Блок питания лабораторный своими руками: Лабораторный блок питания своими руками

Содержание

Лабораторный блок питания своими руками

Привет!

Сегодня мы попробуем собрать небольшой лабораторный блок питания своими руками. В основе нашего устройства лежит радиоконструктор «M178.1». Он доступен в двух вариантах — как набор для самостоятельной сборки, и как уже собранный вариант. С помощью конструктора и дополнительной обвязки мы и сделаем наш блок питания.

Давно хотели себе один? Сделайте его своими руками!

Кроме самого конструктора нам понадобится радиатор к нему, трансформатор, различные разъемы и кнопочки, индикатор напряжения и тока (вольтметр-амперметр), и, собственно корпус, в который мы всё это ~~зафигач…~~ поместим.

Сам конструктор представляет из себя линейный стабилизатор питания с возможностью ограничения выходного тока и точной регулировкой выходного напряжения. С его помощью можно получить до 30 вольт постоянного напряжения и до 3 ампер выходного тока.

При этом схема предусматривает подключения трансформатора с выходом 24 вольта переменного тока.

Внутри корпуса у нас будет сам конструктор вместе с радиатором и трансформатор, а все элементы управления мы разместим на передней панели.

Чтобы закрепить силовой транзистор на радиаторе, сверлим отверстия сверлом 2.5 мм и нарезаем резьбу метчиком М3 х 0.5. При нарезке резьбы желательно смазать метчик чем-то жирным (смазкой, вазелином, маслом или даже кусочком сала).

Следующий шаг — разметить, где на передней панели будут все элементы управления и разметить под них отверстия. После того, как мы всё вырезали, все детали закрепили на передней панели, прикручиваем транзистор блока питания к радиатору через термопасту и запаиваем всё, что нужно.

Важно помнить, что подложка деталей обычно соединяется с какой-то из ножек, поэтому если на одном радиаторе прикручено несколько деталей, нужно удостовериться, что между ними нет контакта через радиатор.

Два отдельных стабилизатора — это линейные микросхемы-стабилизаторы на 5 В (L7805CV), и на 3.3 В (IRU1015-33CT). Их максимальный выходной ток равен 1.5 А.

Вольтметр-амперметр имеет отдельные контакты для подключения питания, и для измеряемого напряжения. Важно помнить, что контакты амперметра нужно поместить в разрыв цепи, последовательно с проводом, идущим на нагрузку.

После того, как мы проверили работу лабораторника с импульсным блоком питания, поняли — он не работает. Дело в том, что в схеме присутствует цепь, которая, судя по всему, работает от переменного напряжения, поэтому для нее есть обязательным подключение на вход обычного сетевого трансформатора. Когда мы заменили источник питания, все заработало.

Важно упомянуть о питании индикатора. Его максимальное напряжение на входе — 30 В, а в схеме у нас как раз чуть-чуть больше, что не очень хорошо. Поэтому можно взять напряжение со входа блока питания, но пустить его через стабилизатор на 12 В (например, L7812). А у нас в трансформаторе как раз была дополнительная обмотка на 12 В, поэтому дополнительных стабилизаторов ставить не потребовалось.

Итак, на передней панели у нас разместились: регуляторы выходного тока и напряжения, цифровой вольтметр-амперметр, USB-выход со стабильными 5 В, гнезда, чтобы брать с них либо 5 В, либо 3.3 В (переключаются тумблером) через бананы, и разъемы-бананы для подключения к собственно устройству, с ограничением выходного тока и регулируемым напряжением.

Кстати, индикатор имеет на плате подстроечные резисторы для калибровки показаний напряжения и тока. Так что при наличии качественного мультиметра прибор можно откалибровать для более точных показаний.

Получившийся лабораторный бп такие характеристики: выходное напряжение от 0 до 30 В; выходной ток: до 3 А, цифровую индикацию выходного напряжение и силы тока, а также несколько прикольных дополнительных приспособлений — USB-выход, разъем для измерения напряжения непосредственно на нагрузке, выход на 3.3 В. Можно даже одновременно запитать четыре разных устройства — 2 через USB, 1 с выхода 3.3 В, и еще 1 от самого блока питания.

В видео использовались:

Радиоконструктор M178.1
Амперметр-вольтметр цифровой DC 0-100V / 10A
Корпус пластиковый Kradex Z-2A, 147x90x180мм, черный
Микросхема-стабилизатор L7805CV
Микросхема-стабилизатор IRU1015-33CT
Переключатель с подсветкой on-off, красный, 3pin (KCD5-101N-2)
Гнездо акустическое Banana двойное, монтажное, пластиковое

Тумблер SMTS 202 on-on, 6pin
Гнездо акустическое Banana, монтажное, пластиковое, красное
Гнездо акустическое Banana, монтажное, пластиковое, чёрное
Штекер акустический, Banana, под винт, черный
Штекер акустический, Banana, под винт, красный
Термовоздушная паяльная станция Baku 878L

Не пропустите новых видео!

Опубликовано: 2018-12-19 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Поделиться в соцсетях

Лабораторный блок питания своими руками

содержание видео

Рейтинг: 4.0; Голоса: 1Лабораторный блок питания своими руками можно собрать всего из 8 доступных деталей. Такой регулируемый блок питания позволяет получить выходное напряжение от 1, 2 В до 30 В. Схем лабораторного блок питания включает трансформатор, выпрямитель, конденсаторный фильтр, стабилизатор напряжения, выходной фильтр. Также может использоваться светодиодная индикация, но лучше применять вольтметр цифровой или стрелочный. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора можно принять равным 2430 В, а ток 1, 5 А. Основным элементом лабораторного блока питания является интегральный стабилизатор напряжения серии LM317. Он позволяет регулировать выходное напряжение от 1, 2 В до 37 В при токе нагрузки 1, 5 А. Для регулирования отрицательного напряжения применяется стабилизатор напряжения LM337. Чтобы получить двухполярный блок питания комбинируют оба стабилизатора, но при этом трансформатор должен иметь две вторичные обмотки. Рассмотренный лабораторный блок питания закроет потребность более чем в 90 % случаях при питании различных электронных устройств.
Дата: 2020-09-04

Похожие видео

Комментарии и отзывы: 9

ogre
к сожалению эта штука не годится для лабораторного блока питания.

Для того чтобы соответствовал этому гордому названию, ему надо еще как минимум защиту от КЗ. А по хорошему еще и СС режим.
А то что на схеме это просто штатное включение этого интегрального стабилизатора.
и второе. при токе нагрузки в 1 ампер, на конденсаторе в 1000u будут пульсации в 10 вольт. к чему это приводит догадаться не сложно. минимум 10000u надо ставить. тогда будет 1 вольт пульсация. не вводи в заблуждение людей.

SheviTracktor
Если позволите пару вопросов:
1) Зачем нужен в схеме на 2: 34 резистор R3? В даташите на LM317 он есть, но какова его задача в схеме? Перемычка между R3 и минусом тоже смутила, но комментариях нашел что она не нужна. Получается R3 выступает на схеме как часть делителя напряжения?

2) На схеме, представленной на 6: 04 взамен, как уже разобрались, ненужной перемычки возникли электролитические конденсаторы С7 и С8, а про них ничего сказано не было. Каково их назначение?

Sergey
Вопрос касательно отрицательного напряжения, если БП выдает -12 В с током 2 А и +12 В с током 11 А, то после подключения нагрузки с него можно будет снять 24 В 13 А? И могут ли быть какие-то последствия в зависимости от того какая нагрузка подключается (например, если в качестве нагрузки подключать лампочку, электронную схему или же аккумулятор? И если перед нагрузкой установить диодный мост, выпрямит ли он напряжение до 24 В на плюсе и 0 на минусе?

Михаил
Вполне разумная схема. Но предохра-нители я бы все-таки поставил: один по сети и два в фазовые провода. При неисправности обмоток, диодов и т. д. вполне может полыхнуть, напримерх замкнуть первичку и вторичку. Тем более, что иногда приходится использовать детали б/у. Я уже не говорю, что по нормам это положено. Стоят они недорого, а сэкономить могут куда больше.

Сергей
Доброго времени суток. Подскажите -есть транс. из телика тип ТС-170 перемотаный на выход 21V и 30V. Также диоды 10А. Какой нужно подобрать стабилизатор напряжения для изготовления зарядного устройства для аккамулятора 55-65 ампер часов. Просмотрев ваше видео понял что лмки 317 маловато, в трансе железа много, а нагрузка при заряде больше, я правильно думаю.

Евгений
добрый день. сделал дома лабораторный блок питания, регулируемый как на вашей схеме. подключил к нему китайский вольтметр а он не работает. причём напряжение мультиметром измеряется. китайский вольтметр проверил на зарядке от шуруповерта, он рабочий. почему в блоке питания не меряет напряжение?

Евгений
Здравствуйте собрал по вашей однополярной схеме блок питания, но проблема в том, что подают с зарядки для свича переменный ток 13. 8 v а на выходе получается 5. 5v максимальная регуляция, на входе lm317 входит 13v после переменного резистора происходит такая проблема. Прошу вашей помощи.

Зеленая
дружище подскажи почему посадка напряжение 18-до 12 когда ставлю акум шуруповерта трансформатр 12 в доёт собрал по схеми электрик он где-то походу смазал а писать так и не пишет почему просатка

Мощный лабораторный блок питания своими руками

В этом видео буду делать лабораторный блок питания своими
руками.Рассмотрим схему подключения лбп и проведем тесты на что способен данный лабораторный блок питания (лбп).
В этом видео я покажу вам как сделать мощный лабораторный блок питания своими руками из китайских преобразователей. Данный ЛБП вытягивает до 300W по выходной мощности, то есть например 28 Вольт – 12 Ампер. Диапазон регулировки напряжения: 1.2 – 28 Вольта, ток 0 – 12 Ампер. Без активного охлаждения на мощности свыше 200 – 250 Ватт данный ЛБП будет перегреваться, так что нужно использовать вентиляторы. Данный ЛБП состоит из блока питания на 29 Вольт и понижающего преобразователя с настройкой тока и напряжения. Ссылки на компоненты для сборки различных конфигураций лабораторного блока питания своими руками находятся у меня на сайте,Успехов! Рабочее напряжение: DC 5,3 V-32 V Выходное напряжение: DC 1,2 V-32 V Выходной ток: 12А (12а нужен теплоотвод, 8А стабильный в течение длительного времени) Выходная мощность: 160 Вт (160 Вт требуется теплоотвод, 120 Вт для 8а) Диапазон отображения напряжения: 0-32 в Точность отображения напряжения: ±0. 5 В Разрешение дисплея напряжения: 0,05 В Диапазон отображения тока: 0-12 A Точность отображения тока: ±0. 3A Разрешение дисплея напряжения: 0.01A Эффективность преобразования: около 96% Рабочий ток: 25mA Мягкий стартер: Да (сбой при высокой нагрузке) Защита от обратного хода: Да Защита от обратного потока: Да Диапазон рабочей температуры:-20℃ ~ 85℃ Диапазон рабочей влажности: 0%-95% RH Размер без установки корпуса: 80*50*25 мм Размер с оболочкой: 82*52*32 м

Трансформатор мне мотал мой знакомый и обошелся он мне в сущие копейки.Спасибо таким людям которые помогают и что они есть.И так задача была сделать трансик на 220в-21в,так как при подключении к переменке диодного моста с конденсатором напряжение увеличивается на коэффициент 1.4 и что мы имеем при напряжении в 21в умножаем на 1.4 и получаем порядка 30в зависит еще от напряжения в сети 220в чем больше в сети тем больше будет на выходе или обратно.
Размер бублика получился внушительный.

И так что мы получили в итоге на переменке я получил 38ампер при 21вольте,на постоянке на пробовал т.к. диодный мост стоит хоть и на 50 ампер но без охлаждения.
Выжимал с него правда не на камеру при 12вольтах 12ампер и трансик не греется.
Что касается модуля он тоже холодный единственно что забыл замерить температуру дросселя и диодов,но этот косяк устраним в других тестах и отчет выложу на сайте.
Вообщем подведем итог:
Мой лабораторник который у меня сейчас в качестве основного выдавал 19вольт и максимум 5 ампер кратковременно на долгое время до 3х ампер.
Сейчас же получилось 28 вольт и 12 ампер ограниченные модулем,а так трансик потянет и больше и диодный мостик с радиатором тоже.
Для всех мною поставленных задач этого блока должно хватить за глаза.
Т.к. часто приходится возиться с техникой 24в-27в,и мне приходилось подключать свой блок питания последовательно с акб на 12в что б получить заветные 27в теперь же у меня есть 28в и 12а в запасе.хотя по току мне хватало 5 ампер с головой.
Прошу свои мысли по данному блоку питания оставлять в коментариях и обсудим кому что интересно узнать за данный блок питания.

Лабораторные блоки питания своими руками схемы

Главная » Блог » Лабораторные блоки питания своими руками схемы

Лабораторный блок питания — сборка качественного регулируемого устройства

Каждый начинающий радиолюбитель нуждается в лабораторном блоке питания. Чтобы правильно его сделать, нужно подобрать подходящую схему, а с этим обычно возникает много проблем.

Виды и особенности блоков питания

Встречаются два типа блоков питания:

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.

Эта схема разработана достаточно давно, и периодически модернизировалась. На ней появилось несколько диодных мостов, а измерительная головка получила не стандартный метод включения. На замену транзистору MJ4502 пришел менее мощный аналог – КТ818. Так же появились фильтрующие конденсаторы.

Монтаж блока своими руками

При очередной сборке, схема блока получила новую интерпретацию. В конденсаторах выходного типа увеличилась емкость, а для защиты были добавлены несколько диодов.

Транзистор типа КТ818 был в этой схеме неподходящим элементом. Он сильно перегревался, и часто приводил к поломке. Ему нашли замену более выгодным вариантом TIP36C, в схеме он имеет параллельное подключение.

Поэтапная настройка

Изготовленный лабораторный блок питания своими руками нуждается в поэтапном включении. Первоначальный запуск проходит с отключенными LM301 и транзисторами. Далее проверяется функция регулирующая напряжение через регулятор Р3.

Если напряжение регулируется хорошо, тогда в схему включаются транзисторы. Их работа тогда будет хорошей, когда несколько сопротивлений R7,R8 начнут балансировать цепь эмиттера. Нужны такие резисторы, чтобы их сопротивление было на максимально низком уровне. При этом тока должно хватать, иначе в Т1 и Т2 его значения будут различаться.

Этот этап регулировки позволяет подсоединять нагрузку к выходному концу блока питания. Следует стараться избегать короткого замыкания, иначе транзисторы тут же перегорят, а вслед за ними стабилизатор LM317.

Дальнейшим шагом буде монтаж LM301. Сперва, нужно удостовериться, что на операционном усилителе в 4 ножке имеется -6В. Если на ней присутствует +6В, то возможно имеется неправильное подключение диодного моста BR2.

Так же подключение конденсатора С2 может быть неверным. Проведя осмотр и исправив дефекты монтажа, можно на 7 ножку LM301 давать питание. Это допустимо делать с выхода блока питания.

На последних этапах настраивается Р1, так чтобы он мог работать на максимальном рабочем токе БП. Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения отрегулировать не так сложно. В этом деле лучше лишний раз перепроверить монтаж деталей, чем получить КЗ с последующей заменой элементов.

Основные радиоэлементы

Чтобы собрать мощный лабораторный блок питания своими руками, нужно приобрести подходящие компоненты:

Для питания потребуется трансформатор;
Несколько транзисторов;
Стабилизаторы;
Операционный усилитель;
Несколько разновидностей диодов;
Электролитические конденсаторы – не более 50В;
Резисторы разных типов;
Резистор Р1;
Предохранитель.

Номинал каждой радиодетали необходимо сверять со схемой.

Блок в конечном виде

Для транзисторов необходимо подобрать подходящий радиатор, который сможет рассеивать тепло. Более того, внутри монтируется вентилятор, для охлаждения диодного моста. Еще один устанавливается на внешнем радиаторе, который будет обдувать транзисторы.

Для внутренней начинки желательно подобрать качественный корпус, так как вещь получилась серьезной. Все элементы следует хорошо зафиксировать. На фото лабораторного блока питания, можно заметить, что на замену стрелочным вольтметрам пришли цифрового устройства.

Фото лабораторного блока питания

Линейный лабораторный блок питания своими руками

Приветствую, Самоделкины!Если вы ищете схему простого и надежного линейного блока питания, то эта статья именно для вас. Тут вы найдете полную инструкцию по сборке, а также настройке данного блока питания. Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»).Для начала немного предыстории. Совсем недавно автор переделывал свое рабочее место и в качестве третьего блока питания хотел установить именно линейный блок, так как иногда ему приходится собирать схемы, которые не переносят пульсации напряжения. А как нам известно, то у линейного блока на выходе, пульсация напряжения практически полностью отсутствует. До этого момента линейные блоки автора не сильно интересовали, и он как-то особо не вникал в данную тему. Когда же пришла идея по построению такого блока, Роман сразу открыл всеми любимый и широко известный видеохостинг YouTube. В итоге после продолжительных поисков автор для себя смог выделить 2 схемы. Автором первой является AKA KASYAN (автор одноименного YouTube канала), а вторая схема построена на операционниках. Но так как операционники могут работать на напряжении до 32В, то и выходное напряжение соответственно не могло превышать данного предела, а это значит эта схема отпадает.Ладно, можно собрать схему от Касьяна, но и тут нас ждало разочарование. Данная схема боится статики. Это проявлялось взрывом транзисторов если взяться за выходные контакты. Так было несколько раз. И тогда автор решил оставить данную схему в покое. Вы скажете, что в интернете полно схем линейных блоков питания. Да, несомненно это так, но только эти две схемы упомянутые выше, имели нормально разведенные печатки, которое можно было просто скачать. Все остальное, либо без печаток, либо собрано навесным монтажом. А мы (радиолюбители) привыкли к тому, что все подается на блюдечке с голубой каёмочкой.И вот когда все варианты иссякли, автор вспомнил, что года 3 тому назад он уже собирал линейный блок, который, кстати, к тому же отлично работал. Была найдена схема трехлетней давности. Автор решил развести нормальную печатку. Плата получилось довольно компактной. После проведенного тестирования данной схемы, на удивление она отлично проявила себя. При такой простоте автору это так понравилось, что он даже решил сделать kit-набор из данной платы. Для этого необходимо преобразовать печатку в Gerber файл (файл с расширением .gbr, представляющий собой проект печатной платы для последующего изготовления фотошаблонов на различном оборудовании). Затем необходимо отправить платы на изготовление.И вот спустя пару недель после заказа получаем наши долгожданные платы. Вскрыв посылку и рассмотрев платы поближе, можем убедиться, что все очень качественно и красиво получилось.Итак, давайте уже запаяем данную плату и проверим ее в работе. Компонентов для установки не так уж много, паять от силы минут 20, не больше.Закончили с пайкой. Производим первое включение. И тут нас ждет небольшое разочарование. Данная плата не обошлась без косяков. Проявились они в том, что при вращении ручки потенциометра влево идёт увеличение напряжения и тока, а при правом вращении происходит уменьшение.Так произошло потому, что резисторы для данной платы автор вынес на провода (для последующей установки на корпус) и там без проблем можно было поменять направление вращения просто поменяв боковые контакты. Ну ладно, зато все остальное работает как положено. Но все же автор исправил печатку, теперь там при правом вращении потенциометра идёт увеличение напряжения, все как и должно быть. Так что можете смело скачивать и повторять данную конструкцию (архив с данной печатной платой находится в описании под оригинальным видеороликом автора, необходимо пройти по ссылке ИСТОЧНИК в конце статьи).А теперь давайте перейдем к детальному рассмотрению схемы и непосредственно самой платы. Схему вы можете видеть на своих экранах.Данный блок питания оснащен регулятором напряжения и тока, а также системой защиты от короткого замыкания, которая просто необходима в таких блоках. Представьте себе на минуточку, что происходит при коротком замыкании, когда на входе напряжение 36В. Получается, что все напряжение рассеивается на силовом транзисторе, который конечно же такого издевательства вряд ли выдержит.Защиту тут можно настроить. С помощью вот этого подстроечного резистора выставляем любой ток срабатывания.Здесь установлена релюшка защиты на 12В, а входное напряжение может достигать 40В. Поэтому необходимо было получить напряжение 12В. Это можно реализовать с помощью параметрического стабилизатора на транзисторе и стабилитроне. Стабилитрон на 13В, так как идет падение напряжения на переходах коллектор-эмиттер двух транзисторов.Итак, теперь можно приступать к тестам данного линейного блока питания. Подаем напряжение в 40В от лабораторного блока питания. На нагрузку вешаем лампочку рассчитанную на напряжение 36В, мощностью 100Вт.Затем начинаем потихоньку вращать переменный резистор.Как видим регулировка напряжения работает отлично. Теперь давайте попробуем регулировать ток.Как можно наблюдать, при вращении второго резистора ток уменьшается, а это значит, что схема работает в штатном режиме. Так как это линейный блок и все «лишнее» напряжение превращается в тепло, ему нужен радиатор довольно таки больших размеров. Для этих целей отлично зарекомендовали себя радиаторы от процессора компьютера. Такие радиаторы имеют большую площадь рассеивания, а если их еще оснастить вентилятором, то можно в принципе полностью забыть про перегрев транзистора.А теперь о том, как работает защита. Выставляем необходимый ток с помощью подстроечного резистора. При коротком замыкании срабатывает реле. Пара его контактов размыкает выходную цепь и транзистор находится в безопасности.Для возвращения в нормальный режим работы предусмотрена вот такая кнопка на размыкание, при нажатии на которую снимается защита.Ну или же можно просто отключить блок от сети и подать напряжение снова. Таким образом, защита тоже выключится. Также на плате имеются 2 светодиода. Один сигнализирует про работу блока, а второй про срабатывание защиты.Подводя итоги можно сказать, что блок получился очень классным и подойдет как для новичков, так и для уже опытных радиолюбителей. Так что скачивайте архив и собирайте себе такой блок.Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Идея

Описание

8.5

Исполнение

Итоговая оценка: 8.17 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

Facebook

ВКонтакте

Twitter

Google+

ОК

Лабораторный блок питания своими руками

Главная > Советы электрика > Лабораторный блок питания своими руками

Все мастера, занимающиеся ремонтом электронной аппаратуры, знают о важности наличия лабораторного блока питания, с помощью которого можно получать различные значения напряжения и тока для использования при зарядке устройств, питании, тестировании схем и т. д. В продаже имеется много разновидностей таких аппаратов, но опытным радиолюбителям вполне по силам изготовить лабораторный блок питания своими руками. Использовать для этого можно бывшие в употреблении детали и корпуса, дополнив их новыми элементами.

Самостоятельная сборка БП

Простое устройство

Самый простой блок питания состоит всего из нескольких элементов. Начинающим радиолюбителям будет несложно разработать и собрать эти легкие схемы. Главный принцип – создать выпрямительную схему для получения постоянного тока. При этом уровень напряжения на выходе меняться не будет, он зависит от коэффициента трансформации.

Часть схемы простейшего БП без трансформатора

Основные компоненты для схемы простого блока питания:

Понижающий трансформатор;
Выпрямительные диоды. Можно включить их по схеме моста и получить полноволновое выпрямление либо использовать полуволновое устройство с одним диодом;
Конденсатор для сглаживания пульсаций. Выбирается электролитический тип емкостью 470-1000 мкФ;
Проводники для монтажа схемы. Их поперечное сечение определяется величиной нагрузочного тока.

Для конструирования 12-вольтового БП нужен трансформатор, который понижал бы напряжение с 220 до 16 В, так как после выпрямителя напряжение немного уменьшается. Такие трансформаторы можно найти в бывших в употреблении компьютерных блоках питания или приобрести новые. Можно встретить рекомендации о самостоятельной перемотке трансформаторов, но на первых порах лучше обойтись без этого.

Диоды подойдут кремниевые. Для устройств небольших по мощности есть в продаже уже готовые мосты. Важно их правильно подсоединить.

Это основная часть схемы, пока еще не совсем готовая к использованию. Надо поставить дополнительно после диодного моста стабилитрон для получения лучшего выходного сигнала.

Схема БП со стабилитроном

Получившееся устройство является обычным блоком питания без дополнительных функций и способно поддерживать небольшие нагрузочные токи, до 1 А. При этом возрастание тока может повредить компоненты схемы.

Чтобы получить мощный блок питания, достаточно в этой же конструкции установить один или более усилительных каскадов на транзисторных элементах TIP2955.

Важно! Для обеспечения температурного режима схемы на мощных транзисторах необходимо предусмотреть охлаждение: радиаторное или вентиляционное.

Регулируемый блок питания

Блок питания для шуруповерта 12В своими руками

Блоки питания с регулировкой по напряжению помогут решать более сложные задачи. Имеющиеся в продаже устройства различаются по параметрам регулирования, показателям мощности и др. и подбираются с учетом планируемого использования.

Простой регулируемый блок питания собирается по примерной схеме, представленной на рисунке.

