ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

Вебинар «Новинки и решения Traco для промышленных и отраслевых приложений» (28.10.2021)

Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. Рисунок 1).

Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

  • устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30 В;
  • регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5 А;
  • индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;
  • защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.

В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19 В и ток нагрузки 3 А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.

Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на Рисунке 2.

Рисунок 2. Простейший трансформаторный блок питания.

Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220 В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220 В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15 В с максимальным током нагрузки до 2 А.

Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5 В и 12 В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания.

Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4 А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На Рисунке 3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.

Компоненты для сборки трансформаторного блока питания
Рисунок 3. Компоненты для сборки трансформаторного блока питания.

При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15 В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15×1.4=21 В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25 В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ на рабочее напряжение 50 В.

Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.

Монтаж блока питания в корпусе
Рисунок 4. Монтаж блока питания в корпусе.

Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8 МОм: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. Рисунок 5.).

Монтаж передней панели
Рисунок 5. Монтаж передней панели.

В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7 мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм 2 .

Резистор, выключатель, разъём питания
Рисунок 6. Резистор, выключатель, разъём питания.

На Рисунке 7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03 В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания; если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12 В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2 А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.

Выбор лабораторного блока питания (часть 2)

В статье рассматривается ассортимент присутствующих на рынке лабораторных источников питания в доступном ценовом сегменте, от устройств хобби-класса до полупрофессиональных. Анализируются особенности приборов, достоинства и недостатки, сравниваются по критерию цена-качество. Приведены ссылки на источники информации, использованные при составлении обзора.

Содержание
Многоканальные блоки питания
  • Чтобы запитать сразу два участка схемы разными напряжениями
  • Или в том числе, чтобы запитать схему разнополярным напряжением
  • Или чтобы одним каналом запитать схему, а вторым — моделировать некий входной информационный сигнал

Теоретически, один двухканальный БП можно заменить двумя одноканальными. В своё время я задал себе вопрос: "Можно ли купить два одноканальных, взамен одного двухканального? Какие плюсы/минусы?" (более универсальное решение)

Габариты двухканальных — практически в два раза больше и тяжелее одноканальных (тут без разницы).

По цене — выгоднее один двухканальный. Двухканальники стоят в

  • "HYelec HY3005" (одноканальный, 30В 5А) 1200грн.=150$=4400руб.
  • "HYelec HY3005-2" (двухканальный, 2×30В 2×5А) 1700грн.=210$=6200руб.

20% дороже аналогичной, в которой есть только "защита от перегрузки и КЗ".

Для двухканальных блоков питания (например, "HYelec HY300X-2") регламентируется важная возможность: "При необходимости каналы соединяются последовательно или параллельно для удвоения выходного напряжения или тока соответственно". Это очень полезно: так можно запросто получить на выходе до 60В или до 10А! Схема блока питания рассчитана и обеспечивает всё необходимое для согласования каналов и нагрузки.

  • Обязательно надо, чтобы вход каждого блока питания был гальванически развязан от выхода. Аналогично этому, каналы в многоканальных БП гальванически развязаны между собой.
  • И конечно, максимальный ток в связке должен быть не больше самого слабого БП. Иначе, внимание, при превышении тока потребления выше наименьшего предела — более мощный блок питания в связке спалит малотоковые.
  • Чтобы они имели встроенные защиты по выходу: "от переполюсовки" (подачи на выходные клеммы напряжения обратной полярности), "от перенапряжения" (подачи на выходные клеммы напряжения прямой полярности, больше чем генерирует сам БП) и "от перегрузки" (адекватная реакция на понижение сопротивления нагрузки и превышение максимально допустимого тока потребления).
  • И также, чтобы они имели режим "стабилизатора тока" — это необходимо для автоматического согласования выдаваемой мощности (тока) несколькими запараллеленными блоками питания на одну динамическую нагрузку.

Предупреждение: Работать с последовательно или параллельно соединенными источниками питания в целях безопасности следует очень аккуратно — велика вероятность выхода источников из строя.

