Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Схемы самодельных блоков питания с защитой


Лабораторный блок питания с защитой по току

Доброго дня, радиолюбители-самоделкины!

Никому не открою Америку, если скажу, что на рабочем столе любого уважающего себя радиолюбителя должен стоять полноценный лабораторный блок питания. В начале своего радиолюбительского пути я питал самодельные электронные самоделки от каких угодно бытовых блоков питания, даже от телефонных зарядок. Это мало того, что дико неудобно, так ещё и несколько раз приводило к фееричной пиротехнике - неправильно собранная схема давала КЗ, в итоге фонтан искр, сгоревшая схема и испорченное настроение. В один момент мне это надоело и я решил с нуля создать свой, полноценный и функциональный лабораторный блок питания в большом просторном корпусе, с лицевой панелью в духе лабораторных приборов прошлого века. Особенностью моего блока питания будет применение стрелочных индикаторов напряжения и тока. Казалось бы, они ещё давно отошли на второй план после появления цифровых, но практика показывает, что наблюдать показания вольтметра и амперметра куда удобнее и нагляднее на стрелочных головках. К тому же они смотрятся антуражно, в отличие от ширпотребских цифровых показометров. Блок питания должен отвечать следующим требованиям:


  • В первую очередь, иметь надёжную защиту по току с возможностью выбора значения максимального тока. Именно это свойств отличает лабораторные блоки питания от обычных бытовых
  • Также он должен давать возможность регулировать выходное напряжение в широких пределах, ведь разные электронные конструкция требуют разного напряжения питания. Диапазон регулировки напряжения будет составлять 1,25 - 24В
  • Максимальные ток, отдаваемый в нагрузки, должен быть не менее 5А. Это увеличивает универсальность устройства, от него можно будет запитать даже мощные самоделки
  • Отсутствие пульсаций на выходе, это очень актуально для питания чувствительных схем. Фильтрация пульсаций будет обеспечиваться большой ёмкостью конденсаторов по питанию и применением линейного регулятора напряжения, а не импульсного
  • Иметь хорошее охлаждение и большой радиатор для возможности долговременной работы на мощную нагрузку


Далее рассмотрим подробно каждую составляю часть блока питания. Итак, первым делом идёт регулятор напряжения - буквально основа всего блока питания. Его схема представлена ниже.

Регулятор напряжения построен на микросхеме LM338, данная микросхема является очень удачным линейным регулятором напряжения, представляет собой более мощный аналог известной LM317. Способна без проблем пропустить через себя ток в 5А, и это при наличии запаса - ведь в характеристиках максимальный ток заявлен в 8А. Особенностью линейных регуляторов напряжения является то, что всё "неиспользуемое" напряжение они рассеивают на себе. Поэтому микросхема будет рассеивать на себе большое количество тепла, особенно когда напряжение на выходе маленькое, а ток большой (на микросхеме мощность придётся бОльшая, чем на саму нагрузку). Справится с нагревом в дальнейшем поможет радиатор от компьютерного процессора и вентилятором, но зато уровень пульсаций напряжения на выходе будет минимальным. На схеме показан конденсатор ёмкостью 8 800 мкФ на входе, он представляет собой четыре конденсатора по 2 200 мкФ, включенные параллельно. Переменный резистор Р2 регулирует напряжение на выходе, сюда очень кстати будет поставить многооборотный для более точной настройки напряжения на выходе, но подойдёт и обычный. Характеристика потенциометра обязательно должна быть линейной.


Неотъемлемой часть блока питания является вентилятор, а значит, не лишним будет предусмотреть его автономную работу, чтоб включался он только тогда, когда температура радиатора превысит определённый уровень. Есть много схем подобных регуляторов всего на 1-2 транзисторах, но я решил разработать свой вариант на компараторе, так как он позволяет точно задавать порог срабатывания и достаточно надёжен. Схема представлена ниже.