Схема регулируемого БП

Первая часть схемы с трансформатором, диодным мостом и сглаживающим конденсатором похожа на схему обычного БП без регулирования. В качестве трансформатора также можно использовать аппарат из старого блока питания, главное, чтобы он соответствовал выбранным параметрам по напряжению. Этот показатель для вторичной обмотки ограничивает регулирующий предел.

Как работает схема:

Выпрямленное напряжение выходит к стабилитрону, который определяет максимальную величину U (можно взять на 15 В). Ограниченные параметры этих деталей по току требуют установки в схему транзисторного усилительного каскада;
Резистор R2 является переменным. Меняя его сопротивление, можно получить разные величины выходного напряжения;
Если регулировать также ток, то второй резистор устанавливается после транзисторного каскада. В данной схеме его нет.

Если требуется другой диапазон регулирования, надо установить трансформатор с соответствующими характеристиками, что потребует также включения другого стабилитрона и т. д. Для транзистора необходимо радиаторное охлаждение.

Измерительные приборы для простейшего регулируемого блока питания подойдут любые: аналоговые и цифровые.

Соорудив регулируемый блок питания своими руками, можно применять его для устройств, рассчитанных на различные значения рабочего и зарядного напряжения.

Двухполярный блок питания

Устройство двуполярного блока питания более сложное. Заниматься его конструированием могут опытные электронщики. В отличие от однополярных, такие БП на выходе обеспечивают напряжение со знаком «плюс» и «минус», что необходимо при питании усилителей.

Схема двухполярного блока питания

Хотя изображенная на рисунке схема является простой, ее исполнение потребует определенных навыков и знаний:

Потребуется трансформатор со вторичной обмоткой, разделенной на две половины;
Одними из главных элементов служат интегральные транзисторные стабилизаторы: КР142ЕН12А – для прямого напряжения; КР142ЕН18А – для обратного;
Для выпрямления напряжения используется диодный мост, можно его собрать на отдельных элементах или применить готовую сборку;
Резисторы с переменным сопротивлением участвуют в регулировании напряжения;
Для транзисторных элементов обязательно монтировать радиаторы охлаждения.

Двухполярный лабораторный блок питания потребует установки также контролирующих приборов. Сборка корпуса производится в зависимости от габаритов устройства.

Защита блока питания

Самый простой метод защиты БП – установка предохранителей с плавкими вставками. Есть предохранители с самостоятельным восстановлением, не требующие замены после перегорания (их ресурс ограничен). Но они не обеспечивают полноценной гарантии. Зачастую происходит повреждение транзистора до перегорания предохранителя. Радиолюбители разработали различные схемы с применением тиристоров и симисторов. Варианты можно найти в сети.

Советы по оформлению корпуса

Как сделать блок питания из энергосберегающих ламп

Для изготовления кожуха устройства каждый мастер использует доступные ему способы. При достаточном везении можно найти готовое вместилище для прибора, но все равно придется менять конструкцию фронтальной стенки, чтобы поместить туда контролирующие приборы и регулирующие ручки.

Самодельный БП

Некоторые идеи для изготовления:

Измерить габариты всех компонентов и вырезать стенки из алюминиевых листов. На фронтальной поверхности нанести разметку и проделать необходимые отверстия;
Скрепить конструкцию уголком;
Нижнее основание БП с мощными трансформаторами должно быть усилено;
Для внешней обработки прогрунтовать поверхность, покрасить и закрепить лаком;
Схемные компоненты надежно изолируются от внешних стенок во избежание появления напряжения на корпусе при пробое. Для этого возможно проклеить стенки изнутри изолирующим материалом: толстым картоном, пластиком и т. д.

Многие устройства, особенно большой мощности, требуют установки охлаждающего вентилятора. Его можно сделать с функционированием в постоянном режиме либо изготовить схему автоматического включения и выключения по достижении заданных параметров.

Схема реализуется установкой термодатчика и микросхемы, обеспечивающей управление. Чтобы охлаждение было эффективным, необходим свободный доступ воздуха. Значит, задняя панель, около которой монтируют кулер и радиаторы, должна иметь отверстия.

Важно! Во время сборки и ремонта электротехнических устройств надо помнить об опасности поражения электрическим током. Конденсаторы, находившиеся под напряжением, разряжать обязательно.

Собрать качественный и надежный лабораторный блок питания своими руками возможно, если использовать исправные компоненты, четко просчитывать их параметры, пользоваться проверенными схемами и необходимыми приборами.

Видео

Лабораторный блок питания своими руками 0-30В 0-5А

Некоторым радиолюбителям необходимо иметь в своем арсенале лабораторный блок питания от нуля вольт, иногда это необходимо, а иногда это просто модно. Сегодня у нас статья посвящена именно такому блоку. Мы рассмотрим подробно пошаговую сборку этого ЛБП, а также в процессе сборки постараемся кратко раскрыть основные принципы работы ее узлов.

Когда был изготовлен блок 1,3-30 В, именного тогда пришла идея немного модернизировать схему и расширить рабочее напряжение от 0 В. По сути, схема лабораторного блока питания дополнилась лишь небольшим количеством элементов.

Как видим, ничего нового, та же LM317 усиленная парой мощных транзисторов TIP36C, ограничение и стабилизация тока также организованно на LM301. Но присутствует стабилизатор 7905 и дополнительный делитель состоящий из R9 и Р4, который позволяет формировать отрицательные 1,2 В. В общем, читаем инструкцию по сборке и настройке блока.

Лабораторный блок питания – пошаговая сборка

Первым делом необходимо выбрать подходящий мощный трансформатор. Для нашего блока им станет ТПП-319. Перед сборкой необходимо как следует его нагрузить и проверить, как он держит нагрузку, и какой максимальный ток он способен выдать.

После подготовки и подключения трансформатора, а также диодного моста BR1, необходимо установить на его выход конденсатор С1 и приступать к плате.

Плату блока питания для самостоятельного изготовления можно скачать в конце статьи в формате lay.

Шаг. 1 Установка элементов, отвечающих за регулировку напряжения

Устанавливаем предохранитель F1. Резистор R1 временно заменяем перемычкой. Далее устанавливаем стабилизатор с регулируемым выходным напряжением LM317. Также на свои места устанавливаем R4 и R6 и подключаем переменный резистор Р3. На плате вместо Р4 устанавливаем временную перемычку на минус блока.

Сейчас мы подключаем основу блока – детали, отвечающие за регулировку напряжения. Выходное напряжение на стабилизаторе LM317 зависит от делителя напряжения, собранного на R6 и Р3.

На выходе мы получим регулируемое стабилизированное напряжение от 1,2 В. Максимальный ток, который сейчас может пропустить через себя LM317 это 1,5 А. Сейчас можно закрепить небольшой радиатор на LM317 и нагрузить выход БП нагрузкой. Важно на данном этапе не перегружать БП, выходной ток не должен превышать 0,5 А т.к. LM317 будет очень сильно нагреваться.

Шаг. 2 Установка конденсаторов фильтра

Устанавливаем конденсаторы С3; С4; С8 – С12. После установки С9 регулировка напряжение станет более плавной. По выходным характеристиками на данном этапе блок остается без изменений.

Шаг. 3 Подключение силовых транзисторов

Снимаем перемычку, установленную вместо резистора R1. Устанавливаем R1 на свое место. Подключаем транзисторы Т1-Т2 и балансировочные резисторы R7 – R8. Устанавливаем R5. R5 – выполняет роль шунта. В дальнейшем LM301 будет отслеживать падение напряжения на нем.

При небольшой нагрузке ток будет идти через LM317, а при увеличении нагрузки из-за падения напряжения на R1 (на 0,6-0,8 В) откроются транзисторы. Транзисторы необходимо установить на хороший радиатор с принудительным охлаждением. На выходе будет регулировка напряжения от 1,2-30 В, но без ограничения тока. Важно! Пока не закончена сборка блока, не устраивать короткое замыкание на выходе БП.

Шаг. 4 Балансировка транзисторов

Работу пары транзисторов необходимо сбалансировать, для этого нагружаем блок. Выходной ток лучше не превышать 3 А. Измеряем ток, проходящий через транзистор Т1, затем через транзистор Т2. Амперметр поочередно подключаем в коллекторную цепь каждого из транзисторов. Если ток примерно одинаковый, переходим к шагу №5. Если перекос тока значительный, необходимо с помощью R7 и R8 добиться максимально близких значений. В качестве нагрузки лучше использовать нихромовую проволоку или спираль от ТЭНа.

Как показывает практика, если пара транзисторов из одной партии и новая, то скорей всего ток, проходящий через каждый транзистор, будет одинаковым.

Если транзисторы отказываются работать в паре, но работают в этой схеме нормально по отдельности – следует уменьшить R1 до 10 Ом.

Шаг. 5 Подключение питания для ОУ и периферии

В следующем шаге мы поработаем над питанием LM301 и периферийных устройств. Для питания вентилятора и цифрового вольтамперметра используется стабилизатор 7812. Питание для него берется с основного моста BR1, а на выходе мы уже получим стабилизированное напряжение 12 В. Также на выходе 7812 устанавливается конденсатор С13. Стабилизатор 7812 желательно установить на небольшой радиатор.

Для формирования отрицательного питания LM301 используется отдельная обмотка трансформатора, которая подключается к диодному мосту BR2 и конденсатору С2 (положительный вывод конденсатора подключается на минус блока). Далее напряжение поступает на стабилизатор отрицательной полярности 7905. Важно учесть, что напряжение на входе стабилизатора должно быть порядка 7-9 В. На выходе 7905 устанавливается конденсатор С14.

После установки необходимо произвести замеры напряжения относительно минуса БП. Черный щуп мультиметра подключается на минус блока, а красный на выход стабилизатора 7905. Показания должны быть – 5 В (минус 5 вольт). На выходе 7812 должно быть 12 В.

Шаг. 6 Установка операционного усилителя и элементов стабилизации тока

Устанавливаем LM301, переменный и подстроечный резистор Р1 и Р2, конденсатор С5;С6;С7, резисторы R2; R3, а также диоды D1; D2 и светодиод LED1. Не забываем поставить перемычку на плате идущую от Р2 .

Пара слов о работе операционного усилителя в этом лабораторном блоке питания. LM301 в данном блоке работает в режиме компаратора. R5 – выполняет роль шунта, LM301 отслеживает на нем падение напряжения.

С помощью делителя, состоящего из резисторов Р1; Р2 и R3, устанавливается на инвертирующем входе опорное напряжение. Если напряжение на инвертирующем входе больше, чем на неинвертирующем на разницу, не превышающую опорное напряжение, на выходе LM301 будет напряжение равное напряжению питания LM301 (такое же, как и на выходе БП). Светодиод не загорится, так как включен обратной полярностью. Как только напряжение на инвертирующем входе превысит напряжение на неинвертирующем, на разницу значения опорного напряжения, то на свой выход ОУ подаст -5V и светодиод загорится. Напряжение отрицательной полярности проходит через LED1 и D1 попадает на управляющий вывод LM317. Вывод частотной коррекции LM301, включенный через диод D2 на выход блока питания, гасит напряжение на выходе ОУ до безопасного для светодиода LED1 уровня.

Таким образом, вращая потенциометр Р1, можно изменять опорное напряжение на инвертирующем входе и соответственно ограничивать ток, проходящий через R5.

На данном этапе о правильной работе LM301 можно судить, когда Р2 или Р1 будет установлен в крайнем минимальном положении, при этом загорится светодиод, а напряжение на выходе блока сбросится на ноль. На этом этапе лабораторный блок питания готов на 90%.

Шаг. 7 Установка нуля

Для регулировки напряжения LM317 он нуля вольт на таком лабораторном блоке питания, будем заимствовать идею, описанную производителем LM117. Тут для регулировки от нуля вольт используется опорное стабилизированное напряжение – 1,2 В (минус 1,2 В).

Как видим, в первоисточнике используется источник опорного напряжения LM113. Его можно заменить современным аналогом LMV431, который лучше согласован с LM317 и имеет опорное напряжение – 1,24 В (минус 1,24 В). Но, при использовании такого подхода возникнет проблема с покупкой LMV431, зачастую магазины везут ее только под заказ и не в самые короткие сроки.

С учетом того, что отрицательное питание LM301 в нашем блоке и так стабилизированное с помощью 7905, то нам достаточно установить делитель напряжения состоящий из R9 и Р4. А с помощью Р4 уже можно добиться значения – 1,25 В (минус 1,25 В) на делителе.

Снимаем временную перемычку, установленную вместо Р4. Устанавливаем R9 и Р4 на свои места. Переводим Р1 и Р2 в средние положения. Р4 устанавливаем в крайнее положение так, что бы его сопротивление было минимальным и включаем блок. С помощью Р3 мы устанавливаем минимальное выходное напряжение блока, оно будет 1,2 В. Далее, увеличивая сопротивление Р4, добиваемся значение 0 В на выходе блока. Теперь доступный диапазон регулировки напряжения составляет 0-30 В.

Шаг. 8 Установка защитных диодов

Устанавливаем диоды D3 и D4. D3 будет защищать вход блока от всплесков напряжений обратной полярности, т.к. эксплуатация лабораторного блока будет происходить в различных условиях. D4 защищает выход LM317 от ситуаций, когда напряжение на выходе LM317 превышает напряжение на ее входе.

Шаг. 9 Настройка ограничения максимального тока

Выставляем на блоке 12В.
Р2 устанавливаем на максимум (т.е. регулировка тока включена максимальная) – на выходе 12 В.
Р1 – на минимум (подстройка максимального тока) т.е. выходной ток будет ноль и напряжение упадет до 0 – горит светодиод.
Берем нихромовую спираль сопротивлением 2 Ом. и подключаем ее к выходу.
С помощью Р1 начинаем регулировать ток. Когда на выходе 5 А, можно остановиться. В это время вольтметр будет показывать 10 В.

Теперь с помощью Р2 будет доступный диапазон тока 0 – 5 А. Это самый простой метод, который можно рекомендовать для настройки максимального тока такого лабораторного блока питания.

Шаг. 10 Подключение вольтамперметра

При подключении вольтамперметра питание прибора стоит брать со стабилизатора 7812. Отрицательный выход блока на выходную приборную клемму подключается уже через вольтамперметр.

Для точной (тонкой) регулировки тока и напряжения можно ввести дополнительные переменные резисторы номиналом около 5% от основного регулятора. Например, с Р3 можно подключить последовательно переменный резистор на 220 Ом, а с Р2 можно подключить последовательно переменный резистор на 20 кОм и повторно произвести настройку ограничения тока.

Вот таким получился лабораторный блок питания своими руками. Приносим огромную благодарность Владимиру Сметанину, который не побоялся собрать прототип платы и героически преодолел все трудности сборки блока, чтобы предоставить действительно интересные материалы!

Благодаря Владимиру, лабораторный блок питания имеет индивидуальную лицевую панель, созданную с помощью ЧПУ фрезеровки.

Как и обещали, плату блока можно скачать тут:

Ну и демонстрация работы лабораторного блока питания:

Присылайте в комментах фото, какой лабораторный блок питания получился у Вас, собранный по этой схеме, будем добавлять в статью – так станет интереснее!

Работы наших читателей

Первым решил поделиться своей поделкой Денис Фролов. До этой сборки вообще не имел дела с радиоэлектроникой. Трансформатор используется тороидальный. Плата вытравлена при помощи фоторезиста, наклеена навигация. Денис решил немного усложнить блок, добавлена настольная зарядка для девайсов.

Следующим прислал свой фотоотчет Старков Сергей. Радиоэлектроникой занимался еще с 15ти летнего возраста. Трансформатор брал на 160 ватт с вых. 12,25,36 вольт. Корпус так же как и трансформатор взят с какого-то киповского оборудования. Вольтамперметр как и у всех – китайский. Лицевую часть делал в программе FrontDesigner 3.0, распечатал на струйном принтере на фотобумаге и покрыл лаком. корпус правда еще не успел покрасить.

Прекрасную работу прислал нам Роберт Ганеев из Татарстана. Плату Роберт изменил под свой корпус, использовал три транзистора TIP36C, при сборке возникли небольшие трудности с параллельной работой трех транзисторов. Проблему решили уменьшением R1 до 10 Ом.

comments powered by HyperComments

Скачать бесплатно STL файл DIY Mini Lab Power Supply • Шаблон для 3D-печати ・ Cults

Творчество: 5,0 / 5 (1 голосголосов)

Оценка участников по пригодности для печати, полезности, уровню детализации и т. Д.

Ваш рейтинг: 0/5 Удалить

Ваш рейтинг: 0/5

1.3k Просмотры
3 нравится
32 загрузки

Описание 3D модели

Информация о файле 3D-принтера

Формат 3D-дизайна : STL Детали папки Закрывать
- Задняя панель.stl
- Bottom_Shell.stl
- Front_Panel.stl
- Potentiometer_Knob.stl
- Top_Shell.stl
Подробнее о форматах
Дата публикации : 14.12.2020 в 16:59

Лицензия

CCBY

Создатель

Бестселлеры категории Разное

Хотели бы вы поддержать культы?

Вам нравятся Культы и вы хотите помочь нам продолжить приключение самостоятельно ? Обратите внимание, что мы небольшая команда из 3 человек , поэтому очень просто поддержать нас, чтобы поддерживали деятельность и создавали будущие разработки .Вот 4 решения, доступные всем:

РЕКЛАМА: Отключите блокировщик баннеров AdBlock и нажимайте на наши рекламные баннеры.
ПРИСОЕДИНЕНИЕ: Делайте покупки в Интернете, нажимая на наши партнерские ссылки здесь Amazon или Aliexpress.
ПОЖЕРТВОВАТЬ: Если хотите, вы можете сделать пожертвование через PayPal здесь.
СЛОВО РОТА: Пригласите своих друзей прийти, откройте для себя платформу и великолепные 3D-файлы, которыми поделились сообщество!

Как сделать простой лабораторный блок питания

На этот раз я покажу вам, как сделать блок питания, который будет стоить менее 10 долларов, если у вас есть старый блок питания от ноутбука или что-то подобное.

Сердце этого устройства — это небольшой модуль ZK-4KX Buck-Boost Convertor, который вы можете приобрести в одном из интернет-магазинов по очень низкой цене. В частности, я купил его на eBay за 8,6 доллара.

Этот удивительный маленький модуль обладает почти всеми функциями, которые есть у дорогих коммерческих источников питания. Я думаю, что самая важная особенность — это настройка постоянного тока, которая наверняка сэкономит вам много электронных компонентов и устройств.Еще одно преимущество состоит в том, что вместо стандартных потенциометров используется поворотный энкодер, который физически намного более долговечен, а также требуемое значение изменяется ступенчато и может быть отрегулировано очень точно. Это понижающий преобразователь DC-DC, что означает, что на входе мы можем подавать любое напряжение в диапазоне от 5 до 30 В, а на выходе мы получаем напряжения от 0,5 до 30 В. В этом конкретном примере я подаю на вход 12 В, а на выходе мы получаем напряжения в диапазоне от 0,5 В до 30 В.Нам нужно иметь в виду, что общая мощность, которая может быть заряжена на выходе, немного ниже (около 20 процентов), чем общая мощность на входе источника питания. Когда я писал этот обзор, я заметил, что проект, очень похожий на этот, представлен на Hackster, поэтому я решил показать вам некоторые функции, которые там не описаны.

Все, что нам нужно для изготовления устройства, это несколько частей:
— Источник питания, который я использую, имеет выходную мощность 12 Вольт 3,3 А или максимальную выходную мощность 40 Вт.Это означает, что на выходе блока питания мы сможем подключить потребителя максимальной мощностью около 34 Вт. Конечно, на входе мы можем использовать более мощный источник, например мощность 90 Вт от ноутбука, а на выходе мы получим вдвое большую мощность. Однако максимальная мощность с дополнительным охлаждением не должна превышать 120 Вт. Подключение очень простое, и все, что нам нужно сделать, это подключить источник питания к V-in, а клеммы — к V-out.

Для начала самое главное — научиться выставлять напряжение на правильное значение, а также как включать и устанавливать режим CC.Одним нажатием кнопки U / I мы вводим настройку напряжения, а затем кнопкой энкодера выбираем шаг изменения. Поворачивая налево и направо, мы меняем значение напряжения. Следующим нажатием кнопки U / I мы переходим в режим постоянного тока, и теперь точно так же, как и с помощью поворотного энкодера, мы можем установить максимально допустимый ток на выходе.

А теперь проведем небольшой эксперимент:
Возьмем белый светодиод повышенной яркости с максимально допустимым напряжением 3.2 вольта, при протекании через него тока до 20 миллиампер. Подключите его к 12В на блоке питания в обычном режиме. Как мы видим, диод будет сильно светиться в течение нескольких миллисекунд, а затем перегорит, потому что через него будет течь очень большой ток. Подключите его к 12В на блоке питания в обычном режиме. Как мы видим, диод будет сильно светиться в течение нескольких миллисекунд, а затем перегорит, потому что через него будет течь очень большой ток. Подключите его к 12В на блоке питания в обычном режиме.Как мы видим, диод будет сильно светиться в течение нескольких миллисекунд, а затем перегорит, потому что через него будет течь очень большой ток. Подключите его к 12В на блоке питания в обычном режиме. Как мы видим, диод будет сильно светиться в течение нескольких миллисекунд, а затем перегорит, потому что через него будет течь очень большой ток. Таким образом мы можем защитить очень дорогие и чувствительные электронные компоненты, особенно с учетом того, что с этим устройством мы часто питаем самодельные и непроверенные устройства.
Например, мы впервые тестируем самодельный аудиоусилитель мощностью 100 Вт с номинальным током в несколько ампер и так называемым тихим током …

Подробнее »

DIY USB Power Delivery лабораторный блок питания

Сегодня я хочу написать о путешествии по разработке и созданию своего собственного настольного блока питания для лабораторной установки USB Power Delivery. Я хочу рассмотреть все этапы, необходимые для воплощения идеи проекта в жизнь.Я должен сказать, что этот проект все еще находится в стадии разработки, и я уже нашел несколько ошибок. Поэтому вам не следует брать мои планы на данный момент, чтобы построить свои собственные.

Проблема

Есть несколько важных инструментов, которые вам понадобятся при работе над электронными проектами. Во-первых, вам понадобится мультиметр. Вы должны уметь точно измерять напряжение и ток. И хотя вы можете заплатить за такой инструмент многие сотни долларов, в этом нет необходимости. На Amazon вы можете найти много мультиметров в диапазоне от 20 до 50 долларов.В них определенно не будет новейших функций или невероятной точности, но они будут работать достаточно хорошо практически для любого хобби-проекта, который вы можете себе представить.

Еще один важный инструмент — паяльник. Я бы порекомендовал вам приобрести утюг с регулируемой температурой и сменными наконечниками.

Мой третий по популярности инструмент — это лабораторный блок питания. Именно на этом я хочу сосредоточиться сегодня. Часто вам нужно иметь возможность добавить мощности в свой проект.

Основные характеристики такого блока питания — это режим постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV).Это означает, что вы можете установить напряжение и ток, и блок питания никогда не превысит установленные значения. Таким образом, вы можете, например, установить 5 В и 3 А для питания raspberry pi или 20 мА и 5 В для измерения прямого напряжения светодиода. А поскольку вы устанавливаете максимальный ток 20 мА, вам даже не понадобится резистор для светодиода.

Мой текущий источник питания

Лабораторный источник питания (PSU), который я использую сейчас, называется QT3005T. Он способен работать с максимальным выходным напряжением 32 В и 5 А.

Мой текущий лабораторный блок питания

Он работает нормально, но в последнее время я обнаружил, что ни ток, ни напряжение не были точными.Пока выходное напряжение ниже установленного и показанного, выходной ток выше установленного.

В большинстве случаев это не имеет значения. Смещения составляют всего несколько сотен мВ и пару мА. И лампочке все равно, подаете ли вы ей 12,0 В или 12,2 В. Но микроконтроллер или датчик 3,3 В могут быть повреждены, если вы запитаете его 3,5 В.

Я попытался повторно откалибровать дисплей, но, к сожалению, это не удалось. Поэтому я решил, что мне нужен новый блок питания. Рассматривая свои варианты, я решил спроектировать собственный лабораторный блок питания DIY USB Power Delivery Lab и взять вас с собой.

Проектные ограничения

Первое, что вам нужно при запуске нового проекта, — это ваши конструктивные ограничения. Здесь вам нужно определиться с основными характеристиками. И хотя вы можете изменить их позже, конечно, вы должны попробовать придерживаться их

Мои конструктивные ограничения

Питание от USB-C PowerDelivery
0–16 В
0A — 3A
CC-режим
CV-режим
показать режим регулирования (CC или CV)
, чтобы показать фактический ток
и показать фактическое напряжение
управляется микроконтроллером

Исследования

Когда вы решили, чего хотите, вы должны найти способ достичь своей цели.В наши дни вы, вероятно, найдете в Интернете кого-нибудь, кто писал бы о подобной проблеме. Список найденных мной ссылок и мои аннотации можно найти на странице журнала для этого проекта.

