Источник питания 30в. Технические характеристики лабораторного блока питания

Собираем регулируемый БП 0…30В / 5А.

Решили собрать блок питания, и не знаете на какой схеме остановиться? А ведь действительно, в интернете можно найти множество принципиальных схем этих устройств. Ну а мы с вами в этой статье рассмотрим схему БП, реализованную на отечественной элементной базе, эти компоненты, из которых собрана схема, довольно широко распространены и совсем не дефицитны, а это является большим плюсом этого варианта. Второй плюс этой схемы заключается в том, что выходное напряжение блока питания регулируется в большом диапазоне, и лежит в пределах от 0 до 30 Вольт, при этом выходной ток может достигать 5 Ампер. И еще один важный момент, данная схема имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке. Принципиальная схема изображена на рисунке ниже:

Рассмотрим, из каких узлов состоит схема:

Понижающий трансформатор. Его мощность должна быть порядка 150 Ватт. Например, можно перемотать вторичные обмотки трансформатора ТС-160, или использовать железо ему подобное. При переделке ТС-160 первичная обмотка остается без изменений. Вторая обмотка рассчитывается на напряжение 28…30 Вольт, и ток не менее 5…6 Ампер. Третья обмотка должна выдавать 5…6 Вольт с током не менее 1 Ампера.

Узел выпрямителя. Он состоит из диодного моста VD1…VD4, и сглаживающей емкости С1. Печатная плата предусматривает применение импортной диодной сборки RS603 (RS602) на ток 10 Ампер, но можно собрать мост и из отдельных отечественных диодов, например, Д242, правда габариты устройства естественно увеличатся.

Диодный мост КЦ407 и два интегральных стабилизатора 7805 и 7905 образуют блок питания узла регулирования и защиты. Вместо КЦ407 можно поставить КЦ402 или КЦ405.

Защита собрана на тиристоре КУ101Е, светодиод VD9 индицирует ее состояние, при перегрузке и КЗ он загорается. В качестве датчика тока установлен резистор R4, в схеме он рассчитан на ток 3 Ампера, для 5 Ампер его необходимо пересчитать.

Регулирующим элементом является мощный кремниевый транзистор VT1 (КТ827А). Его необходимо установить на радиатор с площадью охлаждения не менее 1500 кв. см. Если возникнут трудности с приобретением КТ827А, тогда вместо него можно поставить пару транзисторов, соединенных по следующей схеме:

Резистором R7 регулируется минимальное напряжение выхода БП. Ручка потенциометра R13 выведена на лицевую панель блока питания и является регулятором выходного напряжения. Вращением R14 производится регулировка верхней границы выходного напряжения. R7 и R14 – многооборотные типа СП5.

Ниже на рисунках представлен вариант печатной платы блока питания:

Печатная плата имеет размеры 110х75 мм.

Настройка блока питания:

Вся настройка блока питания сводится к тому, чтобы установить необходимые пределы регулировки напряжения на выходе, а так же величины тока, при котором сработает защита. Как уже писалось выше, ток защиты зависит от номинала резистора R4.

Для определения диапазона регулирования выходного напряжения произведите следующие действия:

Установите потенциометры R7 и R13 в среднее положение.
Измеряя вольтметром Uвых. С помощью резистора R14 установите значение 15 Вольт.
Выверните резистор R13 на минимум, и с помощью R7 установите ноль вольт на выходе.
Теперь R13 на максимум, и с помощью R14 установите на выходе 30 Вольт. При необходимости вместо R14 (измерив его показания) можно впаять постоянное сопротивление.

На этом настройка закончена, если все собрано без ляпов и ошибок, блок питания будет работать “как часы”. На этом статью закончим, удачного вам повторения.

Этот регулированный блок питания сделан по очень распространённой схеме (а значит её успешно повторяли уже сотни раз) на импортных радиоэлементах. Напряжение выхода плавно меняется в пределах 0-30 В, ток нагрузки может достигать 5 ампер, но так как трансформатор попался не слишком мощный — то удалось снять с него только 2,5 А.