Мощные и Сверхмощные блоки питания

Мощные лабораторные блоки питания — дают большой ток (это нужно чаще, чем большое напряжение). А диапазон выдаваемых напряжений тот же: обычно до 30В, редко до 60В.

Читайте также  Схема и кладка кирпичных печей

Обычно, мощные блоки питания делают импульсными (для линейных требуется слишком большой трансформатор), поэтому эксперты отмечают, что такие БП на выходе дают небольшие пульсации, в отличие от маломощных лабораторных трансформаторных БП. На эту тему есть много споров на форумах… Но лучше почитайте статьи: "Сравнение импульсных и линейных источников питания" или "Источник питания: Линейный или Импульсный?".
Но элитные модели мощных БП — также бывает делают и линейными.

Габариты и вес мощных блоков питания — примерно столь же велики, как и у многоканальных.

Для примера, рассмотрим весь модельный ряд фирмы HYelec:

  • HY3010 (линейный, до 30V 10A, LED-индикаторы, Пульсации<0.5mVrms)
  • HY3020 (линейный, до 30V 20A, LED-индикаторы, Пульсации<1mVrms)
  • HY3010M (с цифровым управлением, до 30V 10A, LED-индикаторы, Пульсации<0.5mVrms)
  • HY3020M (с цифровым управлением, до 30V 20A, LED-индикаторы, Пульсации<1mVrms)

Из других брендов, можно выделить:

  • Поддерживает режим "стабилизации тока"(редкая функция в классе мощных БП)
  • Регулировка осуществляется: четырьмя эргономичными крутилками на панели. (хочу отметить, что крутилки — гораздо удобнее, чем кнопки)
  • Охлаждение: сзади большой радиатор, с кулером.
  • Это линейный блок питания — внутри имеется высокоэффективный тороидальный трансформатор (ещё одна редкая особенность в классе мощных БП)! Соответственно, гарантируются низкие пульсации и шумы по выходу (<2mVrms). Стабильность удержания режимов тока и напряжения (при колебаниях напряжения питания и при динамической нагрузке) — в целом, в
  • Данная модель способна одновременно заменить сразу три источника с различными диапазонами тока и напряжения: 60В-15А; 30В-30А; 15В-60А. (на панели имеется трёхпозиционный переключатель режимов)
  • Небольшой вес (всего 4,2 кг) — потому что блок питания импульсный.
  • Корпус прибора может комплектоваться дополнительным креплением для монтажа в стандартную 19-ти дюймовую рэковую стойку.
Cверхмощные лабораторные (регулируемые) БП

Cверхмощные лабораторные БП
Cверхмощные лабораторные блоки питания (1КВт и выше) — это уже не бюджетный диапазон: цены на них весьма велики! И в обычных магазинах их найти не реально.

  • На слишком большой разброс мощностей источники питания не делают — не понятно для какой сферы применения рассчитывать.
  • Для генерации разного тока требуется разная элементная база: мощнее трансформаторы, импульсные схемы, больше силовых каскадов.
  • И чем мощнее блок питания, тем хуже его характеристики стабилизации по пульсациями.
  • В принципе, универсальный блок питания на все случаи жизни — построить можно. Но это будет нерационально: дорого, большие габариты, тяжёлый… Так что мощность БП выбирают специализированно — под задачу.
Многоканальные БП повышенной мощности

Многоканальные БП повышенной мощности
Найти многоканальные БП большой мощности можно — их производят! Но в обычных магазинах не продают — спроса нет: дороговатые получаются, а сферы применения им мало.
Обычно нужен: либо большой ток, либо хитрые функции. Поэтому больше, чем на 20А на канал — в двухканальных лабораторных БП я не встречал.
Трёхканальных БП большой мощности я также не встречал.