Топология

Итак, во время поиска в Google я нашел статью от Analog Devices о высокопроизводительном портативном настольном источнике питания постоянного тока. Характеристики звучали отлично (0-24 В и 0-3 А), и это выглядело довольно просто. Поэтому я остановился на этой топологии в качестве общей. Он состоит из импульсного источника питания, питающего линейный стабилизатор с напряжением, немного превышающим выходное напряжение.Это объединяет невероятную эффективность импульсного регулятора с превосходными выходными характеристиками линейного регулятора.

USB PD

С появлением USB 3.0 спецификация USB Power Delivery стала популярной. USB PD может передавать до 100 Вт через кабель USB-C. Вот почему многие современные устройства, такие как ноутбуки, часто можно заряжать через USB. А потенциальных 20В / 5А для моих требований более чем достаточно. Так как же получить 20 В по USB? Конечно, вы можете взять микроконтроллер и самостоятельно реализовать необходимую связь между вашим устройством и зарядным устройством.Но это будет сложная задача, требующая много времени. К счастью, не только я столкнулся с этой проблемой, и многие поставщики решили продавать микросхемы исключительно для связи через USB PD. Я считаю, что TPS65986, FUSB302 и STUSB4500 звучат многообещающе. В конце концов, я остановился на STUSB4500, потому что ему не нужен дополнительный микроконтроллер, он был доступен, и я нашел несколько проектов, использующих эту ИС. Надеюсь, это упрощает отладку.

Интерфейс

На данный момент я не решил, как будет выглядеть интерфейс.Я также не решил, какие возможности мне бы хотелось. Но, как указано в моем конструктивном ограничении, я хочу, чтобы им можно было управлять с помощью микроконтроллера. Этого ограничения было достаточно, чтобы приступить к проектированию энергетической стадии этого проекта. Если это сработает, я сосредоточусь на интерфейсе.

Конструкция блока питания

Золотым стандартом лабораторных источников питания является линейный источник питания. Это из-за выходных характеристик. Поскольку нет импульсного источника питания, у вас есть очень стабильный выход без пульсаций и очень быстрая переходная характеристика.Кроме того, нам не нужна большая выходная емкость. Например, мы ничего не знаем о прямом напряжении светодиода. Затем мы могли бы установить блок питания на 20 мА при 10 В. Это означает, что я хочу иметь ток не более 20 мА при напряжении 10 В или ниже. 10 В мгновенно разрушили бы светодиод, но поскольку мы подаем только 20 мА, светодиод выживет и снизит напряжение до его прямого напряжения 20 мА. Но если бы большой конденсатор был заряжен до 10 В, можно было бы накопить достаточно энергии, чтобы разрушить светодиод с очень высокими токами, даже если у нас установлен предел тока.Вот почему мне нужен линейный регулятор напряжения для управления моим выходом.

Проблема с питанием

Но согласно принципам работы такого регулятора входной и выходной токи одинаковы. И напряжение / мощность, которые нам не нужны, будут преобразованы в тепло. Таким образом, если мы хотим получить на выходе 1 А при 1 В, но иметь входное напряжение 20 В, нам придется сжечь 19 В при 1 А. Это входная мощность 19 Вт при выходной мощности 1 Вт. КПД около 5%. Не очень хорошо. Кроме того, мы должны обеспечить хорошее охлаждение.И мне не нужны большие радиаторы и громкие вентиляторы.

Решение состоит в том, чтобы подавать на линейный регулятор только выходное напряжение плюс бит, необходимый для правильной работы. В конструкции аналоговых устройств было выбрано напряжение Vout + 1.6V. Когда мы теперь повторяем наш расчет, у нас есть выход 1 А при 1 В и вход 1 А при 2,6 В. Это потребляемая мощность 2,6 Вт при выходной мощности 1 Вт. Эффективность 38% в худшем случае. Не идеально, но намного лучше.

Преобразователь BUCK подает питание на линейный регулятор.Коммутируя ток через катушку и сглаживая напряжение с помощью конденсаторов, мы можем понизить напряжение с очень высокой эффективностью до 95%.

Этот КПД должен быть достаточно высоким, чтобы в моей схеме вообще не потребовались радиаторы.

Конструкция аналоговых устройств предназначалась для LT8612 как ИС регулятора BUCK. Но при проверке Digikey, поставщика, которого я использовал для своих запчастей, я увидел, что эта микросхема стоит около 10 евро. Поэтому я решил поискать другой регулятор BUCK. Я остановился на SIC437 от VISHAY.При стоимости 3 евро за чип он намного дешевле, но не менее эффективен для моего приложения. И схема обратной связи, необходимая для установки выходного напряжения, практически идентична.

Текущие возможности

LT3081, линейный стабилизатор, рассчитан только на ток 1,5 А. Это только половина от 3A, указанного в конструктивных ограничениях. Обычно не рекомендуется включать два линейных регулятора параллельно. Потому что, если их напряжения не одинаковы, а они не будут одинаковыми, одному придется работать больше, чем другому, и вам понадобятся большие резисторы для балансировки нагрузки.Это не идеально. Но особенность LT3081 в том, что его можно распараллелить с помощью резистора балансировки нагрузки всего 10 мОм. При необходимости это сопротивление может быть достигнуто даже с помощью дорожки на печатной плате.

Проблема с нулем вольт

Выходное напряжение 0 В. Звучит просто, правда? Что ж, это не так. Большинство регулируемых линейных регуляторов не могут снизить выходное напряжение до 0 В. И хотя прямо в верхней части таблицы LT3081s написано: «Выходной сигнал регулируется до 0 В», мы должны над этим работать.Для достижения такого низкого выходного напряжения минимальный выходной ток должен составлять 4 мА. Для двух линейных регуляторов должен быть постоянный потребляемый ток 8 мА при 0 В. В конструкции аналогового устройства используется отрицательный источник питания 5 В, резистор и транзистор NPN, соединенный своей базой с GND.

Постоянное напряжение

Для установки выходного напряжения LT3081 обычно необходимо подключить установленный вывод через резистор к GND. ИС имеет внутренний источник тока 50 мкА, а напряжение на внешнем резисторе — это напряжение, которое пытается выдать стабилизатор.С помощью потенциометра выходное напряжение может быть установлено на любое значение, которое вы хотите для источника питания. Но управлять резистором в цифровом виде с помощью микроконтроллера не так-то просто. Вы можете подключить мотор к дворнику потенциометра. Но это было бы сложно и сложно с механической точки зрения. Другой вариант — цифровой потенциометр. Но они довольно дорогие, доступны лишь очень немногие номиналы резисторов, и у них плохое разрешение, в основном 8 бит (256 шагов). К счастью, вы можете принудительно установить на установленный вывод напряжение, чтобы установить выход.А создание аналоговых напряжений с помощью микроконтроллера может быть выполнено с помощью ЦАП (цифро-аналогового преобразователя). Его выходной сигнал от 0 В до 5 В затем умножается на коэффициент ~ 4 с OP-Amp, чтобы получить напряжение для установленного контакта между 0 В и ~ 20 В.

Постоянный ток

LT3081 имеет вывод для ограничения тока. Требуемый максимальный ток можно установить, подключив резистор между выходом напряжения и выводом Ilim. Здесь у нас те же проблемы с цифровым управлением резистором.Другая проблема заключается в том, что в таблице данных нет упоминания об управлении током через внешнее напряжение или ток. К счастью, я смог найти ветку на форуме EEVBlog. Здесь они говорили о блоке питания от Frex с форума diyaudio. В его конструкции также использовался LT3081. Уловка состоит в том, чтобы вставить ток между 0 А для максимального выходного тока 0 А и 60 мкА для выхода 1,5 А на каждую микросхему на выводе ILim. Это может быть подтверждено небольшим моделированием с использованием LTSpice (бесплатный имитатор схем от аналоговых устройств.Модель LT3081 уже была включена). Симуляцию также можно найти на странице Github. Насколько надежно это работает в реальной жизни, будет проверено, когда плата будет построена.

Схема и дизайн печатной платы

Схематический дизайн был довольно простым. В основном это было копирование типичного приложения и проверка значений компонентов с помощью формул таблицы. Я рассмотрю точную схему отдельных микросхем в будущем. Единственные части, которые не копируются из таблиц, — это элементы управления для цифрового управления.Они в основном скопированы с дизайна Frexs. Я использовал KiCAD для проектирования схем и печатных плат. Он бесплатный, с открытым исходным кодом и имеет все функции, которые вы можете пожелать для своего хобби-проекта. На YouTube можно найти отличные руководства. Как подсказка, светодиоды и контрольные точки для всех соответствующих задач очень помогают при отладке вашей схемы.

3D-рендеринг готовой печатной платы

Где я нахожусь в

Если честно, на данный момент я мало что могу добавить. Платы заказываются у Aisler, а компоненты поступают в Digikey.Я обновлю этот пост, когда появятся платы, и у меня будет время, чтобы заставить его работать и протестировать.

Принадлежности для скамейки

Продукты Elliott Sound

Настольные источники питания

Настольные источники питания — купить или построить?
Авторские права © Ноябрь 2019 г., Род Эллиотт верхний

Основной индекс Указатель статей

Содержание

Введение

Стендовый комплект — одно из самых полезных испытательных устройств, которое у вас когда-либо будет.Одно дело создать один, предназначенный для тестирования предусилителей и другого низковольтного, слаботочного оборудования, а другое дело — сделать такой, который подходит для тестирования усилителей мощности. На самом деле это настолько сложно сделать правильно, что такие, как покойный Боб Пиз, рекомендовали своим коллегам-инженерам и другим людям даже не пытаться. Его совет заключался в том, чтобы купить его у поставщика с хорошей репутацией и не подвергать себя горю, тратя много часов на его создание, только для того, чтобы он взорвал многие дорогие детали, использованные при его создании. ^[1].

Во многих отношениях трудно не согласиться, и вдвойне, если вы хотите получить напряжение более 20 В на пару ампер. В наши дни проблема усугубляется, потому что, чтобы быть действительно полезным, источник питания должен иметь двойное отслеживание, как с положительным, так и с отрицательным питанием, с выходным напряжением, которое может изменяться от нуля до 25 В или около того. В идеале он должен быть способен выдавать не менее 3 А и иметь ограничение по току, чтобы вы не отключили питание в первый раз, когда выходные выводы закорочены вместе (и это будет !).

По сути, на самом деле нет такой большой разницы между источником питания и усилителем мощности , за исключением того, что усилитель мощности должен обеспечивать и потреблять ток, а источник питания должен только подавать ток на нагрузку. Однако там, где усилитель мощности будет время от времени подвергаться довольно сильному рассеянию, источник питания должен обеспечивать выход, возможно, 3-5 А при коротком замыкании, и не выходить из строя. Это намного сложнее, чем кажется.

Рассмотрим источник питания, который может обеспечить 40 В при 5 А, но настроен на выходное напряжение 1-2 В и ток 5 А.Внутреннее напряжение будет около 50 В, поэтому на транзисторах регулятора почти 50 В, ток 5 А, в результате рассеиваемая мощность составит 250 Вт. Это может продолжаться часами или всего несколько минут, но это не означает, что вам нужно выделить всего несколько минут, потому что однажды вам понадобится 1-2V при 5A в течение часа или более.

Никто не знает точно, что они будут делать с приличным источником питания, пока он у них не будет, и в конечном итоге он будет использоваться для питания усилителей во время тестирования, зарядки аккумуляторов, измерения очень низких сопротивлений или любого другого количества других возможностей.Я знаю это, потому что так поступаю со своим (который я построил много-много лет назад, но он обеспечивает только ± 25 В при токе до 2,5 А). Я потерял счет, сколько раз цепь тепловой перегрузки отключала мою нагрузку, даже с вентилятором для принудительного воздушного охлаждения.

Принято считать, что настольные поставки должны регулироваться, и в этом проблема. Регулирование усложняет ситуацию и может создать проблемы со стабильностью, которые варьируются от просто неприятных до неразрешимых. Никому не нужен источник питания, который колеблется, и никому не нужен источник питания, который убивает тестируемое устройство (или заряжает, измеряет и т. Д.).). На самом деле регулирование (или, по крайней мере, «идеальное» регулирование) не является существенным. В большинстве усилителей мощности не используются стабилизированные источники питания, как и во многих других сильноточных нагрузках. У вас должна быть возможность регулировать напряжение, и оно должно быть достаточно стабильным, но для большинства приложений не требуется обеспечение того, чтобы выходное напряжение изменялось всего на несколько милливольт под нагрузкой. Возможно, вы почувствуете себя лучше, если у источника питания будет идеальная регулировка, но ваши схемы в основном не заботятся.

Ограничение тока — другое дело.В идеале, при первом включении ваш последний проект должен быть защищен на случай неисправности. Как и в случае регулирования напряжения, функция ограничения тока должна быть регулируемой, но для этого редко требуется чрезвычайно точное регулирование тока . Если мы согласимся с тем, что очень точное регулирование напряжения или тока не является существенным, это упростит конструкцию и значительно упростит сборку и работу с минимумом суеты.

Мало кто захочет вечно бездельничать, пытаясь усовершенствовать регулятор, который хочет колебаться, и этот будет тем случаем, если целью является «совершенство».Если это то, что вам действительно нужно, то я должен полностью согласиться с Бобом Пизом — покупайте коммерческие принадлежности у известного производителя. Однако вы, вероятно, получите серьезные деньги, если вам понадобится двойное отслеживание, высокое напряжение (более 30 В) и большой ток (5 А или более).

Обычно полезный источник питания будет иметь два выхода, от 0 до 25 В или около того, с регулируемым ограничением тока. В идеале это позволит вам использовать два выхода последовательно, что позволяет использовать одну переменную питания от 0 до 50 В.Выход 5А полезен, но не важен. Если вы используете его для тестирования аудиооборудования, сделанного своими руками (предусилители, активные кроссоверы, усилители мощности и т. Д.), Вы можете убедиться, что тестируемое устройство (тестируемое устройство) работает должным образом, не имеет коротких замыканий или других серьезных неисправностей, после чего оно может быть уверенно подключенным к предполагаемому источнику питания. Редко бывает, что любая грамотная конструкция выходит из строя с «настоящим» источником питания, если он был протестирован при более низком напряжении, с использованием источника с ограничением тока, который защищает от повреждений в случае возникновения проблемы.

Расширение «базового» источника питания называется SMU (источник-измеритель). Обычно это высокоточные источники питания с микропроцессорным управлением, которые могут подавать ток стока и любой полярности. Большинство подает на нагрузку только ток источника, но SMU также можно использовать в качестве «активной нагрузки», как правило, для источников питания или другого тестируемого оборудования. Их также называют «4-квадрантными» источниками питания, что означает, что они предназначены для подачи или отвода тока любой полярности.К счастью, это не является требованием для базового тестирования и упоминается только в интересах полноты. Я не собираюсь описывать эти материалы в этой статье.

Обратите внимание, что это , а не строительный товар. Хотя на нем показаны схемы, они предназначены в первую очередь для демонстрационных целей, и нет гарантии, что они будут работать должным образом, как показано на рисунке. Хотя они были смоделированы, это только указывает на то, что лежащие в их основе принципы верны, но не означает, что что схема будет работать так, как ожидалось в «реальной жизни».Хотя описанные схемы выглядят так, как будто они будут хорошо работать, это не было подтверждено сборкой и тестированием. их!

Не случайно проектов настольных блоков питания своими руками не так уж и много. Большинство людей довольно быстро осознают, что это очень дорогое мероприятие, и что получение полностью работающего и надежного источника питания, который сделает именно то, что вам нужно, — нетривиальная задача. Схемы, показанные здесь, предназначены для вдохновения и предназначены в основном для того, чтобы дать вам представление о задействованных сложностях — даже для кажущихся простыми схем.

1 Регулятор напряжения

В первых регулируемых источниках питания использовались клапаны (вакуумные лампы) с газоразрядным регулятором в качестве опорного напряжения. Как и ожидалось, они были не очень хороши из-за ограниченного доступного усиления. Ниже показаны несколько основных примеров, при этом версия операционного усилителя является довольно хорошим аналогом современных микросхем 3-контактных стабилизаторов. Все они страдают от проблемы, которая делает их (как правило) непригодными для настольного питания — они не могут снизить выходное напряжение до нуля вольт.

При тестировании того, что только что было построено, важно иметь возможность начинать с очень низкого (предпочтительно нулевого) напряжения и контролировать ток по мере увеличения напряжения. Если вы видите, что ток быстро растет при напряжении питания всего в вольт или около того, вы, , знаете, , что есть проблема. Включение ограничения тока (рассмотрено немного позже) означает, что ток короткого замыкания можно поддерживать на уровне, при котором он вряд ли вызовет повреждение.

Рисунок 1.1 — Базовая топология стабилизатора напряжения

Устройство последовательного прохода — V1 / Q1, а управляющий элемент — V2, Q2 или U1 (клапан, транзистор и операционный усилитель соответственно).Опорным напряжением для схемы клапана является газоразрядная трубка, которая обычно имеет напряжение около 90 вольт (в зависимости от устройства доступны напряжения от 70 до 150 В ^[5]). В схеме транзистора используется стабилитрон, а схема операционного усилителя показана с внешним опорным сигналом. В каждом случае используется обратная связь, а VR1 позволяет установить желаемое значение напряжения. В каждом случае это базовые версии регулятора, и на практике существует множество вариаций.

Обратная связь устроена так, что если выходное напряжение падает (например, из-за подключенной нагрузки), управляющее устройство гарантирует, что элемент последовательного прохода может пропускать дополнительный ток, необходимый для подачи на нагрузку желаемого напряжения. Способность любой из цепей поддерживать желаемое напряжение называется «регулировкой» и выражается в процентах. Например, если при подключении нагрузки напряжение падает на 1%, это является спецификацией для регулятора. Более высокий коэффициент усиления в устройствах управления и последовательного прохода означает лучшее регулирование.

В версии с операционным усилителем есть дополнительный транзистор и резистор. «Rs» — это резистор считывания тока, а Q2 — транзистор регулятора тока . Если ток таков, что напряжение на Rs больше 0,6 В, Q2 включается и «крадет» базовый ток у Q1 (обеспечивается через R1). Это самая основная форма текущего регулирования, и она удивительно хорошо работает на практике. Если Rs составляет 1 Ом, выходной ток ограничивается до 650 мА, если выход закорочен (или если нагрузка пытается потреблять более 600 мА).Несмотря на то, что эта схема является базовой, она использовалась в бесчисленных конструкциях дискретных регуляторов на протяжении многих лет.

Как и ожидалось, версия операционного усилителя будет иметь гораздо лучшее регулирование, чем две другие, потому что она имеет чрезвычайно высокое усиление. Большинство современных 3-контактных ИС регуляторов используют аналогичную (но оптимизированную) топологию, а опорное напряжение, как правило, представляет собой схему с «запрещенной зоной» с очень высокой стабильностью. Для регулирования предусмотрены два значения — «линия» и «нагрузка». Линейное регулирование — это мера того, насколько изменяется выход при изменении входного напряжения, а регулирование нагрузки — это мера изменения выходного напряжения при изменении тока нагрузки.Если вы посмотрите на лист данных любого 3-контактного регулятора, эта информация предоставляется, но не всегда в процентах — иногда она отображается как ΔV (изменение напряжения), обычно в милливольтах. Большинство из них лучше 1% (линия и нагрузка).

В любой схеме регулятора напряжения необходимо учитывать множество факторов. Одна из самых сложных задач — это стабильность, чтобы гарантировать, что схема имеет быстрое время реакции, но без колебаний. Использование операционного усилителя, управляющего усилителем тока (обычно эмиттерным повторителем), обычно будет стабильным, но если в контуре обратной связи используются какие-либо дополнительные схемы усиления, он почти наверняка будет колебаться.Это означает, что необходимо добавить дополнительные компоненты (обычно конденсаторы малой емкости), и их оптимальное расположение обычно не сразу видно. Примеры можно увидеть на Рисунке 6.1 (одинарный источник питания, операционный усилитель с выходом эмиттерного повторителя) и Рисунке 7.1 (двойное питание), где за операционным усилителем следует каскад усиления. Учитывая, что большинство «обычных» операционных усилителей ограничено напряжением питания менее 36 В, это ограничивает доступное выходное напряжение, когда каскад усиления не включен.

В некоторых отношениях источник питания мало чем отличается от звукового усилителя мощности.Единственное реальное отличие состоит в том, что усилители могут генерировать и поглощать (поглощать) ток, тогда как блок питания должен только подавать ток на нагрузку. Действительно, схема стабилизатора с отличными характеристиками может быть построена с использованием обычных строительных блоков усилителя мощности. Однако не ожидается, что усилители мощности будут управлять емкостными нагрузками, а регуляторы напряжения должны быть способны управлять любой нагрузкой, будь то емкостная, резистивная или индуктивная. Конечно, источник питания также должен защищать себя от повреждений (закороченные выходы или нагрузки с очень низким импедансом), и он должен иметь возможность передавать свой номинальный ток на на любую нагрузку при при любом напряжении .Рассеивание на последовательном транзисторе может быть чрезмерным, но питание должно продолжаться. По сравнению с блоками питания усилители мощности просты!

2 подхода для скамейки

Один из способов сделать очень надежный источник питания — использовать источник питания на основе мощного трансформатора и регулировать напряжение с помощью вариатора (см. Рисунок 4.1). Это не регулируется, но это самый простой способ создать источник питания высокой мощности, который можно использовать практически с любым усилителем (или другими проектами, включая источники питания ).Нет защиты от перегрузки по току (кроме предохранителей), но у меня есть пара источников питания, которые используют именно эту конфигурацию. Когда мне нужно много напряжения и тока, эти источники неоценимы. Однако сначала необходимо убедиться, что тестируемый блок не имеет врожденных неисправностей. В идеале это требует ограничения тока. Хотя «предохранительные» резисторы можно использовать последовательно с положительными и отрицательными источниками питания для начальных испытаний, это доставляет неудобства.

Большинство (почти все) из моих первоначальных тестов проводились с использованием источника питания с двойным отслеживанием от нуля до ± 25 В, 2 А, который я спроектировал и построил около 35 лет назад (на момент написания, и он все еще работает).Он имеет ограничение по току примерно до 100 мА и вентилятор для радиатора, а также функцию отключения при перегреве. Они необходимы, потому что действительно используется для «странных» приложений, и да, выход (ы) были закорочены много раз — обычно случайно, но иногда из-за неисправности в тестируемом элементе. Такая простая вещь, как небольшой припойный мостик, может обернуться гибелью для источника питания, который не может защитить себя.

Проблема рассеяния кратко обсуждалась выше, и это ахиллесова пята (так сказать) всех сильноточных линейных источников питания.Ответ (конечно) заключается в использовании конструкции с переключаемым режимом, но это так далеко выходит за рамки обычного DIY, что не заслуживает рассмотрения. Каждая проблема, с которой сталкивается линейный регулятор, сводится к мощности n ^th для импульсного источника питания. Те, которые вы можете купить, претерпели значительные изменения, и в них используются специализированные детали, которые не подходят для самостоятельной работы. Если вы не умеете проектировать и строить трансформаторы с переключаемым режимом, то об этом вообще не может быть и речи.

Если у вас есть линейный источник питания, который может обеспечить (скажем) 50 В при 5 А, в лучшем случае рассеивание при полном токе с закороченным (или низким напряжением) выходом составляет 250 Вт, но на самом деле это может быть намного больше.Если вы думаете, что это довольно просто (в конце концов, существуют транзисторы с мощностью рассеивания 250 Вт), подумайте еще раз. SOA (безопасная рабочая зона) и тепловые ограничения вступают в действие очень быстро, и транзистор с (например) 56 В на нем может быть рассчитан только на 3 А или около того, исходя из температуры корпуса 25 ° C. В конечном итоге вам нужно будет предоставить достаточно транзисторов, чтобы иметь возможность обрабатывать , по крайней мере, на , вдвое больше рассеиваемой мощности, а желательно больше. Я предлагаю использовать как минимум 5 или более 125 Вт транзисторов, и хотя это звучит как перебор, в большинстве случаев достаточно — есть некоторый запас, но не очень много! Более низкое напряжение снижает напряжение, и из многолетнего опыта я знаю, что для большинства испытаний обычно достаточно ± 25 В.

При более высоких напряжениях, если вы использовали 5-кратный TIP35C (NPN, 125 Вт при 25 ° C), каждый из них может пропускать 1 А с 50 В через транзистор (50 Вт), , но только при 25 ° C. При повышенных температурах он снижается, снижаясь на 2 Вт / ° C выше 25 °. При температуре корпуса 75 ° C полное рассеивание ограничивается всего 25 Вт на каждый транзистор. Это исключает их соперничество с помощью простой схемы, поскольку рассеивание будет превышать максимально допустимое при нагревании радиатора. Конечно, вы можете использовать гораздо более прочные транзисторы, но они будут соразмерно дороже.TIP35C (125 Вт) стоит около 3,00 австралийских долларов по сравнению с более чем 5,00 австралийских долларов для MJL3281 (200 Вт) и более 6,00 австралийских долларов для MJL21194 (200 Вт).