Схема БП с регулировками тока и напряжения

Схема принципиальная

R1 = 2,2 KOhm 1W

R2 = 82 Ohm 1/4W

R3 = 220 Ohm 1/4W

R4 = 4,7 KOhm 1/4W

R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W

R7 = 0,47 Ohm 5W

R8, R11 = 27 KOhm 1/4W

R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W

R10 = 270 KOhm 1/4W

R12, R18 = 56KOhm 1/4W

R14 = 1,5 KOhm 1/4W

R15, R16 = 1 KOhm 1/4W

R17 = 33 Ohm 1/4W

R22 = 3,9 KOhm 1/4W

RV1 = 100K trimmer

P1, P2 = 10KOhm linear pontesiometer

C1 = 3300 uF/50V electrolytic

C2, C3 = 47uF/50V electrolytic

C4 = 100nF polyester

C5 = 200nF polyester

C6 = 100pF ceramic

C7 = 10uF/50V electrolytic

C8 = 330pF ceramic

C9 = 100pF ceramic

D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 diode 2A – RAX GI837U

D5, D6 = 1N4148

D7, D8 = 5,6V Zener

D9, D10 = 1N4148

D11 = 1N4001 diode 1A

Q1 = BC548, NPN transistor or BC547

Q2 = 2N2219 NPN transistor

Q3 = BC557, PNP transistor or BC327

Q4 = 2N3055 NPN power transistor

U1, U2, U3 = TL081, operational amplifier

D12 = LED diode

Вот ещё вариант этой схемы:

Используемые детали

Тут был использован трансформатор TS70/5 (26 V — 2,28 А и 5,8 V — 1 А). Итого 32 вольта вторичное напряжение. Применены в данном варианте операционники uA741 вместо TL081, так как они были в наличии. Транзисторы также не критичны — лишь бы по току и напряжению подходили, ну и по структуре естественно.

Печатная плата с деталями

Светодиод сигнализирует о переходе в режим СТ (стабильный ток). Это не короткое замыкание или перегрузка, а стабилизация тока — полезная функция работы блока питания. Это можно использовать, например, для зарядки аккумуляторных батарей — в режиме холостого хода устанавливается конечное значение напряжения, затем подключаем провода и устанавливаем ограничение тока. В первой фазе зарядки, БП работает в режиме CТ (горит светодиод) — ток зарядки такой как установлен, а напряжение медленно растет. Когда по мере зарядки аккумулятора напряжение достигает установленного порога, блок питания переходит в режим стабилизации напряжения (СН): светодиод гаснет, ток начинает уменьшаться, а напряжение остается на заданном уровне.

Предельное значение напряжения питания на конденсаторе фильтра 36 В. Следите за его вольтажом — иначе не выдержит и бахнет!

Иногда имеет смысл применять по два потенциометра для регулирования тока и напряжения по принципу грубой и точной регулировки.

Вид внутри корпуса на индикаторы

Провода внутри стоит связать в жгуты тонкими кабельными стяжками.

Диод и транзистор на радиаторе

Корпус самодельного блока питания

Для БП использован корпус модели Z17W. Печатная плата размещается в нижней части, прикручиваясь к днищу винтами 3 мм. Под корпусом приделаны резиновые черные ножки от какого-то прибора, вместо жестких пластиковых, которые были в комплекте. Это важно, иначе при нажатиях на кнопки и вращении регуляторов блок питания будет «ездить» по столу.

Блок питания регулированый: самодельная конструкция

Надписи на лицевой панели сделаны в графическом редакторе, затем печать на меловой самоклеющейся бумаге. Вот такая вышла самоделка, а если вам мало такой мощности — .

Данную схему я взял в интернете, много лет назад. Причина, по которой я решил ее выложить - в оригинале есть ошибки, которые я исправил. Поэтому, можете смело брать схему и делать этот блок питания. У меня он работает уже на протяжении четырех лет.

