátor značky OSM-0,1UZ s výkonem 100 wattů. Magnetické jádro ShL25/40-25. Primární vinutí obsahuje 734 závitů PEV drátu 0,6 mm, vinutí II - 90 závitů PEV drátu 1,6 mm, vinutí III - 46 závitů PEV drátu 0,4 mm s odbočkou od středu.

Sestava diod RS602 může být nahrazena diodami dimenzovanými na proud alespoň 10 A, například KD203A, V, D nebo KD210 A-G (pokud diody neumístíte samostatně, budete muset předělat tištěný spoj). Jako tranzistor VT1 můžete použít tranzistor KT361G.

Literatura

  1. http://www.national.com/catalog/AnalogRegulators_LinearRegulators-Standardn-p-n_PositiveVoltageAdjutable.html
  2. Morokhin L. Laboratorní napájecí zdroj//Rádio. - 1999 - č. 2
  3. Nechaev I. Ochrana malých síťových zdrojů před přetížením//Rádio. - 1996.-№12
Viz další články sekce.