Лабораторный блок питания своими руками 1,3-30в 0-5а

Варианты управления: ручное и программное

Только ручное управление характерно для бюджетных серий, очень критичных к цене, например для эконом-серий ITECH IT6700 и Tektronix PWS2000. Но большинство хороших лабораторных блоков питания средней и высокой ценовой категории поддерживают как ручное, так и программное управление.

Обычно, программное управление используют в двух случаях. Первый — это применение готовой компьютерной программы, которая поставляется вместе с прибором. На большом экране компьютера наглядно видно все настройки и параметры прибора, а это очень удобно. Кроме того, блок питания можно установить в производственном помещении, а управлять удалённо, со своего рабочего места. Это может быть полезно, если производственное помещение шумное, холодное или очень тёплое, содержит опасные для человека условия и т.д. При необходимости, даже можно организовать управление прибором через оптоволокно, что исключит любые электрические связи с оператором.

На этом рисунке показан скриншот главного окна программы IT9000, которая управляет работой лабораторного источника питания переменного напряжения и тока серии IT7300. На одном экране размещаются все органы управления, а также подробная индикация текущего состояния прибора.

Главное окно программы удалённого управления прибором серии IT7300.
Нажмите на фотографию для увеличения изображения.

Второй случай, когда применяется программное управление — это включение лабораторных блоков питания в состав автоматизированных измерительных комплексов. Раньше для этой цели чаще всего использовали интерфейс IEEE-488.2 (его ещё называют GPIB, а в ГОСТ он назывался КОП — Канал Общего Пользования). Но в последние годы в системах промышленной автоматизации активно набирают популярность интерфейсы Ethernet (LAN) и USB, а устаревшие интерфейсы RS-232 и RS-485 используются всё реже. Для того, чтобы управлять прибором, придётся создавать собственные программы. Команды управления подробно описываются в руководствах по программированию, которые есть для каждой серии. Пример руководства по программированию для лабораторных блоков питания серии ITECH IT6500 смотрите . На этой фотографии показана задняя панель современного блока питания ITECH IT6412, который стандартно оснащается тремя популярными интерфейсами: IEEE-488.2, Ethernet (LAN) и USB.

Три распространённых интерфейса программного управления приборами: IEEE-488.2, LAN (Ethernet) и USB.

Как устроен ШИМ контроллер

В стабилизированных и регулируемых источниках питания напряжение на выходе поддерживается методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Суть метода в том, что первичная обмотка питается импульсами неизменной амплитуды и частоты. Для регулировки напряжения в зависимости от нагрузки или выбранного уровня изменяется ширина импульса. Трансформированные во вторичную обмотку импульсы затем выпрямляются и усредняются на выходном конденсаторе фильтра. Чем больше ширина импульса, тем выше усредненное напряжение. Если в результате увеличения тока нагрузки напряжение на выходе просело, ШИМ-контроллер сравнивает выходное напряжение с заданным и дает команду увеличить ширину импульсов. Если напряжение увеличилось, ширина импульсов уменьшается. Среднее напряжение также уменьшается.

Принцип регулирования выходного напряжения методом широтно-импульсной модуляции.

Культовой микросхемой для построения импульсных источников считается TL494. На ее примере можно разобрать принцип действия шим контроллера блока питания.

Распиновка TL494.

Назначение выводов микросхемы указано в таблице.

Назначение Обозначение Номер вывода Номер вывода Обозначение Назначение
Прямой вход усилителя ошибки 1 IN1 1 16 IN2 Прямой вход усилителя ошибки 1
Инверсный вход усилителя ошибки 1 ­IN1 2 15 IN2 Инверсный вход усилителя ошибки 1
Выход обратной связи FB 3 14 Vref Выход опорного напряжения
Управление временем задержки DTC 4 13 ОТС Выбор режима работы
Частотозадающий конденсатор C 5 12 VCC Напряжение питания
Частотозадающий резистор R 6 11 С2 Коллектор 2-го транзистора
Общий провод GND 7 10 E1 Эмиттер 1-го транзистора
Коллектор 1-го транзистора C1 8 9 E2 Эмиттер 2 -го транзистора

На выводы 7 и 12 подается напряжение питания +7..40 вольт. На выходе микросхемы установлены два транзистора, которые можно использовать для управления внешними ключами. Коллекторы (выводы 8 и 11) и эмиттеры (10 и 9) выходных транзисторов никуда не подключены. Их можно включать по схеме с открытым коллектором или с открытым эмиттером. Микросхема оптимизирована для управления ключами на биполярных транзисторах, но с использованием немного усложненных схемотехнических решений можно переключать и полевые транзисторы.