Все доступные устройства имеют одни и те же ограничения — SOA и температура всегда означают, что вы можете получить гораздо меньше энергии от любого транзистора, чем вы ожидаете. Принудительное воздушное охлаждение является обязательным, если у вас нет доступа к бесконечному радиатору, что, по моему опыту, трудно найти. Даже использование изолирующих шайб может стать непрактичным, потому что дополнительное тепловое сопротивление означает, что транзисторы необходимо еще больше снизить.Это, в свою очередь, означает «живой» радиатор, находящийся на полном питающем напряжении. Если он соприкоснется с заземленным корпусом, результатом будет очень громкий взрыв ! Как вы теперь должны знать, есть так много вещей, которые могут пойти не так, что совет покупать коммерческие расходные материалы действительно начинает выглядеть очень разумным.

Тогда (конечно) есть трансформатор. После этого идет сильноточный мостовой выпрямитель, за которым следуют конденсаторы фильтра. Все они должны быть очень прочными, с трансформатором на 500 ВА, мостом на 35 А и емкостью не менее 10 000 мкФ.Одно только оборудование (трансформатор, мостовые выпрямители, крышки фильтров, радиаторы и силовые транзисторы), вероятно, будет стоить не менее 200 австралийских долларов или больше. У вас по-прежнему нет корпуса / корпуса, кастрюль, ручек и вспомогательных деталей, включая разъемы питания и постоянного тока, измерители и т. Д. Помните, что для двойного источника питания (единственного, который действительно полезен), все удвоено . Вы получите как минимум австралийских долларов только за базовые вещи и ближе к 600 австралийским долларам к тому времени, когда все будет включено. Если это не убедило вас в том, что коммерческая поставка стоит того, тогда ничего не получится.

Если вы посмотрите на крупного поставщика (такого как RS Components, Element14 и т. Д.), Вы найдете двойные источники питания, которые могут работать от 0 до ± 30 В при 5 А или от 0 до 60 В, если два выхода соединены последовательно. Они могут не принадлежать к той же лиге, что и Tektronix, Keysight или другие производители «лабораторного» оборудования, но их стоимость будет меньше, чем стоимость основных деталей, если бы вы попытались создать свое собственное. Хотя максимальное напряжение ниже идеального, я знаю по многолетнему опыту, что до ± 30 В вполне достаточно для базового тестирования, и все усилители мощности, показанные в разделе проектов, были протестированы с моим источником ± 25 В перед подключением к моему монстру. Источник переменного тока с регулируемым напряжением (который может обеспечивать напряжение до ± 70 В при напряжении около 10 А или более).

Настольные расходные материалы 2.1 ‘Digital’

Многие настоящие лабораторные расходные материалы используют цифровой (с клавиатуры) ввод основных параметров. Для общего пользования это абсолютная боль в заднице! В большинстве случаев лучше использовать обычные ручки и кастрюли, потому что эффект сразу же. Для лабораторных принадлежностей обычно используется поворотный энкодер для управления током или напряжением, но вы должны сначала выбрать функцию, и может потребоваться несколько полных оборотов, чтобы охватить весь диапазон.

Если в вашей тестовой цепи что-то начинает нагреваться, последнее, что вам нужно, это нажать несколько кнопок или десять раз повернуть ручку, чтобы снизить напряжение. При использовании стандартного потенциометра один поворот против часовой стрелки, и напряжение возвращается к нулю. Вы никогда не узнаете, насколько неприятен ввод с клавиатуры, пока вам не понадобится что-то быстро изменить. В идеале должна быть кнопка «ZERO» для выключения выхода, но я не видел цифрового источника питания, в котором она была бы. Быстрое считывание тока на цифровом дисплее просто невозможно, если он не имеет функции усреднения (которая будет скрыта на три уровня ниже в меню — где-то).

Всю свою жизнь я использовал настольные расходные материалы, поэтому могу с уверенностью сказать, что «обычные» горшки более чем подходят для обычных целей тестирования. Чрезвычайная точность редко бывает необходимой для большинства испытаний, и если по какой-то причине вам или понадобится очень точное напряжение или ток, достаточно легко построить отдельный регулятор. В большинстве случаев он вам не понадобится, и если напряжение питания составляет вольт или около того, этого почти всегда достаточно. Очевидно, вам нужно быть осторожным, если вам нужно 3.3 В или 5 В для логических схем, но они часто имеют свой собственный регулятор и вполне нормально работают с 7-12 В.

Цифровые дисплеи и элементы управления также могут давать ложное ощущение безопасности, потому что мы склонны верить счетчикам, потому что они отображают напряжение и ток с точностью до пары десятичных знаков. Однако, если они не откалиброваны должным образом (с помощью известного и откалиброванного точного измерителя), они могут легко сказать вам, что напряжение составляет 5 В, когда на самом деле оно 5,5 или 4,5 В. Поскольку все цифровые системы в конечном итоге полагаются на ЦАП и АЦП (цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи), им требуется точное опорное напряжение.Если по какой-то причине это пойдет не так, все показания бессмысленны.

По этой причине я не рассматриваю здесь цифровые системы управления. Управление напряжением и током остается в аналоговой области — это аналоговые функции, и нет необходимости в дополнительном усложнении. Совершенно очевидно, что по крайней мере некоторые из представленных идей могут быть адаптированы для цифрового управления, но я не показываю никаких примеров.

3 Датчик тока

Здесь все становится труднее.Есть два варианта: определение «высокой стороны» и «нижней стороны». «Сторона высокого напряжения» означает мониторинг тока на положительном и отрицательном выходах и усложняется тем фактом, что это напряжение не только переменное, но и при напряжении, которое обычно несовместимо с операционными усилителями. Вы не можете ожидать, что операционный усилитель будет иметь входное напряжение 30 В или более, поскольку это обычно максимальное рабочее напряжение. Это нетривиальная проблема, и обычно лучше контролировать ток до последовательного транзистора (ов), чтобы напряжение не сильно менялось.Однако это усугубляет проблему напряжения, потому что нерегулируемое питание обычно составляет около 35 В или более, что значительно превышает диапазон для любого недорогого операционного усилителя.

На рис. 1.1 показан простой ограничитель тока «высокого напряжения» (версия «Opamp»), но он не так прост, как кажется. Трудно сделать его переменным, не используя нереально большой чувствительный резистор и допуская, что вы потеряете значительное выходное напряжение на резисторе, который также будет очень горячим. Переключаемая схема показана на рисунке 7.1, и хотя это, безусловно, работает, оно не особенно точно и не является самым практичным.

Датчик

«Низкая сторона» решает эту проблему, но его можно использовать только для одного источника питания. Совместное использование цепи датчика низкого напряжения между положительным и отрицательным источниками питания не сработает, потому что большая часть тока питания проходит между выходами + ve и -ve, часто с небольшим потоком в общем соединении. Это может быть сделано с , но это далеко не идеально, особенно если для установки напряжения будет использоваться один горшок (источник питания с двойным отслеживанием).В схеме на рис. 6.1 используется измерение на стороне низкого напряжения, и она по-прежнему будет работать при обеих полярностях двойного источника питания, потому что выходы имеют общую точку после всего регулирования.

Существуют специализированные ИС, позволяющие обойти проблему определения тока на стороне высокого напряжения. Ниже показаны три «демонстрационных» схемы измерения тока на стороне высокого напряжения. Однако все они показаны только с положительным запасом. Первые два могут использоваться в отрицательном источнике питания (при условии дополнительной конструкции, такой как рисунок 7.1), а вот версия IC — нет. Похоже, что для этой конкретной проблемы нет решения.

Рисунок 3.1 — Цепь измерения тока на стороне высокого давления

Токовое зеркало (Q1 и Q2) используется для измерения тока через измерительный резистор (R1, 100 мОм), а выходной сигнал смещается по уровню цепью резисторов. Выход контролируется операционным усилителем U1, который настроен как дифференциальный усилитель. VR1 включен, чтобы можно было установить нулевую точку (т. Е. Нулевое выходное напряжение с нулевым током через R1).Операционный усилитель намеренно настроен на немного большее усиление, чем необходимо, а выход масштабируется с помощью VR2. Как показано, схема обеспечивает выходное напряжение 1 В / А, поэтому при токе 2 А на выходе будет 2 В. Показанная схема подходит для тока до 5 А, а для более высоких токов необходимо увеличить значение R2 и R3.

Хотя эта схема обладает высокой точностью, она также очень чувствительна к колебаниям температуры между Q1 и Q2. В идеале это была бы «суперсоответствующая пара» в одном корпусе, но их бывает трудно найти, и, хотя они и недорогие, большинство из них сейчас доступно только в SMD-корпусе.Естественно, что аналогичное устройство можно использовать и без зеркала , но чувствительность снижается и максимально допустимое напряжение также ниже. Токовое зеркало легко справляется с входным напряжением 50 В, но простая дифференциальная схема операционного усилителя ограничена примерно 40 В. Более высокое напряжение возможно за счет увеличения значений R2 и R3, но это еще больше снижает чувствительность.

Если вы использовали схему дифференциального усилителя, выходное напряжение варьировалось от нуля до 250 мВ для тока от нуля до 2.5А. Измерение тока ниже 100 мА (выход 10 мВ) затруднено. Конечно, вы можете увеличить номинал резистора считывания, но за счет рассеиваемой мощности. При 2,5 А резистор 100 мОм рассеивает 625 мВт, но чтобы получить такую же чувствительность от дифференциального усилителя, вам понадобится резистор 1 Ом, который упадет на 2,5 В и рассеивает 6,25 Вт. Это явно довольно серьезный компромисс. Также существует постоянная проблема смещения постоянного тока операционного усилителя, которую также необходимо решить, если вам нужно установить низкий ток (все, что ниже 100 мА, является проблемой).

Если вам интересно, как использовать источник питания -1,2 В для операционных усилителей, это гарантирует, что они могут достичь нуля вольт на выходе. LM358 может (якобы) добиться почти нулевой мощности, но на самом деле этого не происходит. Небольшое отрицательное напряжение позволяет легко достичь нуля. Большинство других операционных усилителей не допускают такого небольшого отрицательного напряжения, и для правильной работы потребуется около -5 В. При использовании источника питания 30 В, как показано на рисунке, для этого потребуется намного больше рекомендованного рабочего напряжения.

Во всех случаях необходимо, чтобы входное напряжение оставалось в пределах указанного диапазона для любого операционного усилителя, используемого в этой роли. При напряжении питания 30 В входы всегда должны быть на как минимум на 4 В выше минимального напряжения питания и на 4 В ниже максимального. По возможности входное напряжение должно быть близко к 15 В (при условии питания 30 В).

Простое решение, которое может быть применено к простому (один операционный усилитель) датчику верхнего плеча, состоит в использовании переключаемых резисторов вместо одного фиксированного значения.Например, 100 мОм подходит для более высоких токов, и вы можете переключиться на резистор 1 Ом, чтобы обеспечить точную настройку для более низких токов (например, менее 1 А). Это добавляет еще один переключатель, но также упрощает конструкцию, и смещение постоянного тока операционного усилителя представляет собой гораздо меньшую проблему, когда вам нужен низкий предел тока.

Существует несколько специализированных ИС для измерения тока на стороне высокого напряжения, одна из которых показана на рис. 3.1. К ним относятся LT6100, INA282 и несколько других, но они доступны только в SMD-корпусах, что делает их довольно неудобными для приложений DIY, где нет печатной платы.Они очень точны и позволяют напряжению линии питания, контролируемой по току, быть намного выше, чем напряжение питания ИС. Как и большинство микросхем SMD, они часто доступны только в упаковках по пять или более штук, и они не совсем недорогие. Если вам нужен двойной источник питания (например, ± 25 В), не существует отрицательной версии этих шунтирующих усилителей тока, и это создает дополнительную сложность. INA282 может (по-видимому) обнаруживать отрицательное напряжение, но оно не может превышать -14 В. Коэффициент усиления составляет 50 В / В, поэтому можно использовать шунтирующий резистор гораздо меньшего размера (0.Показано 02Ω). Это означает, что выходное напряжение изменяется на 1 В / А, поэтому для выхода 2,5 А выходное напряжение будет 2,5 В. Поскольку это активная цепь, она вносит фазовый сдвиг, который может сделать регулятор тока нестабильным. Это не было проверено.

В технических описаниях микросхем считывания тока также содержится полезная информация о правильном подключении к резистору считывания тока. Вы должны убедиться, что в цепь датчика включена эффективная ноль печатная плата, Veroboard или жесткая проводка.Измерительные провода должны выходить непосредственно из токового шунта, избегая любой другой проводки. Это известно как соединение «Кельвина», которое гарантирует, что сопротивление дорожки или проводки не включено последовательно с резистором считывания тока.

Рисунок 3.2 — Цепь измерения тока на стороне низкого давления

Измерение нижней стороны — гораздо более простой вариант, но в некоторых обстоятельствах его нельзя использовать. Например, вы не можете использовать измерение на стороне низкого напряжения в схеме, показанной на Рисунке 7.1, потому что общим является , буквально , общее как для положительного, так и для отрицательного источника питания.В сбалансированной схеме или если вы потребляете ток только между двумя выходами, ничего не будет регистрироваться независимо от потребляемого тока. Этот метод используется в схеме на рис. 6.1, и здесь это не проблема, потому что каждый источник питания является отдельным объектом до тех пор, пока они не будут соединены последовательным / параллельным переключением.

Я не показал ни одного из вариантов, которые можно использовать. Например, если вы используете чувствительный резистор с очень низким сопротивлением, небольшое напряжение на нем можно усилить с помощью операционного усилителя, чтобы получить большее напряжение.100 мВ / А, как показано, подходит для нагрузок до 5 А или около того, но при большем токе потери становятся слишком высокими. Например, даже при 5 А резистор 0,1 Ом рассеивает 2,5 Вт, и вы теряете 0,5 В. При более высоких токах это быстро выходит из-под контроля. При токе 7 А резистор рассеивает почти 5 Вт, и он нагреется до , градусов тепла. Эти предостережения, конечно же, относятся и к высокочастотному зондированию, поскольку физика идентична.

Токочувствительный резистор (высокого или низкого уровня) должен быть внутри контура обратной связи регулятора напряжения, иначе он не сможет компенсировать падение напряжения на измерительном резисторе.На самом деле это обычно не имеет значения, потому что очень немногие схемы, которые вы будете тестировать, позаботятся о том, чтобы напряжение немного проседало под нагрузкой. Для усилителя, который использует обычный источник питания (нерегулируемый), фактическое напряжение будет изменяться намного больше, чем в случае настольного источника питания, даже если резистор измерения тока находится вне контура обратной связи.

4 Альтернативный стенд

Если у вас есть детали, необходимые для создания надежного источника питания усилителя мощности, то с добавлением Variac (см. «Трансформаторы — Variac», если вы не знаете, что это такое) вы можете создать «чудовищный» источник питания, который будет подходят для тестирования высокой мощности практически с любой нагрузкой.Вы не получаете ни регулирования, ни ограничения тока (даже защиты от короткого замыкания), но с правильными деталями это грозный образец испытательного оборудования.

У меня есть пара, одна из которых действительно считается монстром. Схема показана ниже, и это буквально то, что я использую для тестов высокой мощности. Любое подключенное к нему оборудование уже проверено на работоспособность, и это важно, потому что оно может уничтожить практически все, что угодно, если представится такая возможность. Это чрезвычайно полезный комплект, и все проектные усилители, опубликованные на сайте ESP, прошли финальные испытания именно с этим комплектом.

Рисунок 4.1 — Блок питания на базе вариатора

Источник питания — это всего лишь трансформатор на 1 кВА, два мостовых выпрямителя (по 35 А каждый) и батарея конденсаторов, извлеченных из очень древнего жесткого диска много лет назад (диски размером с стиральную машину!). желаемое напряжение с Variac, которое у меня, конечно же, есть на моем рабочем столе. Источник питания не регулируется, но может обеспечить достаточный ток для любого усилителя, который я когда-либо тестировал с ним. Давным-давно Variac был очень дорогим комплектом , но теперь китайские автомобильные трансформаторы с регулируемой мощностью стали на удивление доступными.

Это также означает, что приложенный постоянный ток очень похож на тот, который обычно обеспечивается линейным источником питания, но с лучшим регулированием из-за увеличенного размера трансформатора и конденсаторов фильтра. Очевидно, что это , а не , дешевый вариант, но он мне почти ничего не стоил, потому что у меня было все необходимое в моем «ящике для мусора». Показанные ограничения на 10 000 мкФ следует рассматривать как минимум — шахта использует около 20 000 мкФ на каждый источник питания. Если они у вас есть или вы можете себе их позволить, используйте как можно больше емкости! Обратите внимание на наличие «спускных» резисторов — без них напряжение может оставаться на опасном уровне в течение многих часов.Обычно я не использую их, потому что усилитель разряжает конденсаторы, но это не обязательно верно для тестового оборудования.

Непрерывный выходной ток составляет около 7 А, но с нагрузкой усилителя он легко справляется с пиковыми значениями 25 А (и более). Вам нужно что-то подобное? Только вы можете ответить на этот вопрос, но он не должен быть таким большим, как тот, который я использую. Конечно, здесь нет ограничения по току, поэтому вам нужно убедиться, что схема работает с , прежде чем использовать «монстр» источник питания! Выходные предохранители защищают от короткого замыкания выходов, но , а не , спасут ваш проект от повреждения, если он неисправен.Такой источник питания применим для заключительных испытаний, но не для начального тестирования или поиска неисправностей. Ограничения по току нет, поэтому неисправность может привести к значительному повреждению (предохранители защищают только источник питания, но не нагрузку!). Закороченные выходы, очевидно, являются поводом для беспокойства, поэтому необходимо соблюдать осторожность.

Переключение на 5 ответвлений / предварительное регулирование

Один из подходов, который использовался во многих источниках питания, — это простая схема «переключения ответвлений» трансформатора. Если вам нужно только (скажем) 15 В или меньше, выход трансформатора переключается с помощью реле, поэтому выход переменного тока составляет только 15 В переменного тока, а не полные 30 В переменного тока, необходимые для получения чистого выхода 30 В постоянного тока.Если выход работает при низком напряжении, но при высоком токе, рассеивание уменьшается, потому что на регуляторе меньше напряжения. Когда выбрано напряжение 16 В постоянного тока или более, реле переключается на полный выход (30 В переменного тока). Конечно, это можно расширить, добавив больше ответвлений, но для этого потребуется специальный трансформатор, что значительно повысит стоимость.

Источники переключения ответвлений существуют почти столько, сколько я себя помню. Самым впечатляющим из тех, что я видел, было использование моторизованного Variac для поддержания входного переменного тока на уровне, достаточном для предотвращения появления пульсаций на стороне постоянного тока.Они были очень большими, очень сильными по току и стоили бы целое состояние, когда были сделаны (где-то в середине 1970-х). Это не то, что я предлагаю кому-либо попытаться построить, так как стоимость и сложность его установки будут намного выше бюджета даже состоятельного фанатика DIY.

В источниках с простым переключением ответвлений используются два напряжения переменного тока, поэтому для двойного источника питания вам понадобятся две обмотки с ответвлениями, а также вспомогательная обмотка для обеспечения нормального напряжения ± 12 В или около того для цепей управления. Найти подходящий трансформатор будет практически невозможно, поэтому вам нужно будет сделать трансформатор на заказ.Это не проблема для производителей, потому что они будут производить много расходных материалов, и их стоимость может быть амортизирована в течение всего производственного цикла. У любителей нет такой роскоши.

Использование переключения ответвлений снижает требования к транзисторам последовательного прохода. Для двойного источника питания вам понадобятся как минимум два силовых трансформатора (и реально вам также понадобится третий трансформатор для обеспечения напряжения питания цепи управления). Это увеличит и без того значительную стоимость создания двойного источника питания.Также есть дополнительные компоненты, необходимые для измерения выходного напряжения и автоматического переключения с низкого на высокое напряжение (и наоборот) с помощью реле. Хотя создание любого источника питания является сложной задачей, добавление переключения ответвлений просто добавляет еще один уровень сложности. Я не собираюсь вдаваться в подробности, так как это делает и без того сложную и трудную работу намного сложнее и дороже.

Конечно, есть и некоторая экономия, особенно на количестве необходимых транзисторов с последовательным проходом и количестве радиаторов.Однако этого недостаточно, чтобы компенсировать стоимость трансформаторов, и силовые транзисторы все еще могут подвергаться краткосрочным условиям, которые выталкивают их за пределы их безопасной рабочей зоны. Такие отклонения могут быть краткими, но транзистор может выйти из строя за миллисекунду, если SOA превышен, особенно если он уже находится при повышенной температуре. Я вспоминаю друга, который много лет назад построил довольно простой блок питания с переключением ответвлений из комплекта, и у него не было ничего, кроме проблем. Это был полукоммерческий продукт, в комплекте с чемоданом и всем необходимым для его сборки.Это так много раз терпело неудачу, что он в конце концов с отвращением сдавался. Никто не хочет через это проходить!

Есть еще один метод, который стоит немного больше, чем упоминание вскользь, хотя у него есть серьезные проблемы. Используя схему «среза фазы» (аналогичную той, что используется в диммерах ламп), можно изменять входное напряжение перед регулировкой, просто применяя довольно простое переключение низкой частоты. Тем не менее, это также вызывает гораздо большие, чем обычно, нагрузки на трансформатор и крышку фильтра, но это не является непреодолимой проблемой.

Переключающим элементом может быть MOSFET, IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) или SCR (кремниевый выпрямитель) с переключением, синхронизированным с сетью с помощью простого детектора перехода через нуль. Идея состоит в том, чтобы ввести задержку, начиная с перехода через ноль (ноль времени). Обычно проще (и добавляет меньше дополнительных проблем) дождаться, пока входное напряжение не упадет на до желаемого напряжения, поэтому используется конфигурация «переднего фронта». Когда входное напряжение падает чуть ниже порогового значения, переключатель включается, заряжая основной конденсатор фильтра.Упрощенная блок-схема показана ниже.

Рисунок 5.1 — Блок-схема предварительного регулятора с отсечкой фазы

Проблемы, упомянутые ранее, включают чрезвычайно высоких пиковых токов , особенно при низком выходном напряжении при высоком токе. Их можно смягчить, добавив катушку индуктивности и обратный диод (обозначенные как «Необязательно»), при этом самая большая проблема заключается в том, что катушка индуктивности должна нести большую составляющую постоянного тока без насыщения. Это означает, что необходимо использовать сердечник с низкой магнитной проницаемостью, поэтому для данной индуктивности необходимо больше витков.Это увеличивает сопротивление и увеличивает потери (а это означает, что вырабатывается больше тепла). Однако включение катушки индуктивности даст лучшие результаты, чем вы получите в противном случае, и снизит сильноточные напряжения, которые в противном случае налагаются на трансформатор, мостовой выпрямитель и конденсатор фильтра. Диод (D1) должен быть быстродействующим, рассчитанным на максимальный выходной ток.

Этот метод использовался в нескольких коммерческих продуктах, и хотя он действительно выполняет то, что задумано, он плохо использует номинальную мощность трансформатора, если не используются катушка индуктивности и диод.Без них вы можете ожидать, что выходной ток трансформатора будет в четыре раза больше постоянного тока. Это означает, что для выхода 3 А постоянного тока (и с использованием трансформатора 25 В) трансформатор должен быть 300 ВА, тогда как обычно достаточно трансформатора на 150 ВА. Что еще хуже, индуктор должен быть довольно большим — требуется около 10 мГн, большой и дорогой компонент.

Схема работает, сравнивая входное управляющее напряжение с пилообразным сигналом, создаваемым генератором пилообразного изменения и синхронизируемым с частотой сети с помощью детектора перехода через ноль.Когда напряжение переменного тока достигает необходимой амплитуды, переключатель выключается, предотвращая дальнейшую зарядку конденсатора. Показана «идеализированная» форма волны (при условии отсутствия катушки индуктивности или накопительного / фильтрующего конденсатора), и очевидно, что напряжение и ток, подаваемые на выход, уменьшаются в зависимости от фазового угла. Этот процесс и формы сигналов можно увидеть более подробно в статье проекта Project 157 — 3-Wire Trailing-Edge Dimmer. Это другое приложение, но сам процесс практически идентичен.

На самом деле у меня есть блок питания, использующий эту схему, но его вход 120 В переменного тока делает его практически бесполезным, если я не питаю его от Variac. На холостом ходу напряжение возрастает, затем медленно падает, пока не станет ниже порогового значения, когда оно снова подскакивает, и процесс повторяется (в некоторой степени случайным образом). Под нагрузкой это неплохо, но я бы не рекомендовал эту технику. Помимо того, что тот, который у меня есть, рассчитан на 150 В при 5 А, он также весит около 40 кг и имеет один большой главный трансформатор очень , вспомогательный трансформатор меньшего размера для питания электроники и большой дроссель фильтра (индуктор ).Это очень «старая школа» с точки зрения планировки и конструкции, и никогда не находит применения. Даже не помню, как я стал им владеть! Если мне нужно такое напряжение и ток, я использую свой «монстр» источник питания Variac.

