Конструкция
Конструктивно источник оформлен в виде переносного прибора.
На передней панели установлены все основные органы управления и контроля:
- индикатор включения сети;
- тумблер включения сети;
- вольтметр;
- амперметр;
- индикатор «ПЕРЕГРУЗКА»;
- переключатель для грубой установки выходного напряжения;
- потенциометр плавной регулировки выходного напряжения;
- выходные клеммы;
корпусная клемма.
На задней стенке расположены:
- предохранитель;
- потенциометр калибровки выходного напряжения;
- потенциометры установки тока перегрузки;
- клемма заземления источника.
Рис. 1. Внешний вид источника постоянного тока “Б5-21”.
Как сделать регулирующий БП из обычного, от принтера
Пойдет речь о блоке питания принтера canon, струйный. Они много у кого остаются без дела. Это по сути отдельное устройство, в принтере держится на защелке.
Его характеристики: 24 вольта, 0,7 ампера.
Понадобился блок питания для самодельной дрели. Он как раз подходит по мощности. Но есть один нюанс — если его так подключить, на выходе получим всего лишь 7 вольт. Тройной выход, разъёмчик и получим всего лишь 7 вольт. Как получить 24 вольта?
Как получить 24 вольта, не разбирая блок?
Ну самый простой — замкнуть плюс со средним выходом и получим 24 вольта.
Попробуем сделать. Подключаем блок питания в сеть 220. Берем прибор и пытаемся измерить. Подсоединим и видим на выходе 7 вольт.
У него центральный разъем не задействован. Если возьмем и подсоединим к двум одновременно, напряжение видим 24 вольта. Это самый простой способ сделать так, чтобы данный блок питания не разбирая, выдавал 24 вольта.
Необходим самодельный регулятор, чтобы в некоторых пределах можно было регулировать напряжение. От 10 вольт до максимума. Это сделать легко. Что для этого нужно? Для начала вскрыть сам блок питания. Он обычно проклеен. Как вскрыть его, чтобы не повредить корпус. Не надо ничего колупать, поддевать. Берем деревяшку помассивнее либо есть киянка резиновая. Кладем на твердую поверхность и по шву лупим. Клей отходит. Потом по всем сторонам простучали хорошенько. Чудесным образом клей отходит и все раскрывается. Внутри видим блок питания.
Достанем плату. Такие бп легко переделать на нужное напряжение и можно сделать также регулируемый. С обратной стороны, если перевернем, есть регулируемый стабилитрон tl431. С другой стороны увидим средний контакт идет на базу транзистора q51.
Если подаем напряжение, то данный транзистор открывается и на резистивном делителе появляется 2,5 вольта, которые нужно для работы стабилитрона. И на выходе появляется 24 вольта. Это самый простой вариант. Как его завести можно еще — это выбросить транзистор q51 и поставить перемычку вместо резистора r 57 и всё. Когда будем включать, всегда на выходе непрерывно 24 вольта.
Как сделать регулировку?
Можно изменить напряжение, сделать с него 12 вольт. Но в частности мастеру, это не нужно. Нужно сделать регулируемый. Как сделать? Данный транзистор выбрасываем и вместо резистор 57 на 38 килоома поставим регулируемый. Есть старый советский на 3,3 килоома. Можно поставить от 4,7 до 10, что есть. От данного резистора зависить только минимальное напряжение, до которого он сможет опускать его. 3,3 -сильно низко и не нужно. Двигатели планируется поставить на 24 вольта. И как раз от 10 вольт до 24 – нормально. Кому нужно другое напряжение, можно большого сопротивления подстроечный резистор.
Приступим, будем выпаивать. Берём паяльник, фен. Выпаял транзистор и резистор.
Подпаял переменный резистор и попробуем включить. Подал 220 вольт, видим 7 вольт на нашем приборе и начинаем вращать переменный резистор. Напряжение поднялось до 24 вольт и плавно-плавно вращаем, оно падает – 17-15-14 то есть снижается до 7 вольт. В частности установлено на 3,3 ком. И наша переделка оказалась вполне успешной. То есть для целей от 7 до 24 вольт вполне приемлемая регулировка напряжения.
Такой вариант получился. Поставил переменный резистор. Ручку и получился регулируемый блок питания — вполне удобный.
Видео канала «Технарь».
Такие блоки питания найти в Китае просто. Наткнулся на интересный магазин, который продает б/у блоки питания от разных принтеров, ноутбуков и нетбуков. Они разбирают и продают сами платы, полностью исправные на разные напряжения и токи. Самый большой плюс – это то, что они разбирают фирменную аппаратуру и все блоки питания качественные, с хорошими деталями, во всех есть фильтры.
