Мощный лабораторный БП 0-30В, 0-8А

Всех приветствую. Эта статья является дополнением к видео. Рассмотрим мы мощный лабораторный блок питания, который пока не полностью завершен, но функционирует очень хорошо.

4264051720.JPG3112713944.JPG

Лабораторный источник одноканальный, полностью линейный, с цифровой индикацией, защитой по току , хотя тут имеется еще и ограничение выходного тока.

2229802856.JPG

Блок питания может обеспечить выходное напряжение от нуля до 20 вольт и ток от нуля до 7,5-8 Ампер, но можно и больше, хоть 15, хоть 20 А, а напряжение может быть до 30 Вольт, мой же вариант имеет ограничение в связи с трансформатором .

1453509222.png 2951610613.png

На счет стабильности и пульсаций - очень стабильный, на видео  видно, что напряжение при токе в 7Ампер не проседает даже на 0,1В, а пульсации при токах 6-7Ампер около 3-5мВ! по классу он может тягаться с промышленными профессиональными источниками питания за пару-тройку сотен долларов.

2938862431.png

При токе в 5-6 Ампер пульсации всего 50-60 милливольт, у бюджетных китайских блоков питания промышленного образца - такие же пульсации, но при токах всего в 1-1,5 ампера, то есть наш блок гораздо стабильней и по классу может тягаться с образцами за пару тройку сотен долларов

Не смотря на то, что бок линейный, у него высокий кпд, в нем предусмотрена система автоматического переключения обмоток, что позволит снизить потери мощности на транзисторах при малых выходных напряжениях и большом токе.

2963231230.JPG 1999275003.JPG

Эта система построена на базе двух реле и простой схемы управления, но позже плату убрал, поскольку реле не смотря на заявленный ток более 10 Ампер не справлялись, пришлось купить мощные реле на 30 Ампер, но плату для них пока не сделал, но и без системы переключения блок работает отлично.

3419358592.png

Кстати, с системой переключения блок не будет нуждаться в активном охлаждении, хватит и громадного радиатора сзади.

2302296446.JPG 3025823950.JPG

Корпус от промышленного сетевого стабилизатора, стабилизатор куплен новый, с магазин, только ради корпуса.


2660962967.png 3427126080.png

Оставил только вольтметр, сетевой тумблер, предохранитель и встроенную розетку.

3296298479.JPG 4179209311.JPG

Под вольтметром два светодиода, один показывает то, что на плату стабилизатора поступает питание, второй, красный, показывает, что блок работает в режиме стабилизации тока.

2068396942.JPG

Индикация цифровая, разработана моим хорошим другом. Это именной индикатор, о чем свидетельствует приветствие, прошивку с платой найдете в конце статьи, а ниже схема индикатора 

695708718.JPG

2974146710.png 446594871.png

А по сути это вольт/ампер ваттметр, под дисплеем три кнопки, которые позволят выставить ток защиты и сохранить значение, максимальный ток 10 Ампер, Защита релейная, реле опять же слабенькое, и при больших токах наблюдается довольно сильное нагревание контактов.

1990453844.png

Снизу клеммы питания, и предохранитель по выходу, тут к стати реализована защита от дурака, если использовать БП в качестве зарядного устройства и случайно перепутать полярность подключения, диод откроется спалив предохранитель.

2432450803.jpg 2912708931.jpg

Теперь о схеме. Это очень популярная вариация на базе трех ОУ, также китайцы штампуют массово, в этом источнике применена именно китайская плата, но с большими изменениями.

2983905300.jpg

 4197356816.JPG

Вот схема, которая у меня получилась, красным выделено то, что было изменено.

1478283139.jpg

Начнем с диодного моста. Мост двухполупериодный, выполнен на 4-х мощных сдвоенных диодах шоттки типа SBL4030, на 40 вольт 30 ампер, диоды в корпусе TO-247.