Структурная схема TL494.

Частоту генератора задают элементы, подключаемые к выводам 5 и 6. Напряжением на выводе 4 ограничивают ширину выходного импульса. Это необходимо для исключения «перехлеста» открытия транзисторов чтобы избежать ситуации, когда оба ключа оказываются открыты. Через этот вывод также можно организовать мягкий пуск БП. Вывод 13 служит для перевода микросхемы в однотактный режим. Если его подключить к общему проводу, импульсы на выводах обоих ключей станут одинаковыми. На выводе 14 постоянно присутствует образцовое напряжение, равное +5 вольтам. Оно может быть использовано в любых схемотехнических целях.

Выводы 1 и 2 служат прямым и инверсным выводами усилителя ошибки. Если напряжение на выводе 1 превышает напряжение на 2 ноге, то ширина выходных импульсов будет уменьшаться пропорционально разнице на этих выводах. Если напряжение на 2 выводе выше, чем на 1, то на выходе импульсы будут отсутствовать. Также работает второй усилитель ошибки (выводы 16 и 15). Выходы обоих усилителей соединены по схеме ИЛИ и подключены к ноге 3. Первый усилитель обычно используют для регулирования напряжения, второй – для регулирования тока.

Схема ИИП на TL494.

В качестве примера можно рассмотреть схему лабораторного источника на данной микросхеме. Здесь применены практически все технические решения, описанные выше. Регулируемая обратная связь, выполненная на операционных усилителях OP1..OP4, позволяет настраивать уровень выходного напряжения и ограничивать ток. Для создания импульсного напряжения используется полумостовой инвертор на биполярных транзисторах, подключенных к микросхеме посредством драйвера.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

Также при создании ИИП применяются и другие микросхемы-регуляторы ШИМ. Они могут отличаться от TL494 по функционалу и назначению выводов, но в них используются те же принципы. Разобраться в их работе не составит труда.

Работы наших читателей

Ниже будем добавлять работы наших читателей, присылайте в комментах фото своих лабораторных блоков питания собранные по этой схеме, будем добавлять в статью, так станет интересней.

  1. Лабораторный блок питания своими руками прислал Алексей. Это его первая электронная подделка, пока не оформлен в корпус. Трансформатор: ТПП-312. Транзисторы: пара TIP36C. На выходе: ток до 7А.

Лабораторный блок питания собрал своими руками Виктор. Трансформатор: взял с бесперебойника. Транзисторы: пара TIP36C. На выходе: ток до 5А.

Корпус подошел от распределительной коробки, размер лабораторного БП 24х19х9,5 см, вес 4,5 кг. По затратам на все ушло около 900 рублей.

Лабораторный блок питания выдает напряжение 1.3… 25 вольт, максимальное честное напряжение 19,5 при нагрузке 5 ампер, это почти, то напряжение, которое выдает трансформатор до диодного моста и конденсаторов.

Самодельный лабораторный блок питания от Валерия. Трансформатор: ТПП-307: пара TIP36C. На выходе: ток до 3,6А. Из за проблем с трансформатором, выжать больше не получилось.

Еще один лабораторный блок питания от Алексея. Трансформатор: ТПП-312: Силовые транзисторы пара TIP36C. На выходе: ток до 5,5А. Из за небольшой ошибки в трассировке дорожек этот БП занял у Алексея очень много времени и сил.

Свой лабораторный блок питания, который собран по нашей схеме, прислал нам Сергей. Транзисторы: пара TIP36C. Трансформатор: перемотанный трансформатор от UPS. Отдельно хотелось отметить, что такой трансформатор без перемотки не хотел корректно работать в БП. Дополнительно Сергей модифицировал свой блок питания, а именно оснастив его системой автоматической регулировки оборотов вентилятора, снятой со старого компьютерного блока питания. Стоимость блока получилась примерно в 2700 руб.