Фотографии — разные блоки питания, стоят копейки, практически халява.
Как собрать лабораторный блок из китайских модулей
На торговых площадках в интернете можно приобрести готовые китайские модули, на основе которых можно построить неплохой лабораторный источник питания.
ЛБП строится по структуре линейного источника, но составляющие имеют совершенно другой принцип работы. Так, вместо обмоточного трансформатора можно применить плату WX-DC2416 36V-5, которая при питании от сети 220 вольт переменного тока на выходе выдает 36 вольт постоянного при токе до 5 А.
Плата импульсного преобразователя 220VAC/26VDC.
В качестве стабилизатора можно применить плату на базе микросхемы LM2596. В продаже имеется несколько вариантов таких плат, удобнее всего использовать модуль с готовым техническим решением по регулировке максимального тока. Отличить такой модуль можно по наличию трех (а не одного) подстроечных резисторов на плате.
Плата на базе LM2596 с регулировкой максимального тока, расположение выводов и потенциометров.
При подаче на вход 35 вольт путем регулировки на выходе можно получить 1,5..30 вольт постоянного напряжения. Производитель декларирует наибольший ток в 3 ампера, но на практике уже при токах, превышающих 1 А микросхема начинает греться. Для отдачи максимальной мощности нужен дополнительный радиатор достаточной площади. Есть сведения, что микросхема комфортно работает и при нагрузке до 4 А при условии организации принудительного обдува теплоотвода.
Для оперативной регулировки надо выпаять два крайних подстроечных резистора и заменить их потенциометрами, которые надо вывести на переднюю панель блока питания. Чтобы получился полноценный блок питания надо добавить еще прибор для измерения тока и напряжения. Его также можно приобрести через интернет. Удобнее применять измеритель в едином блоке, чем два прибора отдельно.
Цифровой блок вольтметр-амперметр.
Осталось только добавить тумблер питания, клеммник для подключения потребителя, связать модули в единую систему и поместить в корпус. По габаритам неплохо подойдет корпус от неисправного компьютерного блока питания.
Соединение китайских модулей в БП.
Некоторые пользователи жалуются, что выходное напряжение грязновато. Это не удивительно, ведь блок питания импульсный. Если это не устраивает владельца БП, можно попробовать исправить проблему установкой дополнительных конденсаторов (показаны на схеме). Емкость подбирается экспериментально, но не менее 1000 мкФ.
Для наглядности рекомендуем к просмотру серию тематических видеороликов.
Лабораторный источник питания при самостоятельном изготовлении обходится совсем недорого. Многие комплектующие могут быть извлечены из куч радиохлама, имеющегося у каждого любителя электронных самоделок. Но служить ЛБП будет долго и принесет большую пользу.
Какие бывают
Чтобы не допустить ошибки при выборе, необходимо четко и ясно понимать суть определений и видеть между ними разницу. Разберемся, в чем отличие лабораторных от обычных блоков питания, и что такое источник питания вообще:
- Простой блок питания – устройство электронного типа, используемое с целью сформировать заранее заданный показатель в одном или нескольких каналах. Отсутствует дисплей и блок управления. Типичным представителем является БП для компьютера небольшой мощности.
- Лабораторный БП регулярно формирует поток по одному или нескольким каналам. Оснащен дисплеем, защитой от некорректного использования, элементами управления, другим полезным функционалом.
Виды источников питания таковы:
- первичные;
- вторичные.
Представители первого варианта осуществляют преобразование неэлектрических видов энергии в электрическую. К ним относятся батарейки, солнечные батареи, ветрогенераторы и многое другое. Вторичные ИП служат для преобразования одного вида электроэнергии в другой с целью обеспечить желательные параметры частоты, пульсаций и тому подобное. К этой группе относятся:
- преобразователь АС/DC;
- преобразователь DC/DC;
- трансформаторы;
- стабилизаторы потоков;
- ЛБП.