Специализированные блоки питания

Специализированный блок питания Manson
Хочется выделить ПРЕЦИЗИОННЫЙ лабораторный блок питания "MANSON NSP-3630" (одноканальный, до 36В 3А, мощность 100Вт)
Руководство пользователя "MANSON NSP-2050/3630/6016" (PDF)
Спецификация на "MANSON NSP-2050/3630/6016" (PDF)

  • Там где нужен тонкий и чёткий контроль за выходными параметрами тока и напряжения.
  • Где недопустимы шум, наводки, пульсации по питанию.
  • Отлично справляется с динамической нагрузкой. (Незаменим, например, в звукотехнике!)
  • Регулировка осуществляется: двумя крутилками на передней панели — это энкодеры (тактильно, работают со щелчками). Дискретность регулировки: каждый щелчок изменяет напряжение на 0,11В. Таким образом, управление этим блоком питания чисто цифровое — дрейф во младшем разряде исключён!
  • Индикатор: LCD, с голубой подсветкой (отличная видимость показаний в любых условиях).
  • Имеет четырёхразрядные индикаторы вольтметра и амперметра — в то время как, во всех обычных только трёхразрядные! Это позволяет сверхточно измерять: выходные напряжение (до сотых вольта) и ток (до тысячных ампера).
  • Блок питания импульсный, но тем не менее, его выходные характеристики по пульсациям — приближаются к линейным блокам питания:
    • Шумы и пульсация: <5mVrms
    • Стабилизация напряжения: <50 мВ.
    • Стабилизация тока: <20 мA.
    • Изменение напряжения при изменении нагрузки от 10% до 100%: <30mVp-p
    Послесловие

    И на последок, хочется добавить, что техника постоянно модернизируется (обычно в лучшую сторону): появляются новые модели, улучшаются старые (например, переводятся на цифровое управление) — ведь сейчас электроника очень быстро развивается! И никто точно не знает, что нас ждёт завтра в магазине… Поэтому производители обычно пишут предупреждение на своих официальных сайтах и в спецификациях: "SPECIFICATIONS ARE SUBJECT TO CHANGE WITHOUT PRIOR NOTICE"! ("Изменения в спецификацию вносятся без предупреждения", "Изменения возможны. ")

    Информация в этой статье — также быстро устареет. Автор статьи лишь надеется, что собранная здесь информация даст новичкам базовые ориентиры в обширном море выбора лабораторных блоков питания. Ещё предупреждаю: наряду с широким выбором моделей, в продаже иногда могут одновременно существовать и разные ревизии этих моделей (старые и новые, усовершенствованные). Описания также устаревают — перепроверяйте описание выбранной вами модели в разных источниках, чтобы быть уверенными в её функциях и характеристиках. И потом также внимательно смотрите какой экземпляр перед вами в магазине, потому что "возможны варианты".

    Двух-канальный мощный лабораторный блок питания.

    Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно.
    Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, я остановился на этой разработке.
    Этот блок питания хорош для повторения, но его выходное напряжение зависило от напряжения питания операционного усилителя TL081, и если оно было +31В, то на выходе этого БП максимальное напряжение не было больше.
    Расчётное выходное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора этого БП было 24В, постоянка на входе стабилизатора (после моста) +31В. При повышении нагрузки на выходе до расчетной (для меня — 5А), выходное напряжение БП падало, и в следствии того, питание ОУ соответственно гуляло, т.е. прослеживалось как вариант — не стабильность выходного напряжения при граничных токах (не очень приятно случилось, когда гонял усилок на TDA7293, и при max мощности чуть в разнос не пошел. ).
    Для устранения этого недостатка, в ниже описываемой конструкции своего БП, я повысил напряжение на входе стабилизатора до +45В и соответственно, чтобы не вышли из строя ОУ, (граничное питание у TL081 — 36 вольт), поставил параметрический стабилизатор на цепи питания ОУ.

    Диапазон регулирования напряжения в своём блоке питания оставил 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте я спокойно снимаю с него более 5-ти Ампер. Для каждого канала блока питания на трансформаторе имеется своя обмотка.

    Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также защита от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD8x2, LSD16x1 или на LSD16х2.
    Кстати об индикации;
    В вышеупомянутом блоке питания, индикация тока и напряжения, так же была выполнена на ЖК-дисплее, но на одном индикаторе, и автору пришлось мудрить с подключением такого индикатора к двух-полярному БП.
    Я пошёл другим путём и поставил на каждый канал свой собственный индикатор тока и напряжения. В итоге получил два полностью независимых блока питания (канала), которые можно включать и параллельно и последовательно (двух-полярное или удвоенное), где ток нагрузки каждого канала до 5А.

    Для упрощения намотки силового трансформатора, я в схему БП добавил стабилизатор для питания вольтамперметра, и теперь каждый канал стабилизатора БП и вольтамперметра питается от одной обмотки.
    Схему и описание вольтамперметра приводить здесь (дублировать) не вижу смысла, я их взял отсюда, а ещё можно посмотреть и здесь.

    И так привожу схему блока питания одного канала, второй абсолютно идентичен.

    highslide.js

    Вся схема одного канала блока питания собрана на печатной плате. размером 125х65 мм.

    highslide.js

    highslide.js

    Выходные транзисторы и диодный мост установлены отдельно, для каждого канала на своём радиаторе.

    highslide.js

    Изначально в качестве выходных транзисторов использовал три штуки КТ819Г в пластмассовом корпусе(ТО220) и 10-ти амперный диодный мост на канал.
    Диодный мост устанавливался на плату блока питания и имел свой отдельный радиатор.

    highslide.js

    Потом в процессе эксплуатации блока питания в тяжёлых условиях, выходные транзисторы не выдержали издевательств и "полетели" от перегрева. Так же и диодный мост на 10 ампер не очень хорошо себя вёл.
    Поэтому в качестве выходных транзисторов поставил силовые TIP35C (две штуки в параллель, корпус ТО-247), ставил так же и TIP142 (аналог — кт827), тоже нормально себя ведут.

    highslide.js

    Ну соответственно поменял и диодный мост (на 24 А) и поставил его так же на общий радиатор.
    При испытаниях у меня максимальный ток нагрузки был 8 ампер, ну и выходные транзисторы грелись как утюги. В связи с этим пришлось ограничить максимальный ток нагрузки до 5-ти ампер, поставить вентиляторы на каждый радиатор, так же ещё поставил термозащиту от перегрева.

    highslide.js

    После года эксплуатации, усовершенствованного таким образом блока питания, и в качестве лабораторного БП, и в качестве зарядного, и при параллельной и последовательной работе его каналов, никаких нареканий к нему нет.

    highslide.js

    Вся схема блока питания, как я уже говорил выше, собрана на печатной плате, размером 125х65 мм.
    Схема соединений платы с регуляторами, силовым трансформатором, выходными транзисторами и др. соединениями, показана на рисунке ниже.

    Общая компоновка всех блоков внутри корпуса.

    highslide.js

    highslide.js

    highslide.js

    Силовой трансформатор применённый в блоке питания с расчётной мощностью около 350 Вт. Первичная обмотка намотана проводом, диаметром 0,7-0,8 мм, и две вторичных обмотки — проводом 1,2-1,5 мм. с выходным напряжением 32-33 вольта.
    Моточные данные трансформатора не привожу, так как мотал давно, да и они мало, что дадут. На практике каждый радиолюбитель ставит себе такой транс, который найдёт, или сумеет достать, лишь бы мощность транса была не меньше необходимой.

    Теперь краткое пояснение по куску схемы внесённых изменений и дополнений оригинала.

    highslide.js

    На транзисторах VT1, VT2, и операционном усилителе DA1, собрана схема защиты от перегрева.
    Терморезистор R2 — датчик перегрева. Он устанавливается на радиатор выходных транзисторов. Светодиод — индикатор перегрева.
    Выход операционника, через буферный транзистор VT3 управляет реле К1, которое контактом К1.1 при перегреве, замыкает средний вывод резистора регулировки напряжения на общий провод, уменьшая тем самым выходное напряжение блока питания до нуля.
    На транзисторе VT4 собран стабилизатор на 12 вольт, для питания вольтамперметра своего канала.

