Блоки питания с печатными платами. Схема лабораторного источника питания. Схема блока питания

То без регулируемого БП не обойтись никак. При сборке и отладке какого-либо устройства, собираемого радиолюбителем, всегда возникает вопрос от чего его запитать. Здесь выбор небольшой, либо блок питания, либо элементы питания (батарейки). В свое время для этих целей мной был приобретен китайский адаптер с переключателем напряжения на выходе от 1,5 до 12 вольт, но и он оказался не совсем удобен в радиолюбительской практике. Стал искать схему устройства, в котором можно было бы плавно регулировать напряжение на выходе, и на одном из сайтов нашел следующую схему БП:

Необходимо следить за тем, чтобы источник питания был подходящим для параллельного соединения, поскольку некоторые устройства не будут работать хорошо или могут быть уничтожены, работая таким образом. Сеть резисторов, конденсатор и индуктор подключены, как показано ниже.

Периодическое и случайное отклонение

Измеренное значение формы волны от пика в положительном направлении до пика в отрицательном направлении. Сумма всех пульсаций и шумовых компонентов, измеренных по заданной полосе пропускания, и указано, если не указано иное, в значениях от пика до пика.

Регулируемый блок питания - электрическая схема

Номиналы деталей в схеме:

Т1 Трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 12-14 вольт.
VD1 КЦ405Б
С1 2000 мкФх25 вольт
R1 470 Ом
R2 10 кОм
R3 1 кОм
D1 Д814Д
VT1 КТ315
VT2 КТ817

В своем блоке питания взял некоторые другие детали, а конкретно - заменил транзистор кт817 на кт805 , просто потому что он у меня уже был и к тому же шел сразу с радиатором. У него можно было удобно подпаяться к выводам с тем, чтобы подключить его впоследствии к плате навесным монтажем. Если есть потребность собрать такой блок питания на большую мощность, нужно взять трансформатор также на 12-14 вольт и соответственно диодный мост тоже на большую мощность. В этом случае потребуется увеличить и площадь радиатора. Я взял, как и было указано на схеме, КЦ405Б . Если требуется, чтобы напряжение регулировалось не от 11,5 вольт до нуля, а выше, нужно подобрать стабилитрон на нужное напряжение и транзисторы с более высоким рабочим напряжением. Трансформатор, разумеется, также должен выдавать на вторичной обмотке более высокое напряжение хотя бы на 3-5 вольт. Подбирать детали придется экспериментально. Мною была разведена печатная плата для этого блока питания:

Фильтр, состоящий из двух линейных конденсаторов и последовательной индуктивности в конфигурации π, используемой для ослабления шумов и пульсаций.

Самый положительный из двух выходных проводников источника питания. Напряжение между двумя точками, вызывающее протекание тока в цепи.

Детали блока питания

Компонент с регулируемым сопротивлением.

Симметричные символы для потенциометра. Изолирующий материал для герметизации одного или нескольких элементов схемы. Материал магнитного сердечника, который содержит частицы железа, удерживаемые вместе с связующим с высоким сопротивлением, для уменьшения вихревых токов.


В этом устройстве регулировка напряжения на выходе осуществляется вращением ручки переменного резистора. Сам реостат не стал впаивать в плату, а прикрепил к верхней крышке устройства и подключил к плате навесным монтажем. На плате подключаемые выводы переменного резистора обозначены как R2.1, R2.2, R2.3. Если напряжение регулируется при вращении ручки не слева (минимум) направо (максимум), нужно поменять местами крайние выводы переменного резистора. На плате + и – обозначены плюс и минус выхода. Для точности измерения тестером при установке нужного напряжения нужно добавить резистор на 1 кОм между плюсом и минусом выхода. На схеме он не указан, на моей печатной плате предусмотрен. Для тех, у кого остались запасы старых транзисторов, могу предложить такой вариант регулируемого блока питания:

Также «Явная сила», «Истинная сила».

Строгий тест, который предназначен для применения контролируемых напряженных условий испытаний к собранному источнику питания, гарантируя, что любые дефекты, выявленные и устраненные перед доставкой клиенту. Как правило, цикл питания будет приводить в действие источник питания при повышенной температуре в полную нагрузку, имитируя условия наихудшего случая. Затем питание включается и выключается на обоих уровнях с высоким и низким уровнем. Было показано, что этот тип теста намного эффективнее обнаруживает скрытые дефекты, чем традиционная процедура ожога.