Еще один подход заключается в использовании понижающего (понижающего) преобразователя импульсного режима в качестве предварительного регулятора слежения. Вы можете думать об этом как о «высокотехнологичной» версии предварительного регулятора с отсечкой фазы, описанного выше, который дает преимущества, но меньше недостатков (по крайней мере, с точки зрения использования трансформатора).Некоторые достаточно мощные модули доступны по удивительно низкой цене, и идея состоит в том, чтобы обеспечить напряжение, подаваемое на транзисторы с последовательным проходом, всего на пару вольт выше выходного напряжения. Это может повысить эффективность, так что вы можете обойтись гораздо меньшими радиаторами, а регулирование температуры не является такой проблемой. Должен быть предусмотрен подходящий механизм обратной связи, который управляет выходным сигналом импульсного преобразователя, так чтобы он всегда был достаточно большим для обеспечения регулирования.

Предварительный регулятор снижает рассеиваемую мощность при последовательном проходе до нескольких ватт даже при полном токе. Само собой разумеется, что этот подход требует серьезной доработки, и, хотя это, вероятно, лучшее универсальное решение, его гораздо сложнее получить правильно, чем любой из других рассмотренных вариантов. Это электронный эквивалент использования моторизованного Variac (как упоминалось выше), но он дешевле в изготовлении и проще в управлении. Проблемы проектирования могут быть очень серьезными, если вы попытаетесь создать свой собственный, и также может быть затруднительно убрать шум из конечного продукта.Если вам нужен очень низкий уровень шума (например, для выполнения измерений шума или искажений), шум переключения почти всегда будет мешать измерениям. Этот вариант здесь не рассматривается.

6 Однополярное питание

Однократная поставка может быть привлекательной для некоторых людей, и это, безусловно, проще, чем версия с двойным отслеживанием. Конечно, если у вас есть только одна полярность, которая ограничивает ваши возможности в отношении того, что вы можете тестировать, но они обычно доступны у любого количества поставщиков.Схема, показанная ниже, адаптирована из схемы, показанной на нескольких различных веб-сайтах ^{[2, 3, 4]}. Таким образом, трудно определить, какой из них был «первым», и за эти годы в него было внесено много улучшений (или, по крайней мере, изменений, которые не всегда одно и то же!). Основы не сильно изменились, и тот, который показан ниже, обходится без одного регулятора напряжения в пользу простого диодно-регулируемого отрицательного источника питания. Поскольку я использовал операционные усилители LM358, отрицательное напряжение питания должно быть около -1.2В при довольно низком токе.

Когда источник питания находится в режиме ограничения тока, загорается светодиод, указывая на работу «постоянного тока». Обычно он выключен, поэтому вы можете сразу определить, потребляет ли нагрузка заданный ток с пониженным выходным напряжением. Работа с постоянным током особенно полезна для тестирования светодиодов высокой мощности или светодиодных матриц, поскольку именно так они и предназначены. Вам также понадобится переключатель «вкл / выкл», который снижает выходное напряжение до нуля в положении «выключено».Это важная функция (IMO), поскольку она позволяет вносить изменения без отключения питания. Лучше всего обеспечить переключение на выходе источника питания, так как это позволяет вам устанавливать напряжение при отключенном постоянном токе. Рассмотрите возможность использования реле (или двух) для переключения, в противном случае вам понадобится сверхмощный переключатель. Хотя напряжение можно снизить до (почти) нуля, подключив неинвертирующий вход U1B к земле, при первой подаче питания переменного тока могут возникнуть «помехи». Этого можно избежать, переключив выход.

Источник питания, показанный ниже, довольно прост, и вам нужно будет добавить как минимум измерители напряжения и тока, а также управления температурой (вентилятор и отключение при перегреве). Можно внести бесчисленное множество улучшений, но они сделают схему более сложной, более дорогой и предоставят более «захватывающие» способы сделать, казалось бы, незначительную ошибку и вызвать взрыв питания при первом включении.

Рисунок 6.1 — Схема однополярного питания

U1 — это регулятор 7815, но с стабилитроном 15 В на выводе «земли» для повышения напряжения до 30 В.Дополнительный ток стабилитрона обеспечивает R3 для обеспечения стабильного выхода. U2A — текущий регулятор. Когда напряжение на инвертирующем входе (U2A, вывод 2) больше, чем на неинвертирующем входе (вывод 3), выход становится низким, понижая опорное напряжение, подаваемое на U2B (регулятор напряжения). Напряжение снижается ровно на величину, необходимую для обеспечения подачи заданного тока на нагрузку.

Предел тока изменяется от (теоретически) нуля до 2,5 А.VR4 позволяет регулировать так, чтобы опорное напряжение для U2A (TP2) было как можно ближе к 825 мВ (825 мВ на R18 (0,33 Ом) соответствует выходному току 2,5 А). Возможно, удастся увеличить выходной ток до 3 А (опорное напряжение 990 мВ), но вам потребуется добавить еще один транзистор с последовательным проходом, чтобы транзисторы в их SOA сохраняли минимальное напряжение и максимальный ток. Некоторый прорыв пульсаций на максимальном выходе (напряжение и ток) вероятен, если вы не добавите больше емкости (C1).

В режиме измерения напряжения U2B сравнивает опорное напряжение от VR2 с напряжением на выходе, уменьшенным на R16, R11 и VR3 (предварительно заданное напряжение).Если выходная мощность падает из-за нагрузки, U2B увеличивает мощность до комбинации выходного последовательного прохода (Q3, Q4 и Q5), чтобы поддерживать желаемое напряжение. Верхний предел выходного напряжения налагается операционным усилителем (U2), который не может форсировать свой выходной сигнал намного выше 25 В при типичном выходном токе около 2 мА (это зависит от коэффициента усиления выходной секции Q3, Q4 и Q5). . Обратите внимание, что опорное напряжение само относится к отрицательной выходной клемме — это гарантирует, что регулятор исправит любое падение напряжения на R18.Если бы было иначе, регулирование сильно пострадало бы, особенно при максимальном токе.

Обратите внимание, что тяжелые гусеницы имеют решающее значение, и любое значительное сопротивление на этих участках нарушит определение тока. Также имейте в виду, что точки, обозначенные символом «земля», помечены как «Com» (общий). Они , а не , подключенные к шасси или какому-либо другому заземлению. Обозначение «Com» означает только то, что все отмеченные таким образом точки соединены вместе. Также обратите внимание на диоды со звездочкой (*), которые должны быть 1N5404 (3A непрерывно) или лучше.Все остальные диоды — 1N4004 или аналогичные (кроме мостового выпрямителя на 25 А, конечно). Настольные источники питания часто подключаются к «враждебным» нагрузкам, а сильноточные диоды (D8 и D9) служат для защиты источника питания.

В источнике питания используется измерение тока «низкой стороны», поэтому для его использования в качестве источника двойного слежения с положительным и отрицательным выходами требуются некоторые хитрости. Токочувствительный резистор (R18) — это компромисс между падением напряжения и рассеиванием. При максимальном токе (2,5 А) R18 рассеивает чуть более 2 Вт, что легко контролировать с помощью резистора с проволочной обмоткой 5 Вт.Регулировка как напряжения, так и тока очень хорошая (по крайней мере, согласно симулятору), и нет никаких признаков нестабильности. Теоретически (всегда замечательно) ток можно отрегулировать до пары миллиампер, но на самом деле он не станет настолько низким. Ожидайте около 50 мА или около того, но может быть немного ниже (в зависимости от собственного смещения постоянного тока операционного усилителя). Еще один подстроечный резистор может быть добавлен для корректировки смещения постоянного тока операционного усилителя, но в этом нет необходимости (и добавляет что-то еще, что требует настройки).

Во всех альтернативных версиях для выхода указан один 2N3055, но с закороченным выходом и максимальным током рассеиваемая мощность составит около 80 Вт, и поддержание последовательного транзистора (транзисторов) при температуре 25 ° C будет невозможно. Устройства TIP35 имеют более высокую номинальную мощность (125 Вт) и хорошую SOA (безопасную рабочую зону), но все же необходимо использовать три вместо двух, показанных на рисунке. BD139 также нужен радиатор, но обычно достаточно простого «флажкового» типа.Как и любой транзистор, который рассеивает значительную мощность, необходимо отличное тепловое соединение с радиатором, и вам потребуется использовать вентилятор. Он может управляться термостатически и может использовать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) для управления скоростью, или он может просто включаться и выключаться. На рис. 8.1 показана подходящая схема как для работы вентилятора, так и для отключения источника питания, если он становится слишком горячим (что в данном контексте имеет температуру радиатора не более 50 ° C).

6.1 Двойное одинарное питание

Если вы действительно хотите использовать рисунок 6.1 для двойного питания, трансформатору нужны две отдельные обмотки. Второй источник питания (# 2) — это , идентичный показанному выше, а положительный выход подключен к GND (или, точнее, «общему») соединению источника # 1. В большинстве случаев источники питания используются с плавающими выходами без подключения к защитному заземлению сети. Это позволяет вам использовать источник питания как обычный положительный и отрицательный источник питания, или выходы можно использовать последовательно, что даст выход 50 В при максимальном напряжении 2.5А. Таким образом, вы можете заземлить любой терминал, который хотите получить нужную вам конфигурацию питания.

Чтобы построить его как двойной источник питания, потенциометры «Набор напряжения» и «Набор тока» будут двухконтурными линейными электролизерами, по одной секции каждого для отдельных источников питания. Отслеживание не будет идеальным, но двухканальные линейные горшки обычно неплохо в этом отношении. Использование двух источников питания также позволяет подключать их последовательно или параллельно. Последнее удобно, если у вас есть нагрузка от одного источника питания, которая потребляет больше тока, чем может обеспечить один источник питания.Многие коммерческие двойные источники питания используют эту схему, и она может быть очень полезной. В то время как «правильное» двойное отслеживание будет использовать только один блок питания с электронной связью для обеспечения идентичности напряжений, это делает схему более сложной.

Рисунок 6.2 — Подключение питания «двойной одиночный»

Когда переключатель или реле (двухполюсный, двухпозиционный или DPDT) находится в последовательном положении, отрицательный полюс верхнего источника питания соединяется с плюсом нижнего источника питания, и оба соединяются с общей клеммой.У вас может быть выход от 0 до 50 В, а обычным является центральный отвод для ± 25 В. В параллельной конфигурации два положительных вывода соединяются вместе с двумя отрицательными (общий вывод отключен). Это позволяет подавать 0-25 В при выходном токе до 5 А. Обратите внимание, что отрицательная клемма — это отрицательный выход нижнего регулятора. Поскольку выходы являются плавающими, положительная или отрицательная клемма может стать заземлением системы, если это необходимо.

Одним из преимуществ использования «двойных одиночных» источников питания является то, что они могут использоваться независимо (с различными настройками напряжения и тока), подключаться последовательно (обычно с отслеживанием) или параллельно для увеличения выходного тока.К сожалению, если вы хотите использовать два расходных материала по отдельности, вы не можете использовать кастрюли с двойным бандажом, и каждый расход должен быть настроен индивидуально. Это серьезная неприятность, и, к счастью, это не обычное требование.

Показанная схема позволяет подключать источники питания последовательно (от 0 до ± 25 В или 50 В при 2,5 А) или параллельно (от 0 до 25 В при 5 А). «Общий» вывод обычно не должен быть заземлен, поэтому источники питания находятся на плаву. Это позволяет вам управлять источником питания без создания контуров заземления.При параллельном подключении один источник питания обычно будет иметь немного отличающееся напряжение от другого, но ограничитель тока гарантирует, что ток от каждого источника не может быть выше предела (2,5 А). Возможно небольшое изменение напряжения при изменении тока, но это не должно создавать никаких проблем при нормальном использовании.

Эта конструкция означает отсутствие общей схемы — оба регулятора полностью независимы и никакие части не являются общими — кроме двухконтактных потенциометров, используемых для установки напряжения и тока.Это увеличивает общую стоимость, но обеспечивает большую гибкость. Схема выше не позволяет использовать независимые источники питания, но вряд ли это будет ограничением. В хорошо оборудованной мастерской будет как минимум два источника питания (например, у меня также есть отдельный независимый источник питания ± 12 В плюс независимый источник питания 5 В). Ни у одного из этих источников нет общей основы — все они полностью плавающие.

Переключение «вкл / выкл» находится на конечном выходе (непосредственно перед выходными клеммами). Это позволяет вам установить напряжение без выхода (счетчики будут подключены перед выходным переключателем ).Реле (или пара реле) позволяет использовать мини-тумблер, а не тумблер для тяжелых условий эксплуатации, и рекомендуется для максимальной производительности. Реле (а) можно установить на передней панели рядом с выходами.

7 Простое питание от 0 до ± 25 В

Теперь мы можем рассмотреть еще один «разумный» вариант. Опять же, это означает выходное напряжение около ± 25 В постоянного тока при максимальном токе не более 3 А или около того. Вы не поверите, но это , все равно на дешевле купить! Я знаю, что это не способ «сделай сам», но он более практичен, чем строить самому.За эти годы я просмотрел бесчисленное количество различных дизайнов, но немногие из них стоят тех деталей, которые потребуются для их создания. Остаются проблемы со стабильностью (то есть отсутствие колебаний на при любом выходном напряжении или токе или при «нечетных» нагрузках). Это может показаться не проблемой, но взаимодействие между регуляторами напряжения и тока может заставить источник с хорошим поведением внезапно подумать, что это генератор. Само собой разумеется, что это нежелательно (мягко говоря).

Project 44 существует уже довольно давно (с 2000 года), и, хотя максимальный выход составляет всего ± 25 В, это довольно хороший вариант для запуска начальных тестов.У него нет регулируемого ограничения тока, поэтому выходной ток устанавливается регуляторами LM317 / 337 на уровне около 1,5 А. Его полезность никогда не уменьшалась с момента публикации, но вы должны использовать «предохранительные» резисторы последовательно с выходами, чтобы ничего не было повреждено в случае ошибки в проводке DUT. Стоимость любого конкретного проекта ESP обычно указывается в статье проекта или примечаниях к конструкции (доступно при покупке одной или нескольких печатных плат).

Одна из вещей, которые ожидали , — это то, что настольный источник питания требует очень хорошего регулирования.На самом деле это не так. Усилители мощности обычно не имеют регулируемых источников питания, а предусилители (и аналогичные слаботочные проекты) потребляют довольно постоянный ток, поэтому регулировка в допустимом диапазоне проста. Если напряжение источника питания упадет (скажем) на 0,5 В при большой нагрузке, это действительно не имеет значения, потому что это намного меньше, чем он должен будет справиться при подключении к «нормальному» источнику питания. То, что является критическим для , — это ограничение тока, и хотя это может показаться достаточно простым, на самом деле сложно заставить его работать надежно.Схема ограничения тока привносит в схему дополнительное усиление, и поддержание стабильности может быть в лучшем случае утомительным, а в худшем — почти невозможным.

Часто критическим аспектом любого источника питания с ограничением тока является переход между регулированием напряжения и тока, где взаимодействуют две различные формы регулирования. В начале ограничения тока у вас есть регулятор напряжения, пытающийся поддерживать заданное напряжение, и в то же время регулятор тока пытается уменьшить напряжение для поддержания заданного тока.Для тех, кто действительно хочет создать блок питания, Джон Линсли-Худ представил его конструкцию еще в 1975 году. Обновленная версия показана ниже, но оригинальные транзисторы были заменены современными, и включены два последовательных транзистора. Добавление третьего последовательного транзистора к каждому источнику питания упрощает охлаждение и снижает нагрузку на транзисторы. В исходной схеме использовались операционные усилители µA741, но если они у вас есть, то лучше выбрать 1458 (по сути, двойной 741).В этой схеме также можно использовать LM358.

Рисунок 7.1 — Стендовый источник питания (после JLH, 1975) ^[6]

Вышеупомянутое адаптировано из оригинала, в котором использовался один силовой транзистор 2N3055 и MJ2955 TO-3 (по одному для каждой шины). Мало того, что они были подвержены чрезмерному рассеянию в оригинале (до 93 Вт при максимальном токе на закороченном выходе), но и устройства TO-3 сегодня довольно дороги. Их также сложно монтировать, поскольку плоские устройства в этом отношении намного проще.Указанные устройства TIP35 / 36 имеют более высокую номинальную мощность (125 Вт против 115 Вт каждое) и более высокий ток коллектора, но я модифицировал схему так, чтобы она обеспечивала максимум ± 25 В и использовала трансформатор более низкого напряжения. Это поддерживает последовательные транзисторы на управляемом уровне мощности, не более 40 Вт каждый. Не стесняйтесь добавлять еще один последовательный транзистор для каждой полярности, еще больше снижая тепловую нагрузку. Q3 (a и b) должен иметь достаточно хороший радиатор , так как рассеиваемая мощность намного выше, чем она может появиться при полном выходном токе (и при при любом выходном напряжении ).

Концевой выключатель тока далеко не идеален, поскольку контакты переключателя должны выдерживать максимальный выходной ток (около 2,4 А), и он менее удобен, чем потенциометр, позволяющий непрерывно ограничивать переменный ток. Резисторы 0,27 Ом должны быть рассчитаны не менее чем на 3 Вт, а на резисторы 1,5 Ом — 1 Вт. Остальные токоограничивающие резисторы — 0,5 Вт. Хотя переключатель не так универсален, как горшок, ограничивающие пороги предназначены для защиты вашей схемы. При первом тестировании вы обычно используете слабый ток, чтобы гарантировать, что ничего не потребляет больше, чем нужно.Значение 5 мА слишком мало для большинства схем, но может быть полезно. Его можно не указывать, если вы не думаете, что он вам понадобится.

Для выхода требуется либо сверхмощный тумблер, либо реле для включения и выключения постоянного тока, и это полностью отключает питание, когда вам не нужен какой-либо выход (например, повторная пайка пропущенного соединения и т. Д.). Измерение не показано — подробнее о том, как добавить вольтметр и, при необходимости, амперметр, см. Ниже. Два подстроечных резистора 20 кОм позволяют установить максимальное напряжение (номинально ± 25 В).Они должны быть примерно отцентрированы для получения правильного напряжения. Хотя это не показано на схеме, вам может потребоваться добавить резисторы последовательно с C4a / b, если источник питания колеблется в режиме ограничения тока. Их не было в оригинале, но смоделированная схема колеблется, если их там нет. Значение около 100 Ом должно быть достаточным.

Схема далека от «идеальной» (как и оригинал), но она должна хорошо работать на практике. В идеале потенциометры установки напряжения должны быть двухконтактными, поэтому оба источника питания могут быть изменены одновременно.Точно так же переключатель (Sw1a / b) будет 2-полюсным 5-позиционным переключателем. Обратите внимание, что я не создавал и не тестировал эту схему , но она была смоделирована и работает так, как ожидалось. Преимущество показанной простой схемы состоит в том, что ее, скорее всего, можно построить за меньшую цену, чем коммерческая поставка.

Последовательные транзисторы (Q1a / b и Q2a / b) нуждаются в хорошем радиаторе очень и оптимальной тепловой связи. При использовании при низком выходном напряжении и большом токе вам понадобится вентилятор, чтобы транзисторы оставались достаточно холодными, чтобы гарантировать, что они не выйдут из строя из-за перегрева.Для транзисторов драйвера (Q3a / b) также потребуются небольшие радиаторы. Схема симметрична, поэтому, хотя она может показаться сложной, в основном это повторение. Я не могу гарантировать, что он будет полностью стабильным в режиме ограничения тока — симулятор говорит мне, что это так, но это может быть просто сам симулятор — реальность часто сильно отличается от симуляции.

Хотя есть ожидания , что источник питания никогда не должен колебаться, на самом деле требуется серьезная инженерия, чтобы поддерживать стабильность наряду с хорошей переходной характеристикой.В основном, небольшое количество колебаний обычно не причинит никакого вреда, а ограничение тока существует, чтобы гарантировать, что ваше последнее творение не самоуничтожится в случае неисправности проводки. Он также может быть удобен для зарядки аккумулятора (помимо прочего), а основная цель ограничителя — защитить вашу схему и блок питания от «неудач». Многие источники питания будут демонстрировать признаки нестабильности высоких частот, редко в режиме «постоянного напряжения» и чаще всего в режиме постоянного тока.

Если вы начали думать, что создание собственного источника питания не выглядит слишком сложным, есть и другие необходимые вещи. Температура транзистора имеет решающее значение, поэтому важно включить механизм теплового отключения. Это может быть простой термовыключатель, отключающий сеть, если радиатор становится слишком горячим — простой, но не очень сложный. Обычно лучше включать индикатор «перегрева» и тепловой вентилятор, который включается, если температура радиатора превышает заданную.Приобретенные в магазине расходные материалы могут иметь вентилятор с регулируемой скоростью с окончательным отключением, если радиатор не остывает. Это может произойти, если в коротком замыкании присутствует постоянный высокий ток, заблокирован фильтр вентилятора или если установка на рабочем столе ограничивает воздушный поток.

8 Тепловое зондирование
Это важная часть любого источника питания. В идеале при достижении теплового предела питание должно отключиться, но с некоторыми схемами это проще, чем с другими. Например, рисунок 6.Схема 1 проста, поскольку это просто вопрос обнуления опорного напряжения (по существу, параллельно с переключателем «вкл / выкл»). Это можно сделать с помощью транзистора, контактов реле или даже сделать «пропорциональным», чтобы максимальный выходной ток уменьшался по мере нагрева радиаторов. В схеме на Рисунке 7.1 ограничение температуры немного сложнее, поскольку потенциометры «заданного напряжения» привязаны не к земле, а к выходным шинам питания. Из-за необходимости полной изоляции реле является лучшим выбором, поскольку оно просто закорачивает установленные потенциометры.Вам нужно двухполюсное реле, потому что два электролизера отделены друг от друга (электрически).

Следующее — решить, как лучше всего определять температуру радиатора. Очевидным выбором является термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), и они легко доступны в диапазоне различных значений (значение обычно указывается при 25 ° C). К сожалению, термисторы неудобно устанавливать на радиатор, если вы не можете получить его со встроенным монтажным узлом. Вы можете сделать его самостоятельно, используя миниатюрный терморезистор и прикрепив его к проволочному наконечнику с помощью эпоксидной смолы.Естественно, вы должны быть осторожны, чтобы убедиться, что нет электрического соединения термистора с его креплением. Вы также можете использовать диоды или транзисторы для измерения температуры, но они менее чувствительны, чем термисторы (всего -2 мВ / ° C), и более утомительны в настройке. Транзистор может быть сконфигурирован для обеспечения большей чувствительности (потому что у него есть усиление), и вы можете легко получить до -100 мВ / ° C. Однако для транзистора требуется подстроечный резистор (желательно как можно ближе, чтобы свести к минимуму наводки), а датчику требуется три провода вместо двух.Их также сложно установить должным образом. Более или менее типичный термистор NTC 10 кОм (при 25 ° C) покажет изменение примерно на -250 Ом / ° C.

Поскольку термисторы сильно различаются по своему значению, изменяющемуся с температурой, важно, чтобы был предусмотрен метод регулировки. В идеале вам понадобится точный термометр с термопарой для измерения температуры радиатора, как можно ближе к одному из выходных транзисторов с последовательным проходом. Вам понадобится термопаста, чтобы получить точные показания.Обычно сопротивление термистора падает примерно до 30-40% от значения 25 ° C при 50 ° C, но это зависит от используемого материала. Технические характеристики термистора, который вы покупаете, обычно содержат точные данные. Убедитесь, что термистор (и) не установлен слишком близко к вентилятору. В противном случае вентилятор будет легко охлаждать термисторы, но не сможет поддерживать безопасную температуру радиатора. Это может вызвать сбой.

Дешевый операционный усилитель — это самый простой способ надежного обнаружения «события» перегрева. Можно использовать несколько термисторов, причем самый горячий запускает охлаждающий вентилятор (ы) или отключает источник питания.Вы можете использовать двухступенчатую систему, как показано ниже, где при небольшом перегреве вентиляторы запускаются, но если температура продолжает расти, то питание полностью отключается от нагрузки. Два подстроечных резистора используются для обеспечения того, чтобы начальное напряжение на каждом термисторе составляло около 5,8 В при 25 ° C, что означает примерно 65% от общего сопротивления или VR1 и VR2. Если напряжение на любом из термисторов упадет примерно до 5,4 В, вентилятор включится. Вентилятор снова выключится, когда напряжение вернется к отметке 5.Порог 4 В. Если подача прекращается из-за того, что температура продолжает расти, вентилятор продолжит работу.

