Armenian English French German Irish Spanish Turkish


EasyEDA: 
 бесплатный редактор схем

• Создание схем 
• Симуляции схем
• Создание печатных плат 
• Интуитивно понятный интерфейс

Создать схему!
 
   Заказать печатную плату

Подписаться на новости Введите свой email адрес:

 

Мы в соцсетях

Облако тегов

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

Рецепт создания хорошего лабораторного блока питания

Рано или поздно перед каждым радиолюбителем постает проблема универсального блока питания, которым можно и ардуино, и преобразователь 12-220 запитать. Решений может быть три.

1.     Купить заводской лабораторник. Быстрое, и дорогое решение, не каждый может себе позволить качественный блок напряжением 25 – 30В и током хотя бы 5А, с ограничением тока, регулируемой защитой от К.З., автоматического управления кулером, защиты от переплюсовки при заряде аккумулятора. Качество многих можно проверить, лишь вскрыв корпус, что лишает гарантии, на что может согласиться не каждый.

2.     Сделать самому.  Данный пункт имеет несколько подпунктов, таких как ремонт поломанного заводского блока, который достался по дешёвке, или даром.Модернизирование заводского блока, обычно сопровождается выкидыванием силовых ключей, как в преобразователе, так и в самом стабилизаторе, перерабатывается схема защит, повышается напряжение на преобразователе, и максимальная мощность. Или собрать по готовой схеме, как большинство и делает, в интернете представлено большое множество различных схем, о которых мы ещё поговорим, рассчитаны на разную мощность, работают по-разному, имеют неодинаковую сложность воплощения и настройки.

3.     Безусловно, самым интересным и познавательным способом для подготовленных юзеров паяльников, это придумать схему самому, по личные потребности. Такой подход максимально результативен в опытных руках, но данная статья облегчит конструирование новеньким в электронной тематике. Здесь учитываются все аспекты с предыдущих подходов. Для начала нужно определиться с применением блока, для чего он вам нужен? Если для ремонта мобилок, хватит и простой конструкции с плавной регулировкой  от 0 до 5-6В со стабилизацией тока, и защитой от К.З., если для домашней лаборатории могут понадобиться напряжения до 30 – 40В и токи до 10 – 15А для различных целей, и так далее. Не последним фактором в подборе характеристик становится реализуемость устройства, и цена комплектующих, которые зависят от напряжения и мощности блока питания, так же его типа регулировки. Далее понадобится определиться с источником питания, трансформатор или импульсник, настоятельно рекомендую импульсник, так как хорошая экранировка убережёт ваше радио от помех, а если нужна очень малошумящий источник при работе с чувствительными приборами и инструментами, то однозначно сетевой трансформатор. Теперь следует выбрать, в каких цепях будет происходить регулировка, в первичной, «горячей» части прибора, или во вторичной. Если нужна точность, и плавная регулировка от нуля, пойдёт только вторичная, а если наоборот нужна грубая мощность, рекомендую первичную, через её относительную неприхотливость перед мощной нагрузкой, но понадобиться отдельное питание генератора, или гальваническую развязку в случае с симисторным регулятором, да бы на переменнике не накапливалась статика. Ну а теперь осталось только определиться с нужными защитами, и автоматическими регулировками, если блок для лаборатории настоятельно советую включить все защиты. Ну а теперь пора выбирать между импульсной и линейной схемой управления силовым транзистором, так же от выбранной схемы будет, зависит тип транзистора: полевой или биполярный. Немаловажным есть обратная связь, когда выходное напряжение сверяется с той, которую вы задали, без неё блок не может быть стабилизированным, так как без неё напряжение будет проседать соотвецтвенно приложенной нагрузки. Но в причину того, что в средстве оптимальной обратной связи используют ОУ, которые имеют ограниченный запас по напряжению питания, ограниченного в 36В, отсюда и максимальное напряжение на выходе микросхемы тоже ограничено, поэтому питать его от кренки бесполезно. Следует помнить, что микросхема так же имеет сопротивление, поэтому максимальное напряжение на выходе меньше напряжения на шине питания. После этого нужно выбрать, что вам ближе микроконтроллер, или аналоговый регулятор. У обоих методов есть свои недостатки и преимущества. Например, микроконтроллер боится статики, и напряжение, ток будут регулироваться при помощи энкодера, с определённым шагом, который например можно установить кнопкой, в этом самом энкодере, так же, можно прям на этом контроллере написать вольтамперметр. Напротив аналоговый регулятор обеспечит бесконечно тонкую настройку, при использовании многооборотного резистора, например от модуля подстройки частоты советского телевизора. Но те боятся наводок, ограничены применяемой схемой управления, так же от этого зависит плавность, и линейность регулировки. Вот основные параметры схемы подобраны, последним, но не по сложности исполнения будет то, что нужен вам однополярный или двуполярный источник питания, схематически всё просто, берётся два блока, соединяется + с одного, и – с другого, это будет земля двуполяра, а остальные два провода – и + плечо соотвецтвенно. Разумеется, при более глубоком анализе схемы можно зазеркалить схему, и получить второе, - плечо, при этом все полупроводники нужно либо взять противоположной проводимости (транзисторы, интегральные стабилизаторы), либо повернуть в другую сторону(диоды, стабилитроны), либо инвертировать выходы/входы(микроконтроллер, ОУ, логическая микросхема). Нарисовав готовую схему обеих блоков, можно избавиться от части деталей/силовых обмоток импульсного/сетевого трансформатора. Так же на стадии разработки важно подумать, как всё будет реализовано, например не стоит разводить плату с местом для силового транзистора, лучше шиной подвести питание прям с моста. И на нужный вывод транзистора, так же и выходом, шину прям на клемму, а обратную связь подцепить мелким проводом с клеммы, так можно избежать мелких потерь на проводах, так же в качестве шины можно использовать радиатор, прикрутив транзистор без слюды, но при этом радиатор лучше поместить внутри корпуса. Ну и небольшой совет по экономии электроэнергии заключается в том, что всегда лучше выключить блок размыканием сетевых проводов (силовых), тогда прибор абсолютно не потребляет ток от сети, а стартует он и так быстро. А если нужно отключить питание на выходе быстро, что бы ни отпаивать провода от исследуемой конструкции, можно просто сделать на выходе фиксируемый тумблер, или заземлять базу/затвор силового ключа. Можно так же делать это не только непосредственно у ключа, но и за пару каскадов до него, тогда ток через кнопку можно будет уменьшить резистором. Осталось только набросать блок – схему, а потом либо самому придумать схемы к отдельным блокам, либо найти готовые. Часто будут востребованы ОУ в компараторном включении, триггер Шмидта, источники образцового напряжения, ШИМ – контроллеры, буферные усилители, фильтра низких частот, LCфильтры для силовых линий, RCпомехоподавляющие фильтры для регуляторов напряжения/тока, различные программы для работы с АЦП микроконтроллера.