Данный блок питания построен на распространенной радио элементной базе и не содержит дефицитных деталей. Особенностью блока является то, что регулируемая микросхема DA4 не требует двух полярного питания. На микросхеме DA1 введена плавная регулировка выходного тока в интервале 0 … 3А (согласно схеме). Этот предел можно расширить и до 5А, пересчитав резистор R4. В авторском варианте резистор R7 заменен на подстроечный, т.к. плавная регулировка тока не требовалась. Ограничение тока при установленных номиналах деталей наступает при токе 3,2А и выходное напряжение упадет до 0. Ограничение тока подбирается резистором R7. Во время ограничения тока включается светодиод HL1, сигнализируя о коротком замыкании в нагрузке блока питания или превышении выбранного значения тока резистором R7. Если резистором R7 выбран порог срабатывания 1,5А, то при превышении данного порога на выходе микросхемы появиться низкое напряжение (-1,4В) и на базе транзистора VT2 установится 127мВ. Напряжение на выходе блока питания становиться равным » 1мкВ, что для большинства радиолюбительских задач нормально, а на блоке индикации напряжения будет стоять 00,0 вольт. Светодиод HL1 будет светиться. При нормальной работе узла перегрузки по току на базе микросхемы DA1 будет напряжение 5,5В и диод HL1 светиться не будет.

Характеристики блока питания следующие:

Выходное напряжение регулируется от 0 до 30 В.

Выходной ток 4А.

Работа микросхемы DA4 особенностей не имеет и работает она в режиме однополярного питания. На ножку 7 подается 9В, ножка 4 соединена с общей шиной. В отличие от большинства микросхем серии 140УД… добиться нулевого уровня на выходе блока питания при таком включении весьма трудновато. Экспериментальным путем выбор сделан на микросхему КР140УД17А. При таком схемном решении удалось получить на выходе блока питания напряжение 156 мкВ, что на индикаторе будет отображаться как 00,0В.

Конденсатор С5 предотвращает возбуждение блока питания.

При исправных деталях и безошибочном монтаже блок питания начинает работать сразу. Резистором R12 установлен верхний уровень выходного напряжения, в пределах 30,03В. Стабилитрон VD5 применен для стабилизации напряжения на регулирующем резисторе R16 и, если блок питания работает без сбоев, от стабилитрона можно отказаться. Если резистор R7 применен как подстроечный, то им устанавливают порог срабатывания при превышении максимального тока.

Транзистор VT1 устанавливается на радиатор. Площадь радиатора рассчитывается по формуле: S = 10In*(Uвх. - Uвых.), где S - площадь поверхности радиатора (см 2); In - максимальный ток потребляемый нагрузкой; Uвх. - входное напряжение (В); Uвых. - выходное напряжение (В).

Схема блока питания показана на рис.1, печатная плата на рисунках 2 и 3.

То, что выделено красным, ошибки, которые я исправил. Если так не сделать схема не работает.

Резисторы R7 и R12 многооборотные СП5-2. Вместо диодной сборки RS602 можно применить диодную сборку RS407, RS603, в зависимости от тока потребления, или диоды 242 с любым буквенным индексом, но разместить их надо отдельно от печатной платы. Входное напряжение на конденсаторе C1 может варьироваться в пределах 35… 40В без изменения номиналов деталей. Трансформатор Т1 должен быть рассчитан на мощность не менее 100 Вт, ток обмотки II не менее 5 А при напряжении 35 … 40 В. Ток обмотки III не менее 1 А. Обмотка III ДОЛЖНА (иначе схема работать не будет, это одна из ошибок) быть с отводом от середины, который подключается к общей шине блока питания. В печатной плате предусмотрена для этой цели контактная площадка. Размер печатной платы блока питания 110 х 75 мм. Транзистор КТ825 составной и стоит он немало, поэтому его можно заменить транзисторами, как показано на рисунке 4.

Транзисторы могут быть с буквенными индексами Б - Г, соединенных по схеме Дарлингтона.