1159605105.JPG

В одном корпусе два диода, я их запараллелил, в итоге получил мост, на котором очень малое падение напряжение, следовательно и потерь, при максимальных токах 'тот мост еле теплый, но не смотря на это диоды установлены на алюминиевый теплоотвод, в лице массивной пластины. Диоды изолированы от радиатора слюдяной прокладкой.

2021524161.JPG 3190993685.JPG

Была создана отдельная плата для этого узла.

2203228837.JPG

Далее силовая часть. Родная схема всего на 3 Ампера, переделанная спокойно может отдать 8 Ампер с таким раскладом. Ключей уже два Это мощные составные транзисторы 2SD2083 с током коллектор 25 Ампер. уместно замена на КТ827, они покруче.
Ключи, по сути запараллеляны, в эмиттерной цепи стоят выравнивающие резисторы на 0,05 Ом 10 ватт, а точнее для каждого транзистора использовано 2 резистора по 5 ватт 0,1Ом параллельно.

3304251509.JPG 4187146693.JPG

Оба ключа установлены на массивный радиатор, их подложки изолированы от радиатора, этого можно не сделать, поскольку коллекторы общие, но радиатор прикручен к корпусу, а любое короткое замыкание может иметь плачевные последствия.

1269962197.JPG

Далее заменил токовый шунт в лице низкоомного резистора, в родной схеме он на 0,47Ом, заменил на 4 резистора, сопротивление каждого 0,33ом плюс минус, мощность 5 ватт, все резисторы стоят параллельно.

1993489509.JPG

Сглаживающие конденсаторы после выпрямителя имеют суммарную емкость около 13.000 мкФ, подключены параллельно.
Токовый шунт и указанные конденсаторы расположены на одной печатной плате.

829572789.JPG

Поверх (на схеме) переменного резистора, отвечающего за регулировку напряжения, был добавлен постоянный резистор. Дело в том, что при подачи питания (скажем 20Вольт) от трансформатора, мы получаем некоторое падение на диодном выпрямителе, но затем конденсаторы заряжаются до амплитудного значения ( около 28 Вольт), то есть на выходе блока питания максимальное напряжение будет больше, чем напряжение отдаваемое трансформатором. Поэтому при подключении нагрузки на выход блока будет большая просадка, это неприятно. Задача ранее указанного резистора ограничить напряжение до 20 Вольт, то есть если даже крутить переменник на максимум, более 20Вольт выставить на выходе невозможно.

Трансформатор - переделанный ТС-180, обеспечивает переменное напряжение около 22-х вольт и ток не менее 8 А, имеются отводы на 9 и 15 вольт для схемы переключения. К сожалению, под рукой не было нормального обмоточного провода, поэтому новые обмотки были намотаны монтажным, многожильмым медным проводом 2,5кв.мм. Такой провод имеет толстую изоляцию, поэтому мотать обмотку на напряжение более 20-22В было невозможно (это с учетом того, что оставил родные обмотки накала на 6,8В, а новую подключил параллельно с ними).

3005403492.JPG 2386753748.JPG

Дисплей и плату с кнопками прикрепил к лицевой панели хитрым способом, вместо того, чтобы сверлить отверстия под винты, решил эти же винты запаять к корпусу с обратной стороны, в итоге все получилось отлично за исключением того, что от перегрева местами пострадала кожаная пленка, которой обклеена лицевая панель.

2738324397.JPG 2656545309.JPG

3656896717.JPG

Чтобы и вовсе убрать всякие шумы с от трансформатора, последний прикручен через резиновые прокладки, это обеспечивает снижение вибраций и одновременно шума.

3835165053.JPG 1454843245.JPG

1809255645.JPG 551762798.JPG

На этом думаю все, следите за новостями, поскольку статья будет дополняться по мере завершения проекта

Скачать архив можно тут 

Архив с прошивками тут   

Расчет импульсного трансформатора

Подписаться на новости
Введите Ваш e-mail

Усилители мощности
Блоки питания
Arduino
Программаторы
Радиоконструкторы
Прочее...