Этот лабораторный блок питания мы получили от Александра. Во время сборки Александр не однократно сталкивался с различными проблемами, не смог подружить пару транзисторов и не сразу разобрался с питанием LM301. Но благополучно их решил и не стал опускать руки. Транзисторы: пара TIP36C. Трансформатор: ТПП 322. На выходе 30В и 5А.

Такой блок мы получили от Андрея. Выдает 19,5-20 В и 5 А. Порог установлен на 4,5 А. Хотя однако трансформатор может намного больше (32 В; 6 А). Добавлены последовательно к переменным резисторам еще по одному, номиналом 10% от базового. Транзисторы: пара TIP36C. Трансформатор: тороидальный от радиолы.

comments powered by HyperComments

Схемы блоков питания

Напряжение лабораторного БП располагается в интервале от 0 до 35 вольт. Для этой цели подходят схемы, по которым можно собрать следующие БП:

  • однополярный;
  • двуполярный;
  • лабораторный импульсный.

Конструкции подобных устройств обычно собраны либо на обычных трансформаторах напряжения (ТН), либо на импульсных трансформаторах (ИТ).

Внимание! Отличие ИТ от ТН в том, что на обмотки ТН подается синусоидальное переменное напряжение, а на обмотки ИТ приходят однополярные импульсы. Схема включения обоих абсолютно идентична

Импульсный трансформатор

Простой лабораторный

Однополярный БП с возможностью регулировать выходное напряжение можно собрать по схеме, в которую входят:

  • понижающий трансформатор Tr ( 220/12…30 В);
  • диодный мост Dr для выпрямления пониженного переменного напряжения;
  • электролитический конденсатор С1 (4700 мкФ*50В) для сглаживания пульсации переменной составляющей;
  • потенциометр для регулировки выходного напряжения Р1 5 кОм;
  • сопротивления R1, R2, R3 номиналом 1кОм, 5,1 кОм и 10 кОм, соответственно;
  • два транзистора: Т1 КТ815 и Т2 КТ805, которые желательно установить на теплоотводы;
  • для контроля напряжения на выходе устанавливают цифровой вольтамперметр, с интервалом измерений от 1,5 до 30 В.

В коллекторную цепь транзистора Т2 включены: С2 10 мкф * 50 В и диод Д1.

Схема простого БП

К сведению. Диод устанавливают для защиты С2 от переполюсовки при подключении к аккумуляторам для подзарядки. Если такая процедура не предусмотрена, можно заменить его перемычкой. Все диоды должны выдерживать ток не менее 3 А.

Печатная плата простого БП

Двухполярный источник питания

Для питания усилителей низкой частоты (УНЧ), имеющих два “плеча” усиления возникает необходимость в применении двухполярного БП.

Важно! Если монтировать лабораторный БП, стоит остановить внимание именно на аналогичной схеме. Источник питания должен поддерживать любые форматы выдаваемого постоянного напряжения

Двухполярный ИП на транзисторах

Для такой схемы допустимо применять трансформатор с двумя обмотками на 28 В и одной на 12 В. Первые две – для усилителя, третья – для питания охлаждающего вентилятора. Если таковой не окажется, то достаточно двух обмоток равного напряжения.

Для регулировки выходного тока применены наборы резисторов R6-R9, подключаемые с помощью сдвоенного галетного переключателя (5 положений). Резисторы подбирают такой мощности, чтобы они выдерживали ток более 3 А.

Переменный резистор R нужно брать сдвоенный номиналом 4.7 Ом. Так проще осуществлять регулировку по обоим плечам. Стабилитроны VD1 Д814 соединены последовательно для получения 28 В (14+14).

Для диодного моста можно взять диоды подходящей мощности, рассчитанные на ток до 8 А. Допустимо устанавливать диодную сборку типа KBU 808 или аналогичную. Транзисторы КТ818 и КТ819 необходимо установить на радиаторы.

Подбираемые транзисторы должны иметь коэффициент усиления от 90 до 340. БП после сборки не требует специальной наладки.

Лабораторный импульсный бп

Отличительной чертой ИПБ является рабочая частота, которая в сто раз выше частоты сети. Это дает возможность получить большее напряжение при меньшем количестве витков обмотки.

Информация. Чтобы получить 12 В на выходе ИПБ с током 1 А для сетевого трансформатора достаточно 5 витков при сечении провода 0,6-0,7 мм.

Простой полярный ИП можно собрать, используя импульсные трансформаторы от компьютерного БП.