Резистор R4 - отрезок нихромовой проволоки диаметром 1мм и длиной около 7см (подбирается экспериментально). Микросхемы DA2, DA3 и DA5 допустимо заменить отечественными аналогами К142ЕН8А, КР1168ЕН5 и К142ЕН5А. Если панель цифровой индикации применяться не будет, то вместо микросхемы DA2 можно применить КР1157ЕН902 , а микросхему DA5 исключить. Резистор R16 переменный с зависимостью группы А. В авторском варианте применен переменный резистор ППБ-3А номиналом 2,2К - 5% .

Если не предъявлять к узлу защиты больших требований, а требоваться он будет только для защиты блока питания от перегрузки по току и КЗ, то такой узел можно применить по схеме на рис.6, а печатную плату немного переработать.

Узел защиты собран на транзисторах VT1 и VT2 разной структуры, резисторах R1 - R3 и конденсаторе С1. Ток короткого замыкания 16мА. Резистором R1 регулируют порог срабатывания защитного блока. При нормальной работе блока на эмиттере транзистора VT2 напряжение порядка 7 В и на работу блока питания влияния не оказывает. При срабатывание защиты напряжение на эмиттере транзистора VT2 падает до 1,2 В и через диод VD4 подается на базу транзистора VT2 блока питания. Напряжение на выходе блока питания падает до 0 В. и Светодиод HL1 сигнализирует о срабатывании защиты. При нормальной работе блока питания и узла защиты светодиод - горит, при срабатывании защиты - гаснет. При использовании узла защиты на рис.6 микросхему DA3 и конденсаторы С3, С5 можно из схемы исключить.

Цифровая панель служить для визуального контроля напряжения и тока блока питания. Она может быть использована отдельно от блока питания с другими конструкциями, выполняя вышеназванные задачи.

Вольтметр и амперметр я взял отсюда .

Вот несколько фото моего блока питания, на которых видно, что я еще прикрепил вентилятор для охлаждения, питания которого, я взял с третьей обмотки трансформатора, предварительно намотав ее с этим расчетом.

(для увеличения кликните по изображениям)

Александр, благодарен вам за проделаную работу!

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Характеристики источника питания постоянного тока
Выходное напряжение	0 - 30 В (регулируемое)
Выходной ток	0 - 10 А (регулируемый)
Выходная мощность	300 Вт
Входное напряжение	220 В / 50 Гц (по умолчанию)
Точность установки показаний	напряжение: 0,1 В; ток: 0,1 A (± 1%)
Стабильность напряжения	≤ 0,05 % + 1 мВ
Стабильность тока	≤ 0,1 % + 10 мА
Влияние нагрузки	CV ≤ 0,1% + 1 мВ CC ≤ 0,1 + 10 мА
Пульсация и шум	CV ≤ 10 мВ (RMS) CC ≤ 20 мА (RMS)
Охлаждение	воздушное охлаждение
Защита:
OVP (защита от превышения выходных напряжений)	есть
OCP (защита от скачков тока при перегрузке любого из выходов)	есть
OTP (защита от перегрева)	есть
Общие характеристики
Цвет	белый
Дисплей	3LED дисплей
Подсветка экрана	да
Диапазон температур хранения	-20°С - +80°С
Диапазон рабочих температур	0°С - +40°С
Габариты	260 мм х 125 мм х 155 мм
Комплектация	источник питания постоянного тока MAISHENG MS3010D – 1 шт
	кабель питания – 1 шт провода для источника питания (банан + крокодил) – 1 шт инструкция по эксплуатации – 1 шт

Необходимое оборудование в лаборатории радиолюбителя

Любые электронные устройства, разработанные на активных компонентах, от простых радиоприемников до персональных компьютеров нуждаются в источниках питания. Для обеспечения нормального функционирования определенной нагрузки необходимо выбрать источник вторичного электропитания (ИВЭП), отвечающий требованиям, которые диктуют нагрузка современной аппаратуры.