Операционный усилитель работает в роли компаратора, сравнивая напряжение на своих входах. Подстроечным резистором Р1 задаёт порог срабатывания по температуре, оптимально установить включения вентилятора при 50-60 градусах, радиатор быстро остынет. Транзистор Т1 коммутирует вентилятор, сюда желательно поставить NPN транзистор помощней, например, КТ819, особенно если используемый вентилятор достаточно мощный. Светодиод LED1 указывает на то, что вентилятор работает, для наглядности можно будет в дальнейшем вывести этот светодиод на переднюю панель. Особенно хочу обратить внимание на терморезистор. Сюда подойдёт практически любой NTC терморезистор сопротивлением около 100 кОм. Его необходимо надёжно установить на радиатор LM338, обеспечив полное прилегание. Как только терморезистор нагреется от радиатора, произойдёт срабатывание компаратора, включится вентилятор и остудит радиатор. Гистерезис срабатываний задаётся резистором обратной связи R5.

Следующий модуль блока питания - схема, обеспечивающая защиту по току. Как видно из этой схемы, напряжение на неё подаётся с выхода регулятора. И если плюс просто напрямую проходит через всю схему, то вот минус идёт через шунт - низкоомный резистор R3, его сопротивление должно быть 0,1 Ома. Такое низкое сопротивление не нарушает работу блока питания, зато позволяет детектировать превышение потребляемого тока. Полевой транзистор Т2 разрывает цепь питания нагрузки по минусу, если схема срабатывает. Также на схеме виден галетный переключатель на 4 положения и также 4 подстроечных резистора - с их помощью можно выбирать и вручную настраивать значения токов, при которых будет срабатывать защита. На мой взгляд, оптимальными значениями будут 50 мА, 300 мА, 1 А, 5 А. Подстроечные резисторы Р1 и Р2 отвечают за чувствительность и гистерезис срабатывания защиты соответственно. В большинстве случаев достаточно просто оставить их в среднем положении. Кнопка без фиксации S1 нужна для сброса защиты. Данная схема хорошо себя зарекомендовала именно высокой чувствительностью. Например, если подключить к выходам блока питания микроконтроллер обратной полярностью и установить режим защиты по току на 50 мА, то микроконтроллер останется жив, защита сработает моментально.

Стрелочные индикаторы хороши тем, что представляют информацию в наглядном виде, нет необходимости следить за прыгающими цифрами на электронном экране. Для того, чтобы использовать стрелочную головку в качестве вольтметра достаточно просто подключить её параллельно выходу, поставив последовательно с ним подстроечный резистор на 1-2МОм. После сборки нужно будет откалибровать вольтметр этим подстроечным резистором с помощью точного мультиметра.

А вот с подключением второй стрелочной головки в качестве амперметра не всё так просто. Конечно, можно подключить её просто последовательно с выходном блока питания, подобрав соответствующий шунт. Но тогда получится суммарно два шунта (помните, первый в схеме защиты по току), что уже много. Поэтому будем использовать шунт из предыдущей схемы на 0,1 Ома и соберём простую схему усилителя шунта, на выход которой подключим стрелочную головку. Галетный переключатель на три положения позволит выбирать разные пределы измерения вольтметра. Амперметр также, как и вольтметр, нужно будет откалибровать после сборки всего блока блока питания.

Со схемами разобрались, самое сложное позади. Теперь осталось только собрать всё воедино, все схемы собираются на одной печатной плате, она прилагается к статье. Плата выполняется ЛУТом, процесс создания виден на фото ниже.



Теперь запаиваем детали, рекомендую проверять всё перед запайкой, ведь делаем блок питания, как говорится "на века". Все органы управления, а также микросхема LM338 выводятся на проводах, они припаиваются в последнюю очередь. Ниже представлены подробные фотографии процесса сборки.





Последний этап - изготовление корпуса. Чтобы на передней панели уместились все многочисленные ручки, светодиоды и массивные стрелочные приборы, панель должна быть большой, соответственно и размеры корпуса получатся солидные. Это хорошо, ведь внутрь как раз может поместится трансформатор, либо импульсный сетевой блок питания. Либо питание можно подвести от внешнего трансформатора, через разъём, я так и сделал. Фотографии изготовления корпуса ниже.

Для вентилятора нужно выпилить круглое окошко на задней стенке, не лишним будет поставить туда же решётку. При этом стоит учитывать, что если корпус блока питания поставить вплотную к стене, то вентилятор закроется, поэтому зазор до задней стенки должен быть как минимум 1 см. Корпус большой и просторный, поэтому размещать внутри него заранее собранную электронику одно удовольствие. Множество фотографий с разных ракурсов ниже.