Рисунок 8.1 — Датчик температуры, вентилятор и выключатель реле

U1A — это буфер, обеспечивающий, чтобы гистерезисный резистор на U2B не мешал работе первого компаратора. При низких температурах компаратор U1B имеет низкий уровень на выходе, а U2A высокий, поэтому вентилятор не работает и контакты реле замкнуты (при условии, что переключатель постоянного тока замкнут). При повышении температуры сопротивление одного или обоих термисторов упадет до более низкого уровня.Когда напряжение на термисторе упадет до ~ 5,2 В, вентилятор запустится, а если температура продолжит расти, выходное реле питания будет отключено при дальнейшем падении напряжения на термисторе. Такое расположение гарантирует, что температура никогда не должна достигать опасного уровня. Необходимо отрегулировать подстроечные регуляторы, чтобы предварительно установить начальное напряжение термистора на соответствующий уровень, чтобы обеспечить включение вентилятора, когда температура радиатора достигнет примерно 35 ° C. Светодиод нужен, чтобы вы знали, почему все внезапно перестало работать (выходные транзисторы слишком горячие!).Последний подстроечный резистор (VR3) должен быть настроен на температуру отключения около 45 ° C. Оба компаратора имеют гистерезис, поэтому вентилятор не будет быстро включаться и выключаться, как и реле отключения. (Обратите внимание, что U2B не используется.)
Термисторы
не являются прецизионными устройствами, поэтому вам нужно будет провести свои собственные тесты с теми, которые вы можете получить. Возможно, потребуется поэкспериментировать с номиналами резисторов, чтобы получить разумные (и безопасные) пороговые значения температуры. Вы можете спросить, почему я предлагаю такую низкую температуру радиатора (45 ° C).Имейте в виду, что тепловое сопротивление от корпуса транзистора до радиатора может составлять около 0,5 ° C / Вт, поэтому, если транзисторы работают при 35 Вт, температура корпуса будет на 17,5 ° C на выше, чем на радиаторе. Это означает, что температура корпуса превышает 60 ° C. Если ваши методы монтажа недостаточно хороши, разница может быть больше, что приведет к риску отказа. Если вы не можете положить палец на транзистор и удерживать его там , то, вероятно, он слишком горячий.

Поддержание безопасной рабочей температуры и отключение источника питания (или отключение нагрузки), если силовые транзисторы становятся слишком горячими, является важной частью любого источника питания.Природа любого предложения переменных заключается в том, что вы никогда не знаете, для чего вы в конечном итоге будете использовать его, когда он впервые будет создан, и все возможные случаи необходимо учитывать. Лучше преждевременно отключиться от источника питания, чем позволить транзисторам нагреться до такой степени, что они выйдут из строя. Транзисторы выходят из строя из-за короткого замыкания (по крайней мере, на начальном этапе), в результате чего на тестируемое устройство подается полное нерегулируемое напряжение питания. Ущерб, который может нанести, может быть катастрофическим.

9 Учет
Для всех блоков питания нужны счетчики.Обычно они включаются для напряжения и тока, и наиболее распространены в настоящее время цифровые. Однако «традиционные» аналоговые измерители с подвижной катушкой не только рентабельны (вы можете получить их на удивление дешево), но также легко читаются с первого взгляда. Многие цифровые счетчики не обеспечивают разумных подключений к источнику питания и измерениям (например, некоторым требуется плавающее питание). Это усложняет схему, а точность, которую обеспечивают цифровые измерители, часто является иллюзией. В аналоговых измерителях «FSD» означает отклонение на полную шкалу.

Я всегда отдавал предпочтение аналоговым счетчикам. Если вы можете получить измеритель с циферблатом, который откалиброван от 0 до 30 В (например), один можно использовать для измерения напряжения, а другой — для тока (0-3,0 А). Требуемые шунты и множители могут быть определены достаточно легко — все подробности см. В статье «Счетчики, множители и шунты». Возможно, можно использовать резистор измерения тока в качестве шунта измерителя, в зависимости от номинала резистора считывания, а также чувствительности и внутреннего сопротивления измерителя.В большинстве случаев движение измерителя 1 мА является хорошим компромиссом, и это позволит вам использовать резистор измерения тока, показанный на рисунке 6.1. Да, подключение измерителя и внешнего резистора немного повлияет на шунт, но погрешность будет очень маленькой (вплоть до бесконечно малой).

Рисунок 9.1 — Измерение тока и напряжения

Основные схемы измерения показаны выше. Измеритель тока — это боль, потому что полярность должна быть изменена в зависимости от того, контролирует ли он положительный или отрицательный шунт.Он выглядит запутанным, но при подключении, как показано на рисунке, он будет работать именно так, как задумано. Общее сопротивление измерителя предполагает использование измерительного механизма 1 мА, откалиброванного на 30 В (вольтметр) или 3 А (амперметр), и при условии, что внутреннее сопротивление катушки составляет 200 Ом. Если используемый измеритель более чувствителен (или его сопротивление другое), необходимо будет рассчитать сопротивления. Почти всегда проще использовать подстроечные резисторы для установки диапазона, чем постоянные резисторы, и показаны подходящие значения. Для вольтметра (откалиброван на 30 В FSD)…

R _м = (V / FSD) — R _{внутренний}
R _м = (30/1 м) — 200 = 28,8 тыс.

Если шунтирующие резисторы для амперметра отличаются от показанных значений, калибровка будет другой. Показанное «общее сопротивление» включает внутреннее сопротивление измерителя (обычно около 200 Ом для движения 1 мА). Обратите внимание, что если вы используете движение 1 мА, шунтирующий резистор должен быть не менее 0,1 Ом. Требуется шунт 67 мОм, но это предполагает, что сопротивление измерителя составляет ровно 200 Ом, и нет никакой возможности для регулировки, если показания неправильные.Возможность использования одного и того же шунта для измерения тока и амперметра зависит от окончательной топологии конструкции. Это не всегда практично, но немного снижает потери напряжения.

Обратите внимание, что при использовании схемы, показанной на Рисунке 6.1, два шунта имеют одинаковую полярность напряжения, поэтому показанное выше реверсирование не требуется. Чтобы посмотреть положительный или отрицательный выходной ток, измеритель просто переключают с одного шунта на другой, при этом полярность не меняется. Это устраняет перекрестную проводку, показанную на отрицательном шунте на приведенном выше рисунке.

Пока показан переключаемый амперметр (а это то, что использует мой старый источник питания), лучше использовать отдельный амперметр для каждого выхода. При условии, что у вас достаточно места на передней панели, это избавляет от утомительного переключения счетчика и означает, что если вы забудете (и что будет ), вы можете контролировать отрицательное питание, но используя положительное питание. Излишне говорить, что это означает, что вы не видите ток, и ИУ может быть повреждено до того, как вы поймете свою ошибку. Использование ограничения тока может смягчить это, конечно, при условии, что оно установлено на неразрушающий (низкий) ток, когда вы начинаете тестирование.

Вольтметр можно переключить для измерения положительного или отрицательного напряжения, или его можно просто подключить к двойным источникам питания (50 В для схем, показанных здесь) и откалибровать для отображения 30 В FSD («Измеритель напряжения (альтернативный)). Подразумевается, что напряжение будет составлять ± 25 В или другое более низкое напряжение по выбору. Может возникнуть небольшая ошибка, если источники питания не отслеживают идеально, но обычно это не является серьезной проблемой, если вы по какой-то причине не ожидаете точного напряжения. Если это так, лучше использовать внешний измеритель — те, которые находятся на источнике питания, относятся к « коммунальным » счетчикам — они показывают значение напряжения и тока, но ожидать точности лучше, чем около 5%, нереально.

9.1 Цифровые счетчики
Цифровые измерители — это либо лучшая вещь после нарезанного хлеба, либо вред для ландшафта, в зависимости от вашей точки зрения. Лично я предпочитаю аналоговые (механические) измерители, но они обычно довольно большие и громоздкие, занимая больше места на панели, чем цифровые считывающие устройства. Самым большим преимуществом аналоговых измерителей является то, что вы можете наблюдать за перемещением указателя, поэтому нарастающий (возможно, убегающий) ток будет быстро замечен, а изменяющиеся токи могут быть легко усреднены на глаз.Цифровые измерители особенно бесполезны, если ток меняется быстро, потому что на дисплее просто расплываются цифры, и вы не можете усреднить цифровые показания на глаз.

Однако сейчас цифровые измерители обычно дешевле аналоговых, и большинство из них довольно точны. Поскольку они занимают меньше места на панели, они являются хорошим вариантом при соблюдении нескольких простых мер предосторожности. В частности, и особенно для измерителя тока, вам необходимо включить схему усреднения, которая предотвращает отображение на дисплее набора, казалось бы, случайных цифр, когда ток питания быстро изменяется.Это может быть просто резистор (1 кОм всегда является хорошей отправной точкой) и конденсатор для усреднения показаний. С резистором 1 кОм конденсатор 100 мкФ означает, что у вас есть точка низкой частоты 1,59 Гц -3 дБ, поэтому самые быстрые изменения будут сглажены, чтобы вы могли прочитать ток. Если этого не сделать, вы не сможете расшифровать показания. Этого достаточно, чтобы убедиться, что тренд легко заметен.

Никаких подробностей для цифровых счетчиков здесь не показано, потому что они зависят от самого счетчика.Некоторые из них имеют автоматический выбор диапазона, другие используют переключаемые диапазоны, а более простые просто дают показания от «000» до «199» с возможностью выбора десятичной точки в желаемой позиции (часто с помощью перемычки или ссылки на измерителе). Печатная плата). Для измерения тока часто бывает необходимо использовать операционный усилитель для повышения небольшого напряжения на токовом шунте. Например, если у вас есть шунт на 0,33 Ом, вам необходимо усилить или ослабить напряжение на нем в соответствии с диапазоном. Для полной шкалы 2,5 А это означает, что вы получите только 825 мВ при токе 2.5A, и его необходимо усилить, чтобы измеритель показал «2,50» (2,5 В в измерителе). Величина усиления или ослабления зависит от чувствительности измерителя. Например, для счетчика на 200 мВ потребуется уменьшить шунтирующее напряжение в 33 раза с помощью делителя напряжения. Он будет показывать 2,5 (25 мВ) с десятичной точкой, выбранной любыми имеющимися средствами. Разрешение составляет всего 100 мВ (± 2%, ± последняя цифра «фактора неопределенности» измерителя, которая может составлять до двух «отсчетов»). Этого (ИМО) недостаточно.

В идеале, если вы решите использовать цифровой замер, используйте счетчик, который предлагает три полных цифр (до «999», а не «199»), и, если возможно, с автоматическим выбором диапазона. Есть много вариантов, поэтому вам решать, сколько вы хотите потратить и какая точность вам нужна. Опять же, Meters, Multipliers & Shunts дает несколько рабочих примеров, которые могут быть вам полезны.

10 Строительство
Вот где все может стать некрасивым. Передняя панель является наиболее важной частью источника питания, потому что на ней есть регуляторы напряжения и тока, переключатели включения / выключения (сеть и постоянный ток), возможно, последовательно-параллельный переключатель, счетчики и, конечно же, выходные разъемы (обычно комбинированные банановые розетки. / переплет постов).Конечно, вы также добавите светодиоды для включения, ограничения тока и тепловой перегрузки. Все на передней панели должно быть доступно для строительства или обслуживания, а это неизменно означает лабиринт проводки. На передней панели есть провода для сети переменного тока, выходы постоянного тока, все светодиоды и потенциометры, и все это складывается (на удивление быстро). Поддержание общего источника питания для всех светодиодов (например, от анода к положительному вспомогательному источнику питания) означает, что многие светодиоды могут совместно использовать одно и то же анодное напряжение, что может сэкономить проводку.Однако это не относится к , а не , к светодиодам ограничения тока в двойной версии схемы на Рисунке 6.1, потому что два источника питания должны оставаться полностью независимыми до последовательно-параллельного переключения.

Внутренние компоненты должны содержать силовые трансформаторы, выпрямители и крышки фильтров, а также основной радиатор (и) для выходных транзисторов. Последний будет иметь входную, выходную и управляющую проводку, а также соединения для термисторов и вентилятора (ов). По крайней мере, каждый модуль вывода (при условии двойного питания) будет иметь не менее шести проводов.Тогда есть плата (и) управления регуляторами. У вас будет по одному для каждого источника питания (при условии, что схема с двумя источниками питания показана на рис. 7.1), а также плата терморегулятора для контроля температуры радиатора.

Слишком легко сделать неправильную проводку, и вам нужен очень дисциплинированный подход, чтобы не допустить ошибок при подключении. Не поддавайтесь соблазну установить все платы управления на лицевую панель. Это может уменьшить количество необходимых проводов, но делает обслуживание кошмаром, если различные части источника питания не могут быть доступны и протестированы без отключения проводов от плат.Какой бы размер корпуса вы ни планировали использовать, если в нем мало свободного места, значит, он слишком мал.

Убедитесь, что все соединения доступны без необходимости снимать платы, чтобы добраться до нижней стороны. Используйте булавки, проволочные петли или любую другую подходящую технику, чтобы все провода можно было отсоединить от верхней (или видимой) стороны плат. Избегайте вилок и розеток — все соединения (особенно действительно важные) должны быть припаяны, а проводка должна быть устроена так, чтобы, если вам когда-либо понадобится снять плату, чтобы что-то заменить, проводка была связана с помощью кабельных стяжек, чтобы каждый провод совпадал с подходящую точку подключения.Аналогичным образом, если это вообще возможно, при сборке плат (чаще всего на Veroboard) сохраняйте соединения вдоль одного края платы. Это будет означать добавление перемычек на Veroboard, но это намного лучше, чем прокладывать провода по всей плате. Это не только упрощает электромонтаж, но и снижает вероятность ошибок.
Подстроечные резисторы
— это реальность для любого источника питания. Необходимо установить напряжения и токи, а измерители откалибровать. Температурный датчик также должен быть откалиброван, поэтому почти все источники питания будут иметь множество подстроечных резисторов — вы просто не можете полагаться на резисторы с фиксированным номиналом, чтобы обеспечить надлежащие условия для чего-либо.Если бы вы построили схему на рис. 6.1 как двойной источник питания, с тепловой защитой и счетчиком, у вас будет как минимум девять подстроечных резисторов, чтобы все правильно настроить. Это нормально для блоков питания, но у некоторых может быть больше!

Убедитесь, что важные части источника питания легко отделены от остальных (и шасси). Например, радиатор в сборе должен быть выполнен таким образом, чтобы его можно было снять, а доступ ко всем транзисторам можно было получить без демонтажа всего модуля.Одна конструкция, которую я видел, имеет крышки основного фильтра непосредственно перед выходными транзисторами, поэтому их нельзя снять, не сняв крышки фильтра (или транзисторы) с печатной платы. Расположение крышек таково, что вы просто не сможете получить доступ к крепежным винтам транзистора после завершения сборки. Настоятельно рекомендую избегать подобных ошибок. Необходимость извлекать (и / или демонтировать) компоненты или платы, чтобы получить доступ к любой части блока питания, превращает дальнейшую работу в кошмар.Учтите, что он может проработать 20 или более лет, прежде чем потребуется обслуживание, и к тому времени вы, вероятно, забудете многие «тонкости» схемы. По прошествии этого времени у вас может даже не оказаться схемы, поэтому убедитесь, что вы поместили ее в корпус!

Хотя основы источника питания не слишком сложны, всегда будет гораздо больше проводки, чем в любом типичном аудиопроекте. Это неизбежно, если вы не увеличите общую стоимость еще больше, сделав свои собственные печатные платы.Хотя это означает более профессиональный продукт, нет никакой гарантии, что вы получите правильный дизайн с первого раза, а внесение изменений может занять очень много времени. Если ошибка была сделана в компоновке печатной платы, может быть сложно диагностировать и найти ошибку, чтобы ее можно было исправить. В общем, будет намного проще подключить окончательную выходную секцию. Из-за задействованных высоких токов (которые могут присутствовать в течение нескольких часов) обычная печатная плата не обеспечивает достаточно низкое сопротивление или достаточно высокую пропускную способность по току, если вы не используете очень широкие дорожки (я бы предложил минимум 5-миллиметровых дорожек для 5A, но даже это является предельным значением для непрерывного режима).

Хотя это может показаться незначительной придиркой, я настоятельно рекомендую вам использовать розетку IEC для сети. По моему многолетнему опыту работы с испытательным оборудованием и другим оборудованием, нет ничего более раздражающего, чем фиксированный сетевой шнур. Вместо того, чтобы просто отсоединять вилку IEC с задней стороны, если ее нужно переместить, вам, возможно, придется проследить фиксированный провод до его сетевой розетки, а затем отсоединить его от других проводов для остальной части оборудования вашего испытательного стенда. В зависимости от того, сколько у вас оборудования, это может быть более сложной задачей (и болью в задней части), о которой вы думаете, когда оно впервые устанавливается и подключается.Незначительный момент, но о нем стоит помнить. Очень немногие измерительные приборы, которые я построил, имеют фиксированные сетевые провода, и у меня есть хороший набор сетевых проводов IEC!

Осталась одна проблема. Чтобы проверить различные части вашего блока питания, прежде чем он будет полностью подключен, вам понадобится … блок питания. Шансы сделать все правильно с первого раза невелики, поэтому, если у вас нет источника питания, вам нужно будет разработать способ проверить правильность работы различных секций без риска задымления, если что-то не так. .Вы можете использовать « предохранительные » резисторы последовательно с основным источником питания, чтобы ограничить повреждение, если есть ошибка проводки, или (если он у вас есть) использовать Variac и текущий монитор (см. Проект 139 или Проект 139A, чтобы вы могли проверить на чрезмерный ток при повышении напряжения. Многие части блока питания не будут работать должным образом при пониженном напряжении, поэтому всегда есть риск. Тестирование и калибровка блоков питания — нетривиальная задача, поэтому вам придется многое сделать, чтобы завершить его.

11 Полезное дополнение
Хотя здесь я описал только базовый источник питания, многие коммерческие источники питания включают выход 5 В (обычно рассчитанный на ток около 3 А), а некоторые также включают источник питания ± 12 В.Поскольку вы никогда не знаете, как будет сконфигурирован источник питания в будущем, они оба будут полностью изолированы. Как только вы соедините вместе заземляющие (или общие) соединения внутри, это ограничит ваши действия с источниками питания. Как уже отмечалось, вы никогда не можете предугадать, для чего вы будете использовать источник, когда он впервые будет построен, и было бы неразумно предполагать что-либо заранее.

Это означает по крайней мере один, но, возможно, два дополнительных трансформатора, а также выпрямители, фильтры и регуляторы.Вам также потребуется больше места на передней панели для подключений. Большинство коммерческих расходных материалов не обеспечивают измерения для каких-либо вспомогательных источников питания, и в схемах не требуется ничего особенного. Можно использовать пару плат P05-Mini, одну для одного выхода + 5 В, а другую для ± 12 В.

По сравнению со стоимостью остальной части поставки, они могут быть добавлены за (почти) арахис, за возможным исключением трансформаторов. В качестве альтернативы они могут быть построены как отдельная единица, что имеет ряд явных преимуществ.Как и ожидалось, у меня есть один из них, а также те, что есть на моем рабочем месте, и, хотя он мало используется, он неоценим, когда мне нужен дополнительный источник питания, изолированный от всех остальных. Он также достаточно мал, чтобы я мог взять его из мастерской в свой офис, где я также выполняю некоторые работы по тестированию и разработке. Действительно, вот где это сейчас.

12 Меры предосторожности
Существуют меры предосторожности, которых следует придерживаться при использовании любого источника переменного тока .Если нет переключателя, который отключает постоянный ток (или снижает выходную мощность до нуля), питание никогда не должно включаться при подключенной нагрузке. Большинство схем должны пройти фазы «запуска» (зарядка конденсаторов, стабилизация напряжения стабилитрона и т. Д.), Прежде чем выход станет стабильным. Если ваша нагрузка подключена, она может быть подвержена опасному напряжению, а ограничения тока может быть недостаточно для предотвращения повреждений. В самом деле, до тех пор, пока все внутренние схемы не будут иметь требуемых рабочих напряжений, может даже не быть никакого ограничения тока!

С рисунком 7.1, когда источник питания включен и работает, снижение напряжения до нуля с помощью переключателя будет работать. Однако во время «запуска» (после подачи питания от сети) этот может быть не так! Ничего не должно быть подключено к выходу, когда сетевой выключатель включен, потому что выход может быть непредсказуемым. Это было подтверждено моделированием — даже при выключенном переключателе выходная мощность мгновенно возрастает до более 4 В при подаче питания. Схема на рис. 6.1 должна быть лучше в этом отношении, но все же лучше не подключать нагрузку при включении сети.

Необходимо включить питание, уменьшить напряжение до нуля, пока вы выполняете соединения, а затем напряжение можно установить на желаемый уровень. При тестировании чего-либо в первый раз используйте низкий порог ограничения тока, чтобы минимизировать повреждение в случае неисправности в ИУ. Если вам нужен источник с ограничением по току, напряжение следует установить таким образом, чтобы был достигнут предел по току, но не за его пределами. Например, если вы хотите обеспечить ток в 1 А через нагрузку 10 Ом, необходимо установить напряжение только для напряжения холостого хода около 12 В.Установка более высокого напряжения только увеличивает риск для вашей нагрузки, если что-то пойдет не так.

Установка низкого напряжения (как раз достаточного для задачи) , а не , не снижает рассеивание в транзисторах последовательного прохода. Единственная причина — убедиться, что выходной конденсатор (-ы) не может заряжаться до 25 В, а затем разряжаться через нагрузку. Это почти наверняка гарантирует, что мгновенный ток будет намного выше установленного порога. Это не только совет для схем, показанных здесь — он применим ко всем источникам питания , если в инструкциях по эксплуатации не указано иное.Большинство советует не подключать что-либо до тех пор, пока не будут установлены напряжение и максимальный ток перед подключением нагрузки.

Существует несколько конструкций источников питания, в которых для управления функциями используется микроконтроллер, но будьте очень осторожны со всем (домашним или коммерческим), которые требуют от вас «программирования» напряжения или тока с помощью клавиатуры. Использование обычных кастрюль с низкими технологиями означает, что вы можете увеличить напряжение (или ток) поворотом ручки и быстро снизить напряжение, если обнаружены какие-либо аномалии.Попытка сделать это с помощью кнопок обычно невозможна, и большой ущерб может быть нанесен просто потому, что вы не смогли достаточно быстро снизить напряжение при первых признаках неисправности. «Высокотехнологичный» внешний вид программируемого источника питания может быть привлекательным, но он непрактичен для чего-либо, кроме лабораторных испытаний, когда оборудование, на которое подается питание, является известной величиной с самого начала.

Выводы
Если все вышеперечисленное не отпугнуло вас от идеи создания собственного источника питания, я настоятельно рекомендую вам начать с чего-нибудь довольно простого (например, Project 44).Я знаю, что «сделай сам» — это все, что нужно сделать самому, но это должно быть верным только тогда, когда это имеет смысл. Как обсуждалось ранее, я построил источник питания от ± 0 до 25 В, 2 А с полностью регулируемым ограничением тока, термовыключателем и двухскоростным вентилятором. Он довольно часто использовался около 30 лет (на момент написания) и никогда меня не подводил. Однако это сложная схема и не совсем подходит для любительского строительства. К сожалению, принципиальную схему невозможно найти, и ее непросто «перепроектировать».С семнадцатью транзисторами, пятью операционными усилителями, двумя микросхемами стабилизатора 12 В, пятью подстроечными резисторами, а также ожидаемой связкой резисторов, диодов, колпачков фильтров, переключателей, измерителей и потенциометров, я бы не рекомендовал это — даже если бы я сделал это. У есть полная схема для него. Стоимость будет считаться неприемлемой для большинства строителей, которым в любом случае это может не понадобиться так часто.

Простая схема, показанная выше (рисунок 7.1), неплоха. Он не так хорош, как тот, который я построил, но, безусловно, приемлем для нормальной работы на тестовом стенде.У него есть то преимущество, что он может ограничивать более низкий ток, чем мой (~ 50 мА — мой минимум), и это полезно для чувствительных схем. Что еще более важно, его достаточно просто построить даже на Veroboard, со схемами ограничения тока, подключенными напрямую к переключателю и потенциометрам установки напряжения. Остается только базовая схема на Veroboard, которая должна быть довольно простой. В целом схема на рис. 6.1 лучше, но переключение на последовательно-параллельную работу должно выполняться с большой осторожностью.

Возможно, что удивительно (а может, и нет), определение тока в целом намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. Это довольно просто, если вы используете простую схему переключаемого резистора, но настроить ее не так-то просто. Существуют специализированные ИС, которые предназначены именно для этого приложения, но большинство из них предназначены только для SMD, и они недешевы, особенно если они доступны только в упаковке из пяти штук. Это очень часто встречается с деталями SMD. Конечно, это всего лишь чувствительная часть — все еще необходимо получить действующее правило .Как уже отмечалось, в точке перехода (от регулирования напряжения к регулированию тока) есть два отдельных регулятора, каждый из которых пытается наложить свою волю на выход. Без значительных затрат времени на разработку в результате часто возникают колебания (переходные или непрерывные).

Основная идея этой статьи — показать вам некоторые из доступных опций. В идеале, большинство строителей своими руками хотят что-то, что выполняет свою работу, является надежным и не требует больших затрат на строительство. Это даже лучше, если он может использовать детали, которые у вас уже есть в наличии.Если вам все-таки нужно покупать детали, вы должны быть разумно уверены, что выбранная вами схема соответствует поставленной задаче. Как уже отмечалось, схемы, которые я показал, пришлось адаптировать для обеспечения надежности (особенно при низком выходном напряжении и большом токе). Отсутствие защитных мер (ограничение тока, отключение вентилятора и перегрева) приведет к цепи, которая не только подведет вас, но и может взорвать цепь, которую вы тестируете.