    Следующая схема термозащиты рассчитана на питание от пятивольтового источника. В ней использован вентилятор на рабочее напряжение 5вольт.
    Её добавил наш пользователь сайта Юрий (Yura_rus). Может кому и пригодится, если имеются 5-ти вольтовые вентиляторы.

    highslide.js

    Ниже в прикреплении (в архиве) собраны все необходимые файлы и материалы для сборки данного блока питания.
    Если по сборке и наладке этого БП у кого-то возникнут какие либо вопросы и непонятки, то задавайте их здесь в аналогичной теме. По возможности постараюсь ответить и помочь разобраться со всеми трудностями, возникшими в процессе сборки этого БП.

    Удачи всем и всего наилучшего!

    /> Архив "Двух-канальный мощный лабораторный блок питания"."

    Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

    В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

    Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. рис.1.).

    Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

    — устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30В;

    — регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5А;

    — индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;

    — защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.

    Мастер Кит Двухканальный лабораторный блок питания своими руками универсальный преобразователь напряжения

    Рис.1. Модуль Мастер Кит PW841

    В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19В и ток нагрузки 3А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.

    Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на рис.2.

    Мастер Кит Двухканальный лабораторный блок питания своими руками Простейший трансформаторный блок питания

    Рис.2. Простейший трансформаторный блок питания

    Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

    Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15В с максимальным током нагрузки до 2А.

    Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5В и 12В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания.

    Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На рис.3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.

    Мастер Кит Двухканальный лабораторный блок питания своими руками Компоненты для сборки трансформаторного блока питания

    Рис.3. Компоненты для сборки трансформаторного блока питания

    При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15х1.4=21В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ и на рабочее напряжение 50В.

    Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.

    Мастер Кит Двухканальный лабораторный блок питания своими руками Монтаж блока питания в корпусе

    Рис.4. Монтаж блока питания в корпусе

    Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8Мом: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

    Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

    Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. рис.5.).

    Мастер Кит Двухканальный лабораторный блок питания своими руками Монтаж передней панели двухканального источника питания

    Рис.5. Монтаж передней панели

    В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

    Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм2.

    Мастер Кит Двухканальный лабораторный блок питания своими руками Резистор, выключатель, разъём питания

    Рис. 6. Резистор, выключатель, разъём питания

    На рис.7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания, если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.

    Лабораторные блоки питания — какие они бывают (подборка-путеводитель)

    Лабораторные блоки питания (ЛБП) отличаются от «обычных» тем, что позволяют менять и контролировать свои параметры (напряжение и ток), подстраивая их под требования питаемого устройства.

    К лабораторным блокам питания также часто применяются повышенные требования по «чистоте» выходного напряжения, но единых требований в этом отношении нет — всё зависит от области применения.

    Лабораторные блоки питания существуют с незапамятных времён; и кое-где даже до сих пор используются древнесоветские изделия (а собственно, почему бы и нет, если они находятся в работоспособном состоянии?!). Пример, как они выглядели (один из вариантов) — здесь.

    Лабораторные блоки питания могут быть импульсными и линейными, а также иметь аналоговую или цифровую регулировку параметров.

    Кроме лабораторных блоков питания, существуют и более простые регулируемые блоки питания. Они позволяют только установить напряжение на выходе, а контроля и регулировки выходного тока не имеют. Они не будут рассматриваться в этой статье, хотя в каких-то случаях и могут заменить ЛБП.

    Подборку начнём с простого, но мощного импульсного лабораторного блока питания LW-K3010D (обзор).

    По обычаям маркировки современных ЛБП, их максимальные выходные напряжение и ток указываются прямо в наименовании (как правило). Например, для данного блока это — 30 Вольт и 10 Ампер.

    Но данный ЛБП всё-таки будет исключением: на самом деле он может отдать более высокое напряжение — до 32 Вольт («бонус» в 2 Вольта от производителя). По току он просто соответствует заявленным характеристикам без запаса.

    Этот блок имеет чисто аналоговую настройку выходных параметров.

    При этом напряжение устанавливается довольно точно (до 0.1 В) с помощью многооборотного переменника; а величина выходного тока стабилизации — наоборот, устанавливается довольно грубо с помощью «обычного» переменника.