Компания MAISHENG специализируется на разработке лабораторных блоков питания. Это стабилизированные высокоточные приборы повышенной мощности с возможностью регулировки постоянного напряжения и тока. MAISHENG MS3010D – это популярная модель БП серии MS импульсного типа, подходящая для большинства радиолюбительских задач.

Импульсный блок питания представляет собой инверторную систему, в которой входящий ток сначала выпрямляется, затем преобразовывается в прямоугольные импульсы. В отличие от линейного, импульсный блок питания не имеет мощного, громоздкого трансформатора. Выпрямленное сетевое напряжение подается на вход инвертора, преобразуется в переменное напряжение высокой частоты, выпрямляется и передается на вход линейного стабилизатора. За счет этого достигается высокий КПД, БП выглядит компактным, мало весит.

Наличие цепи стабилизации напряжения позволяет источнику электропитания отличаться меньшей флюктуацией данного показателя, относительно нестабилизированных вариантов. Поддержание устойчивого выходного напряжения достигается компенсационным принципом с обратной связью.

Промышленный источник питания постоянного тока MS3010D имеет возможность изменения напряжения и тока в пределах от нуля до 30 В и 10 А, соответственно. Представляет собой качественный инструмент для лабораторных и регулировочных работ. Одноканальный БП имеет гибкий интерфейс с энкодерами для быстрой установки параметров с точностью 0,1 В / 0,1 A. Для удобства оснащен LED дисплеем с цифровой индикацией, имеет малый уровень пульсаций и шума. Он достаточно легкий и мобильный, защищен от перегрузок и перегрева. Прибор обладает температурной устойчивостью и не требует дополнительного охлаждения.

Совместимость:

Видеообзоры:

Одна из самых важных характеристик моторного масла – его вязкость. От этого показателя зависит, насколько быстро система подачи сможет транспортировать состав к двигателю и откачивать его обратно, будет ли вещество выполнять свои функции так, как необходимо. Слишком вязкое, густое моторное масло не подается в достаточном количестве, так как с ним не справляется система подачи. Кроме этого, оно создает дополнительное препятствие деталям двигателя, из-за чего повышается расход топлива и уровень вредных выбросов. Слишком жидкий состав недостаточно хорошо защищает части мотора от трения, что приводит к ускорению его износа. Поэтому при подборе данной продукции необходимо обращать особое внимание на эту характеристику.

Новичкам обозначения 5w40, 0w30, 5w30, 0w40 и пр. ни о чем не говорят, разница для них отсутствует. Но именно они указывают на густоту состава.

Вязкость масла – это не постоянный показатель, он изменяется с изменением температуры окружающей среды. Чем жарче, тем более жидким становится продукт, а с похолоданием он загустевает. Синтетические и полусинтетические вещества в своем составе содержат специальные присадки, которые отвечают за изменение зависимости между густотой и температурой. Именно её и отображают маркировки по типу 5w40, 0w30, 0w40 и пр. Они показывают, при какой минимальной и максимальной температуре продукт можно применять в двигателе.

SAE

По вязкости моторное масло классифицирует Сообщество автомобильных инженеров (SAE). Эта организация объединяет лучших специалистов Европы в данной сфере. Она существует более 100 лет. Стандарты SAE признаны международными, ими пользуется любой уважающий себя производитель, а маркировка, как правило, содержится в названии того или иного продукта.

Обозначение состоит из следующих частей:

• Цифра и буква w (от слова winter) – означает, при какой минимальной температуре состав будет не слишком вязким, чтобы нормально функционировать.
• Число после буквы обозначает максимальную температуру, при которой можно применять вещество, не боясь, что оно не будет справляться с нагрузками.

Стандарты Сообщества автомобильных инженеров включают множество характеристик масла, самыми важными из которых являются:

Каждый производитель тестирует свою продукцию по представленным показателям и наносит соответствующую маркировку на банки с маслами.

Расшифровка значений SAE

Как написано выше, первое число и буква w означают нижний температурный порог, а второе число – верхний. При этом само число не указывает на конкретную температуру, т. е., к примеру, маркировка 5W40 не означает, что масло применимо при температурах от 5 до 40 градусов. Каждому числу соответствуют другие температуры:

• 0W– -35°С,
• 5W– -30°С,
• 10W– -25°С,
• 15W– -20°С,
• 20W– -15°С,
• 30 – +20°С,
• 40 – +35°С,
• 50 – 50°С,
• 60 – выше +50°С.

Для примера расшифруем значения 5w40, 0w30, 5w30. 5w40 означает, что вещество применимо при температурах от -30 до +35°С, 0w30 означает, что состав можно использовать в диапазоне -35…+20°С, 5w30 – в диапазоне -30…+20°С.

Что нужно помнить?

Отличие между маслами 5w40, 5w30 и 0w30 – в их вязкости и её изменении при перемене температуры. Поэтому категории «лучше – хуже» не подходят для данного стандарта. Продукты просто разные и предназначены для разных условий применения. Тем не менее масла различной вязкости могут лучше подходить к конкретному типу мотора. Например, между деталями старых двигателей из-за длительного трения образовывается зазор. Более вязкое масло его компенсирует, позволяя продлить срок службы авто и повысить его характеристики.

Есть понятия «зимние», «летние» и «всесезонные» составы. Первые работают при отрицательных температурах и быстро разжижаются при высоких. При этом показатель их вязкости в нормальных условиях выше, чем у летних и универсальных. Такой состав лучше подойдет для старых машин. Летние смазки быстро загустевают при отрицательных значениях температуры, но выдерживают необходимую вязкость в жаре.

На сегодня наибольшее распространение получили всесезонные масла – 5w40, 5w30, 0w30 и пр. Выбрав состав в соответствии с минимальными и максимальными температурами своего региона, можно не думать о замене на протяжении длительного времени. Это экономит время и деньги. Разница между универсальными составами – в диапазоне температур их применения.

Другие стандарты

Кроме классификации по SAE есть другая разница между составами. Существует ещё 2 общепринятых в автомобильном мире стандарта, на которые также стоит обращать внимание: API и ACEA.

Если марка вязкости подобрана правильно, но вещество не соответствует году выпуска или характеристикам мотора, оно в лучшем случае будет работать не так эффективно, в худшем – навредит силовом агрегату. Поэтому на данные параметры также стоит обращать внимание. Каждый производитель указывает представленные стандарты на этикетке.

API

API – Американский институт нефти. Организация существует с конца позапрошлого века. Она занимается исследованием и стандартизацией различных нефтепродуктов, в том числе – моторных масел. API разделяет все вещества по их применимости к тем или иным моторам. Самое крупное разделение происходит на составы для дизельных и бензиновых двигателей. Далее идет классификация по году выпуска силовых агрегатов. Самыми современными являются SM и CF. Первая буква означает тип двигателя (S – бензиновый, C – дизельный).

Американский институт нефти исследует составы по десяткам показателей, исходя из современных тенденций в производстве моторов, особенностей силовых агрегатов тех или иных годов выпуска. Данной организации доверяют производители всего мира, а её стандарты являются международными. Поэтому стоит обращать на них внимание при подборе смазывающего состава для своей машины.

ACEA

ACEA – Ассоциация европейских производителей автомобилей. Международная организация, членами которой являются самые крупные европейские автоконцерны. В частности, в неё входят Jaguar, Land Rover, BMW Group, европейское отделение General Motors.

Сообщество классифицировало составы по их применимости к двигателям той или иной конструкции. Введены следующие маркировки:

Вместе с этими буквами также указываются цифры, которые обозначают применимость смазки в тех или иных условиях. Например, продукция с маркировкой А3 подходит для всесезонного использования в различных режимах работы.

На что ещё обратить внимание?

При подборе смазки для двигателя также нужно обратить внимание на следующее:

Если у вас нет опыта в подборе вещества, лучше обратиться к профессионалам. Неправильно выбранный состав будет постепенно разрушать мотор, повысит расход и уровень вредных выбросов. Поэтому лучше не рисковать.