Когда вы посмотрите на стоимость необходимых компонентов, вы очень быстро обнаружите, что они составляют довольно пугающую цифру.Просто трансформатор (-ы) будет дорогим, и, хотя многие детали достаточно дешевы, это не относится к конденсаторам фильтра или радиаторам. Вы также должны предоставить корпус и другое оборудование, и это потребует значительной механической обработки для размещения счетчиков, вентиляторов, разъемов и т. Д. Очень сомнительно, что вы потратите меньше эквивалента 400 австралийских долларов в выбранной вами валюте, даже если у вас есть много мелких деталей на складе. Я видел в сети двойной источник питания 0–30 В, 3 А всего за 325 австралийских долларов, и очень сомнительно, что вы сможете построить его за меньшую плату, если у вас нет почти всего необходимого в своем «ящике для мусора».

Это изделие , а не ни при каких обстоятельствах не должно рассматриваться как строительное изделие! Он предназначен только для демонстрации того, что создание даже небольшого запаса скамейки — нетривиальное занятие, и что есть соображения, о которых вы, возможно, не задумывались. Некоторые из конструкций, которые вы найдете в других местах в сети, плохо спроектированы и не обеспечивают достаточного запаса прочности для последовательного транзистора (в частности), и в большинстве нет предупреждений о транзисторной SOA, тепловом отказе или любых других вещах. что может пойти наперекосяк.Как показано в этой статье, есть много вещей, которые могут пойти не так, особенно если какая-либо часть источника питания недооценена из-за неправильного использования, которое получит при нормальном использовании.

Список литературы

В любом случае, что это такое за дизайн блока питания (электронный дизайн)

Регулируемый лабораторный источник питания — два варианта

Стабилизированный источник питания 0-30 В постоянного тока с контролем тока

Zdroj G400 (на чешском языке)

Трубка регулятора напряжения (Википедия)

Стабилизированный источник питания с двумя напряжениями, John Linsley-Hood (Wireless World, январь 1975 г.)

Термисторы NTC (www.resistorguide.com)

Основной индекс Указатель статей

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2019. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница опубликована и © Ноябрь 2019 г.

9 Лучший лабораторный источник питания [Для начинающих и профессионалов 2021]

Ваша лаборатория — это место, где вы тестируете, устраняете неисправности или разрабатываете прототипы схем, а иногда, возможно, ремонтируете старые печатные платы. Если вы имеете дело с бытовой электроникой, в большинстве случаев диапазон напряжения составляет 30 В. Если вы имеете дело с промышленной электроникой, вы имеете дело с постоянным напряжением до 48 В или, может быть, 60 В, которые представляют собой довольно опасные напряжения для работы.

Таким образом, независимо от типа печатных плат или прототипов (от 2 до 7 слоев печатных плат, аналоговых или цифровых) или любых уровней напряжения, на которых вы работаете, каждой лаборатории электроники необходим безопасный и надежный лучший лабораторный источник питания. Потому что, если кто-то намеренно или непреднамеренно пропустил это устройство, например, лабораторный или настольный источник питания. Это может привести к потере времени, денег и энергии.

И поскольку надежный лабораторный источник питания настолько важен, что с первого дня на рынке присутствует множество ведущих производителей источников питания. I.e Tekpower, Keithley, Keysight, Aim-TTI, Rohde and Schwarz и некоторые новички, такие как Rigol, Siglent Technologies, Korad Technology и GW Instek
.
Теперь получить лучший лабораторный источник питания или лучший настольный источник питания, чтобы избежать любых плохих ситуаций при работе над ценными проектами, может быть очень сложной задачей. Может не хватать знаний, что посмотреть при покупке нового, какие параметры важно искать? какие известные бренды в отрасли?

И, возможно, еще много вопросов.

В этом посте я стараюсь изо всех сил помочь вам найти лучший источник питания, независимо от того, новичок ли вы, любитель, студент или профессионал. Имейте в виду, что я буду делать упор на профессиональные блоки питания. Я начну с источников питания для начинающих, но попутно расскажу и о профессиональных.

Надеюсь, этот пост поможет вам и вам понравится.

Выбор лучшего лабораторного источника питания

Начиная с первого и основного вопроса i.е. чем отличается линейный источник питания от импульсного. Потому что я считаю, что каждый должен знать это, прежде чем рассматривать какие-либо другие аспекты при выборе правильного источника питания.

Линейные и импульсные блоки питания

Линейный источник питания — это обычный тяжелый источник питания, в котором используется простая схема для преобразования переменного тока в постоянный. Он использует трансформатор для повышения или понижения приложенного напряжения переменного тока перед подачей на схему регулятора.

С другой стороны, импульсный источник питания напрямую преобразует переменный ток в постоянный без какого-либо трансформатора, а затем преобразует этот высокий постоянный ток в высокочастотное переменное напряжение, которое затем используется схемой регулятора для получения желаемого постоянного напряжения и тока.

Как теперь ясно, линейный режим намного проще, чем режим переключения. Переключатель режима очень легкий и небольшой по размеру. За исключением небольшого размера, он не может превзойти линейный режим по таким свойствам, как стабильность и тяжелый режим работы с небольшим шумом, пульсацией и электромагнитными помехами. И самое приятное то, что коммутационный режим дешевле линейного, так как в нем нет объединенного трансформатора.

Вы знаете, это всегда компромисс между линейным и импульсным режимами в отношении размера, надежности и мощности. Для лаборатории или в ситуации, когда вам не нужно переносить или перемещать источник питания туда-сюда, я рекомендую источник питания линейного типа.Но если вам нужен профессиональный тип переключения, вы должны быть готовы потратить около тысячи долларов США.

Итак, мы пришли к выводу, что предпочтительным выбором между линейным и коммутационным типами является линейный тип. Но, конечно, это всего лишь мое собственное мнение, основанное на моем опыте, знаниях и исследованиях мнений и работы профессионалов в области электроники.

Правильный диапазон напряжения и тока

Второй наиболее частый вопрос при выборе лучшего лабораторного источника питания: каковы правильные номинальные значения напряжения и тока? Что ж, я просто не могу ответить на этот вопрос специально для вас.Но, как я уже сказал, если вы имеете дело с бытовой электроникой, вам достаточно 30V 10A. Если вы имеете дело с промышленной электроникой, 60В и 10А будет достаточно. На мой взгляд, вам не стоит покупать блок питания более 60V 10A, если он вам действительно не нужен.

Остальные ДОЛЖНЫ БЫТЬ доступны как для новичков, так и для профессионалов

Давайте сначала поговорим об особенностях новичка. Но сено! это не означает, что в профессиональном следует избегать новичков.

OCV: Это означает выходное контактное напряжение.

CV и CC, то есть постоянное напряжение и постоянный ток с хорошей нагрузкой и линейным регулированием

OCP, т.е. постоянная выходная мощность. Это означает, что если вы установите постоянную мощность, независимо от того, что вы измените V или I, общая мощность останется прежней. Это действительно защищает ваше тестируемое устройство от любых повреждений.

Хорошие переплетные столбы

Защита от перенапряжения (OVP) и от сверхтока (OCP)

Если вы выбрали линейный, не было бы проблем с шумом и пульсацией, но если вы выбрали переключение, то упомянутый параметр должен находиться в диапазоне от 500 мкВ (среднеквадратичное) до 7 мВ (пик.).Эти ценности исходят от профессионалов в этой области и основаны на моем собственном исследовании. Если вы можете приблизиться к этим значениям, у вас будет хороший импульсный источник питания.

Хорошая точность и разрешение

Итак, теперь давайте поговорим о некоторых дополнительных функциях, которые лучше всего подойдут, когда вы работаете как профессионал.

Точность и разрешающая способность, т.е. насколько хороши наши блоки питания для небольших значений напряжения. Типичные значения регулирования нагрузки и линии для высокоточных источников питания равны 0.01% + 2 мВ в режиме постоянного напряжения и 0,01% + 500 мкА в режиме постоянного тока.

Скорость нарастания, которую можно запрограммировать. Эта функция сэкономит вам много времени, если вы работаете с устройствами с высоким пусковым током.

Напряжение и ток должны быть установлены на ноль все время в условиях холостого хода. Это означает, что вам следует выбирать производителя с хорошей репутацией.

Полностью плавающие выходы

Программируемый

Запираемая передняя панель и выходной выключатель, чтобы вы могли правильно настроить его перед включением.Некоторые из вас могут не согласиться с этим, но поверьте мне, это просто необходимо, если вы цените свое время.

Помня вышеизложенную информацию, я составил следующий список некоторых удивительных лучших лабораторных или настольных источников питания для начинающих и профессионалов. Надеюсь, это вам поможет.

Список лучших лабораторных источников питания

Я думаю, что поделился всей имеющейся у меня информацией по этой теме. Теперь давайте посмотрим на некоторые блоки питания. Я начну с очень простых источников питания, затем расскажу о промежуточных моделях, а затем закончу некоторыми профессиональными источниками питания.Так что продолжайте читать.

Также имейте в виду, я не собираюсь многократно повторять перечисленные выше особенности блока питания снова и снова. Они применяются ко всем нижеперечисленным моделям. Кроме того, я не собираюсь добавлять какие-то модные модели, которые вы увидите в сети. Слушай, я инженер, и технические термины для меня более романтичны, чем внешность.

1. Tekpower TP1803D

Начнем наш список с этого очень простого лабораторного источника питания i.е. TP1803D. Tekpower — популярный калифорнийский бренд, известный производством качественной электроники. Мне очень нравится он и его продукция. На самом деле, они делают много моделей, но я выбрал TP1803D, потому что он очень простой.

Он имеет диапазон напряжения 0-18 В и диапазон тока 0-3 А. Самое приятное, что он линейный, то есть у вас низкие коэффициенты шума и пульсации, что означает, что это может быть идеальным выбором для работы с аналоговыми усилителями. Я не указываю, что вы определенно можете использовать его для всех видов операций в вашей лаборатории или требований.

Имейте в виду, что это лабораторный источник питания, что означает, что он не предназначен для постоянного питания устройства. Некоторые новички думают, что лабораторный источник питания можно использовать так же непрерывно, как и зарядное устройство для ноутбука. Что ж, это не относится к лабораторным или настольным источникам питания. Мы используем их в течение определенного времени.

Вот полезная ссылка на Tekpower TP1803D (ссылка Amazon) для дальнейшего изучения, если это привлекло ваше внимание. Я хочу, чтобы вы записали цену, чтобы сравнить ее с приведенным ниже Tp3005E, который представляет собой импульсный источник питания.

2. Tekpower TP3005E

Второй лабораторный комплект, которым я хочу поделиться, — TP3005E. Он от той же марки. Единственная разница между этим парнем и вышеупомянутым — TP3005E — это импульсный источник питания с диапазоном напряжения и тока больше, чем указанный выше, с более низкой ценой. Видите, это то, что я сказал вам в начале.

Дизайн этого блока просто потрясающий. Мне это и вправду нравится. Теперь, чтобы изучить это самостоятельно, вот ссылка на Tekpower TP3005E (ссылка на Amazon).

3. Korad Technology KD3005D

Чтобы иметь 30В и 5А в линейном типе, я нашел эту модель, то есть KD3005D. Korad Technology — новичок на этом рынке, но зарекомендовал себя как один из великих производителей.

Дизайн отличный. И у вас также есть функция блокировки, которая, я думаю, действительно хороша для данного ценового диапазона. Чтобы узнать больше об этом, перейдите по ссылке для исследований и исследований: Korad Technology KD3005D (ссылка на Amazon).

4. GW Instek GPS-3030DD

Я думаю, что это последний в разделе источников питания для начинающих лабораторий. Вы знаете, что на Amazon, eBay и других интернет-магазинах есть множество вариантов для новичков. Я думаю, у вас должно быть все в порядке, какой бы источник питания вы ни выбрали, если ваша цель — протестировать несколько схем или включить Arduino или что-то в этом роде.

Дело в том, что вы не чувствуете, что не собираетесь использовать блок питания в течение очень долгого времени. Я думаю, что этих блоков питания для начинающих вам более чем достаточно.Только не тратьте слишком много денег на запас, который вы бы не использовали.

Хорошо!

GW Instek похожа на очень старую компанию, и они десятилетиями производят очень качественные инструменты для профессионалов и инженеров. GPS 3030DD потрясающий, и, на мой взгляд, вам обязательно стоит проверить этого парня.

Он программируемый, что отличает его от остальных вышеперечисленных источников питания для начинающих. Не такой уж тяжелый, программируемый, но начального уровня.

Чтобы узнать больше о его диапазонах тока и напряжения, перейдите по ссылке на GW Instek GPS-3030DD (ссылка Amazon) для вашего собственного исследования.

Итак, это были лучшие лабораторные или настольные принадлежности для начинающих. Теперь давайте познакомимся с некоторыми моделями среднего класса. Под средним уровнем я подразумеваю те лучшие лабораторные блоки питания, которые можно в той или иной степени программировать.

5. Tekpower TP3005P

Начнем с нашего списка расходных материалов среднего уровня, познакомив вас с TP3005P.Я предполагаю, что «P» в конце означает программируемый. Я не уверен в этом, но блок питания программируется и может сохранять ваши настройки. Сохранение настроек очень экономит время, особенно при работе с большим количеством различных схем и проектов.

Некоторые важные технические термины, на которые следует обратить внимание:

Выходное напряжение: 0-30 В

Выходной ток: 0-5 А

Эффект источника: C.V. ≤ 0,01% + 3 мВ

г. до н.э. ≤ 0,1% + 3 мА

Влияние нагрузки: C.В. ≤ 0,01% + 2 мВ

г. до н.э. ≤ 0,1% + 10 мА

Разрешение настройки: 10 мВ, 1 мА

Точность настройки: ≤ 0,5% + 20 мВ, ≤ 0,5% + 10 мА (25 ° C ± 5 ° C)

Пульсация: ≤ 2 мВ RMS, ≤ 3 мА RMS

Увидев эти удивительные фигуры, вы должны влюбиться в эту. Чтобы подробнее изучить этот лучший лабораторный источник питания с дистанционным управлением, перейдите по ссылке на Tekpower TP3005P (ссылка на Amazon).

6. КОРАД КА3005П

На очереди — КА3005П.Он похож на приведенный выше, но у него отличные характеристики по сравнению с указанным выше, то есть TP3005P. Он имеет потрясающее разрешение 0,001 В и 0,001 А. Это действительно потрясающе, особенно с возможностью дистанционного управления.

Основные технические характеристики: Вместо вариантов подключения USB и RS232 этот блок питания обладает следующими потрясающими характеристиками.

Итак, теперь, если вы хотите самостоятельно изучить это, вот ссылка для исследования: KORAD KA3005P (ссылка на Amazon).

7. Siglent Technologies SPD1305X

Siglent — новинка на рынке, но со временем она зарекомендовала себя как наиболее ценный бренд. Я испытываю чувство доверия к этому бренду, и мне нравится, что он второй после Tekpower. Сейчас Siglent производит множество моделей от среднего до профессионального уровня. Мне нравится эта модель т.е. SPD1305X. Я думаю, в нем есть все.

Вот ссылка для вашего собственного исследования и дальнейшего исследования, Siglent Technologies SPD1305X (ссылка Amazon).

С этим, я думаю, мы закончили с лучшими лабораторными источниками питания среднего уровня. Теперь поговорим о действительно лучших профессиональных источниках питания для лабораторных исследований
.
8. Siglent Technologies SPD3303X-E

В лабораторных условиях, если вы действительно специалист по электронике, вам понадобится комплект поставки в полном комплекте. Вышеупомянутый предназначен для небольшой лаборатории или для человека-любителя. Теперь давайте посмотрим, что я имею в виду под пакетом, увидев спецификации этого парня, SPD3303X-E
.

Важные характеристики

Он имеет три выхода, что означает, что вы можете запитать что угодно одновременно.Делители напряжения и тока не требуются

Среди трех выходов один порт предназначен для фиксированного напряжения, то есть вы можете переключаться между 5 В, 3,3 В и еще несколькими

Это 220 Вт, что делает его настоящей электростанцией.

Максимальный диапазон напряжения 32, с разрешением 10 мВ

Получил интерфейсы USB / LAN

Вы можете настроить выход как последовательно, так и параллельно, что иногда бывает огромно.

Поддерживает команды SCPI и имеет доступный драйвер LabView

Не шумно, и это здорово.Никто не любит шумную поставку.

Получил лучшее регулирование

Это тот параметр, который мне нравится в нем, и я хочу, чтобы он присутствовал в каждом источнике питания в моей лаборатории. Таким образом, Siglent SPD3303X-E (Amazon Link) идеально подходит для любой лаборатории. У вас три выхода, красивый внешний вид, надежность и, самое главное, заслуживающий доверия бренд.

9. Ригол DP823

Вы были в электронике, то я уверен, что вы уже слышали об этом бренде. Вы можете заметить, что я всегда начинаю с бренда, потому что это я.Я верю в бренды и не люблю тратить деньги на случайные товары. Эта модель имеет практически те же функции, что и Siglent. Так что я не буду повторять их здесь снова.

Важные характеристики

Это высококачественный программируемый лабораторный источник питания с тремя переключаемыми выходами.

Наряду с USB / LAN, он также имеет RS232 или GPIB, что означает, что вы можете управлять им удаленно.

Имеет как OVP, так и OCP

Пользовательский интерфейс лучше, чем у Siglent

Таким образом, Rigol DP823 (Amazon Link) стоит немного дороже, но если вы ищете надежный продукт на весь срок службы для своей лаборатории.Эта модель будет стоить ваших вложений.

Покупка профессионального лабораторного источника питания постоянного тока

Хорошая новость заключается в том, что поскольку источник питания является основной потребностью любой лаборатории, с самого начала существуют отличные производители. Но плохая новость в том, что вам придется много тратить. Эти производители находятся в США, поэтому с качеством не поспоришь. Я не говорю, что другие производители плохие или что-то в этом роде. Я искренне люблю американские бренды, когда речь идет о высоком качестве кромки, но, конечно, это также означает большие затраты.

Чтобы купить у GwInstek или Keithley (Tektronix), вам необходимо посетить их местного дистрибьютора. Вот несколько ссылок, с которых вы можете начать.

Теперь у вас есть торговые марки, о которых я рассказал в самом первом абзаце. Все, что вам нужно сделать, это зайти на их веб-сайт, найти местных дистрибьюторов и купить расходные материалы, соответствующие вашим профессиональным требованиям.

Есть другие варианты для начинающих

Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучаете основы электроники, я бы порекомендовал вам сделать собственный лабораторный источник питания.Было бы очень хорошее решение.

Он поможет вам изучить электронику, а также даст вам лучший лабораторный источник питания. Я называю его лучшим, потому что вы сделаете его сами. И я не могу выразить словами, насколько весело играть с электроникой в безопасной среде. Это похоже на обучение на собственном опыте.

Я рекомендую для начала комплект блока питания Elenco (Amazon Link) . Он доступен по цене, высокого качества и хорошо документирован, чтобы направлять вас на каждом этапе.Поверьте, вы многому научитесь. Вы узнаете, как паять, собирать и делать конечный продукт, который вы всегда видите в разных магазинах.

Известные бренды, производящие лучшие лабораторные блоки питания

На рынке много производителей. Не все из них хороши. Есть также некоторые плохие производители, которых нам следует избегать, если мы хотим инвестировать приличную сумму денег. Ниже представлены бренды, зарекомендовавшие себя в отрасли на протяжении многих лет.

Tekpower

Ригол

Siglent Technologies

Korad Technology

Кейтли

Keysight

Цель-ТТИ

Rohde и Schwarz

ГВт Instek

BK Precision

Мои последние слова о лучшем лабораторном блоке питания

Источник питания — очень важный инструмент для лаборатории или мастерской.

Почему?

Стенд, лаборатория или мастерская — это место, где вы ежедневно тестируете различные схемы и проекты.

Каждая схема и проект имеют свои собственные номинальные значения напряжения и тока. Вы не можете разрабатывать или покупать расходные материалы для конкретного проекта каждый раз, когда у вас появляется новый проект. В этом нет никакого смысла.

Самое главное, вы все тестируете. Итак, ваш запас должен быть чистым и безопасным.

Он защищает вашу схему от выгорания из-за непреднамеренного приложения высокого напряжения.

Совершенно очевидно, что приличный лабораторный источник питания — ваша основная потребность, если вы действительно серьезно относитесь к изучению электроники.

Действительно важный фактор, который я действительно хочу подчеркнуть, это то, что почти каждый источник питания, разработанный для лабораторных целей, имеет множество мер безопасности, таких как ограничение тока, перенапряжение и защиту от короткого замыкания. Эти функции предохраняют ваши тестируемые устройства от любых электрических повреждений.

Для меня в любом лабораторном блоке питания больше всего используется следующее.

Приходите от проверенного бренда

Должен быть недорогой, чтобы новичок мог себе это позволить. Но это не значит, что нельзя идти на компромисс в отношении качества.

Должен соответствовать всем задачам, для которых предназначен источник питания.

Должно быть хорошо

Он должен быть очень простым в использовании, использовать направляющую не нужно.

Надеюсь, это вам чем-то помогло.

Другие полезные сообщения

Спасибо и удачной жизни.

EEZ h34005 Блок питания | Приток толпы

Введение

Электронные контрольно-измерительные приборы (T&M) занимают незаменимое место на рабочих местах любителей, студентов и энтузиастов DIY. Эти инструменты также необходимы образовательным учреждениям и научно-исследовательским учреждениям, которые используют их в своих классах и лабораториях. Проект EEZ Open — это попытка преодолеть разрыв между инструментами T&M для любителей и студентов и инструментами, используемыми в коммерческой и профессиональной среде.Он делает это, сочетая лучшее с обеих сторон.

Обычно инструменты, используемые группами DIY, студентами и любителями, как правило, просты и недороги. Руководствуясь необходимостью учиться и экспериментировать, они обычно построены на бесплатном программном обеспечении с открытым исходным кодом (FOSS) и оборудовании (FOSH). По мере того, как они распространяются и распространяются, они создают вокруг себя сообщество пользователей, которые готовы помочь с отзывами о том, как улучшить проект и как избежать типичных ошибок. Эти инструменты часто имеют более низкое качество, ограниченную функциональность и не имеют надлежащей документации.Это также верно в отношении программного обеспечения, где поддержка некоторых стандартов программирования и подключения контрольно-измерительных приборов может практически отсутствовать.

Напротив, коммерческие контрольно-измерительные приборы предоставляют надежные и многофункциональные решения «под ключ» и оснащены программным обеспечением, которое позволяет пользователям осуществлять централизованный контроль и обмен данными между различными контрольно-измерительными приборами. Однако коммерческие решения также имеют два существенных недостатка: высокая стоимость и закрытый дизайн, который часто защищен одним или несколькими патентами.Высокая стоимость коммерческих контрольно-измерительных приборов делает их недоступными для DIY и образовательных групп. Это, наряду с ограниченной функциональностью инструментов DIY, сдерживает эксперименты и творчество. Точно так же в образовательной среде стоимость инструментов коммерческого уровня ограничивает возможности студентов получить практический опыт.

Бесплатное ПО с открытым исходным кодом

Проект EEZ Open направлен на решение этих проблем с помощью уникального подхода к созданию контрольно-измерительных инструментов.Одна из лучших частей проекта — это программное обеспечение, как с точки зрения уже реализованных функций, так и из-за наличия инструментов разработки, которые позволяют пользователям быстро моделировать новые или изменять существующие функциональные возможности в соответствии с их собственными уникальными потребностями. Эта кампания направлена на запуск первого устройства, созданного специально для этого программного обеспечения: EEZ h34005, двухканального программируемого источника питания, набор функций которого превосходит многие коммерческие предложения.

Полная документация и программное обеспечение с открытым исходным кодом доступны в наших репозиториях GitHub, один для оборудования, а другой для программного обеспечения.Блок питания EEZ h34005 сейчас находится в пятой ревизии, завершены три публичных релиза. Прошивка M3 (этап 3) была завершена в декабре 2016 года с поддержкой полного набора команд SCPI и цветным сенсорным дисплеем TFT. Набор команд задокументирован в справочнике SCPI на более 100 страницах. Руководство .

Программный пакет EEZ Open в настоящее время состоит из двух инструментов:

Имитатор прошивки — это «виртуальный инструмент» для изучения и тестирования всех функций без необходимости наличия физического устройства под рукой.Это помогло нам ускорить разработку, избегая таких вещей, как, например, частая и трудоемкая загрузка в MCU. Вы можете скачать последнюю стабильную версию. Просто загрузите и установите, чтобы увидеть, что было реализовано с помощью команд SCPI, командной строки и консоли / передней панели графического интерфейса пользователя.

EEZ Studio — это мощный инструмент разработки WYSIWYG для создания и редактирования меню и страниц на локальном дисплее (в данном случае это цветной сенсорный экран TFT на h34005). Мы сочли это невероятно полезным и экономящим время, когда мы разрабатывали меню и страницы, отображающие информацию и состояние источника питания.EEZ Studio еще не является общедоступной, но она не требуется для встроенного ПО EEZ h34005 во время выполнения. Мы планируем опубликовать первую полную версию вскоре после окончания кампании для тех, кто хочет поиграть с меню и отображать информацию.