Касательно лабораторных блоков питания, они разнятся характеристиками и разновидностями. Остановимся на этом вопросе более подробно:
| Различия | Описание |
|---|---|
| По принципу функционирования | Импульсные и линейные. |
| Рабочие диапазоны | Наличие автоматического ограничения мощности или фиксированные. |
| Количеством каналов | Многоканальные и одноканальные. |
| Наличием защиты | С функцией защиты от перегрева, перепадов, от перегрузки по току и так далее. |
| Мощностью | Значительной мощности или стандартные. |
| Способами изоляции каналов | Неизолированные или изолированные гальваническим путем. |
| Выходным сигналом | Переменным или постоянным напряжением и током. |
| Способами управления | Программное наряду с ручным или просто ручное. |
| Дополнительным функционалом | Наличие встроенного презиционного мультиметра, доводит до нужного уровня потоки в проводах подключения, изменяет выход установленных значений, активизирует выход по таймеру, присутствие встроенной электронной нагрузки и так далее. |
| Степенью надежности | Продуманный внешний вид, качественность элементной базы, тщательный выходной контроль. |
Как подобрать компоненты
Для трансформаторного источника подбирается, в первую очередь, трансформатор. В большинстве случаев он берется готовый из того, что есть. Этот узел должен выдавать требуемый ток при максимальном напряжении. Сочетание этих параметров обеспечивается габаритной мощностью трансформатора. Для промышленных устройств параметры можно узнать из справочника. Для случайных трансформаторов мощность можно определить по размерам сердечника (в сантиметрах).
Площадь сердечника для разных типов трансформаторов.
Мощность вычисляется по формуле:
P=S2/1.44 где:
- P-мощность в Ваттах;
- S- сечение в квадратных сантиметрах.
Для практических целей мощность надо еще умножить на КПД. Для примера, трансформатор с площадью сердечника 6 кв.см. при напряжении 35 вольт и выходном напряжении стабилизатора 30 вольт (общий КПД можно взять 0.75) способен отдать мощность P=(36/1.44)*0.75=18.75 ватт. Наибольший ток при этом составит I=P/U=18.75/35=0,5 А.
Если трансформатор проходит по мощности, но вторичная обмотка рассчитана на другое напряжение, ее можно удалить и намотать новую (если уместится). Количество витков рассчитывается так:
- определяется количество витков на вольт по формуле 50/S, где S – площадь сердечника в кв.см.;
- эта величина умножается на необходимый уровень напряжения.
Так, для площади 6 см на 1 вольт приходится 50/6=8,3 витка на вольт. Для напряжения 35 вольт обмотка должна иметь 35*8,3=291 виток. Диаметр провода рассчитывается по формуле D=0,02, где I – ток в миллиамперах. Для тока в 5 ампер надо взять провод диаметром 0,02*=70*0,02=1,4 мм.
Если для линейного регулятора подбирается мощный транзистор, основной критерий для применения – ток коллектора. Он должен с запасом перекрывать ток нагрузки. Этот параметр для распространенных отечественных и зарубежных транзисторов приведен в таблице.
| Транзистор | Наибольший ток коллектора (постоянный), А |
|---|---|
| КТ818 (819) | 10 |
| КТ825 (827) | 20 |
| КТ805 | 5 |
| TIP36 | 25 |
| 2N3055 | 15 |
| MJE13009 | 12 |
Также надо обратить внимание на такой параметр, как максимальное напряжение между коллектором и эмиттером. При входном напряжении 35 вольт и выходном 1,5 разница составит 33,5 вольт, для некоторых полупроводниковых приборов это недопустимо
Емкость оксидного конденсатора, стоящего после выпрямителя, выбирается исходя из нагрузки. Существуют формулы для расчета параметров фильтра, но на практике подход простой: чем больше, тем лучше. Сверху на емкость наложено два ограничения:
- габариты конденсатора;
- бросок тока на заряд, который может быть значительным при большой емкости.
Выходной конденсатор БП может иметь емкость около 1000 мкФ.
Характерные неисправности и методы их устранения
При ремонте источника необходимо соблюдать все правила техники безопасности при работе с напряжением до 1000В.
Для доступа внутрь источника необходимо отвернуть 4 винта на боковых стенках и снять верхнюю и нижнюю обшивки прибора.
Табл. 1. Перечень наиболее часто встречающихся или возможных неисправностей.
| Наименование неисправности, внешнее проявление и дополнительные признаки | Вероятная причина | Метод устранения |
| 1. При включении источника индикаторная лампочка не горит. | Нарушен контакт в патроне. Неисправен предохранитель или лампочка. Неисправен шнур питания. | Довернуть лампочку. Заменить предохранитель или лампочку. Проверить омметром шнур и устранить неисправность. |
| 2. Выходное -напряжение не регулируется | Вышли из строя транзисторы (VT2 – VT9, VT11). | Заменить транзисторы. |
| 3. Нет плавной регулировки выходного напряжения. | Неисправен потенциометр R43. | Заменить потенциометр. |
| 4. Нестабильно выходное напряжение. | Вышел из строя транзистор VT11. | Заменить транзистор. |
| 5. Срабатывает реле при токе меньше допустимого | Не отрегулирована схема защиты (R6, R7) | С помощью потенциометров отрегулировать цепь защиты так, чтобы реле срабатывало при достижении током нагрузки требуемой величины. |
При выходе из строя транзисторов, стабилитронов или диодов они заменяются однотипными. При этом необходимо уточнение верхнего предела выходного напряжения. Верхний предел выходного напряжения выставляется потенциометром R42, расположенным на задней стенке прибора.