    К положительным качествам этого блока можно отнести не только высокую отдаваемую мощность, но и вертикальную конструкцию, занимающую мало места на столе.

    Цена на момент составления подборки — около $50 — 60 при доставке в Россию.

    Приобрести его можно на Алиэкспресс: Вариант 1 и Вариант 2.

    Далее рассмотрим семейство импульсных лабораторных блоков питания от того же производителя (Longwei), но более продвинутых и дорогих: от PS-302DF (30 В, 2 А) и до PS-1003DF (100 В, 3 А); всего — целых 10 (!) вариантов комбинаций напряжения и тока:

    Это семейство блоков питания имеет всё ещё чисто аналоговое управление, но уже улучшенное: имеются регуляторы грубой и точной настройки как по напряжению, так и по току.

    Кроме того, улучшена индикация: добавлены показания мощности; и все индикаторы сделаны 4-значными.

    И, до кучи, блоки имеют выход USB 5V 2A для зарядки мобильников. :)

    Цена — от $75 с учётом доставки за стандартный блок PS-3010DF (30 В, 10 А) ссылка; и до $126 за самый высоковольтный PS-1003DF (100 В, 3 А) ссылка.

    Существует также серия похожих по параметрам импульсных блоков питания компании Wanptek, но с другим дизайном. Эта серия включает восемь блоков с разными комбинациями токов и напряжений: от NPS306W (30 В, 6 А) и до NPS1203W (120 В, 3 А).

    Один из серии этих блоков может отдать напряжение до 120 В; в то время, как у конкурентов максимум обычно составляет 100 В.

    Эти блоки питания имеют узкую конструкцию, занимающую мало места на рабочем столе.

    Индикация может быть трёх- или четырёхзначной; имеется индикатор мощности, отдаваемой в нагрузку.

    Цена блоков — от $53 и до $86.

    Приобрести его можно на Алиэкспресс можно по ссылкам: Вариант 1 или Вариант 2.

    Для тех, кто любит «погорячее», можно рекомендовать импульсный лабораторный блок питания Gophert CPS-3232 (32 В, 32 А). Итого, мощность — свыше киловатта!

    Этот лабораторный блок питания имеет плоскую конструкцию, в связи с чем удобнее его будет применять на рабочем месте, оборудованном дополнительными уровнями рабочего пространства над столом.

    Но, поскольку блок — импульсный, то вес его не слишком большой — около 2.2 кг; несмотря на очень высокую мощность.

    Блок имеет цифровое управление, но несколько «заковыристое»: с одним регулятором-энкодером и кнопочками переключения регулируемого параметра (ток или напряжение). Возможности запомнить несколько настроек нет.

    Кроме того, по отзывам, его вентилятор может иметь повышенную шумность.

    Цена — конечно же, не маленькая: около $157.

    Посмотреть актуальные цены и/или купить блоки питания этого мощного семейства на Алиэкспресс можно здесь. По этой же ссылке можно найти другие блоки с параметрами от 16 В / 60 А до 36 В / 30 А.

    Следующий лабораторный блок питания — KORAD KA3005D (30 В, 5 А).

    Он не отличается высокой мощностью, зато отличается продвинутым цифровым управлением: он может запоминать несколько настроек. Кроме того, напряжение и ток могут устанавливаться с высокой точностью; что обеспечивается 4-значными индикаторами.

    Блок питания — не из дешевых, цена составляет около $86 с учётом доставки.

    Посмотреть актуальную цену и/или купить на Алиэкспресс можно здесь.

    И, наконец, самый необычный из рассматриваемых сегодня лабораторных блоков питания — 3-канальный линейный лабораторный блок питания KORAD KA3305P.

    Как и положено линейным блокам питания, он содержит много металла в виде трансформаторов и радиаторов, и потому — очень тяжелый. Его вес — 9.4 кг.

    Один из его каналов — фиксированный и отдаёт напряжение 5 В при токе до 3 Ампер. Остальные два канала — регулируемые в пределах 0-30 В с током 0-5 А. Регулируемые каналы могут работать как «сами по себе», так и включены в параллельный или последовательный режим (инструкция — на сайте продавца, ссылка — далее).

