KOMITART — развлекательно-познавательный портал
Разделы сайта
DirectAdvert NEWS
GNEZDO NEWS
Друзья сайта
Статистика
Блок питания с плавной регулировкой 0-24В, 3А.
Блок питания с плавной регулировкой 0-24В, 3А.
В этой статье мы рассмотрим стабилизированный источник питания с плавной регулировкой выходного напряжения 0. 24 вольта и током 3 ампера. Защита блока питания реализована на принципе ограничения максимального тока на выходе источника. Подстройка порога ограничения по току производится резистором R8. Выходное напряжение регулируется переменным резистором R3.
Принципиальная схема блока питания изображена на рисунке 1.
R1. 180R 0,5W
R2, R4. 6К8 0,5W
R3. 10k (4k7 – 22k) reostat
R5. 7k5 0,5W
R6. 0.22R не менее 5W (0,15- 0.47R)
R7. 20k 0,5W
R8. 100R (47R – 330R)
C1, С2. 1000 x35v (2200 x50v)
C3. 1 x35v
C4. 470 x 35v
C5. 100n ceramick (0,01-0,47)
F1. 5A
T1. KT816 (BD140)
T2. BC548 (BC547)
T3. KT815 (BD139)
T4. KT819 (КТ805,2N3055)
T5. KT815 (BD139)
VD1-4. КД202 (50v 3-5A)
VD5. BZX27 (КС527)
VD6. АЛ307Б, К (RED LED)
Максимальное напряжение на выходе блока питания зависит от напряжения стабилизации стабилитрона VD5. В схеме применен импортный стабилитрон BZX24, его U стабилизации лежит в диапазоне 22,8…25,2 Вольта согласно описанию.
Вы можете скачать datashit на все стабилитроны этой линейки (BZX2…BZX39) по прямой ссылке с нашего сайта:
Так же в схеме можно применить отечественный стабилитрон КС527.
Понижающий трансформатор выбирается такой мощности, чтобы он был способен долговременно отдавать ток в нагрузку требуемой величины, а напряжение на вторичной обмотке было на 2. 4 вольта больше максимального напряжения на выходе блока питания. Соответственно и выпрямительный мост выбирается с запасом по току, чтобы не пришлось потом диоды моста или диодную сборку лепить на радиатор.
Как прикинуть мощность трансформатора? Например: на вторичке должно быть 25 вольт при токе 3 ампера, значит имеем 25 * 3 = 75 Ватт. Чтобы трансформатор мог долговременно отдавать в нагрузку 3 ампера увеличьте это значение процентов на 20. 30, т.е. 75 + 30% = 97,5 Вт. Отсюда следует, что необходимо выбрать 100 ваттный трансформатор.
Если у вас не нашлось готового подходящего трансформатора, и вам необходимо рассчитать и намотать его самому, прочитайте статью
Если вы решили применить в схеме тороидальный трансформатор, его расчет описан в статье:
Максимальное напряжение на выходе блока питания зависит от стабилитрона VD5, стоящего в коллекторной цепи транзистора Т1. Например: при использовании стабилитрона КС168, на выходе получим максимальное напряжение порядка 5 вольт, а если поставить КС527, на выходе поимеем максимальное напряжение вольт 25. Информацию по стабилитронам можете найти в статье :
Какого номинала должна быть фильтрующая емкость, стоящая после диодного моста? В нашем случае по схеме стоят две емкости в параллель С1 и С2 по 1000 микрофарад. А вообще емкость этого конденсатора выбирается из расчета порядка 1000 микрофарад на 1 ампер выходного тока. То есть, если вы захотите поднять максимальный ток БП до 5…6 Ампер, значит номиналы С1 и С2 можно поставить по 2200. 3300 мкФ каждая. Рабочее напряжение этих конденсаторов выбирается из расчета Uвх * 4/3 , то есть, если напряжение на выходе диодного моста составляет порядка 30 Вольт, значит (30*4/3=40) конденсаторы должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не менее 40 Вольт. Можно поставить емкости с более высоким рабочим напряжением, но никак не меньшим расчетной величины. Конечно такой расчет грубоват, но тем не менее.
Электролит С4, стоящий на выходе блока питания выбирается в районе 200 микрофарад на 1 ампер выходного тока.
На Т5 собран ограничитель тока. Порог ограничения зависит от номинала резистора R6 и положения переменного резистора R8. В принципе переменник R8 можно и не устанавливать, а порог ограничения сделать фиксированным. Для этого базу транзистора Т5 соединим с эмиттером Т4 напрямую, а подбором резистора R6 установим необходимый порог. Например: при R6=0,39 Ом ограничение будет порядка 3 ампер.
Регулировка тока ограничения. Без нагрузки установите потенциометром R3 Uвых порядка 5 вольт. Подсоедините к выходу БП последовательно соединенные амперметр и резистор 1 Ом (мощность резистора ватт 10). Подстроить R8 на необходимый ток ограничения. Проверяем: понемногу выкручиваем R3 на максимум, при этом показания контрольного амперметра не должны изменяться.
В процессе работы транзистор Т1 слегка греется, поставьте его на небольшой радиатор, а вот Т4 калится основательно, на нем рассеивается приличная мощность, тут без радиатора внушительного размера не обойтись, а еще лучше к этому радиатору кулер от компьютера приспособить.
Как прикинуть мощность рассеяния Т1? Например: напряжение после диодного моста 28 вольт, а на выходе вольт 12. Разница составляет 16 вольт. Прикинем мощность рассеяния при максимальном токе 3 ампера, т.е. 12*3 = 36 Ватт. Если выходное напряжение выставим 5 вольт при токе 3 ампера, значит на транзисторе рассеится мощность (28 — 5) * 3 = 69 Ватт. Поэтому при выборе транзистора Т4 не поленитесь заглянуть в справочник по транзисторам, посмотрите на какую мощность рассеяния он рассчитан (в таблице колонка Рк max). Справочный материал по транзистору смотри на рисунке ниже (для увеличения картинки кликните на изображении):
● Диодный мост — по схеме собран на отдельных четырех диодах КД202А, они расчитаны на прямой ток 5 Ампер, параметры в таблице ниже:
5 Ампер это максимальный ток для этих диодов, и то установленных на радиаторы, поэтому для тока в 5 и более ампер лучше применять импортные диодные сборки ампер на 10.
Как альтернативу можете рассмотреть 10 Амперные диоды 10А2, 10А4, 10А6, 10А8, 10А10, внешний вид и параметры на картинках ниже:
Диоды 10A10
Диоды 10A10 параметры
На наш взгляд, лучшим вариантом выпрямителя будет применение импортных диодных сборок, например, типа KBU-RS 10/15/25/35 A, они и токи большие выдерживают, и места занимают гораздо меньше.
Параметры можете скачать по прямой ссылке:
Печатная плата блока питания изображена на следующем рисунке:
Какого номинала поставить предохранитель? В этой схеме стоит два предохранителя: по первичной обмотке трансформатора (выбирается на 0,5. 1 ампер больше максимального тока первичной обмотки), и второй перед выпрямительным мостом (выбирается на 1 ампер больше максимального тока ограничения БП).
С этой схемы можно выжать гораздо больше 3 ампер, для этого необходимо иметь транс-р, способный выдать необходимый ток, поставить диодный мост с запасом по току, пересчитать фильтрующие емкости, дорожки на плате, по которым будет протекать большой ток армировать толстым проводом, и применить параллельное соединение транзисторов в качестве Т4 как показано на следующем рисунке. Транзисторы так же ставятся на радиатор с принудительным обдувом вентилятором.
Если вы собираетесь использовать этот БП в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, установите без нагрузки (аккумулятор не подключен) регулятором напряжения порядка 14,6 вольт на выходе и подключите аккумулятор. По мере заряда батареи плотность электролита увеличивается, сопротивление возрастает, соответственно ток будет падать. Когда аккумулятор зарядится и на его клеммах будет 14,6 вольт, зарядный ток прекратится.
Внешний вид печатной платы и собранного блока питания смотрите ниже:
Добавил к статье архив с печатной платой, для регулирующего транзистора применил макрос 2SC5200, принципиальную схему поправил, лейка выглядит так:
REG PSU 2SC5200 LAY6
REG PSU 2SC5200 LAY6 FOTO
Источник
Регулируемый блок питания своими руками
Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1.2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.
Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗ
Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.
Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.
А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.
Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317
Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.
Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317
Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.
Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.
А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.
Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы H4 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.
Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.
Схема подключения вентилятора к блоку питания
Что будет с блоком питания при коротком замыкании?
При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.
Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317
- Стабилизатор напряжения LM317
- Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
- Конденсатор С1 4700mf 50V
- Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
- Переменный резистор Р1 5К
- Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n
Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками
Источник