При замене транзисторов VT8, VT9 (П210А) необходимо установить равенство токов эмиттеров с помощью потенциометра R24.
Отечественные источники питания
Например у Б5-71/3м со временем выходит из строя регулировочный двухосевой потенциометр, который найти можно, но сложно.
Импульсные источники питания Б5-71/1мс и Б5-71мм отличаются тем, что от перепадов напряжения питания 220 В могут выставить другое напряжение на выходе, например 50 В. Поэтому для ответственных работ я их не использую.
Применение старых источников питания Made in USSR и самоделок оставляю в стороне. Только помните о технике безопасности при работе с ними.
Возможно, со временем этот рейтинг блоков питания будет добавляться Hi-End источниками от Agilent, Rohde&Schwarz, а также нашими Актаком и китайскими Rigol, Atten, Uni-T, Siglent и т. д.
Общее описание
Слово «лабораторные» применяется неспроста, так как их главное предназначение – помогать в лабораториях. Они «живут» там постоянно и даже не транспортируются для проведения ремонта в посторонних помещениях. Специалисты не рекомендуют использовать устройство на открытом воздухе или в автомобиле. Лабораторные также подразумевают корректировку параметров и точную установку показателей.
Продукция российского производства имеет сертификаты соответствия, проходит регулярные поверки, что приводит к удорожанию ее использования. Данные БП могут допустить незначительную погрешность, отличаются надежностью и эффективностью работы, а также длительным сроком эксплуатации.
Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и ограничением по току
Ну а теперь попробуем из вышеприведенных узлов собрать блок питания, при помощи которого можно регулировать выходное напряжение и устанавливать ограничение по току. При этом и напряжение, и установленный ток будут стабилизированными.
Сетевое напряжение понижается до 25 В силовым трансформатором Тr1, выпрямляется диодным мостом VD1-VD4, сглаживается конденсатором С1 и поступает на регулируемый стабилизатор, собранный на микросхеме DD1 и транзисторе Т1. Регулировка производится переменным резистором P1.
Далее напряжение установленной нами величины подается на регулятор-стабилизатор тока (микросхема DD2, транзистор Т2). Регулировка величины тока производится переменным резистором P2. Более подробно оба эти узла описаны выше. Поскольку микросхема LM358 не может работать при напряжении питания ниже 7 В, она и генератор опорной частоты (стабилитрон D1) подключены непосредственно к выходу выпрямителя.
В конструкции можно использовать любой сетевой трансформатор соответствующей мощности со вторичной обмоткой на 25-28 В. Диоды VD1-VD4 можно заменить на любые выпрямительные, рассчитанные на ток не менее 10 А и выдерживающие обратное напряжение не менее 40 В. Их, как и силовые транзисторы T1, T2, необходимо установить на радиаторы.
Схема на транзисторах
Несмотря на богатый выбор микросхем самого различного назначения блоки питания на транзисторах не теряют популярности. Попробуем и мы построить лабораторный БП на этих полупроводниковых приборах.
В этой схеме регулятор-стабилизатор напряжения собран на транзисторах T1, T2. В качестве генератора опорного напряжения используется регулируемый стабилитрон D1. Регулировать напряжение в диапазоне 2.5…20 В можно переменным резистором P1.
Регулятор тока собран на транзисторах Т3, Т4 и стабилитроне D2, исполняющем роль источника опорного напряжения. В качестве токоизмерительного элемента используется сам полевой транзистор T4. Если падение напряжения на нем превысит определенный порог, транзистор Т3 начнет открываться и шунтировать Т4, заставляя его закрываться и ограничивать ток через нагрузку. Регулировка порога ограничения производится переменным резистором P2.
В схеме вместо диодной сборки KBPC2510 можно использовать отдельные диоды, выдерживающие ток 10 А и обратное напряжение не менее 30 В. Подойдут, к примеру, Д245, Д242. На месте Т1 может работать КТ805 или КТ819, Т2 заменяем на КТ867А. КТ315 можно заменить на КТ315Б-Д, КТ3102А, КТ312Б, КТ503В-Г, П307. Отечественный аналог TL431 — КР142ЕН19А. Диодный мост, Т1, Т2 и Т4 нужно установить на радиаторы.
