РадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >
Встраиваемая универсальная плата управления лабораторными блоками питания.
Здравствуйте, ребята. Представляю Вашему вниманию несколько лабораторных блоков питания, построенных на одной плате управления. Как известно импульсные блоки питания имеют большой уровень помех в широком диапазоне частот и не годятся для настройки чувствительных к помехам конструкций. Моя концепция по лабораторным источникам такая: лабораторных источников питания у радиолюбителя-ремонтника должно быть три. Один маломощный с очень чистым выходом, второй мощный, можно импульсный, без высоких требований к выходному напряжению, третий средней мощности с большим диапазоном регулировки напряжения, от 0 вплоть до 150 вольт 1 ампер. Все должны иметь независимую регулировку тока и напряжения и регулироваться от 0 до нужного вам напряжения. Объединить в одном блоке эти требования сложно, поэтому рассмотрим несколько схем и вариантов лабораторных блоков питания.
1. Маломощный лабораторный блок питания с чистым выходом.
БП разрабатывался как универсальный лабораторный источник питания в для работы над маломощными и среднемощными поделками. Импульсные схемы сразу не рассматриваются из-за их шумности. Импульсный БП он всё же остается импульсным - принцип работы основан на переключении компаратора когда напряжение выше или ниже нормы. Оно никогда не равно. Пульсации из-за этого есть всегда. КПД здесь значения не имеет, так как питается от сети, главное качество и чистота выходного напряжения. Перепробовал много схем. Но что-то ничего не понравилось. Или в стиле КРЕНки + транзистор, или ток не регулируется. Цель БП с регулировкой напряжения от 0 Вольт, с плавной регулировкой и регулируемого стабилизатора тока и включаемой по желанию триггерной защитой защиты по току, с индикацией выходного напряжения и тока.
Этот лабораторный блок питания способен обеспечить стабилизацию как тока, так и напряжения. Основой его служит электронный стабилизатор - именно он определяет все выходные параметры устройства. При сравнительной схемной простоте стабилизатор имеет хорошие параметры, прост в эксплуатации.
Основные технические характеристики :
в режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 5 А...................... 0...38
Коэффициент стабилизации........................................... 500...1000
Напряжение пульсаций, мВ, не более................................. 3
Выходное сопротивление, 0м......................................... 0,08
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А . ,................................................ 0,00... 5
Выходное сопротивление, кОм, не менее.............................. 2
Напряжение пульсаций, мВ, не более,................................ 3
При замыкании выходной цепи устройство остается в режиме стабилизации установленного тока, а выходное напряжение уменьшается до нуля. Поэтому перегрузка по току устройству не грозит. После устранения причины замыкания или уменьшения тока нагрузки ниже установленного устройство автоматически переходит в режим стабилизации напряжения, светодиод стабилизатора тока гаснет, а светодиод стабилизатора напряжения загорается. Такое качество лабораторного блока питания позволяет устанавливать для каждого конкретного случая свое значение максимально достижимого тока нагрузки и тем самым обеспечить защиту от перегрузки как испытуемого устройства, так и самого блока. Имеет режим триггерной защиты, когда при превышении тока нагрузка автоматически обесточивается. Блок позволяет получать и меньшее, чем 0,01 А, значение стабилизируемого тока, но в этом случае необходимо обеспечить более плавное регулирование напряжения на инвертирующем входе ОУ DA3. Это можно, например, сделать включением переменного резистора сопротивлением 100 Ом между нижним по схеме выводом резистора R10 и корпусом.
Схема
Блок на триггере обеспечивает коммутацию выхода одной кнопкой и отключение выхода при работе триггерной защиты.
Индикация выполнена по классической схеме на ПВ2.
Фото платы управления блоком питания во второй части. Она одинаковая для всех блоков питания.
2. Мощный импульсный лабораторный блок питания.
Переделка компьютерного блок питания в лабораторный известна всем. Мощность блока питания, который получится в результате переделки - 220Вт. Напряжение от 0 до 22В, и подойдет для зарядки аккумуляторов - там необходимо напряжение порядка 16В.
