Особенности прибора
Любой радиолюбитель в своей домашней лаборатории не обойдется без регулируемого блока питания. Этот прибор дает возможность выдавать постоянное напряжение в диапазоне 0 до 14 Вольт, а ток нагрузки может доходить до 500mA.
Обратите внимание! Данный тип блока питания обеспечивает хорошую защиту от возможного короткого замыкания, которое может возникнуть на выходе.
Используют регулируемый тип блока питания при проверке или ремонте электроприборов.
Для сборки блока питания для выдачи постоянного напряжения можно использовать разные схемы. Одна из них приведена ниже.
Для сборки прибора для регулирования выходного напряжения можно использовать и другие схемы, которые отыщутся в специализированной литературе по радиотехнике. Особенно богаты на такие схемы старые советские журналы типа «Юный Техник».
Обратите внимание! Схемы блока питания для регулирования выходного напряжения можно несколько модифицировать. Например, можно заменить германиевые детали на кремневые.
Блок питания своими руками ⋆
- трансформатор. Можно использовать любой тип, который обеспечивает напряжение на b-обмотке (вторичной) в 14 – 18 Вольт при малой нагрузке (0,4 – 0,6 А);
- диоды VD1 – VD4. Допускается применение диодов, предназначенных для обратного напряжения (как минимум 50 Вольт при нагрузке хотя бы в 0,6 Ампер, но не ниже). При этом диод VD5 лучше брать германиевый с любым буквенным маркером;
- электролитический конденсатор. Подойдет любого типа, но напряжение на него должно быть не менее 25 Вольт;
Принцип работы
Практически все схемы, по которым можно собирать регулируемые блоки питания для выходного напряжения, содержат простые и легкодоступные детали. Принцип работы прибора состоит в следующем:
- регулируемый блок питания включается в розетку с помощью двухполюсной вилки ХР1;
- в момент включения выключателя SA1 в сеть напряжения 220 В ток подается на первичную обмотку;
- при выключении напряжения ток подается на понижающий трансформатор Т1 (на его первичную обмотку — a);
- трансформатор понижает до 14–17 Вольт сетевое напряжение. Оно снимается с b-обмотки (вторичной, II) этой детали;
- далее оно выпрямляется диодами VD1 —VD4.Эти диоды подключены по мостовой схеме. В результате происходит сглаживание напряжения фильтрующим конденсатором С1. Без этого конденсатора в процессе работы приемника/усилителя через динамик будет слышен фон, создаваемый переменным током;
- конденсатор и диоды VD1 — VD4 вместе образуют выпрямитель. С его входа происходит поступление постоянного напряжения на вход стабилизатора. Это стабилизатор состоит из R1, VD5, VT1; R2, VD6, R3; VT2, VT3, R4;
- стабилитрон VD6 и резистор R2 формируют параметрический стабилизатор. Он стабилизирует на переменном резисторе R3. Этот резистор подключен параллельно стабилитрону. С его помощью устанавливается напряжение на выходе блока питания.
Устройство и принцип работы блока питания
В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.
Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.
Трансформатор
Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.
На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.
Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.
Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны. О чем немного далее.
Диодный мост
Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».
Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.
К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).
В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.
ЛАБОРАТОРНЫЙ БП 0-30 ВОЛЬТ — СХЕМА
Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812
Интегральные стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий и выход; рассчитаны на ток 1А.
Если выходное U значительно превышает входное и при этом потребляется предельный ток 1 А, то стабилизатор сильно нагревается, поэтому его следует устанавливать на радиатор. Конструкция корпуса предусматривает такую возможность.
Если ток нагрузки гораздо ниже предельного, то можно и не устанавливать радиатор.
Индикатор цифровой для блока
Для визуализации показаний напряжения и тока в нагрузке применил вольтамперметр DSN-VC288, который обладает следующими характеристиками:
- диапазон измерений: 0-100 В 0-10A;
- рабочий ток: 20mA;
- точность измерения: 1%;
- дисплей: 0.28 » (Два цвета: синий (напряжение), красный (сила тока);
- минимальный шаг измерения напряжения: 0,1 В;
- минимальный шаг измерения силы тока: 0,01 A;
- рабочая температура: от -15 до 70 °С;
- размер: 47 х 28 х 16 мм;
- рабочее напряжение, необходимое для работы электроники ампервольтметра: 4,5 – 30 В.
Учитывая диапазон рабочего напряжения существует два способа подключения:
- Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне 0-4,5 В или выше 30 Вольт, то до 4,5 Вольт ампервольтметр не запустится, а при напряжении более 30 Вольт он просто выйдет из строя, во избежание чего следует воспользоваться следующей схемой:
В случае с данным блоком питания, напряжение для питания ампервольтметра есть из чего выбрать. В блоке питания есть два стабилизатора – 7824 и 7812. До 7824 длина провода получалась короче, поэтому запитал прибор от него, подпаяв провод к выходу микросхемы.
Обратите внимание! Залог успеха в данной ситуации – точное следование схеме подключения и приобретенные качественные детали.
Что нужно для сборки
- входное напряжение: 24 В переменного тока;
- выходное напряжение: от 0 до 30 В (регулируемое);
- выходной ток: 2 мА – 3 А (регулируемый);
- пульсации выходного напряжения: менее 0.01%
- размер платы 84 х 85 мм;
- защита от короткого замыкания;
- защита по превышению установленной величины тока.
- О превышении установленного тока сигнализирует светодиод.