Таким образом, получится красивый, функциональный и полезный блок питания, который станет верным другом и помощником любого радиолюбителя. Внутри много свободного места, а значит, есть возможность для доработок и усовершенствования. Чего, на ваш взгляд, не хватает в этом устройстве? Жду ваших вариантов в комментариях.


Расположение органов управления на передней панели одновременно компактное и эргономичное. Светодиоды показывают, если ли напряжение на входе, включено ли напряжение на выходе, состояние защиты по току и состояние вентилятора охлаждение. Не стоит также забывать про такой важный элемент, как тумблер включения-выключения нагрузки на выходе - он должен выдерживать ток в 5А и находится в удобном месте. Питать такой лабораторный блок питания можно, например, от ноутбучного блока питания на 19В, либо сетевого трансформатора на 24В. Удачной сборки! Все вопросы, замечания и дополнения пишите в комментарии.

plata.zip [135.37 Kb] (скачиваний: 100)
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Проектирование цепей источника питания - от простейшего до самого сложного

В статье подробно рассказывается, как спроектировать и построить хорошую схему источника питания рабочего стола, начиная с базовой конструкции и заканчивая достаточно сложным источником питания с расширенными функциями.

Проектирование рабочего места Источник питания незаменим

Будь то новичок в области электроники или опытный инженер, всем требуется этот незаменимый элемент оборудования, называемый блоком питания.

Это связано с тем, что никакая электроника не может работать без питания, а точнее, источника постоянного тока низкого напряжения, а блок питания - это устройство, которое специально предназначено для выполнения этой цели.

Если это оборудование так важно, всем в этой области необходимо изучить все мельчайшие подробности этого важного члена электронного семейства.

Давайте начнем и узнаем, как спроектировать схему источника питания, сначала простейшую, вероятно, для новичков, которые сочтут эту информацию чрезвычайно полезной.
Базовая схема источника питания требует трех основных компонентов для обеспечения желаемых результатов.
Трансформатор, диод и конденсатор.Трансформатор - это устройство с двумя наборами обмоток, одна первичная, а другая вторичная.

Сеть 220 В или 120 В подается на первичную обмотку, которая передается на вторичную обмотку для создания там более низкого наведенного напряжения.

Низкое пониженное напряжение, доступное на вторичной обмотке трансформатора, используется для предполагаемого применения в электронных схемах, однако, прежде чем это вторичное напряжение можно будет использовать, его необходимо сначала выпрямить, то есть напряжение должно быть преобразовано в постоянный ток. первый.

Например, если transfornm

.

Добавьте эту схему защиты от короткого замыкания в свой источник питания

Ниже объясняется довольно дешевая, но достаточно эффективная схема защиты от короткого замыкания, которую можно использовать для защиты схемы источника питания

Введение

Блок питания является незаменимым элементом для любой электронной энтузиастов и инженеров, работающих в соответствующей области. Хотя сегодня все мы используем высокотехнологичные блоки питания со встроенной защитой, есть люди, которые по-прежнему полагаются на обычные типы блоков питания без средств защиты.

Самый большой враг всех блоков питания - это возможное короткое замыкание, которое может произойти на его выходных клеммах из-за случайного подключения или из-за неисправности подключенной нагрузки.

Существуют различные электронные схемы, которые могут использоваться с блоком питания для проверки этой проблемы, однако сами эти схемы иногда сами рискуют выйти из строя из-за ограничений многих электрических параметров.

В этой статье был показан очень инновационный способ решения этой проблемы.Одиночное реле используется для обнаружения, а также отключения выхода при соответствующей неисправности.

Работа схемы

Обращаясь к принципиальной схеме, мы видим, что реле подключено непосредственно к выходу источника питания постоянного тока, однако подключение осуществляется через замыкающие контакты реле. Эти контакты также заканчиваются как выход устройства.

N / O означает нормально разомкнутый, что означает, что контакты изначально разомкнуты, что, в свою очередь, удерживает выход отсоединенным от плюса источника питания.

Теперь при кратковременном нажатии показанной кнопки замыкающие контакты блокируются, позволяя току течь через катушку реле.