Основные технические характеристики :
в режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 10 А..................... 0...22
Коэффициент стабилизации........................................... 200...300
Напряжение пульсаций, мВ, не более................................. 200
Выходное сопротивление, 0м......................................... 0,2
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А . ,................................................ 0... 10
Напряжение пульсаций, мВ, не более,................................ 300
Фото собранного блока питания
Максимальное напряжение
Максимальный ток
Выведение проводов
Управляющая электроника на операционниках аналогична предыдущему блоку питания.
Схема
Управление микросхемой TL494 осуществляем через вывод 4, а встроенные операционники отключаем. Вся схема блока питания работает устойчиво, без возбуждения и перерегулирования. Но обязательно подобрать цепь коррекции С4 и С6. Как это сделать по простому? Да очень просто - опытным путем, без расчетов.
Подключаем на выход блока обычный дроссель групповой стабилизации напрямую, +12 вольтовыми выводами. Становимся осциллографом и смотрим что на выходе. Если вместо постоянки колебательный процесс, то коррекция не настроена, необходимо продолжить настройку.
На микросхеме ОУ LM324 (или любой другой счетверенный низковольтный операционник, который может работать в однополярном включении и при входных напряжениях от 0 В) собран измерительный усилитель выходного напряжения и тока, который будет давать измерительные сигналы на TL494 через вывод 4. Резисторы R8 и R12 задают опорные напряжения. Переменный резистор R12 регулирует выходное напряжение, R8 - ток. Токоизмерительный резистор R7 на 0.05 ом должен быть мощностью 5 ватт (10А^2*0.05ом). Питание для ОУ берём с выхода "дежурных" 20В БП ATX.
Плата
Обратите внимание чтобы на вашем блоке стояли Y - конденсаторы. Китайцы часто экономят на них и не ставят. Без них большой уровень шума на выходе блока и регуляторы ток и напряжения работают плохо.
Больше всех греется выходная диодная сборка, поэтому вентилятор оставляем. Питание для вентилятора берем от источника напряжением 25В, которое питает TL494 пониженное стабилизатором 7812. Лучше установить его так, чтобы он дул внутрь корпуса. Нагрузочный резистор 470 ом 1 Вт.
В качестве вольтметра и амперметра можно использовать либо стрелочные приборы включённые как полагается, либо цифровой вольтамперметр, которые нужно подключить к шунту или выходам LM324 (нога 8 - напряжение, нога 14 - ток,) и оттарировать тестером.
Питать цифровые вольтметры можно с "дежурных" 5В - там преобразователь на 2А 5В. (я использовал вольтамперметр сделанный на меге8 от проекта "Моддинг блока питания")
Если регулировка тока в какой-то момент не нужна, то R8 просто выкручиваем на максимум. Стабилизироваться БП будет так: если, например, установлено 15В 3А, то если ток нагрузки меньше 3А - стабилизируется напряжение, если больше - то ток.
Получится лабораторный БП с регулировкой напряжения 0-22В и тока 0-10А.
Пользовать можно хоть для зарядки автомобильного аккумулятора стабильным током.
Аналогичный лабораторный БП, если его покупать в каком-нибудь Чип&Дипе обойдётся минимум в 3 тыс. рублей, а если тайваньский а не китайский - то все 15 тыс.
3. Регулируемый от 0 до 150 импульсный лабораторный блок питания.
Все тоже самое что во второй части, но подвергаем доработке трансформатор, и вместо двух диодов ставим мостик на четырех UF304 и конденсаторы по выходу 200в 220 мкф. Нагрузочный резистор 4,7 ком 1 Вт. У трансформатора расплетаем косичку, и все обмотки соединяем последовательно сохраняя фазировку. Плата управления та же, меняется только R3 на 100 кОм.
Основные технические характеристики :
в режиме стабилизации напряжения
Выходное напряжение, В, при токе нагрузки 1 А............................................ 0...150
Коэффициент стабилизации.......................................................................... 100...200
Напряжение пульсаций, мВ, не более................................................................. 1000
Выходное сопротивление, 0м................................................................................. 0,8
в режиме стабилизации тока
Выходной ток, А . ,.................................................................................................0... 1
Напряжение пульсаций, мВ, не более,................................................................ 1000
В результате работ у вас появились 3 блока питания на все случаи жизни.
Спасибо за внимание и удачи в сборке.
Файлы:
Печатная плата в формате SL 5.0.
Вопросы, как всегда в Форум.
|
Как вам эта статья?
|
Заработало ли это устройство у вас?
|
|
|
|