Вот такая вот получилась инструкция к конструктору «лабораторный блок питания своими руками», а вот вам несколько кирпичиков, из которых можно соорудить страшнейшую махину.

Компаратор

Сравнивает два напряжения на входах, если на + входе будет больше чем на – то на выходе логическая 1, шина питания другими словами, если наоборот, то логический 0, земля в простонароде. Опорное напряжение можно подать на любой вход, только будет изменяться тенденция работы схемы. Например, на + вход опорное напряжение, а на – обратная связь, как на рисунку ниже. Тогда, если на выходе блока будет меньше напряжение чем на опорном, то на выходе будет логический 1, транзистор откроется, и напряжение будет выше, чем на опорном, будет логический 0, и транзистор закроется. Несмотря на кажущийся парадокс, просто схема стабилизируется, и на выходе будет напряжение равное опорному, и на выходе ОУ будет уже не логический сигнал, а аналоговый, так как напряжения на входах примерно одинаковое (если бы оно было одинаковым, то на выходе была бы средняя точка)

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

Ещё одно важное дело – триггер Шмидта, сгодится в температуро – управляемым кулером, так как имеет гистерезис. То есть разницу между включением и выключением. Нам ведь надо что бы, например кулер включился на 50 градусах, а выключился на 35, например.

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

От себя добавлю схему защиты на полевом транзисторе, может похвастаться высоким быстродействием.

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

В качестве опорного напряженияможно обойтись и стабилитроном шунтированным плёнкой, но немного надёжнее кренка. Проблемы с максимальным выходным напряжением? Просто на обратной связи сделайте регулятор, как на первой схеме.

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

 На ШИМ контроллерах останавливаться не буду, больше написано в многочисленных даташитах. Добавить могу то, что очень хорошо показывает себя TL494.

Хороший усилитель напряжения (вплоть до шины питания) на транзисторах, оптимизирован для работы с затворами

Рецепт создания хорошего лабораторного бп

Думаю приводить схемы фильтров нецелесообразно. Так как полно ресурсов, на которых их можно и рассчитать. Так же немного стабильности в жизнь блока принесёт даже самый маленький дроссель, и небольшой кондёрчик после него. А ёмкости на выходе много не надо, иначе вольтметр будет тормозить за регулировкой, и даже разряжающий резистор не поможет. А вот на входе можно и побольше, но не забывайте про плёнку, так как электролиты шумят.

Теперь вы готовы создать блок питания соей мечты своими руками!

Автор - Ростислав Михайлов

Дизайн :

Arduino

Программаторы

Радиоконструкторы

Прочее...