Катушка реле срабатывает, замыкая

.

Как работают схемы импульсного источника питания (SMPS)

SMPS - это аббревиатура от слова Switch Mode Power Supply. Название ясно указывает на то, что эта концепция имеет какое-то или полностью отношение к импульсам или переключению используемых устройств. Давайте узнаем, как адаптеры SMPS работают для преобразования сетевого напряжения в более низкое напряжение постоянного тока.

Преимущество топологии SMPS

В адаптерах SMPS идея состоит в том, чтобы переключить входное напряжение сети на первичную обмотку трансформатора, чтобы на вторичной обмотке трансформатора можно было получить более низкое значение постоянного напряжения.

Однако вопрос в том, то же самое можно сделать с обычным трансформатором, так зачем нужна такая сложная конфигурация, когда функционирование может быть просто реализовано через обычные трансформаторы?

Что ж, концепция была разработана именно для того, чтобы исключить использование тяжелых и громоздких трансформаторов с более эффективными версиями схем питания SMPS.

Хотя принцип работы очень похож, результаты сильно различаются.

Наше сетевое напряжение также представляет собой пульсирующее напряжение или переменный ток, который обычно подается в обычный трансформатор для необходимых преобразований, но мы не можем сделать трансформатор меньше по размеру даже при токе всего 500 мА.

Причиной этого является очень низкая частота наших сетевых входов переменного тока.
При 50 Гц или 60 Гц значение чрезвычайно низкое для реализации их на выходах с большим постоянным током с использованием трансформаторов меньшего размера.

Это связано с тем, что при уменьшении частоты потери на вихревые токи на намагниченность трансформатора увеличиваются, что приводит к огромным потерям тока из-за тепла, и, следовательно, весь процесс становится очень неэффективным.

Чтобы компенсировать вышеуказанные потери, используются относительно большие сердечники трансформатора с соответствующей толщиной провода, что делает весь блок тяжелым и c

.

3 простых схемы ИБП постоянного тока для модема / маршрутизатора

В следующей статье мы обсудим 3 полезных схемы источника бесперебойного питания постоянного тока или схемы ИБП постоянного тока для источников бесперебойного питания с низким постоянным током

Первая идея ниже представляет схему ИБП постоянного тока может использоваться для обеспечения резервного питания модемов или маршрутизаторов во время сбоев в электросети, так что широкополосное / WiFi-соединение никогда не прерывается. Идею запросил г-н Галив.

Технические характеристики

Мне нужна такая схема, как
У меня есть два адаптера постоянного тока на 12 В (600 мА и 2 А).
При наличии входной сети с адаптером 600 мА я хочу заряжать аккумулятор (7,5 Ач), а с адаптером 2 А я хочу использовать свой Wi-Fi роутер.
при отключении сети переменного тока аккумулятор будет обеспечивать резервное копирование моего Wi-Fi роутера без перебоев. Как ИБП.
Модем MY рассчитан на 12 В 2,0 А. Вот почему я хочу использовать два адаптера постоянного тока 12 В.

Конструкция

Два адаптера фактически не требуются для предлагаемого применения. Один адаптер, вероятно, тот, который используется для зарядки аккумулятора ноутбука, может также использоваться для зарядки внешнего аккумулятора.

Глядя на данную принципиальную схему ИБП с модемом постоянного тока, мы можем увидеть простую, но интересную конфигурацию, включающую пару диодов D1, D2 и резистор R1.

Обычно зарядное устройство для ноутбука рассчитано на 18 В, поэтому для зарядки аккумулятора на 12 В его необходимо снизить до 14 В. Это легко сделать с помощью транзисторного стабилитрона.

При наличии сети напряжение на катоде D1 больше положительного, чем на D2, что поддерживает обратное смещение D2. Это позволяет проводить только D1, подавая напряжение с адаптера на модем.

D2 выключается, подключенная батарея начинает получать необходимое зарядное напряжение через R1 и начинает заряжаться в процессе.

В случае выхода из строя сети переменного тока D1 отключается и, следовательно, позволяет D2 проводить, позволяя напряжению батареи мгновенно достигать модема, не вызывая перебоев в сети.

R1 должен соответствовать

.

Смотрите также