Регулируемый блок питания на старых деталях - схема

В моем блоке питания установлены предохранитель, клавишный выключатель, и индикация включения на неоновой лампе, подключено все это навесным монтажем. Для подачи питания к собираемому устройству удобно пользоваться зажимами "крокодил” с изоляцией. Они подключаются к блоку питания с помощью лабораторных зажимов, в которые также сверху можно воткнуть щупы от тестера. Это удобно когда нужно кратковременно подать питание в схему, а "крокодилами” подключиться некуда, например, при ремонте, коснувшись контактов на плате кончиками щупов. Фото готового устройства на рисунке ниже:

Отношение мощности, доступной от источника питания, к его объему. Устройство, которое подает электрическую энергию на нагрузку. Часто используется для преобразования между опасными напряжениями, доступными от настенных разъемов до напряжений, которые могут использоваться электронным оборудованием.

Схема блока питания

Длина гибкого шнура с накладной пробкой на одном конце. Ведомая катушка в трансформаторе. Изолирующая подложка с проводящими дорожками, соединяющими компоненты. Для некоторых приложений подходит источник питания с несколькими выходами, регулируемый по напряжению и току. Однако бывают случаи, когда вам нужно только одно напряжение питания, и это будет дополнительным преимуществом, если оно будет совместимо с паяльной мачтой.


Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно. Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, остановился на нижеследующей конструкции. Диапазон регулирования напряжения 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте спокойно снимаю более 5-ти Ампер. Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD16х2. Единственным недостатком данной конструкции считаю невозможность трансформации данного источника питания в двуполярный и некорректность показания потребляемого тока нагрузкой в случае объединения полюсов - вместе. В мои цели ставилась задача питать в основном схемы однополярного питания по сему даже двух каналов, как говорится, с головой. Итак, схема узла индикации на МК с его вышеописанными функциями:

Этот проект предоставит всю информацию, необходимую для создания стабильного линейного стабилизатора напряжения в любом из 9 напряжений от 5 до 15 В, что обеспечит достаточный ток для многих небольших цепей. На приведенной ниже фотографии показана голая печатная плата справа и готовая сборка слева. Как вы видите, не используются части для поверхностного монтажа.

Важная техническая информация

Таблица 2 используется для выбора двух частей, перечисленных в таблице 1, но не указанных здесь.

Печатная плата

Эти файлы предназначены только для использования в хобби и не должны использоваться в коммерческих целях. Компоненты хорошо разнесены, а подушки достаточно прочны для пайки.

Измерения силы тока и напряжения I - до 10 А, U - до 30 В, схема имеет два канала, на фото показания напряжения до 78L05 и после, имеется возможность калибровки под имеющиеся шунты в наличии. Несколько прошивок для ATMega8 есть на форуме, проверенны мной не все. В схеме в качестве операционного усилителя использована микросхема МСР602, ее возможная замена - LM2904 или LM358, тогда подключать питание ОУ нужно к 12 вольтам. На плате заменил перемычкой диод по входу стабилизатора и дроссель по питанию, стабилизатор необходимо ставить на радиатор - греется значительно.

Во время электронного обслуживания не думайте, что вы что-то знаете, прежде чем дважды проверите все, и не предполагайте, что производитель знал, что он делает. В противном случае вы можете столкнуться с неожиданностями, которые обычно неприятны, страшны, дороги, болезненны и больше.

Расположение элементов на плате БП

Еще одна вещь, которую следует иметь в виду при работе с цепями, несущими значительные напряжения, и что, хотя случайный электрический разряд не может нанести никакого ущерба, избыток отклика на отрыв может привести к худшему повреждению. Таким образом, во время работы шасси наклонилось, и был короткий по сравнению с радиатором.