Лабораторный блок питания своими руками можно собрать по схеме приведенной ниже.

Схема импульсного блока питания

Данный источник питания собран на микросхеме TL494.

Важно! Для управления Т3 и Т4 используется схема, в которую входит управляющий Тr2. Это связано с тем, что встроенные ключевые элементы микросхемы не имеют достаточной мощности

Трансформатор Тr1 (управляющий) берут от компьютерного БП, он «раскачивается» при помощи транзисторов Т1 и Т2.

Особенности сборки схемы:

  • для минимизации потерь при выпрямлении используют диоды Шоттки;
  • ESR электролитов в фильтрах на выходе должен быть как можно ниже;
  • дроссель L6 от старых БП применяют без изменения обмоток;
  • дроссель L5 перематывают, намотав на ферритовое кольцо медный провод диаметром 1,5 мм, набрав 50 витков;
  • Т3, Т4 и D15 крепят на радиаторы, предварительно отформатировав выводы;
  • для питания микросхемы, управления током и напряжением применяют отдельную схему на Tr3 BV EI 382 1189.

Вторичная обмотка выдает 12 В, которые выпрямляются и сглаживаются при помощи конденсатора. Микросхема линейного стабилизатора 7805 стабилизирует его до 5 В для питания схемы индикации.

Внимание! Допустимо использовать в этом БП любую схему вольтамперметра. В таком случае микросхема для стабилизации 5 В не понадобится

Запуск и налаживание лабораторного блока питания

  1. Проверить все номиналы компонентов по схеме (и печатной плате) ЛБП.
  2. Смыть все остатки флюса и других вспомогательных веществ.
  3. Подключить трансформатор к клеммам «AC». Лабораторный блок должен быть не нагружен – режим холостого хода.
  4. Ручки переменных резисторов P1 и P2 до упора повернуть по часовой стрелке (на максимум).
  5. К выходу ЛБП подключить вольтметр постоянного тока, выбрав необходимый диапазон измерения.
  6. Включить в сеть трансформатор и по вольтметру убедиться в присутствии напряжения на выходе лабораторного блока питания.
  7. Плавно вращая движок подстроечного резистора P4 установить необходимое максимальное значение. Это будет верхний предел выходного напряжения блока питания. Я установил значение 30В.
  8. Нагрузить ЛБП постоянным резистором или электронной нагрузкой так, чтобы максимально возможный ток нагрузки не превышал 500мА. Я нагрузил ЛБП резистором 60 Ом 5Вт (ставим 60-100Ом) и поместил его в ванночку с водой. Путем вращения движка подстроечного резистора P3 выставить ток 200 мА (предварительно подключить амперметр постоянного тока в разрыв нагрузки). Прогнать ЛБП на этой нагрузке в течение 10-20 минут. Понаблюдать за нагревом. Напряжение при стабилизации тока просядет до нескольких вольт, это нормально.
  9. Снять нагрузку. Кратковременно замкнуть выход лабораторного блока питания перемычкой. Убедившись, что ЛБП держит короткое замыкание (КЗ), при этом, ток нагрузки остается примерно равный ранее выставленному пределу (200 мА).
  10. Замыкаем выход резистором сопротивлением 4-15 Ом и плавно вращая, против часовой стрелки, движок P3 устанавливаем предельно максимальный ток ЛБП. Исходя из малых габаритов своего теплоотвода, я обошелся значением 1А. Если соблюдать все номиналы схемы, то максимум можно выставить 2,5А.
  11. Опять снимаем нагрузку и снова устраиваем режим короткого замыкания, убеждаясь, что лабораторный блок его успешно терпит.

Пункты 8 и 9 рекомендую обязательно выполнять. Если не сработает схема стабилизации тока, и вы замкнете выход или нагрузите ЛБП больше чем положено, то моментально выйдет из строя силовой транзистор.

Печатная плата лабораторного блока питания на транзисторах

Оригинальная статья Elektor Electronics №4 1999

Схема для лабораторного БП

Для переделки ненужного блока питания компьютера в лабораторный источник с регулируемым выходным напряжением хорошо подходят БП стандарта ATX (но можно и AT), выполненные по схеме с ШИМ на микросхеме TL494 или ее аналогах.

Структурная схема блока питания стандарта ATX.