Трансформатор феррорезонансный
Магнитопровод тороидальный МТ-30, внутренний диаметр 42 мм, внешний диаметр 70 мм.
Марка стали Э330, лента 0,35×30 мм.
Способ сборки: зазор 0,3 мм ± 10 %.
Ток холостого хода первичной обмотки на отводах 5-6 при напряжении 220 В не более 100мА.
Табл. 5. Обмоточные данные трансформатора феррорезонансного.
| Наименование обмотки(№ выводов) | Диаметр провода, мм | Марка провода | Число витков |
| I первичная (5,6) | 0,28 | ПЭВ-2 | 2800 |
| II вторичная (10,12) | 0,15 | ПЭВ-2 | 400 |
| III вторичная (1,2) | 0,15 | ПЭВ-2 | 300 |
| IV вторичная (13,14) | 0,35 | ПЭВ-2 | 45 |
| Э экранная (9) | 0,28 | ПЭВ-2 | 700 |
Табл. 6. Напряжение эмиттер-база транзисторов (при ІІвых = 4 В и U = 220 В ± 2 %).
| Напряжение эмиттер-база. В | |||||||||
| Ток | П210А | П213Б | МП26А | П210А | П216 | П213Б | П304 | 1Т403И | П214Г |
| нагрузки | (поз. 30,31) | (поз. 32) | (поз. 33) | (поз. 76,77) | (поз. 78) | (поз. 80) | (поз. 38) | (поз. 86) | (поз. 65) |
| 10,0 | 0,3 + 0,6 | 0,1+0,3 | 0,1+0.2 | 0,4+ 0,6 | 0,2+ 0,3 | 0,05 + 0,1 | 0,65 | 0,07 + 0,15 | 0,25 |
| 5,0 | 0,1+0,3 | 0,03 2,5 | 0.02 0.5 | 0,3 0,5 | 0,14 + 0,2 | 0,04 + 0,07 | 0,5 | 0,07 + 0,15 | 0,25 |
| 2,5 | 0,04 + 0.06 | 1,0 + 8,0 | 0,5 | 0,2 + 0,’3 | 0,1 + 0,15 | 0,03 + 0,06 | 0,5 | 0,07 + 0,15 | 0,25 |
| 0,03 + 0,06 | 0,5 | 16,0 | 0,1+ 0,2 | 0,02 + 0,06 | 0.02 + 0,04 | 0,5 | 0,07 + 0,15 | 0,25 |
Табл. 7. Напряжение эмиттер-коллектор транзисторов (при Uсети = 220 В ± 2 %).
| Тип | Ток | Напряжение выхода, В | ||
| транзистора | нагрузки, | 4 | 12,6 | 25 |
| А | Напряжение эмиттер-коллектор, В | |||
| П210А | 10,0 | 5,0 – 9,0 | – | |
| (поз. 30,31) | 5,0 | 7,0 – 10,5 | 5 – 8,5 | 7,0 |
| 2,5 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | |
| 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
| П210А | 10,0 | 2,2 | – | |
| (поз. 76,77) | 5,0 | 2,8 | 2,2 | 2,2 |
| 2,5 | 6,0 – 10 16 – 23.5 | 5,0 – 8,5 18 – 25 | 5,5 26 | |
| П304 | 10,0 | 8,0 – 22 | – | _ |
| (поз. 38) | 5,0 | 14 – 30 | 12 – 24 | 12 – 24 |
| 2,5 | 20 – 30 | 17 – 27 | 17 – 27 | |
| 20 – 30 | 20 – 30 | 20 – 30 | ||
| П214Г | 10,0 | 4,2 | – | |
| (поз. 65) | 5,0 | 4,2 | 13,0 | 24 |
| 2,5 | 4,2 | 12,8 | 24 | |
| 4,0 | 12,7 | 24 | ||
| 1Т403И | 10,0 | 5,2 | – | – |
| (поз. 86) | 5,0 | 4,8 | 13,4 | 25,1 |
| 2,5 | 4,6 | 13,2 | 25,0 | |
| 4,2 | 12,8 | 24,9 |
Табл. 8. Перечень элементов к принципиальной схеме прибора Б5-21.
