1. Лабораторний блок живлення - покрокова збірка
2. Крок. 1 Установка елементів, що відповідають за регулювання напруги
3. Крок. 2 Установка конденсаторів фільтра
4. Крок. 3 Підключення силових транзисторів
5. Крок. 4 Балансування транзисторів
6. Крок. 5 Підключення харчування для ОУ і периферії
7. Крок. 6 Установка операційного підсилювача і елементів стабілізації струму
8. Роботи наших читачів

Деяким радіоаматорам необхідно мати в своєму арсеналі лабораторний блок живлення від нуля вольт, іноді це необхідно, а іноді це просто модно. Сьогодні у нас стаття присвячена саме такого блоку. Ми розглянемо докладно покрокову збірку цього ЛБП, а також в процесі складання постараємося коротко розкрити основні принципи роботи її вузлів.

Коли був виготовлений блок 1,3-30 У , Іменного тоді прийшла ідея трохи модернізувати схему і розширити робочу напругу від 0 В. По суті, схема лабораторного блоку живлення доповнилася лише невеликою кількістю елементів.

Як бачимо, нічого нового, та ж LM317 посилена парою потужних транзисторів TIP36C, обмеження і стабілізація струму також організовано на LM301. Але присутній стабілізатор 7905 і додатковий дільник складається з R9 і Р4, який дозволяє формувати негативні 1,2 В. Загалом, читаємо інструкцію по збірці і налаштування блоку.

Лабораторний блок живлення - покрокова збірка

Насамперед необхідно вибрати відповідний потужний трансформатор. Для нашого блоку їм стане ТПП-319. Перед складанням необхідно як слід його навантажити і перевірити, як він тримає навантаження, і який максимальний струм він здатний видати.

Після підготовки і підключення трансформатора, а також діодного моста BR1, необхідно встановити на його вихід конденсатор С1 і приступати до плати.

Плату блоку живлення для самостійного виготовлення можна скачати в кінці статті в форматі lay.

Крок. 1 Установка елементів, що відповідають за регулювання напруги

Встановлюємо запобіжник F1. Резистор R1 тимчасово замінюємо перемичкою. Далі встановлюємо стабілізатор з регульованим вихідним напругою LM317. Також на свої місця встановлюємо R4 і R6 і підключаємо змінний резистор Р3. На платі замість Р4 встановлюємо тимчасову перемичку на мінус блоку.

Зараз ми підключаємо основу блоку - деталі, що відповідають за регулювання напруги. Вихідна напруга на стабілізаторі LM317 залежить від дільника напруги, зібраного на R6 і Р3.

На виході ми отримаємо регульоване стабілізоване напруга від 1,2 В. Максимальний струм, який зараз може пропустити через себе LM317 це 1,5 А. Зараз можна закріпити невеликий радіатор на LM317 і навантажити вихід БП навантаженням. Важливо на даному етапі не перевантажувати БП, вихідний струм не повинен перевищувати 0,5 А тому LM317 буде дуже сильно нагріватися.

Крок. 2 Установка конденсаторів фільтра

Встановлюємо конденсатори С3; С4; С8 - С12. Після установки С9 регулювання напруга стане більш плавною. У вихідні характеристиками на даному етапі блок залишається без змін.

Крок. 3 Підключення силових транзисторів

Знімаємо перемичку, встановлену замість резистора R1. Встановлюємо R1 на своє місце. Підключаємо транзистори Т1-Т2 і балансувальні резистори R7 - R8. Встановлюємо R5. R5 - виконує роль шунта. Надалі LM301 буде відслідковувати падіння напруги на ньому.

При невеликому навантаженні струм буде йти через LM317, а при збільшенні навантаження через падіння напруги на R1 (на 0,6-0,8 В) відкриються транзистори. Транзистори необхідно встановити на хороший радіатор з примусовим охолодженням. На виході буде регулювання напруги від 1,2-30 В, але без обмеження струму. Важливо! Поки не закінчена збірка блоку, не влаштовувати коротке замикання на виході БП.

Крок. 4 Балансування транзисторів

Роботу пари транзисторів необхідно збалансувати, для цього навантажуємо блок. Вихідний струм краще не перевищувати 3 А. Вимірюємо струм, що проходить через транзистор Т1, потім через транзистор Т2. Амперметр черзі підключаємо в колекторний ланцюг кожного з транзисторів. Якщо струм приблизно однаковий, переходимо до кроку №5. Якщо перекіс струму значний, необхідно за допомогою R7 і R8 домогтися максимально близьких значень. Як навантаження краще використовувати ніхромовий дріт або спіраль від Тена.

Як показує практика, якщо пара транзисторів з однієї партії і нова, то скоріше за все струм, що проходить через кожен транзистор, буде однаковим.

Якщо транзистори відмовляються працювати в парі, але працюють в цій схемі нормально окремо - слід зменшити R1 до 10 Ом.

Крок. 5 Підключення харчування для ОУ і периферії

В наступному кроці ми попрацюємо над харчуванням LM301 і периферійних пристроїв. Для живлення вентилятора і цифрового вольтамперметри використовується стабілізатор 7812. Харчування для нього береться з основного моста BR1, а на виході ми вже отримаємо стабілізовану напругу 12 В. Також на виході 7812 встановлюється конденсатор С13. Стабілізатор 7812 бажано встановити на невеликий радіатор.

Для формування негативного харчування LM301 використовується окрема обмотка трансформатора, яка підключається до діодному мосту BR2 і конденсатору С2 (позитивний висновок конденсатора підключається на мінус блоку). Далі напруга надходить на стабілізатор негативної полярності 7905. Важливо врахувати, що напруга на вході стабілізатора має бути близько 7-9 В. На виході 7905 встановлюється конденсатор С14.

Після установки необхідно зробити виміри напруги щодо мінуса БП. Чорний щуп мультиметра підключається на мінус блоку, а червоний на вихід стабілізатора 7905. Показання повинні бути - 5 В (мінус 5 вольт). На виході 7812 має бути 12 В.

Крок. 6 Установка операційного підсилювача і елементів стабілізації струму

Встановлюємо LM301, змінний і підлаштування резистор Р1 і Р2, конденсатор С5; С6; С7, резистори R2; R3, а також діоди D1; D2 і світлодіод LED1. Не забуваємо поставити перемичку на платі йде від Р2.

Пара слів про роботу операційного підсилювача в цьому лабораторному блоці живлення. LM301 в даному блоці працює в режимі компаратора. R5 - виконує роль шунта, LM301 відстежує на ньому падіння напруги.

За допомогою дільника, що складається з резисторів Р1; Р2 і R3, встановлюється на вході інвертується опорна напруга. Якщо напруга на вході інвертується більше, ніж на неінвертуючий на різницю, що не перевищує опорну напругу, на виході LM301 буде напруга дорівнює напрузі харчування LM301 (таке ж, як і на виході БП). Світлодіод не займеться, так як включений зворотною полярністю. Як тільки напруга на вході інвертується перевищить напругу на неінвертуючий, на різницю значення опорного напруги, то на свій вихід ОУ подасть -5V і світлодіод загориться. Напруга негативної полярності проходить через LED1 і D1 потрапляє на керуючий висновок LM317. Висновок частотної корекції LM301, включений через діод D2 на вихід блоку харчування, гасить напруга на виході ОУ до безпечного для світлодіода LED1 рівня.

Таким чином, обертаючи потенціометр Р1, можна змінювати опорна напруга на вході інвертується і відповідно обмежувати струм, що проходить через R5.

На даному етапі про правильну роботу LM301 можна судити, коли Р2 або Р1 буде встановлений в крайньому мінімальному положенні, при цьому загориться світлодіод, а напруга на виході блоку скинеться на нуль. На цьому етапі лабораторний блок живлення готовий на 90%.

Крок. 7 Установка нуля

Для регулювання напруги LM317 він нуля вольт на такому лабораторному блоці живлення, будемо запозичувати ідею, описану виробником LM117. Тут для регулювання від нуля вольт використовується опорна стабілізовану напругу - 1,2 В (мінус 1,2 В).

Як бачимо, в першоджерелі використовується джерело опорного напруги LM113. Його можна замінити сучасним аналогом LMV431, який краще узгоджений з LM317 і має опорна напруга - 1,24 В (мінус 1,24 В). Але, при використанні такого підходу виникне проблема з купівлею LMV431, часто магазини везуть її тільки під замовлення і не в найкоротші терміни.

З урахуванням того, що негативне харчування LM301 в нашому блоці і так стабілізовану за допомогою 7905, то нам досить встановити дільник напруги складається з R9 і Р4. А за допомогою Р4 вже можна домогтися значення - 1,25 В (мінус 1,25 В) на дільнику.

Знімаємо тимчасову перемичку, встановлену замість Р4. Встановлюємо R9 і Р4 на свої місця. Переводимо Р1 і Р2 в середнє положення. Р4 встановлюємо в крайнє положення так, щоб її опір було мінімальним і включаємо блок. За допомогою Р3 ми встановлюємо мінімальна вихідна напруга блоку, воно буде 1,2 В. Далі, збільшуючи опір Р4, добиваємося значення 0 В на виході блоку. Тепер доступний діапазон регулювання напруги становить 0-30 В.

Крок. 8 Установка захисних діодів

Встановлюємо діоди D3 та D4. D3 буде захищати вхід блоку від сплесків напруги зворотної полярності, тому що експлуатація лабораторного блоку буде відбуватися в різних умовах. D4 захищає вихід LM317 від ситуацій, коли напруга на виході LM317 перевищує напругу на її вході.

Крок. 9 Налаштування обмеження максимального струму

• Виставляємо на блоці 12В.
• Р2 встановлюємо на максимум (тобто регулювання струму включена максимальна) - на виході 12 В.
• Р1 - на мінімум (підстроювання максимального струму) тобто вихідний струм буде нуль і напруга впаде до 0 - горить світлодіод.
• Беремо нихромовую спіраль опором 2 Ом. і підключаємо її до виходу.
• За допомогою Р1 починаємо регулювати струм. Коли на виході 5 А, можна зупинитися. В цей час вольтметр показуватиме 10 В.

Тепер за допомогою Р2 буде доступний діапазон струму 0 - 5 А. Це найпростіший метод, який можна рекомендувати для настройки максимального струму такого лабораторного блоку живлення.

Крок. 10 Підключення вольтамперметри

При підключенні вольтамперметри харчування приладу варто брати із стабілізатора 7812. Негативний вихід блоку на вихідну приладову клему підключається вже через вольтамперметр.

Для точної (тонкої) регулювання струму і напруги можна ввести додаткові змінні резистори номіналом близько 5% від основного регулятора. Наприклад, з Р3 можна підключити послідовно змінний резистор на 220 Ом, а з Р2 можна підключити послідовно змінний резистор на 20 кОм і повторно провести настроювання обмеження струму.

Ось таким вийшов лабораторний блок живлення своїми руками. Приносимо величезну подяку Володимиру Сметаніну , Який не побоявся зібрати прототип плати і героїчно подолав усі труднощі складання блоку, щоб надати дійсно цікаві матеріали!

Завдяки Володимиру, лабораторний блок живлення має індивідуальну лицьову панель, створену за допомогою ЧПУ фрезерування.

Як і обіцяли, плату блоку можна скачати тут:

Ну і демонстрація роботи лабораторного блоку живлення:

Надсилайте в коментах фото, який лабораторний блок живлення вийшов у Вас, зібраний по цій схемі, будемо додавати до статті - так стане цікавіше!

Роботи наших читачів

Першим вирішив поділитися своєю виробом Денис Фролов. До цієї збірки взагалі не мав справи з радіоелектронікою. Трансформатор використовується тороидальний. Плата витравлена ​​за допомогою фоторезиста, наклеєна навігація. Денис вирішив трохи ускладнити блок, добавлена ​​настільна зарядка для девайсів.

Наступним надіслав свій фотозвіт Старков Сергій. Радіоелектронікою займався ще з 15ти річного віку. Трансформатор брав на 160 ват з вих. 12,25,36 вольт. Корпус так само як і трансформатор узятий з якогось кіповского обладнання. Вольтамперметр як і у всіх - китайський. Лицьову частину робив в програмі FrontDesigner 3.0, роздрукував на струменевому принтері на фотопапері і покрив лаком. корпус правда ще не встиг пофарбувати.

Прекрасну роботу надіслав нам Роберт Ганеев з Татарстану. Плату Роберт змінив під свій корпус, використовував три транзистора TIP36C, при складанні виникли невеликі труднощі з паралельною роботою трьох транзисторів. Проблему вирішили зменшенням R1 до 10 Ом.