Хотя они все построены по одной структурной схеме и работают по схожему принципу, физически реализованы источники питания могут быть по-разному. Потому первое, с чего надо начать – попытаться найти принципиальную схему от фактически имеющегося блока.

Процедуру переделки можно рассмотреть на примере модели LC-250ATX. Поняв принцип, можно будет работать и с другими подобными блоками.

Изначальная схема блока LC-250ATX.

В основу работы LC-250ATX положен принцип ШИМ, реализованный на стандартной для таких схем микросхеме TL494. Она формирует импульсы, которые усиливаются ключами на транзисторах Q6,Q7, далее через трансформатор T2 ключами на транзисторах Q1, Q2 создаются импульсы на первичной обмотке трансформатора T1. Эти импульсы трансформируются через вторичные обмотки и подаются на выпрямители различных напряжений, из которых для переделки интересен лишь канал +12 вольт.

Схема дежурного напряжения собрана на транзисторе Q3, трансформаторе T3 и интегральном стабилизаторе 7805. Этот участок также понадобится для будущей конструкции. На операционном усилителе LM339 собрана схема формирования сигнала PWR_OK и запуска БП сигналом от материнской платы.

Бюджетные модели

5. Element 1502 DD

Бюджетное китайское устройство, которое применяется не только в лабораториях, но и для домашнего применения — тестирования приборов с нестандартным напряжением. Element 1502 DD считается полноценным одноканальным источником питания, погрешность преобразования потоков может достигать 1/100 доли. Станет отличным вариантом при необходимости качественного оборудования и небольшом бюджете.

Средняя стоимость устройства составляет около 1500 рублей.

Element 1502 DD

Плюсы

  • простота эксплуатации;
  • небольшая стоимость;
  • высокое качество деталей и сборки;
  • отличный вариант для ремонта простой электроники.

Минусы

не особо подходит для работы со сложными приборами.

Лабораторный блок питания Element 1502 DD

4. Korad KA 3005 D (30 В, 5 А)

Главным преимуществом данного устройства является наличие цифрового интерфейса, который способен запомнить ряд важных настроек. Индикаторы позволяют установить параметры с наибольшей точностью. Данный блок питания является популярным среди профессионалов и любителей радиоэлектроники. Его приобретение не составит особого труда, так как купить данный аппарат можно как самостоятельно в России, так и заказав из Китая.

Стоимость при покупке составит около 5000-6000 рублей.

Korad KA 3005 D (30 В, 5 А)

Плюсы

  • повышенная мощность;
  • цифровой интерфейс;
  • точность настроек;
  • надежность;
  • удобство эксплуатации;
  • расширенный функционал.

Минусы

значимые минусы отсутствуют.

Лабораторный блок питания Korad KA 3005 D (30 В, 5 А)

3. PS – 1501 A

Устройство китайского производства, отличающееся наличием индикаторов в виде стрелок, один из которых отвечает за измерение вольтажа (0-15), а другой — ампер (1-3). Работа устройства происходит за счет единственного резистора, который расположен на передней панели устройства. Отсутствие цифрового интерфейса не смущает даже профессионалов, а предельная пульсация достигает 3 мВ. Прибор является одноканальным, обладает повышенной точностью, но имеет достаточно значимую погрешность. Наиболее часто применяется в домашних условиях и у частных мастеров.

Стоимость устройства составляет около 1150 рублей.

PS – 1501 A

Плюсы

  • небольшая стоимость;
  • простота управления;
  • надежность конструкции;
  • точность устройства;
  • большой эксплуатационный срок.

Минусы

достаточно значимая погрешность, из-за которой измерения весьма приблизительны.

Лабораторный блок питания PS – 1501 A

2. LW – K – 3010 D

Мощное лабораторное устройство импульсного типа с увеличенным показателем в 32 В. Характеристики тока соответствуют международному стандарту. Также стоит отметить наличие аналоговой настройки выходов. Устройство, благодаря наличию многооборотного переменника, может быть установлено с точностью до 0,1 В. Установка выходного стабилизационного тока возможна в грубой форме.

Средняя стоимость устройства на рынке товаров составляет около 2800-3000 рублей.

LW – K – 3010 D

Плюсы

  • высокий уровень мощности отдачи;
  • конструкция вертикального типа;
  • компактный формат;
  • приятное сочетание цены и качества;
  • надежность конструкции;
  • продолжительный эксплуатационный срок.

Минусы

значимые недостатки отсутствуют.

Лабораторный блок питания LW – K – 3010 D

1. YA XUN PS – 1502 DD

Устройство высокого качества, несмотря на китайское происхождение. Данный аппарат особо часто применяется в сервисах по ремонту смартфонов, планшетов и других гаджетов. YA XUN PS – 1502 DD является достаточно простым одноканальным инструментом с максимальным диапазоном вольтажа 15 ватт и 1-3 ампера. Пульсационный показатель равен 3 единицам, а за настройку параметров отвечают 4 резистора. Наличие возможности тонкой настройки позволяет особо точно установить даже четырехзначные параметры. Однако, несмотря на название, устройство подходит только для простых и особо распространенных задач.

Приобрести данное устройство можно всего за 1300 рублей.

YA XUN PS – 1502 DD

Плюсы

  • упрощенная рабочая схема;
  • простота управления;
  • низкая стоимость;
  • качество сборки;
  • надежность конструкции;
  • длительный эксплуатационный срок.

Минусы

  • малоизвестный бренд;
  • слабо справляется со сложными задачами.

Лабораторный блок питания YA XUN PS – 1502 DD

Компоненты схемы

В качестве подстроечных резисторов P3 и P4 лучше применить многооборотные компоненты типа «3296W». Причем, номиналы 250кОм и 25кОм я не нашел и вместо них поставил 200кОм и 20кОм.

Резистор R7 должен быть мощностью 0,5Вт. Шунт R4 лучше поставить мощностью 5Вт (греется здорово).

В качестве стабилитрона D2 я установил BZX55C 2V4, а в качестве стабилитрона D3 я установил 1N4740A.

Силовой транзистор 2N3055 можно заменить на более мощный NPN транзистор, например TIP35C, 2SC5200 или другой им подобный, но напрямую в плату их устанавливать нельзя, цоколевка не подходит, необходимо редактировать печатную плату, поэтому устанавливаем на проводах.

Транзисторы BC547/BC557 меняются на BC546/BC556.

Транзисторы дифференциального каскада (T5 и T6) желательно подобрать по коэффициенту передачи тока (h21э).

Виды и особенности блоков питания

Встречаются два типа блоков питания:

  • Импульсный;
  • Линейный.

Блок импульсного типа может рождать помехи, которые буду отражаться на настройке приемников и других передатчиков. Блок питания линейного типа может оказаться неспособным для выдачи необходимой мощности.

Как правильно сделать лабораторный блок питания, от которого можно будет заряжать АКБ, и питать, чувствительны платы схем? Если взять простой блок питания линейного типа на 1,3-30 В, и мощностью тока не более 5 А, то получится хороший стабилизатор напряжения и тока.

Воспользуемся классической схемой для сборки блока питания своими руками. Она сконструирована на стабилизаторах LM317, которые регулируют напряжение в диапазоне 1,3-37В. Их работа совмещена с транзисторами КТ818. Это мощные радиодетали, которые способны пропустить большой ток. Защитную функцию схемы обеспечивают стабилизаторы LM301.

Переделка БП ATX в регулируемый или лабораторный блок питания

А теперь самое время сделать своими руками импульсный лабораторный блок питания из компьютерного блока питания. Доработаем блок питания, ШИМ-контроллер которого собран на специализированной микросхеме TL494 (также известной как μA494, μPC494, M5T494P, KIA494, UTC51494, AZ494AP, KA7500, IR3M02, AZ7500BP, KR1114EU4, MV3759 и тому подобное).

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задайте вопрос Сразу оговоримся — хотя типовые схемы включения этих микросхем одинаковы, все же есть некоторые отличия в зависимости от модели блока питания. Поэтому универсального решения по переделке всех блоков питания не существует.

Например, доработаем блок питания, схема которого представлена ​​ниже. Поняв идею происходящих изменений, не составит труда выбрать алгоритм для изменения любого другого блока.

Разбираем блок питания, вытаскиваем плату. Сразу отпаиваем все ненужные провода силовых цепей, оставляя один желтый, один черный и один зеленый.

Также паяем сглаживающие электролитические конденсаторы на всех линиях электропередачи. На схеме они обозначены как C30, C27, C29, C28, C35. Значительно увеличим (до 25 В на шине +12 В) выходное напряжение, на которое эти конденсаторы не рассчитаны. На место того, что был на шине +12 В, устанавливаем конденсатор такой же или большей емкости на напряжение не менее 35 В. Остальные места оставляем пустыми. Припаиваем зеленый провод в том месте, где должен был быть черный провод, для подачи питания. Теперь вы можете приступить к модификации контроллера.

Давайте посмотрим на назначение контактов микросхемы TL494. Нас интересуют два узла: усилитель ошибки 1 и усилитель ошибки 2. На первом собран регулятор напряжения, на втором — регулятор тока. То есть нас интересует обвязка шпилек 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16.

Мы меняем трубопровод так, чтобы усилитель ошибки 1 отвечал за регулирование выходного напряжения, а усилитель 2 — за регулирование тока. Сначала нарежем крестиками следы, указанные на схеме ниже.

Теперь находим резисторы R17 и R18. Первый имеет сопротивление 2,15 кОм, второй — 27 кОм. Меняем их на номиналы 1,2 кОм и 47 кОм соответственно. Добавьте в схему два переменных резистора, постоянный 10 кОм (обозначен зеленым), клеммы для подключения внешнего потребителя, амперметр и вольтметр. В итоге получаем следующую схему.

Как видно из схемы, резистор 22 кОм позволяет плавно регулировать напряжение в пределах 3-24 В, резистор 330 Ом — ток от 0 до 8 А. Для подключения нагрузки используются Cl1 и CL2. Вольтметр имеет предел измерения 25-30 В, амперметр — 10 А. Приборы могут быть как циферблатами, так и цифровыми шкалами, особенно маленькими — ведь они должны помещаться в корпусе блока питания. Можно начинать тестирование и калибровку.

Все отлично? Включаем питание напрямую в сеть, резисторные моторы выводим в нижнее положение по схеме. Подключаем нагрузку к клеммам КЛ1, Кл2 — 2 лампы дальнего света, соединенные последовательно. Вращаем резистор регулирования напряжения и с помощью встроенного вольтметра убеждаемся, что напряжение плавно меняется от 3 до 24 вольт. На всякий случай подключаем к клеммам контрольный вольтметр, например тестер. Градуируем ручку регулятора напряжения, руководствуясь показаниями приборов.

Возвращаем мотор в нижнее положение по схеме, отключаем питание и параллельно подключаем лампы. Включите питание, установите регулятор тока в среднее положение, а регулятор напряжения на отметку 12 В. Поверните ручку регулятора тока. При этом показания амперметра должны постепенно изменяться от 0 до 8 А, а яркость ламп должна постепенно меняться. Градуируем регулятор тока, руководствуясь показаниями амперметра.

Отключите устройство и соберите его. Наш лабораторный блок питания готов. С его помощью мы можем получить любое напряжение от 3 до 24 вольт и установить ограничение тока через нагрузку в диапазоне 0-10 А.

Схема

Импульсный БП состоит из следующих функциональных блоков:

  • фильтр. Не пропускает помехи из сети и обратно (генерируются самим БП);
  • выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Обычный диодный мост, дает на выходе почти ровное (с низким коэффициентом пульсаций) постоянное напряжение, равное действующему значению переменного селевого напряжения — 311 В;
  • инвертор. Состоит из быстро переключающихся силовых ключевых транзисторов и управляющей ими микросхемы. На выходе дает прямоугольный переменный ток. Процесс преобразования в инверторе называют широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), а микросхему — ШИМ-контроллером. В рабочем режиме реализована обратная связь, потому в зависимости от мощности подключенной к БП загрузки, контроллер регулирует продолжительность открытия транзисторов, то есть ширину импульсов. Также благодаря обратной связи, компенсируются скачки напряжения на входе и броски, обусловленные коммутацией мощных потребителей. Это обеспечивает высокое качество выходного напряжения;
  • импульсный высокочастотный трансформатор. Понижает напряжение до требуемых 12 или 24 В;
  • выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Преобразует высокочастотное переменное напряжение в постоянное.

Дроссель переменного тока

Основной элемент сетевого фильтра — дроссель. Его сопротивление (индуктивное) возрастает с увеличением частоты тока, потому высокочастотные помехи нейтрализуются, а ток частотой 50 Гц проходит свободно. Дроссель работает тем эффективнее, чем больше размеры магнитопровода, толщина проволоки и больше витков. Дополнительно установленные конденсаторы улучшают фильтрацию, закорачивая высокочастотные помехи и отводя их на «землю».

Также емкостные сопротивления не позволяют в/ч помехам, генерируемым БП, поступать в сеть. Высокочастотный трансформатор отличается от обычного материалом магнитопровода: используются ферриты или альсифер. Выпрямитель после трансформатора собирается на диодах Шоттки, отличающихся высоким быстродействием.

Существует два способа генерации высокочастотного переменного тока:

  1. однотактная схема. Применяется в БП небольшой мощности — до 50 Вт (зарядки телефонов, планшетов и т.п.). Конструкция простая, но у нее велика амплитуда напряжения на первичной обмотке трансформатора (защищается резисторами и конденсаторами);
  2. двухтактная схема. Сложнее в устройстве, но выигрывает в экономичности (выше КПД). Двухтактная схема делится на три разновидности:
    1. двухполупериодная. Самый простой вариант;
  3. двухполярная. Отличается от предыдущей присутствием 2-х дополнительных диодов и сглаживающего конденсатора. Реализован обратноходовый принцип работы. Такие схемы широко применяются в усилителях мощности. Важная особенность: продлевается срок службы конденсаторов за счет того, что через них протекают меньшие токи;
  4. прямоходовая. Используется в БП большой мощности (В ПК и т.п. устройствах). Выделяется наличием габаритного дросселя, накапливающего энергию импульсов ШИМ (направляются на него через два диода, обеспечивающих одинаковую полярность).

2-тактные БП отличаются схемой силового каскада, есть три модификации:

  1. полумостовая: чувствительна к перегрузкам, потому требуется сложная защита;
  2. мостовая: более экономична, но сложна в наладке;
  3. пушпульная. Наиболее экономична и потому весьма востребована, особенно в мощных БП. Отличается присутствием среднего вывода у первичной и вторичной обмоток трансформатора. В течение периода работает то одна, то другая полуобмотка, подключаемая соответствующим ключевым транзистором.

Стабилизации выходного напряжения добиваются следующими способами:

  • применением дополнительной обмотки на трансформаторе. Это самый простой способ, но и наименее действенный. Снимаемое с нее напряжение корректирует сигнал на первичной обмотке;
  • применением оптопары. Это более эффективный способ. Основные элементы оптопары — светодиод и фототранзистор. Схема устроена так, что протекающий через светодиод ток пропорционален выходному напряжению. Свечение диода управляет работой фототранзистора, подающего сигналы ШИМ-контроллеру.

Таким образом, в данной методике контролируется непосредственно напряжение на вторичной обмотке, при этом отсутствует гальваническая связь с генератором ключевого каскада.

При подключении последовательно с оптопарой стабилитрона качество стабилизации становится еще выше.

Как включить блок питания (БП) от компьютера без компьютера

Итак, у нас в руках блок питания ATX компьютера. Прежде всего попробуем его включить. Но для этого нужно знать некоторые тонкости работы этого устройства. Предположим, перед нами компьютер. Включаем его в сеть, но внешне ничего не происходит. Это, казалось бы, понятно – машина отключена, а чтобы ее включить, нужно нажать кнопку питания на лицевой панели системного блока.

На самом деле это не совсем так. Как только мы вставили вилку в розетку, в блоке питания заработала небольшая часть схемы, вырабатывающая дежурное напряжение +5 В. Называется эта часть модулем дежурного питания. Напряжение поступает на материнскую плату и питает ее отдельные узлы, один из которых предназначен для включения компьютера.

Для подачи напряжения на этот БП служит механический выключатель

Нажимая кнопку на лицевой панели системного блока, мы тем самым подаем команду материнской плате (точнее, ее узлу включения) запустить блок питания. Узел подает на БП сигнал Power on, и БП, а значит, и сам компьютер включаются.

Поскольку компьютера у нас нет, этот сигнал нам придется подать самостоятельно. Сделать это несложно. Для этого достаточно найти разъем на блоке питания, который питает материнскую плату, и установить перемычку между зеленым и любым из черных проводов. Итак, устанавливаем перемычку, подключаем блок питания к сети, и он сразу же запускается – это слышно даже по шуму вентилятора.