    Кроме того, этот блок питания имеет возможность запоминания нескольких настроек и интерфейс USB для связи с компьютером.

    Цена на этот блок непременно заставит потребителя этот блок питания уважать и обращаться с ним с осторожностью. Она составляет $284 с учётом доставки в Россию. Что интересно — он уже может попасть под новый российский закон об уплате пошлины с товаров стоимостью свыше $200 (тут могут быть «тонкости», поскольку часть стоимости относится к доставке).

    Посмотреть актуальную цену и/или купить на Алиэкспресс можно здесь.

    Только что приведённая небольшая подборка не может охватить всё многообразие моделей лабораторных блоков питания, но показывает основные их классы.

    Лабораторные блоки питания могут отличаться не только по мощности, но и по способу управления (цифровое или аналоговое), наличию памяти режимов, индицируемым параметрам, количеству каналов, и, наконец, по способу формирования выходного напряжения — импульсные или линейные блоки питания.

    Линейные блоки питания — самые дорогие и тяжелые, поэтому их применение должно быть технически оправдано. Обычно они применяются в тех сферах, где предъявляются повышенные требования к уровню высокочастотных пульсаций и помех.

    Во всех остальных случаях можно применять импульсные блоки питания, цена на которые — достаточно гуманная.

    Источники питания

    Лабораторный блок питания ELEMENT 305D 15305 (30V, 5A)

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 9 234 р.
    Цена за ед. товара: 4 617 р. 4937 р.

    Импульсный лабораторный блок питания ELEMENT 3005D 16554 (30V, 5A)

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 13 054 р.
    Цена за ед. товара: 6 527 р. 6909 р.

    Программируемый источник питания МЕГЕОН 31303

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 8 036 р.
    Цена за ед. товара: 4 018 р. 4380 р.

    Трехканальный источник питания МЕГЕОН 32303

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 37 982 р.
    Цена за ед. товара: 18 991 р. 20869 р.

    Импульсный блок питания ЭВАН FARADAY 112070

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 6 шт.: 5 868 р.
    Цена за ед. товара: 978 р. 1109 р.

    Источник питания МЕГЕОН 30305

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 16 312 р.
    Цена за ед. товара: 8 156 р. 8963 р.

    Источник питания МЕГЕОН 30605 к0000019850

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 23 882 р.
    Цена за ед. товара: 11 941 р. 13122 р.

    Трехканальный источник питания МЕГЕОН 37303

    Двухканальный источник питания МЕГЕОН 323010

    Источник питания МЕГЕОН 30153

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 15 812 р.
    Цена за ед. товара: 7 906 р. 8688 р.

    Трехканальный источник питания МЕГЕОН 32302

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 32 864 р.
    Цена за ед. товара: 16 432 р. 18057 р.

    Программируемый источник питания МЕГЕОН 36303

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 31 408 р.
    Цена за ед. товара: 15 704 р. 17257 р.

    Программируеммый источник питания МЕГЕОН 36605

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 72 790 р.
    Цена за ед. товара: 36 395 р. 39994 р.

    Источник питания АКИП 1143-300-10

    Источник питания Mean Well AC/DC DRC-100A Т02281683

    Источник питания МЕГЕОН 31605

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 14 368 р.
    Цена за ед. товара: 7 184 р. 7894 р.

    Программируемый источник питания МЕГЕОН 36602

    Упаковкой выгоднее!
    Цена за упаковку 2 шт.: 38 710 р.
    Цена за ед. товара: 19 355 р. 21269 р.

    Источник питания АКИП 750W 1133-40-19

    Импульсный блок питания F&F ZI-22 EA11.001.006

    Источник питания GW Instek GPR-735H20D

    Производители

    Вы принимаете условия политики конфиденциальности и пользовательского соглашения каждый раз, когда оставляете свои данные
    в любой форме обратной связи на сайте ВсеИнструменты.ру

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: