Меню

Лабораторный блок питания дан

Мощный «лабораторный» блок питания: схема и подробное описание сборки

«Лабораторными» обычно называют блоки питания универсального назначения. Они должны обладать набором параметров, позволяющим использовать их для самых различных операций. Это, как правило, регулируемые схемы, способные выдавать напряжение в достаточно широком диапазоне напряжений и токов. Кроме того, они должны обеспечивать безопасность подключаемых к ним устройств, то есть иметь защиту от короткого замыкания, перегрузки, перегрева.

Ранее подобные устройства собирались на транзисторах и операционных усилителях в качестве задающих и регулирующих элементов, поэтому имели достаточно сложную конструкцию и были не просты в изготовлении и настройке. В настоящее время существует множество специализированных интегральных микросхем (ИМС), содержащих в одном корпусе практически готовый блок питания-стабилизатор с очень высокими характеристиками и защитой по всем основным параметрам.

Поэтому сделать хороший лабораторный блок питания сейчас по силам даже начинающим радиолюбителям или просто людям, умеющим элементарно пользоваться паяльником.

В данной статье приведена схема и описание подобного блока питания (см. схему ниже).

Он способен выдать на выходе от нуля до 30 вольт стабилизированного напряжения при токе 8 ампер. А при замене силовых элементов на другие, максимальное напряжение и ток могут быть и больше. Схема имеет плавную регулировку выходного напряжения в диапазоне 0. 30 вольт и защиту от короткого замыкания и перегрузки на выходе. Может быть собрана как на отечественных компонентах, так и на их импортных аналогах.

В основе схемы лежит микросхема-стабилизатор типа КР142ЕН12А, она обеспечивает все основные качественные характеристики всего блока питания и его защитные функции. Её можно заменить на импортный аналог LM317 без каких-либо изменений в схеме (но при замене обязательно уточняйте цоколёвку — расположение выводов каждой конкретной ИМС по техническому описанию на неё!).

При обычной, типовой схеме включения, эти микросхемы имеют нижний предел регулировки напряжения порядка 1,2. 1,3 вольт. В приведённой же здесь схеме включение не совсем обычно, вывод «1» ИМС подключен к «общему» проводу не непосредственно, а через стабистор VD1 и переменный резистор R4.

Кроме того, как видно из схемы, на этот вывод подаётся небольшое отрицательное напряжение смещения «минус» 5 вольт. Когда сопротивление R4 мало, минусовое напряжение поступает на вывод «1» и «закрывает» микросхему. Напряжение на выходе блока питания (БП) равно нулю.

При увеличении сопротивления R1 микросхема-стабилизатор постепенно открывается и напряжение на выходе БП растёт до максимально возможного значения. Для указанных здесь деталей это значение составляет +30 вольт.

Если нагрузка маломощная и ток на выходе не большой, работает только ИМС в своём обычном режиме. Если же ток в нагрузке превышает максимальное допустимые для этой микросхемы 1,5 ампера, вступает в работу дополнительный каскад на транзисторах и выполняет роль «ключа», пропуская ток через себя. При этом ИМС выступает в роли управляющего элемента и продолжает выполнять свои основные функции — стабилизацию выходного напряжения и защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Стабистор КС113А , по сути — стабилитрон на низкое напряжение 1,3 вольта. Его, при необходимости, допустимо заменить на стабилитрон КС133 или аналогичный импортный (напряжение стабилизации 1. 3,9 вольт). Переменный резистор R4 можно ставить сопротивлением от 2,2 до 4,7 кОм.

Микросхему и мощный транзистор КТ819 (или аналогичный импортный) необходимо установить на теплоотводы, эффективная охлаждающая поверхность которых должна иметь площадь, достаточную для отвода тепла при максимальной нагрузке блока питания. Возможна их установка на один, общий теплоотвод, но при этом следует использовать изоляционные теплопроводные прокладки. Мощность резисторов: R1, R5 — 1 Вт, R2 — 2 Вт, R3, R4 — 0,5 Вт.

Источник



Блок питания

Что такое блок питания

Блок питания – это какой-либо узел радиоэлектронного устройства, который обеспечивает необходимым питанием какое-либо устройство. Все вы знаете, что для работы радиоэлектронных устройств нужно питание, которые они получают извне. То есть все радиоэлектронные устройства так или иначе потребляют электрический ток. Каждому радиоэлектронному устройству требуется конкретное напряжение и мощность, поэтому, блоки питания “заточены” именно под конкретное устройство. Именно поэтому встречается огромное множество различных блоков питания и для каждого устройства оно свое.

Характеристики блока питания

Итак, каждый отдельный блок питания обладает своими характеристиками и параметрами. Ниже перечислим их основные параметры.

Тип выходного напряжения

В основном радиоэлектронные устройства питаются переменным и постоянным током. Поэтому, блоки питания могут выдавать переменное или постоянное напряжение. В большинстве случаев используется именно постоянное напряжение.

К блокам питания с постоянным выходным напряжением можно отнести компьютерные блоки питания

Блок питания

а также различные зарядные устройства для ваших гаджетов.

блок питания постоянного тока

К блокам питания с переменным напряжением можно отнести трансформаторы

однофазный трансформатор

А также инверторы. Инверторы – это устройства, которые из постоянного напряжения делают переменное напряжение.

Выходное напряжение

Блок питания выдает какое-либо определенное напряжение, которое требуется для какого-либо конкретного устройства. Поэтому, самый главный параметр – это напряжение в Вольтах, которое выдает блок питания.

Например, для зарядки наших смартфонов требуется блок питания с постоянным напряжение в 5 Вольт, а для того, чтобы горела автомобильная лампочка, нам потребуется блок питания с напряжением в 12 Вольт.

Выходная мощность

Каждый блок питания наряду с выходным напряжением также должен уметь выдавать в нагрузку и требуемую силу тока. Хочу напомнить, что мощность постоянного тока рассчитывается по формуле P=IU, где P – это мощность, I – сила тока, U – напряжение. Следовательно, мощный блок питания должен уметь выдавать и большую силу тока, если от этого потребует нагрузка. Рассчитать максимальную силу тока, которую способен выдавать такой блок в нагрузку, вы можете по формуле I=P/U. Но чаще всего силу тока пишут также на самой этикетке блока питания.

Читайте также:  Аккумуляторный модуль АМ2 36 9 2 АТ1

Те, кто занимается компьютерами, знают, что на самом компьютерном блоке питания на этикетке написана мощность, которую может выдать блок питания. Поэтому, геймеры берут очень мощный блок питания, так как железо мощного компьютера потребляет очень много электрической энергии.

Трансформаторный блок питания

Трансформаторный блок питания уже почти не используется в современной электронике, так как состоит из громоздкого трансформатора, что делает такой блок питания тяжелым и крупногабаритным. Схема трансформаторного блока питания до боли простая.

трансформаторный блок питания

На такой схеме в давние времена собирались почти все блоки питания во всем мире. Такая схема отличалась своей надежностью и неприхотливостью. Здесь мы видим трансформатор, диодный мост и конденсатор. Как работает эта схема, я писал еще в этой статье.

На базе этой схемы можно собрать себе самый простой блок питания с регулировкой от 1,2 Вольта и до 37 Вольт и с выходной силой тока до 1,5 Ампер. Его я описывал еще в этой статье.

блок питания схема

У меня он до сих пор лежит на рабочем столе и служит верой и правдой

трансформаторный блок питания

Также этот же самый принцип я применил при сборке самого простого зарядного устройства для автомобиля. Подробнее можете ознакомиться по этой ссылке.

схема зарядного устройства для автомобиля

Импульсный блок питания

Импульсный блок питания строится намного сложнее, но зато обладает также своими плюсами. Это меньшие массо-габаритные свойства, по сравнению с трансформаторным блоком питания. Но здесь также есть и свои минусы. Это большее количество радиоэлементов, по сравнению с трансформаторным блоком питания, а также могут быть шумы на выходе. Поэтому, качественные акустические системы и усилители питаются на трансформаторном блоке питания. Да, там есть некоторые пульсации, но их намного проще отфильтровать, чем высокочастотные шумы импульсного блока питания.

Хотя в импульсном блоке питания и имеются трансформаторы, но они здесь рассчитаны на высокую частоту, что делает их небольшими и недорогими.

импульсный блок питания

Лабораторный блок питания

Лабораторный блок питания – это такое устройство, которые может выдавать значение напряжение в каком-либо диапазоне, который установит пользователь.

Мой лабораторник выглядит вот так.

лабораторный блок питания

Итак подробнее, обратите внимание на обозначение в правом верхнем углу. Там написано PS-1502DD. Как же расшифровать данную запись?

Описание лабораторного блока питания

PS – Power supply – что с английского означает “блок питания”.

1502 – характеристики данного блока. Первые две цифры показывают максимальное напряжение которое может выдать этот блок, в нашем случае 15 вольт, а последние две цифры, это максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот блок, то есть 2 ампера. Под нагрузкой понимается либо лампочка, либо резистор, либо любое другое устройство, потребляющее электрическую энергию.

DD – цифровая индикация как для тока, так и для напряжения (ну те, два окошечка на блоке, на котором он показывает значения напряжения и тока).

Включение блока производится кнопкой “POWER”. Справа окошко индикации напряжения. Там я выставил 8,5 вольт, а слева окошко индикации силы тока.

лабораторный блок питания

Крутилки слева направо:

  • токовая крутилка, задает пиковый ток. Если нагрузка будет “жрать” ток больше чем задано с помощью крутилки, то блок питания уйдет “в защиту”, то есть он просто-напросто перестанет выдавать вам напряжение и ток, пока вы его не перезагрузите.
  • выбор напряжения, либо она задает напряжение сразу, либо напряжение можно менять от 0-15 Вольт.
  • “нежное” изменение напряжения (работает только тогда, когда мы выбрали диапазон предыдущей крутилки от 0-15 Вольт)
  • “грубое” изменения напряжения (работает только тогда, когда мы выбрали диапазон предыдущей крутилки от 0-15 Вольт)

Как применять в работе

Продемонстрируем работу блока питания на вентиляторе от компьютера. Вентилятор – это разновидность нагрузки, наряду с лампочками и резисторами. Как мы видим, на нем написано DC 12V 0,18А. Это значит, что для питания вентилятора нам требуется 12 Вольт. Пишут, что ток потребления этого вентилятора 0,18А или говоря русским языком, 180 миллиампер. Так ли это? А давайте проверим!

вентилятор от компьютера

Выставляем 12 Вольт и цепляемся к вентилятору. Красный – плюс, черный – минус.

нагрузка на лабораторный блок питания

И он у нас начинает вращаться. Смотрим на показания. Ну да! Все сходится! Вентилятор у нас потребляет ровнехонько 180 миллиампер!

Блок питания

Хотелось бы отметить, что некоторые электронщики сами делают блоки питания для собственных нужд. Например, вот схемка простого блока питания, собранного лично мной.

Где купить лабораторный блок питания

Также вы всегда можете приобрести сразу готовый на Алиэкпрессе 30 Вольт 5 Ампер, что вполне хватит начинающему и среднему электронщику. Очень приятные отзывы вот у такого.

купить лабораторный блок питания

Также я находил очень неплохой по этой ссылке:

импульсный лабораторный блок питания

Выдает также 30 Вольт 5 Ампер.

В наших магазинах я встречал такие блоки с ценником только более 5000 руб.

Источник

Лабораторные блоки питания — какие они бывают (подборка-путеводитель)

Лабораторные блоки питания (ЛБП) отличаются от «обычных» тем, что позволяют менять и контролировать свои параметры (напряжение и ток), подстраивая их под требования питаемого устройства.

Читайте также:  Лучшие блоки питания для компьютеров ТОП 25

К лабораторным блокам питания также часто применяются повышенные требования по «чистоте» выходного напряжения, но единых требований в этом отношении нет — всё зависит от области применения.

Лабораторные блоки питания существуют с незапамятных времён; и кое-где даже до сих пор используются древнесоветские изделия (а собственно, почему бы и нет, если они находятся в работоспособном состоянии?!). Пример, как они выглядели (один из вариантов) — здесь.

Лабораторные блоки питания могут быть импульсными и линейными, а также иметь аналоговую или цифровую регулировку параметров.

Кроме лабораторных блоков питания, существуют и более простые регулируемые блоки питания. Они позволяют только установить напряжение на выходе, а контроля и регулировки выходного тока не имеют. Они не будут рассматриваться в этой статье, хотя в каких-то случаях и могут заменить ЛБП.

Подборку начнём с простого, но мощного импульсного лабораторного блока питания LW-K3010D (обзор).

По обычаям маркировки современных ЛБП, их максимальные выходные напряжение и ток указываются прямо в наименовании (как правило). Например, для данного блока это — 30 Вольт и 10 Ампер.

Но данный ЛБП всё-таки будет исключением: на самом деле он может отдать более высокое напряжение — до 32 Вольт («бонус» в 2 Вольта от производителя). По току он просто соответствует заявленным характеристикам без запаса.

Этот блок имеет чисто аналоговую настройку выходных параметров.

При этом напряжение устанавливается довольно точно (до 0.1 В) с помощью многооборотного переменника; а величина выходного тока стабилизации — наоборот, устанавливается довольно грубо с помощью «обычного» переменника.

К положительным качествам этого блока можно отнести не только высокую отдаваемую мощность, но и вертикальную конструкцию, занимающую мало места на столе.

Цена на момент составления подборки — около $50 — 60 при доставке в Россию.

Приобрести его можно на Алиэкспресс: Вариант 1 и Вариант 2.

Далее рассмотрим семейство импульсных лабораторных блоков питания от того же производителя (Longwei), но более продвинутых и дорогих: от PS-302DF (30 В, 2 А) и до PS-1003DF (100 В, 3 А); всего — целых 10 (!) вариантов комбинаций напряжения и тока:

Это семейство блоков питания имеет всё ещё чисто аналоговое управление, но уже улучшенное: имеются регуляторы грубой и точной настройки как по напряжению, так и по току.

Кроме того, улучшена индикация: добавлены показания мощности; и все индикаторы сделаны 4-значными.

И, до кучи, блоки имеют выход USB 5V 2A для зарядки мобильников. 🙂

Цена — от $75 с учётом доставки за стандартный блок PS-3010DF (30 В, 10 А) ссылка; и до $126 за самый высоковольтный PS-1003DF (100 В, 3 А) ссылка.

Существует также серия похожих по параметрам импульсных блоков питания компании Wanptek, но с другим дизайном. Эта серия включает восемь блоков с разными комбинациями токов и напряжений: от NPS306W (30 В, 6 А) и до NPS1203W (120 В, 3 А).

Один из серии этих блоков может отдать напряжение до 120 В; в то время, как у конкурентов максимум обычно составляет 100 В.

Эти блоки питания имеют узкую конструкцию, занимающую мало места на рабочем столе.

Индикация может быть трёх- или четырёхзначной; имеется индикатор мощности, отдаваемой в нагрузку.

Цена блоков — от $53 и до $86.

Приобрести его можно на Алиэкспресс можно по ссылкам: Вариант 1 или Вариант 2.

Для тех, кто любит «погорячее», можно рекомендовать импульсный лабораторный блок питания Gophert CPS-3232 (32 В, 32 А). Итого, мощность — свыше киловатта!

Этот лабораторный блок питания имеет плоскую конструкцию, в связи с чем удобнее его будет применять на рабочем месте, оборудованном дополнительными уровнями рабочего пространства над столом.

Но, поскольку блок — импульсный, то вес его не слишком большой — около 2.2 кг; несмотря на очень высокую мощность.

Блок имеет цифровое управление, но несколько «заковыристое»: с одним регулятором-энкодером и кнопочками переключения регулируемого параметра (ток или напряжение). Возможности запомнить несколько настроек нет.

Кроме того, по отзывам, его вентилятор может иметь повышенную шумность.

Цена — конечно же, не маленькая: около $157.

Посмотреть актуальные цены и/или купить блоки питания этого мощного семейства на Алиэкспресс можно здесь. По этой же ссылке можно найти другие блоки с параметрами от 16 В / 60 А до 36 В / 30 А.

Следующий лабораторный блок питания — KORAD KA3005D (30 В, 5 А).

Он не отличается высокой мощностью, зато отличается продвинутым цифровым управлением: он может запоминать несколько настроек. Кроме того, напряжение и ток могут устанавливаться с высокой точностью; что обеспечивается 4-значными индикаторами.

Блок питания — не из дешевых, цена составляет около $86 с учётом доставки.

Посмотреть актуальную цену и/или купить на Алиэкспресс можно здесь.

И, наконец, самый необычный из рассматриваемых сегодня лабораторных блоков питания — 3-канальный линейный лабораторный блок питания KORAD KA3305P.

Как и положено линейным блокам питания, он содержит много металла в виде трансформаторов и радиаторов, и потому — очень тяжелый. Его вес — 9.4 кг.

Читайте также:  Блок питания 10ВР 220 12Д для ПРЭМ

Один из его каналов — фиксированный и отдаёт напряжение 5 В при токе до 3 Ампер. Остальные два канала — регулируемые в пределах 0-30 В с током 0-5 А. Регулируемые каналы могут работать как «сами по себе», так и включены в параллельный или последовательный режим (инструкция — на сайте продавца, ссылка — далее).

Кроме того, этот блок питания имеет возможность запоминания нескольких настроек и интерфейс USB для связи с компьютером.

Цена на этот блок непременно заставит потребителя этот блок питания уважать и обращаться с ним с осторожностью. Она составляет $284 с учётом доставки в Россию. Что интересно — он уже может попасть под новый российский закон об уплате пошлины с товаров стоимостью свыше $200 (тут могут быть «тонкости», поскольку часть стоимости относится к доставке).

Посмотреть актуальную цену и/или купить на Алиэкспресс можно здесь.

Только что приведённая небольшая подборка не может охватить всё многообразие моделей лабораторных блоков питания, но показывает основные их классы.

Лабораторные блоки питания могут отличаться не только по мощности, но и по способу управления (цифровое или аналоговое), наличию памяти режимов, индицируемым параметрам, количеству каналов, и, наконец, по способу формирования выходного напряжения — импульсные или линейные блоки питания.

Линейные блоки питания — самые дорогие и тяжелые, поэтому их применение должно быть технически оправдано. Обычно они применяются в тех сферах, где предъявляются повышенные требования к уровню высокочастотных пульсаций и помех.

Во всех остальных случаях можно применять импульсные блоки питания, цена на которые — достаточно гуманная.

Источник

Лабораторный блок питания дан

«Лабораторными» обычно называют блоки питания универсального назначения. Они должны обладать набором параметров, позволяющим использовать их для самых различных операций. Это, как правило, регулируемые схемы, способные выдавать напряжение в достаточно широком диапазоне напряжений и токов. Кроме того, они должны обеспечивать безопасность подключаемых к ним устройств, то есть иметь защиту от короткого замыкания, перегрузки, перегрева.

Ранее подобные устройства собирались на транзисторах и операционных усилителях в качестве задающих и регулирующих элементов, поэтому имели достаточно сложную конструкцию и были не просты в изготовлении и настройке. В настоящее время существует множество специализированных интегральных микросхем (ИМС), содержащих в одном корпусе практически готовый блок питания-стабилизатор с очень высокими характеристиками и защитой по всем основным параметрам.

Поэтому сделать хороший лабораторный блок питания сейчас по силам даже начинающим радиолюбителям или просто людям, умеющим элементарно пользоваться паяльником.

В данной статье приведена схема и описание подобного блока питания (см. схему ниже).

Он способен выдать на выходе от нуля до 30 вольт стабилизированного напряжения при токе 8 ампер. А при замене силовых элементов на другие, максимальное напряжение и ток могут быть и больше. Схема имеет плавную регулировку выходного напряжения в диапазоне 0. 30 вольт и защиту от короткого замыкания и перегрузки на выходе. Может быть собрана как на отечественных компонентах, так и на их импортных аналогах.

В основе схемы лежит микросхема-стабилизатор типа КР142ЕН12А, она обеспечивает все основные качественные характеристики всего блока питания и его защитные функции. Её можно заменить на импортный аналог LM317 без каких-либо изменений в схеме (но при замене обязательно уточняйте цоколёвку — расположение выводов каждой конкретной ИМС по техническому описанию на неё!).

При обычной, типовой схеме включения, эти микросхемы имеют нижний предел регулировки напряжения порядка 1,2. 1,3 вольт. В приведённой же здесь схеме включение не совсем обычно, вывод «1» ИМС подключен к «общему» проводу не непосредственно, а через стабистор VD1 и переменный резистор R4.

Кроме того, как видно из схемы, на этот вывод подаётся небольшое отрицательное напряжение смещения «минус» 5 вольт. Когда сопротивление R4 мало, минусовое напряжение поступает на вывод «1» и «закрывает» микросхему. Напряжение на выходе блока питания (БП) равно нулю.

При увеличении сопротивления R1 микросхема-стабилизатор постепенно открывается и напряжение на выходе БП растёт до максимально возможного значения. Для указанных здесь деталей это значение составляет +30 вольт.

Если нагрузка маломощная и ток на выходе не большой, работает только ИМС в своём обычном режиме. Если же ток в нагрузке превышает максимальное допустимые для этой микросхемы 1,5 ампера, вступает в работу дополнительный каскад на транзисторах и выполняет роль «ключа», пропуская ток через себя. При этом ИМС выступает в роли управляющего элемента и продолжает выполнять свои основные функции — стабилизацию выходного напряжения и защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Стабистор КС113А , по сути — стабилитрон на низкое напряжение 1,3 вольта. Его, при необходимости, допустимо заменить на стабилитрон КС133 или аналогичный импортный (напряжение стабилизации 1. 3,9 вольт). Переменный резистор R4 можно ставить сопротивлением от 2,2 до 4,7 кОм.

Микросхему и мощный транзистор КТ819 (или аналогичный импортный) необходимо установить на теплоотводы, эффективная охлаждающая поверхность которых должна иметь площадь, достаточную для отвода тепла при максимальной нагрузке блока питания. Возможна их установка на один, общий теплоотвод, но при этом следует использовать изоляционные теплопроводные прокладки. Мощность резисторов: R1, R5 — 1 Вт, R2 — 2 Вт, R3, R4 — 0,5 Вт.

Источник