| Позиционное обозначение | Наименование элемента и тип | Кол-во | Примечания |
| Резисторы | |||
| R1, R2 | МЛТ-1-51 кОм± 10% | 2 | |
| R3, R4 | ПЭ-50-2,2 Ом± 10% | 2 | |
| R5 | МЛТ-2-1,1 кОм ± 10 % | 1 | |
| R6, R7 | ПП2-11 47 Ом ± 10% | 2 | |
| R8 | МЛТ-2-220 Ом ± 10 % | 1 | |
| R9 | МЛТ-2-330 Ом ± 10 % | 1 | |
| R10 | МЛТ-1-2,4 кОм ± 10 % | 1 | |
| R11, R12 | МЛТ-2-1 кОм± 10 % | 2 | |
| R13 | МЛТ-1-620 Ом ± 10 % | 1 | |
| R14 | МЛТ-1-12 кОм ± 10 % | 1 | |
| R15 | МЛТ-2-470 Ом ± 10 % | 1 | |
| R16 | МЛТ-0,5-10 кОм ± 10% | 1 | |
| R17 | ПЭ-75-1,8 Ом± 10% | 1 | |
| R18 | МЛТ-2-1,8кОм ± 10 % | 1 | |
| R19 | МЛ Т-2-750 Ом ± 10 % | 1 | |
| R20 | I ПЭВ-3-24 Ом ± 10 % | 1 | |
| R21 | МЛТ-1-24 кОм ± 10 % | 1 | |
| R22 | С2-29В-0,25-732 Ом± 1 % | 1 | |
| R23 | 1ПЭВ-10-120 Ом ± 10% | 1 | |
| R24 | ПП2-11-4,7 Ом± 10% | 1 | |
| R25 | МЛТ-1-51 Ом ±10% | 1 | |
| R26 | МЛТ-1-200 Ом ± 10 % | 1 | |
| R27 – R40 | С2-29В-0,25-200 Ом ± 1 % | 14 | |
| R41 | С2-29В-0,25-10 Ом ± 1 % | 1 | |
| R42 | ГІП2-11 330 Ом ± 10% | 1 | |
| R41 | ПП2-12 220 Ом ± 10 % | 1 | |
| Конденсаторы | |||
| С1 | КБГ-МП-1000 В-2х0,1 мкФ ± 10 % | 1 | |
| С2 | МБГЧ-1-2А-500-0,5 ± 10 % | 1 | включены |
| МБГЧ-1-2А-500-1 ± 10 % | 1 | параллельно | |
| C3 | МБГП-2-1500 В-1 мкФ-П | 1 | |
| С4 | МБМ-160В-1,0 мкФ ± 20 % | 1 | |
| С5,С6 | К50-6-ІІ-100 В-20 мкФ | 2 | |
| С7 | К50-12-25 В-2000 мкФ | 1 | |
| С8, С9, С12 | К50-ЗБ-50 В-2000 мкФ | 9 | |
| С10 | МБМ-160-0,5 ± 10 % | 1 | |
| С11 | К50-12-50 В-10 мкФ | 1 |
| Позиционное обозначение | Наименование элемента и тип | Кол-во | Примечания |
| VD1 – VD4 | Диоды Д242А | 4 | |
| VD5 – VD13 | Д226Г | 9 | |
| VD14, 15, VD17 – 19 | Д814Г | 5 | |
| VD16 | Д814А | 1 | |
| VD20 | Д818Д | 1 | |
| VT1 | Транзисторы П304 | 1 | |
| VT2 | МГІ26А | 1 | |
| VTЗ | П213А | 1 | |
| VT4, 5, 8, 9 | П210А | 4 | |
| VT6 | ГІ214А | 1 | |
| VT7 | П216 | 1 | |
| VT10 | П214Г | 1 | |
| VT11 | 1Т403И | 1 | |
| РА1 | Механизм измерительный Амперметр М42100, 0 ч- 10 А, кл. 1,5 | 1 | |
| РV1 | Вольтметр М42100, 0 ч- 30 В, кл. 1,5 | 1 | |
| SA1 | Переключатели Тумблер ТЗ | 1 | |
| SA2 | Переключатель щеточный 15П-4Н1 | 1 | |
| К1 | Реле МКУ48-С | 1 | |
| HL1, HL2 | Лампы Лампа неоновая ТН-0,3 | 2 | |
| F1 | Прочее Вставка плавкая ВШ-1 5,0А 250 В | 1 | |
| ЭД1 | Вентилятор (двигатель УАД-32) | 1 | |
| L1 | Дроссель ДТ-6А | 1 | |
| Т1 | Трансформатор силовой | 1 | |
| Т2 | Трансформатор феррорезонансный | 1 |
Рис. 5. Шаблон для восстановления шкалы вольтметра источника постоянного тока “Б5-21”.
Рис. 6. Шаблон для восстановления шкалы амперметра источника постоянного тока “Б5-21”.
Описание электрической схемы
Источник работает по обычной схеме последовательного регулирования. Схема электрическая структурная представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема электрическая структурная.