Для корректного отображения величин токов необходимо обратить внимание на сечение и длину проводников включенных от шунта к измерительной части. Совет такой - длина минимальная, сечение максимальное. Для самого лабораторного источника питания, была собрана схема:


Нет, ошибка заключалась в том, чтобы не думать, что переключатель не активен, он выключен. Это включает в себя радиатор на первичной стороне, который подключен к входному конденсатору с низкой стороны. Из-за проблемы с соединением мы замыкаемся на землю через выпрямительную стойку моста, подключенную к радиатору и нейтрали. земля работает, иначе это было бы шокирующим «опытом». Недостатком всего этого является то, что это остановило диод внутри выпрямителя моста вместе с предохранителем.

Схема лабораторного блока питания

Если кто-то из вас задается вопросом, почему в электрической установке есть отдельные провода, перемычки и земля, когда они связаны друг с другом в распределительной коробке, когда это объясняется выше, это должен быть ответ, который вы ищете. Земля практически всегда заземлена, когда она присутствует Фаза и нейтраль неправильно подключаются чаще.

Завелась сразу же, регулировка выходного напряжения плавная, так же, как и порог защиты по току. Печать под ЛУТ пришлось подгонять, вот что получилось:

Подключение переменных резисторов:

Расположение элементов на плате БП

Цоколевка некоторых полупроводников

Поскольку мы используем этот источник питания только на 120 В, используется только половина моста. Что касается предохранителя, мы справились с ним с помощью тонкой перемычки. Мы не будем использовать этот источник питания последовательно, пока не решим его проблемы, поэтому мы не будем тратить время, пока у нас не будет удовлетворительного решения.

Благодаря толстой петле между радиатором и шасси мы предотвратили появление возможных будущих коротких замыканий с открытыми блоками. Пришло время видеть, что после проверки печатной схемы, если наши первоначальные подозрения были правильными. Темная область представлена ​​только тенями.


Перечень элементов лабораторного ИП:

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
C1 = 3300 uF/50V
C2, C3 = 47uF/50V
C4 = 100nF polyester
C5 = 200nF polyester
C6 = 100pF ceramic
C7 = 10uF/50V
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
D12 = LED

Другие буквы, похоже, сжигаются крепежным клеем из соседних полиэфирных конденсаторов. С первого взгляда все конденсаторы, которые, по-видимому, подключены к контуру обратной связи и к работе схемы переключения, представляют собой керамические, полиэфирные или другие металлические пленки для «высокой стабильности и надежности», поэтому вероятность отказа конденсатора в этих Низковольтные цепи должны быть маловероятными.

Этот вспомогательный выход имеет конденсатор емкостью 47 мкФ 25 В, что делает его потенциальной аналитической целью. Если что-то пошло не так в этой области, мы бы увидели дым, так что ясно, что ничего не видно. Компоненты, подключенные к остальным контактам, соответствуют функциям обратной связи, компенсации и синхронизации.

Готовые платы выглядят в моём варианте так:


С дисплеем проверял, работает отлично - как вольтметр, так и амперметр, проблема тут в другом, а именно: иногда возникает необходимость в двухполярном напряжении питания, у меня вторичные обмотки трансформатора отдельные, видно из фото стоят два моста, то есть полностью два независимых друг от друга канала. Но вот канал измерения общий и имеет общий минус, посему создать среднюю точку в блоке питания не получится, из-за общего минуса через измерительную часть. Вот и думаю либо делать на каждый канал собственную независимую измерительную часть, или может не так уж часто мне нужен источник с двухполярным питанием и общим нулем... Далее привожу печатную плату, та что пока вытравилась:

Если да, выполните красную строку. Теперь, когда у нас достаточно данных для работы, и зная, в каких областях мы можем работать, мы можем составить список вещей, которые нам нужно рассмотреть, и вещи, которые нам нужно иметь в виду. Для большей части того, что мы хотим наблюдать на первичной стороне, это должно быть довольно хорошо: если мы найдем проблему, это будет довольно очевидно.

В обратных преобразователях с несколькими выходами энергия разряжается в выходы по пути более низкого импеданса, который имеет тенденцию потреблять их достаточно равномерно, пока они не начнут создавать огромные проблемы. Тем не менее, каковы цели? Эти точки представляют наших четырех основных подозреваемых, и мы на 90% уверены, что нам не нужно будет выходить за рамки третьего во время анализа. То же самое касается всего, что связано с основным конвертером цикла обратной связи, поскольку выходы выглядят идеально, когда конвертер может запускаться.


