Данный прибор нужен не только мастеру-электронщику, но и радиолюбителю. Простой в эксплуатации, надежный и долговечный. Да и собрать по схемам простой регулируемый блок питания под силу даже новичку. Расскажем, как сделать блок питания с регулировкой напряжения.
Читайте в новой статье: вах стабилитрона.
Источники питания и их виды
Все ИП условно делят на 2 вида:
- работающие на основе импульса;
- имеющие трансформатор.
Трансформаторный ИП с линейной регулировкой напряжения по своему принципу является разделителем напряжения. Его задача состоит в распределении энергии между транзистором (или другим элементом регулировки) и нагрузкой. Функционал транзистора действует на открытие и закрытие поддержания постоянного напряжения. При падении на нагрузке происходит открытие. Закрытие наблюдается при увеличении подачи напряжения.
Если у трансформаторных ИП случается попеременное «приоткрытие» и «призакрытие», то импульсные полностью – либо открыты, либо закрыты. Среднее напряжение на фильтрах выходных конденсаторов и нагрузки зависит от длительности открытого состояния. По этому же принципу идет определение среднего тока, который поступает на первичную обмотку трансформатора.
Для управления подобным процессом существует ШИМ-метод. Речь идет о широтно-импульсной модуляции, когда при изменении длины импульса преобразование частоты происходит инвариантно. При этом напряжение в идеальных импульсных источниках стабилизации не падает.
А ключи открыты на положении: 0 – сопротивление, а закрыты – на полном отсутствии тока. Но… Таких транзисторов не существует в принципе! При открытом ключе сопротивление – не «0», а закрытом – не равно бесконечности.
Если взять линейный источник питания в сравнении с импульсным, то КПД последнего будет выше.
К тому же он обладает меньшими размерами. Такой прибор является более высокочастотным, с преобразованием сигнала в несколько десятков кГц. Минус – схема БП: она сложнее линейной.
Основные узлы и элементы
Существует общая схема трансформаторного ИП. В связи с этим возникает вопрос: как своими руками сделать регулируемые блоки питания? Здесь можно работать как с трансформаторными, так и импульсными БП.
Схема блока питания с регулировкой напряжения будет рассмотрена ниже. Итак:
- От сети 220 В ток проходит через понижающий трансформатор, функцией которого является преобразование тока до нужного значения.
- Далее переменное напряжение проходит через выпрямитель, при этом оно становится импульсным. Какую схему выбрать для него, определяется схемой вторичных обмоток самого регулируемого блока.
- Следующим звеном цепи будет фильтр. Его задача – преобразование напряжения из импульсного в постоянное. Фильтр делается на основе 2 конденсаторов, которые располагаются параллельно. Один из них преимущественно – оксидный, другой – керамический, с небольшой емкостью. Керамический выполняет роль компенсатора особенности конструкции оксидного, который делается из фольги. В итоге на высоких частотах «тандем» индуктивности получившейся катушки ослабляет фильтрующее качество.
- Следом за фильтром устанавливается стабилизатор. Как было отмечено в начале статьи, выбрать можно как линейный, так и импульсный. Однако второй ставят для силы тока выше 2,3 A. Если ниже – ставить его ни к чему.
- Цепь замыкается выходным фильтром с оксидным конденсатором малой емкости.
Импульсные БП изготавливаются иначе.
- Схемы начинаются с входящего фильтра, поскольку канал не является синусоидным.
- Далее идет выпрямление и сглаживание напряжения. Попадая в первичную цепь обмотки трансформатора на ключах транзистора, инвертор выдает высокочастотный сигнал 220 В. Он не сопоставим с частотой в сети – 50 Гц.
- Затем происходит выпрямление и фильтрация напряжения вторичной обмотки.
- Цепи обратной связи управляют напряжением и ограничивают силу тока. Таким образом происходит подача напряжения источника питания с его выхода.