Источник питания или собственно источник выпрямленного напряжения состоит из силового трансформатора Т1, выпрямительного моста VD1 – VD4 на кремниевых диодах типа Д242А и Г- образного фильтра, состоящего из дросселя L1 типа ДТ-6А и ёмкости 4000 мкФ, которую образуют 8 конденсаторов С8, С9.
Первичная обмотка силового трансформатора имеет отводы, используемые при грубой регулировке выходного напряжения.
Регулирующий элемент состоит из двух последовательно включенных каскадов – буферного и регулирующего, каждый из которых представляет собой составной транзистор.
Буферный каскад предназначен для уменьшения мощности, рассеиваемой на проходных транзисторах VT8, VT7 (П210А) регулирующего каскада, и является первым составным транзистором. Он состоит из двух параллельно включенных транзисторов VT4, VT5 (П210А), зашунтированных резистором R17, и транзисторов VTЗ (П213Б) и VT2 (МП26А). Между базой и эмиттером первого составного транзистора включены встречно напряжение смещения, снимаемое с резистора R13, и источник Э. Д. С, представленный в виде падения напряжения на проходных транзисторах VT8,VT7 (П210А).
При максимальном напряжении сети и максимальном токе нагрузки напряжение эмиттер-коллектор транзисторов VT8, VT7 (П210А) увеличивается и транзисторы VT4, VT5 (П210А) из режима насыщения переходят в усилительный режим; происходит перераспределение мощностей между транзисторами VT4, VT5, VT8, VT7 (П210А) и резистором R17.
Регулирующий каскад предназначен для обеспечения стабилизации выходного напряжения выпрямителя. Он представляет собой второй составной транзистор, собранный из двух включенных параллельно транзисторов VT8, VT7 (П210А) и транзисторов VT7 (П216) и VT6 (П214А).
На базу этого составного транзистора с усилителя постоянного тока подается сигнал ошибки схемы сравнения, который изменяет внутреннее сопротивление проходных транзисторов VT8, VT7 (П210А), что обеспечивает стабилизацию выходного напряжения.
Усилитель постоянного тока собран на транзисторе VT11 (1Т403И), нагрузкой которого является резистор R21.
Рис. 3. Принципиальная схема источника постоянного тока “Б5-21”.
Внимание! При пользовании переключателем грубой установки выходного напряжения необходимо обращать внимание на четкость фиксации положений для предупреждения выхода из строя силового трансформатора. В случае включения сигнала «ПЕРЕГРУЗКА» выключите источник, снимите нагрузку, вновь включите источник, плавно увеличьте нагрузку до номинальной
В случае включения сигнала «ПЕРЕГРУЗКА» выключите источник, снимите нагрузку, вновь включите источник, плавно увеличьте нагрузку до номинальной.
Примечание. Потенциометры «УСТ. ТОКА ПЕРЕГРУЗКИ» при выпуске прибора установлены на срабатывание схемы защиты при токе нагрузки 5,5 – 7 А, при выходном напряжении свыше 10В и 10,5-12 А при выходном напряжении до 10 В.
Установка срабатывания схемы защиты на ток нагрузки в пределах 3 – 7 А производится с помощью потенциометра R6, а на ток нагрузки в пределах 3 – 12 А -с помощью потенциометров R6 и R7.
Источник питания постоянного тока Б5-75
Источник питания постоянного тока Б5-75 предназначен для обеспечения питания измерительных систем и радиоэлектронных устройств стабилизированным напряжением и током. Область применения: системы питания при проектировании, производстве, испытаниях и ремонте радиоэлектронной аппаратуры, электронных и электротехнических изделий.
Источник питания постоянного тока Б5-75 представляет собой компенсационный стабилизатор с последовательно включенным регулирующим элементом и усилителями обратной связи по напряжению, току, уровню ограничения выходного напряжения, ограничению выходной мощности.
Установка величины выходного напряжения, тока и величины напряжения ограничения осуществляется с передней панели потенциометрами, которые подают опорное напряжение на входы усилителей обратной связи по напряжению, току и ограничению выходного напряжения. Ограничение мощности осуществляется усилителем обратной связи, на вход которого подается напряжение, пропорциональное произведению выходного напряжения на ток нагрузки.
Для снижения габаритов, массы и увеличения коэффициента полезного действия силовая часть источника питания выполнена по схеме с «бестрансформаторным» входом. Снижение потребляемой мощности достигнуто применением пассивного корректора коэффициента мощности. Для обеспечения минимального падения напряжения на регулирующем элементе стабилизатора применен управляемый преобразователь сети.