После сборки, первое: выставляем фьюзы именно так:

Собрав один канал, убедился в его работоспособности:



Пока сегодня включен левый канал измерительной части, правая висит в воздухе, посему ток показыват почти максимум. Кулер правого канала ещё не поставил, но суть ясна из левого.

Расположение компонентов является важным шагом в минимизации помех, излучений, то есть для улучшения помехоустойчивости. Каковы основные принципы? Дополнительная информация приведена в следующей статье о дизайне печатных схем. Основной принцип заключается в том, что быстрые логические элементы должны быть расположены ближе к разъему, и аналогичным образом элементы более медленной логики следует размещать дальше. Иногда невозможно удовлетворить все требования.

Наиболее важными правилами правильного размещения компонентов являются

Однако вы всегда должны стремиться к компромиссному решению и придерживаться хотя бы одного принципа как можно более последовательно. Размещение сборочных узлов по порядку от тех, которые имеют наивысшую и минимальную ширину полосы. Подключение к земле очень важно. Существует два правила для указания массы для компонента, приводящего к общему потенциалу.

Благодаря тому, что развязывающие конденсаторы делятся на три группы

Фильтры - служат широкополосным силовым фильтром для всей печатной схемы или ее частей. Локализованные - они служат локальными источниками питания для компонентов и уменьшают импульсные токи, которые в противном случае распространялись бы по всей печатной схеме. Они должны быть расположены близко к вилке данного блокирующего компонента - они используются в качестве источника энергии для одновременной подачи многих емкостных нагрузок.
  • Взаимное физическое разделение конкретных функциональных блоков.
  • Минимизация расстояний для устранения токовых петель.
  • Всегда выбирайте наивысший емкостной конденсатор, когда это возможно.
  • Эти конденсаторы должны иметь отличные частотные характеристики.
При разработке конструкции печатной платы поверхности токовых контуров должны быть сведены к минимуму путем правильной планировки сборных шин и линий электропередач или размещения их клемм, с использованием монтируемых на поверхности сборочных узлов, выбора подузлов с силовыми ножками на противоположных сторонах - развязки на поверхностном конденсаторе непосредственно на штифтах данной ИС, Не используйте вставные разъемы в очень быстрых системах.


Вместо диодов пока что в левом канале (он снизу под платой правого) диодного моста который в ходе экспериментов выкинул, хоть и 10А, поставил мост на 35А на радиатор под кулер.


Провода второго канала вторички трансформатора пока висят в воздухе.

Основные принципы проектирования печатных схем в контексте электромагнитной совместимости приведены ниже. Минимизация токов в электронных схемах - выбор правильных компонентов и схем для входного импеданса и т.д. минимизация частотного спектра - избегание быстрых компонентов, которые не нужны. Они чаще всего используются в устройствах и электронных схемах, работающих с низкими напряжениями - они постоянно стремятся минимизировать размер за счет уменьшения элементов, образующих мозаику. Схемы такого типа характеризуются высокой толщиной медной фольги, достигающей 105 мкм и более.


Итог : напряжение стабилизации прыгает в пределах 0.01 вольт во всем диапазоне напряжений, максимальный ток который смог снять - 9.8 А, хватит с головой, тем более, что рассчитывал получить не больше трёх ампер. Погрешность измерения - в пределах 1%.

Недостаток : данный блок питания не могу трансформировать в двухполярный из-за общего минуса измерительной части, да и поразмыслив решил, что оконечники мне не настраивать, поэтому отказался от схемы полностью независимых каналов. Ещё одним из недостатков, на мой взгляд, данной измерительной схемы считаю то, что если соединить полюса - вместе по выходу мы теряем информативность по току потребления нагрузкой из-за общего корпуса измерительной части. Происходит это в следствии запараллеливания шунтов обоих каналов. А в общем источник питания получился совсем не плохой и скоро будет . Автор конструкции: ГУБЕРНАТОР

Обсудить статью СХЕМА ЛАБОРАТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Похожие статьи

© 2019 evently.ru. Все о канализации и водоснабжении.