Как подобрать элементы
Чтобы сделать самодельный блок питания с деталями, которые будут обеспечивать надежную работу прибора, следует руководствоваться подбором существующих готовых решений. В первую очередь берется трансформатор, который подает в цепь необходимый ток с учетом максимальной нагрузки (напряжения).
Необходимым условием для выбора мощного устройства является его мощность. Она рассчитается по формуле P=S²/1.44, где:
- P – мощность (Вт);
- S² – сечение см².
Трансформатор должен проходить по мощностным характеристикам. При этом напряжение вторичной обмотки определяется количеством витков. Если она не подходит, ее снимают и наматывают другую. Число витков вычисляется по формуле и умножается на уровень напряжения.
Если для обмотки не хватает места, устанавливается дополнительный маленький трансформатор. Ток коллектора – решающие значение в подборе под мощный транзистор для линейного регулятора.
Поэтому крайне важен практичный транзистор – с запасом, перекрывающим ток нагрузки.
Схемы лабораторных БП
Каждый мастер, будь он новичок или профессионал, прежде всего должен адекватно оценивать свою квалификацию. И только после этого можно приступать к работе.
Блок питания с регулировкой напряжения можно сделать на основе схем, взятых из сети. Или же – воспользоваться инструкциями идущими в комплекте вместе с готовыми конструкторами.
Все зависит от финансов и цели, которую перед собой ставит радиолюбитель.
Импульсный БП на tl494
Наиболее популярная микросхема среди импульсных ИП. ПК в большинстве случаев имеют БП на базе tl494. Схема лабораторного БП может также включать в основание tl494.
Но и схема лабораторного блока питания с запчастями старого БП от ПК, и намоточные элементы – подойдут для сборки такого устройства. Конечно, стоит позаботиться об охлаждение системы. Кулер обеспечит обдув элементов блока от нагрева постоянного источника напряжения 12 В.
В импульсном стабилизаторе блоков питания плата tl494 используется в «трансформаторном» варианте: при выдаче тока и напряжения до 5 A и 0-30 В – соответственно.
Плюс: в помощь им идет дополнительная установка устройств для индикации их. Так же, как и в первом варианте сборки, вентилятор желателен.
На п210 транзисторе
Многие старые электронщики имеют запас подобных транзисторов. Но использовать гораздо полезнее для новичков. П210 – архаичны и существенно уступают своим современным аналогам.
Регулируемый источник питания работает с максимальным током коллектора в 12 A. Он ставится на радиатор, что в данной ситуации оправдывает использование П210.
Но защита этого простого регулируемого блока на транзисторе П210, с положительным плечом (на p-n-p структурах), как и его аналог – c отрицательным (n-p-n), оставляет желать лучшего. Поэтому требуется установки амперметра и вольтметра. Их ставят на выходе для контроля от КЗ и перегрузки.
На lm317
Такую плату можно задействовать в БП с регулировкой тока и линейным стабилизатором напряжения. Это простая сборка включения с минимумом обмотки.
Главный минус построения регулируемого блока питания на основе такой микросхемы – в подаче тока силой 1, 5 A и выходном напряжении. Чтобы получить 30 V, на вход нужно подать примерно 35 ед. «постоянного тока» (VDC). Есть и другие слабые параметры, поэтому увеличения мощности добиваются внешним транзистором.
Как собрать ЛБП из китайских модулей
Среди регулируемых блоков популярны сборки, основанные на «конструкторах» китайского производства.
Их особенность заключается в применении микросхем заместителей, которые берут на себя функции обмоточного трансформатора и стабилизатора. У плат другой принцип работы.
Сам лабораторный блок изготавливается на основе структуры линейного источника. Поработав паяльником и выпаяв подстрочные резисторы с заменой их на потенциометры, с последующим добавлением приборов измерителей (вольтметра и амперметра – оптимально в одном корпусе), мы получаем полноценный БП.
Далее добавляют тумблер питания и клеммник.
Для включения потребителя модули связывают односистемно и укладывают в корпус.
Затем устанавливают дополнительные конденсаторы – для «очистки» напряжения.