Источник питания постоянного тока Б5-75 выполнен в малогабаритном корпусе бесфутлярной конструкции.
Технические характеристики:
- Назад
- Вперёд >>
Почему лабораторный?
Их так называют, потому что предназначены для эксплуатации в условиях лаборатории. То есть даже на выездной ремонт такие блоки питания брать нежелательно. Не говоря уже об эксплуатации в авто или на улице. Плюс ко всему под словом лабораторный подразумевается некая регулировка параметров и точность установки значений величин тока и напряжения.
К слову, я решил разделить импортные и отечественные источники питания в разные рейтинги по причине разной целевой аудитории. Импортные источники напряжения, применяемые для ремонта в сервисных центрах в основном имеют китайское происхождение и не имеют поверительных документов. Остается надеяться на внутренний контроль производителя. Чаще всего тут встают вопросы удобства эксплуатации и наличие защиты от короткого замыкания.
Отечественные источники тока и напряжения чаще всего имеют сертификаты и периодически поверяются для проведения регулярных измерений в инженерных целях при разработке и эксплуатации оборудования. Это накладывает на стоимость содержания приборов дополнительные расходы. Для таких блоков питания важна погрешность установки значений и надежность работы.
Основные узлы регулируемого блока питания
Трансформаторный источник питания в большинстве случаев выполняется по следующей структурной схеме.
Узлы трансформаторного БП.
Понижающий трансформатор снижает напряжение сети до необходимого уровня. Полученное переменное напряжение преобразуется в импульсное с помощью выпрямителя. Выбор его схемы зависит от схемы вторичных обмоток трансформатора. Чаще всего применяется мостовая двухполупериодная схема. Реже – однополупериодная, так как она не позволяет полностью использовать мощность трансформатора, да и уровень пульсаций выше. Если вторичная обмотка имеет выведенную среднюю точку, то двухполупериодная схема может быть построена на двух диодах вместо четырех.
Двухполупериодный выпрямитель для трансформатора со средней точкой.
Если трансформатор трехфазный (и имеется трехфазная цепь для питания первичной обмотки), то выпрямитель можно собрать по трехфазной схеме. В этом случае уровень пульсаций наиболее низок, а мощность трансформатора используется наиболее полно.
После выпрямителя устанавливается фильтр, который сглаживает импульсное напряжение до постоянного. Обычно фильтр состоит из оксидного конденсатора, параллельно которому ставится керамический конденсатор малой емкости. Его назначение – компенсировать конструктивную индуктивность оксидного конденсатора, который изготовлен в виде свернутой в рулон полоски фольги. В результате получившаяся паразитная индуктивность такой катушки ухудшает фильтрующие свойства на высоких частотах.
Далее стоит стабилизатор. Он может быть как линейным, так и импульсным. Импульсный сложнее и сводит на нет все преимущества трансформаторного БП в нише выходного тока до 2..3 ампер. Если нужен выходной ток выше этого значения, проще весь источник питания выполнить по импульсной схеме, поэтому обычно здесь используется линейный регулятор.
Выходной фильтр выполняется на базе оксидного конденсатора относительно небольшой емкости.
Обобщенная блок-схема импульсного БП.
Импульсные источники питания строятся по другому принципу. Так как потребляемый ток имеет резко несинусоидальный характер, на входе устанавливается фильтр. На работоспособность блока он не влияет никак, поэтому многие промышленные производители БП класса Эконом его не ставят. Можно не устанавливать его и в простом самодельном источнике, но это приведет к тому, что устройства на микроконтроллерах, питающиеся от той же сети 220 вольт, начнут сбоить или работать непредсказуемо.
Дальше сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается. Инвертор на транзисторных ключах в цепи первичной обмотки трансформатора создает импульсы амплитудой 220 вольт и высокой частотой – до нескольких десятков килогерц, в отличие от 50 герц в сети. За счет этого силовой трансформатор получается компактным и легким. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется и фильтруется. За счет высокой частоты преобразования здесь могут быть использованы конденсаторы меньшей емкости, что положительно сказывается на габаритах устройства. Также в фильтрах высокочастотного напряжения становится целесообразным применение дросселей – малогабаритные индуктивности эффективно сглаживают ВЧ пульсации.
Регулирование напряжения и ограничение тока выполняется за счет цепей обратной связи, на которые подается напряжение с выхода источника. Если из-за повышения нагрузки напряжение начало снижаться, то схема управления увеличивает интервал открытого состояния ключей, не снижая частоты (метод широтно-импульсного регулирования). Если напряжение надо уменьшить (в том числе, для ограничения выходного тока), время открытого состояния ключей уменьшается.