Оба приложения работают на нескольких ОС (Linux, Windows, OS X и т. Д.) С поддержкой Arduino IDE в качестве первой целевой платформы. Мы выбрали его, потому что он также имеет открытый исходный код и кроссплатформенный и хорошо известен в сообществах DIY и производителей.Изменение существующего кода, добавление кода для достижения новых функций или простая загрузка в наши новые версии прошивки не должно быть проблемой.

Другой настольный блок питания?

EEZ h34005 — это не просто еще один настольный программируемый источник питания. Хотя его программное обеспечение, аппаратное обеспечение и механические аспекты предназначены для конкуренции с любым коммерческим предложением, поскольку оно полностью бесплатное и имеет открытый исходный код, оно обеспечивает уровень независимости и взломостойкости, которого просто не существует с проприетарными традиционными инструментами.

EEZ h34005 нельзя легко отнести к категории типичных решений для самостоятельного изготовления или стандартных коммерческих решений по двум простым причинам: в нем есть функции, которых нет в проектах DIY, но при этом его дизайн (программное, аппаратное и механическое) бесплатный и открытый исходный код, который не существует и по умолчанию все еще запрещен в профессиональных / коммерческих решениях. Больше не нужно платить за разблокировку дополнительных функций прошивки, больше не ждать ремонта или искать руководства по обслуживанию, если кто-то допустит ошибку и выпустит «волшебный дым».

В основе нашего дизайна лежат следующие ключевые концепции:

Модульная конструкция — разные люди имеют разные требования к мощности для разных проектов. Следовательно, EEZ h34005 состоит из четырех модулей + плата MCU (Arduino Due или совместимая 32-разрядная плата ARM), поэтому изменение одной части системы не означает, что все остальное нужно выбросить и создать новую «материнскую плату».

Программируемость — экспериментаторы и даже обычные пользователи имеют разные потребности в схеме источника питания: они хотят поиграть с аналоговыми или цифровыми схемами, которые могут включать в себя требующие мощности двигатели, лампы и т. Д., или им может потребоваться зарядить батареи с другим химическим составом, что требует разных схем зарядки. Или, возможно, требуется запрограммированная последовательность напряжения и тока для проверки производительности других цепей. Все это можно сделать с помощью команд SCPI, позволяя опытным пользователям добавлять новые функции, не дожидаясь коммерческого обновления прошивки, которое может никогда не появиться.

Надежность — Цепи питания и / или зарядки аккумуляторов должны быть безопасными, даже если они оставлены без присмотра в течение длительного времени.Чтобы обеспечить безопасность и надежность, мы потратили много времени на разработку наших схем и реализацию нескольких функций защиты и самотестирования, которые затем протестировали в реальных жизненных ситуациях.

Подходит для самостоятельного изготовления — Миниатюризация электронных компонентов затрудняет работу с ними строителя своими руками. Мы выбрали компоненты в размерах и корпусах, которые легко паять вручную без специального оборудования или навыков.

Возможности подключения — Благодаря подключению через USB и Ethernet вы можете находиться на расстоянии нескольких шагов или нескольких тысяч миль от EEZ h34005 и по-прежнему общаться с ним.Коммуникация также помогает, когда в одном месте, например, в классе или лаборатории, развернуто множество устройств.

Полный демонтаж ИЭЗ h34005

Аппаратные функции и характеристики

EEZ h34005 имеет набор функций, аналогичный любому другому коммерческому настольному источнику питания. Но у него также есть особенности, которые делают его уникальным. Мы разбили все это ниже:

Уникальные особенности

Элемент Описание

Локальный интерфейс пользователя 3.2-дюймовый цветной сенсорный экран TFT и ручка энкодера

Соединение каналов Последовательный (до 80 В), параллельный (до 10 А) с использованием встроенных силовых реле (внешняя проводка не требуется)

Дистанционное управление Не требует внешней проводки благодаря встроенным сигнальным реле

Цифровое управление Arduino Due (или совместимая) 32-битная плата ARM MCU

Управление питанием Ограничитель пускового тока переменного тока

Дистанционное / внешнее программирование напряжения Защита от перенапряжения, 2.5 В для полной шкалы

Контроль температуры батареи Оптоизолированный вход V / F (для батареи NTC)

EEZ h34005 имеет уникальную конструкцию, которая очень эффективна при высокой выходной мощности. требуется, но может также обеспечить низкий уровень пульсаций и шума на выходе для чувствительных цепей с низким энергопотреблением.

Его пользовательский интерфейс также отличается. Мы считаем, что сочетание сенсорного экрана и одной ручки энкодера обеспечивает пользовательский интерфейс, который успешно заменяет традиционные «функциональные» клавиши, клавиатуры, потенциометры, энкодеры, переключатели и т. Д.С помощью EEZ Studio графический интерфейс, отображаемый на сенсорном экране, можно легко изменить в соответствии с потребностями и вкусами различных пользователей. Мы с нетерпением ждем отзывов от пользователей, когда они взаимодействуют с нашим графическим интерфейсом и вносят улучшения и изменения.

Кроме того, есть дополнительные функции, которые будут разблокированы и включены бесплатно по мере того, как кампания достигает своего разнообразия цели. Пока что мы достиг первой цели растяжения (ручка энкодера).

Стандартные функции

Элемент Описание

No.каналов 2 (изолированные)

Диапазон напряжения 0-40 В (шаг 1/10 мВ)

Диапазон тока 0-500 мА (шаг 0,1 / 1 мА) , растягивающаяся цель 3), 0-5 A (шаг 1/10 мА)

Макс. мощность на канал 155 Вт (с выбранными модулями переменного / постоянного тока, в противном случае до 200 Вт)

Топология Последовательный гибрид (переключающий предварительный регулятор с возможностью «100% рабочего цикла», линейный пост- регулятора)

Встроенные механизмы защиты Удаленный датчик обратной полярности, сторожевой таймер MCU (сердцебиение), Power good

Другие функции канала Разрешение выхода, программатор вниз

Охлаждение 60-мм вентилятор (скорость регулируется датчиками температуры канала), пассивный радиатор на питании пострегулятора MOSFET

Возможности подключения USB, Ethernet (порт USB теперь полностью изолирован, и оба входа поставляются с защитой от электростатического разряда благодаря эластичной цели 2)

Прочие периферийные устройства Зуммер, RTC с резервным конденсатором, EE PROM, гнездо SDcard

Дистанционное / внешнее измерение напряжения Да, с использованием встроенных сигнальных реле (для внутреннего измерения не требуется внешняя проводка)

Цифровой ввод / вывод 1 x вход (защищенный, 3.Логика уровня 3 и 5 В), выходы: 1 оптоизолированный, 1 силовое реле (растяжимая цель 2)

Регулятор мощности Переключатель питания переменного тока (задняя панель), плавный пуск переменного тока / режим ожидания- по (контролируется прошивкой), выключатель питания постоянного тока MCU (передняя панель)

Питание переменного тока 85-264 В / 47-63 Гц (выбирается вручную), дополнительная защита входа (TVS, MOV, SAR)

Размеры Металлический корпус: 293 мм (Ш) x 90 мм (В) x 272 мм (Г)

Компоненты

EEZ h34005 состоит из следующих частей и модулей:

Модуль AUX PS

Плата питания (одна на канал, всего две)

Arduino щит

Металлический корпус

Гайки, болты и электромеханические детали

Жгут проводов

Arduino из-за

3.2-дюймовый цветной сенсорный TFT-дисплей (на плате Arduino)

Модуль питания переменного / постоянного тока, 48 В постоянного тока, 155 Вт (по одному на канал, всего два)

Модули EEZ h34005: 1. Платы питания, 2. Модуль AUX PS, 3. Экран Arduino

Все модули можно легко установить в предварительно просверленный металлический корпус, изготовленный по индивидуальному заказу, как показано ниже. Корпус состоит из четырех частей, изготовлен из алюминия толщиной 1,5 мм и оснащен резиновыми ножками на винтах и ручками на передней панели.

Для упрощения сборки количество кабелей было минимизировано. Охлаждение обеспечивается 60-миллиметровым вентилятором и двумя пассивными радиаторами, которые также используются для надежного крепления силовых плат и дальнейшего повышения механической прочности корпуса.

Металлический корпус 3D модель

Вид сзади EEZ h34005 в сборе со снятой верхней крышкой
Прошивка

Прошивка EEZ h34005 — это эскиз Arduino, который позволяет пользователям выполнять все операции как локально, так и удаленно.В то время как местное управление с помощью цветного сенсорного дисплея TFT с диагональю 3,2 дюйма позволяет быстро работать на месте, дистанционное управление обеспечивает не только удобный доступ через последовательное соединение / USB-соединение или Ethernet-соединение, но также позволяет автоматизировать многие операции на одном или нескольких устройствах в одном устройстве. аудитория, лаборатория или так называемый автоматизированный испытательный центр.

Список функций
10, с функцией автозапуска

Функция Описание

Платформа разработки Arduino IDE 1.6 или более поздняя версия

Разработка графического интерфейса для локального дисплея EEZ Studio

Дистанционное управление Да, SCPI

Отзыв профилей пользователей Интерфейс программирования выходных значений Сенсорный экран: клавиатура , шаг , слайдер ; ручка энкодера (растягивающаяся цель 1)

Режим вывода Стандартный, с низкой пульсацией (управляется ЦП)

Калибровка Напряжение и ток (многошаговый мастер, защищен паролем пользователя)

Выходное соединение Да (последовательное, параллельное)

Отслеживание выхода Да (напряжение, ток, мощность, все защиты и ограничения)

Дата / время Да

Регистратор событий Да (информация, предупреждения и состояния ошибок)

Статистика Общее / текущее рабочее время ЦП и каналов

Диагностика Самопроверка, вентилятор Измерения АЦП, калибровка, срабатывание защиты

Local Control

Главный домашний экран pr Обеспечивает консолидированный обзор всех запрограммированных и измеренных выходных значений, состояния различных механизмов защиты и легкий доступ к настройкам системы, профилям пользователей, просмотрам событий и управлению входной мощностью (режим ожидания).В настоящее время реализованы три различных представления, как показано ниже, и они могут быть расширены для конкретных нужд пользователя.

Просмотры главной страницы: 1. Числовые, 2. Горизонтальная полоса, 3. Вертикальная полоса, 4. Вид YT

Наиболее часто устанавливаемые опции — это программирование выходных значений (напряжения и тока) и изменение выходной мощности. Поэтому мы предлагаем три способа настройки выходов: один, который имитирует цифровую клавиатуру , энкодер (режим , шаг ) и потенциометр (режим , ползунок, ).Горшок работает как 2D-слайдер с переменной «чувствительностью», позволяя изменять выбранное значение с большим или меньшим шагом.

Программирование выходных значений: 1. Режим клавиатуры, 2. Пошаговый режим, 3. Режим 2D-ползунка

Дистанционное управление

Благодаря поддержке SCPI, одним или несколькими EEZ h34005 можно управлять удаленно через последовательное (через USB) или Ethernet-соединение.

Пульт дистанционного управления: 1.Последовательная консоль (USB), 2. Telnet (Ethernet), 3. Сторонний контроллер SCPI (Ethernet)

Механизмы защиты

EEZ h34005 поставляется с несколькими системами защиты, которые были тщательно протестированы с использованием различных типов нагрузок и с учетом крайних случаев, таких как включение, выключение, обнаружение сбоя охлаждающего вентилятора во время работы и т. Д.

Механизмы защиты реализованы как на аппаратном, так и на программном уровне для обеспечения максимально возможной защиты подключенных нагрузок и самого источника питания.В настоящее время предусмотрены следующие защиты:

Ограничение тока и защита от сверхтоков (OCP)

Ограничение напряжения и защита от перенапряжения (OVP)

Ограничение мощности и защита от превышения мощности (OPP)

Защита от перегрева (OTP) для каждого канала, системы и нагрузки / аккумулятора

Дистанционное измерение обратной полярности

Макс. ограничение выходного тока при обнаружении неисправности охлаждающего вентилятора

Автоматическое включение OVP при выборе дистанционного программирования напряжения

Автоматическое отключение при power good или watchdog сбой сигнала

Автоматическая балансировка выходного напряжения или тока при последовательном или параллельном соединении каналов

Автоматическое отключение понижающего программатора при обнаружении чрезмерного энергопотребления

Отключение при срабатывании любой из защит

Отключить все выходы при срабатывании какой-либо защиты

Принудительное отключение всех выходов при включении питания

Чтобы увидеть EEZ h34005 в действии, посетите нашу страницу видео.

Сборка

EEZ h34005 доступен в нескольких наборах, от простых до полных. Сборка и использование источника питания требует понимания электронных схем и базовых навыков программирования. Будем рады помочь любому со сборкой. Поддержку также можно найти на популярных электронных форумах, где проекту уже уделяется много внимания (eevblog и форумы diyaudio). Обращение за помощью — лучший способ избежать ошибок и разочарований!

Уровни залога

Для этой кампании есть четыре уровня залога:
33 — — — Due

Уровень залога Голые печатные платы Корпус и сборки Базовые модули Полный комплект

Набор из 4 неизолированных печатных плат Да — n

Металлический корпус — Да — Да

Гайки, болты и электромеханические детали — Да — Да — — — 902 Да — Да

Набор из 4 модулей печатных плат — — Да Да

3.2-дюймовый цветной сенсорный TFT-экран — — — Да

2 модуля питания переменного / постоянного тока — — — Да

Arduino — — — Да

Производственный план

Мы уже успешно изготовили ограниченное количество прототипов печатных плат и металлических корпусов. Мы выбрали производителя корпуса и в настоящее время изучаем производителей печатных плат и печатных плат.Мы поставим жгуты проводов и упаковку на месте.

Все модули перед отправкой проходят внутренние испытания. Однако конечным пользователям потребуется выполнить калибровку локально, следуя простому мастеру калибровки, или удаленно с помощью команд SCPI.

Риски и проблемы

Мы работали над EEZ h34005 в течение последних двух лет и уверены, что устранили большую часть технических рисков. Мы сделали это, выполнив четыре прототипа и получив множество отзывов и помощи от сообществ на популярных форумах по электронике.Точно так же микропрограммное обеспечение является зрелым и полным для своей базовой функциональности, реализующей интерфейсы SCPI и сенсорного экрана. Сейчас мы работаем над добавлением дополнительных изящных функций.

Всегда есть вероятность непредвиденных задержек со сборкой модуля печатной платы из-за нехватки каких-либо деталей или проблем с доставкой. Тем не менее, мы сделали запас в нашем расписании, чтобы учесть такие непредвиденные задержки. Мы, конечно же, сообщим нашим спонсорам, если возникнут какие-либо проблемы, которые могут повлиять на дату отправки.

Доставка и логистика

Компоненты EEZ h34005 будут отправлены со склада Crowd Supply в США.Мы не можем предоплатить НДС, поэтому, если ваша страна взимает НДС при импорте, вам, вероятно, придется его заплатить и, возможно, заняться таможенным оформлением. Таким образом, указанная стоимость доставки не включает применимые налоги. К сожалению, это относится ко всем, включая спонсоров из ЕС, поскольку мы не можем поддерживать параллельные операции по логистике и бухгалтерскому учету в ЕС.

Simple DIY Multiple Output Power Supply

Блок питания или блок питания — популярное испытательное оборудование. Такие производители, как Баджи, которые любят возиться с электроникой и робототехникой, нуждаются в дополнительном источнике питания в своей лаборатории, который может работать не только с одним выходным напряжением.Для многих проектов в области электроники, которые он делает, ему требуется несколько напряжений, таких как 3,3 В, 5 В, 12 В и многие другие. Вместо того, чтобы покупать тот, который стоил бы ему дороже, он создал дешевый самодельный лабораторный источник питания с несколькими выходами, достаточный для его проектов в области электроники.

Блок питания или БП — популярное испытательное оборудование. Такие производители, как Баджи, которые любят возиться с электроникой и робототехникой, нуждаются в дополнительном источнике питания в своей лаборатории, который может работать не только с одним выходным напряжением.Для многих проектов в области электроники, которые он делает, ему требуется несколько напряжений, таких как 3,3 В, 5 В, 12 В и многие другие. Вместо того, чтобы покупать тот, который стоил бы ему дороже, он создал дешевый самодельный лабораторный источник питания с несколькими выходами, достаточный для его проектов в области электроники.

Его блок питания для самостоятельной работы в лаборатории имеет всего 10 клемм для привязки. Те, что слева, обеспечивают 12 В, 5 В и 3,3 В. Выход 12 В поступает напрямую от блока питания ноутбука. 5 В и 3,3 В обеспечиваются модулями KIM055L и KIM035L.Они могут выдавать ток 5А. Остальные 4 — это выходы регулятора LM2596-регулируемого и регулятора XL4015. LM2596 — это простая плата регулируемого регулятора напряжения. Он распаял подстроечный резистор и припаял к нему обычный потенциометр.

Коммутационная плата XL4015 настроена как стабилизатор постоянного тока. Он имеет 2 подстроечных резистора для установки напряжения и тока. Он снова снял с платы подстроечные элементы и припаял к ней 2 потенциометра. Он прикрепил 3 потенциометра к передней панели и добавил 3 красивые кнопки, чтобы я мог легко их регулировать.Измеритель на левой панели показывает выходное напряжение LM2596, измеритель на правой панели отображает напряжение и ток выхода XL4015.

Он разработал коробку в Draftsight и сделал ее лазерной резкой из акрилового листа в местной компании. Вы можете скачать файл в формате DWG здесь. Дизайн рассчитан на 4-миллиметровый акриловый лист, как и у моей местной компании по лазерной резке. BTW Draftsight — это бесплатная программа САПР, работающая даже в среде GNU / Linux. Он купил регуляторы и щитовые приборы на Ebay.Штыри, потенциометры, кнопки, выключатель питания, предохранитель и гнездо постоянного тока поставляются электроникой Tayda. Для распределения 12 В от блока питания ноутбука к различным модулям он использовал 8-позиционную клеммную колодку с винтовыми зажимами.

.

No related posts.

Элемент	Описание
Локальный интерфейс пользователя	3.2-дюймовый цветной сенсорный экран TFT и ручка энкодера
Соединение каналов	Последовательный (до 80 В), параллельный (до 10 А) с использованием встроенных силовых реле (внешняя проводка не требуется)
Дистанционное управление	Не требует внешней проводки благодаря встроенным сигнальным реле
Цифровое управление	Arduino Due (или совместимая) 32-битная плата ARM MCU
Управление питанием	Ограничитель пускового тока переменного тока
Дистанционное / внешнее программирование напряжения	Защита от перенапряжения, 2.5 В для полной шкалы
Контроль температуры батареи	Оптоизолированный вход V / F (для батареи NTC)

Элемент	Описание
No.каналов	2 (изолированные)
Диапазон напряжения	0-40 В (шаг 1/10 мВ)
Диапазон тока	0-500 мА (шаг 0,1 / 1 мА) , растягивающаяся цель 3), 0-5 A (шаг 1/10 мА)
Макс. мощность на канал	155 Вт (с выбранными модулями переменного / постоянного тока, в противном случае до 200 Вт)
Топология	Последовательный гибрид (переключающий предварительный регулятор с возможностью «100% рабочего цикла», линейный пост- регулятора)
Встроенные механизмы защиты	Удаленный датчик обратной полярности, сторожевой таймер MCU (сердцебиение), Power good
Другие функции канала	Разрешение выхода, программатор вниз
Охлаждение	60-мм вентилятор (скорость регулируется датчиками температуры канала), пассивный радиатор на питании пострегулятора MOSFET
Возможности подключения	USB, Ethernet (порт USB теперь полностью изолирован, и оба входа поставляются с защитой от электростатического разряда благодаря эластичной цели 2)
Прочие периферийные устройства	Зуммер, RTC с резервным конденсатором, EE PROM, гнездо SDcard
Дистанционное / внешнее измерение напряжения	Да, с использованием встроенных сигнальных реле (для внутреннего измерения не требуется внешняя проводка)
Цифровой ввод / вывод	1 x вход (защищенный, 3.Логика уровня 3 и 5 В), выходы: 1 оптоизолированный, 1 силовое реле (растяжимая цель 2)
Регулятор мощности	Переключатель питания переменного тока (задняя панель), плавный пуск переменного тока / режим ожидания- по (контролируется прошивкой), выключатель питания постоянного тока MCU (передняя панель)
Питание переменного тока	85-264 В / 47-63 Гц (выбирается вручную), дополнительная защита входа (TVS, MOV, SAR)
Размеры	Металлический корпус: 293 мм (Ш) x 90 мм (В) x 272 мм (Г)

Функция	Описание
Платформа разработки	Arduino IDE 1.6 или более поздняя версия
Разработка графического интерфейса для локального дисплея	EEZ Studio
Дистанционное управление	Да, SCPI
Отзыв профилей пользователей		Интерфейс программирования выходных значений	Сенсорный экран: клавиатура , шаг , слайдер ; ручка энкодера (растягивающаяся цель 1)
Режим вывода	Стандартный, с низкой пульсацией (управляется ЦП)
Калибровка	Напряжение и ток (многошаговый мастер, защищен паролем пользователя)
Выходное соединение	Да (последовательное, параллельное)
Отслеживание выхода	Да (напряжение, ток, мощность, все защиты и ограничения)
Дата / время	Да
Регистратор событий	Да (информация, предупреждения и состояния ошибок)
Статистика	Общее / текущее рабочее время ЦП и каналов
Диагностика	Самопроверка, вентилятор Измерения АЦП, калибровка, срабатывание защиты

Уровень залога	Голые печатные платы	Корпус и сборки	Базовые модули	Полный комплект
Набор из 4 неизолированных печатных плат	Да		— n
Металлический корпус	—	Да	—	Да
Гайки, болты и электромеханические детали	—	Да	—	Да	—	—	— 902	Да	—	Да
Набор из 4 модулей печатных плат	—	—	Да	Да
3.2-дюймовый цветной сенсорный TFT-экран	—	—	—	Да
2 модуля питания переменного / постоянного тока	—	—	—	Да
Arduino	—	—	—	Да

Лабораторный блок питания своими руками

Лабораторный блок питания своими руками

Мощный лабораторный блок питания своими руками

Лабораторные блоки питания своими руками схемы

Лабораторный блок питания — сборка качественного регулируемого устройства

Виды и особенности блоков питания

Монтаж блока своими руками

Поэтапная настройка

Основные радиоэлементы

Блок в конечном виде

Фото лабораторного блока питания

Линейный лабораторный блок питания своими руками

Лабораторный блок питания своими руками

Простое устройство

Регулируемый блок питания

Двухполярный блок питания

Защита блока питания

Советы по оформлению корпуса

Видео

Лабораторный блок питания своими руками 0-30В 0-5А

Лабораторный блок питания – пошаговая сборка

Шаг. 1 Установка элементов, отвечающих за регулировку напряжения

Шаг. 2 Установка конденсаторов фильтра

Шаг. 3 Подключение силовых транзисторов

Шаг. 4 Балансировка транзисторов

Шаг. 5 Подключение питания для ОУ и периферии

Шаг. 6 Установка операционного усилителя и элементов стабилизации тока

Работы наших читателей

Скачать бесплатно STL файл DIY Mini Lab Power Supply • Шаблон для 3D-печати ・ Cults

Описание 3D модели

Лицензия

Теги

Создатель

Бестселлеры категории Разное

Хотели бы вы поддержать культы?

Как сделать простой лабораторный блок питания

DIY USB Power Delivery лабораторный блок питания

Проблема

Мой текущий источник питания

Проектные ограничения

Мои конструктивные ограничения

Исследования

Топология

USB PD

Интерфейс

Конструкция блока питания

Проблема с питанием

Текущие возможности

Проблема с нулем вольт

Постоянное напряжение

Постоянный ток

Схема и дизайн печатной платы

Где я нахожусь в

Принадлежности для скамейки

9 Лучший лабораторный источник питания [Для начинающих и профессионалов 2021]

Выбор лучшего лабораторного источника питания

Линейные и импульсные блоки питания

Правильный диапазон напряжения и тока

Остальные ДОЛЖНЫ БЫТЬ доступны как для новичков, так и для профессионалов

Список лучших лабораторных источников питания

1. Tekpower TP1803D

2. Tekpower TP3005E

3. Korad Technology KD3005D

4. GW Instek GPS-3030DD

5. Tekpower TP3005P

6. КОРАД КА3005П

7. Siglent Technologies SPD1305X

8. Siglent Technologies SPD3303X-E

9. Ригол DP823

Покупка профессионального лабораторного источника питания постоянного тока

Есть другие варианты для начинающих

Известные бренды, производящие лучшие лабораторные блоки питания

Мои последние слова о лучшем лабораторном блоке питания

EEZ h34005 Блок питания | Приток толпы

Введение

Бесплатное ПО с открытым исходным кодом

Другой настольный блок питания?

Аппаратные функции и характеристики

Уникальные особенности

Стандартные функции