Лабораторные трансы и БП

Лабораторный импульсный БП

Источник: А. Бутов Лабораторный импульсный БП на микросхеме L4960. — Радио, 2011, №11, с. 2729

ЛБП выполнен на микросхеме регулируемом импульсном стабилизаторе напряжения L4960 и обеспечивает выходной ток до 2,5А при выходном напряжении 5..40В (в данном ЛБП выходное напряжение составляет 5..18В).

Монтаж деталей ЛБП в авторском варианте выполнен на двух платах навесным способом:

О деталях:

Трансформатор следует выбрать с габаритной мощностью не менее 60 Вт и напряжением холостого хода 22..27В.
Микросхему L4960 устанавливают а радиатор с площадью не менее 100 см².
Дроссель L3 намотан на кольцевом магнитопроводе размером не менее К32х20х6 из феррита 3000НМ и содержит 30 витков литцендрата из 33 отрезков провода ПЭВ-2 0,13. Перед намоткой в магнитопроводе делают немагнитный зазор — кольцо разламывают на две части и склеивают суперклеем. Обмотка наматывается на слой лакоткани в два слоя, слои также изолируют друг от друга лакотканью. Допустимо использовать готовый дроссель индуктивностью 150..350 мкГн.
Дроссели L1, L2 — LCHK-007, L4, L5 — HCHK-007 на Н-образных ферритовых магнитопроводах и рассчитанных на ток не менее 3А, с сопротивлением обмоток не более 30мОм.
Реле К1 — самодельное, 23 витка провода ПЭВ-2 0,51 намотаны поверх геркона КЭМ-2.
Светодиоды HL1, HL2 — RL50-WH744D (могут быть любые с повышенной светоотдачей) белого свечения, HL3 — RL30-RD314S красного, HL4 — RL30-YG414S зеленого, HL5 — RL30-HY214S желтого цветов свечения, их можно заменить аналогичными.
Диоды SR306 можно заменить на SR360, MBR360, 31DQ06, диод UF4004 любой из серии 1N400x, UF400x, стабилитрон BZV55C-3V6 заменим на 1N4729A, TZMC3V6, GZS3.6
Варистор RU1 — MYG10-471, FNR-10K471, FNR-14K471, TNR10G471.
Конденсаторы С1, С2 — керамические на номинальное напряжение не ниже 50В, а С10-С12, С17, С21, С22 — 25В. Конденсаторы С13-С16 керамические или пленочные на напряжение не ниже 50В, конденсаторы С6, С7 — пленочные, конденсаторы С4-С5 на напряжение не ниже 400В переменного тока (или 630 постоянного), оксидные конденсаторы — импортные аналоги К50-68.

Лабораторный БП на КРЕН с функцией ограничения тока на ОУ (15…1200мА 1,25..25В)

Источник: С. Колинько Регулируемый стабилизатор напряжения/тока — Радио, 2006, №10, с.42,43

схема лабораторного БП на КРЕН с функцией ограничения тока на ОУ

В основном все детали ЛБП размещаются на печатной плате:

Резистор R9 состоит из двух по 1,5 Ом мощностью 1 Вт. транзистор VT1 крепится на радиаторе. Трансформатор Т1 мощностью не менее 50 Вт, напряжение на обмотке II — ~24-25 В, на III — ~12 В. При указанных в схеме номиналах напряжение на выходе ЛБП можно изменять в пределах 1,25..25В, ток нагрузки — 15 мА…1200 мА. Верхний предел напряжения можно расширить до 30 В подборкой резисторов делителя R6R10, а верхний предел тока можно увеличить подобрав сопротивление шунта R9 (нужно также применить боле мощные диоды в мосте и более мощный выходной транзистор).

О деталях:

Микросхему КРЕН можно применить как К142ЕН12А, так и LT317T.
ОУ КР140УД1408А можно заменить на КР140УД6Б, К140УД14А, LF411, LM301А или аналогичный с высоким входным сопротивлением.
Транзистор КТ837Е можно заменить на транзисторы серии КТ818, КТ825 или аналогичные мощные импортные.
Конденсатор С13 желательно использовать танталовый.
Измерительную головку лучше взять с током полного отклонения 50 мкА, можно использовать доступный в настоящее время цифровой индикатор тока и напряжения.

Надежный лабораторный блок питания с ограничением тока (0,01…3А 1,5..24В)

В наличии у радиолюбителя должен быть такой блок питания, который отвечал бы следующим критериям:

Быть простым для повторения и не требующий настройки.
Иметь регулировку выходного напряжения.
Иметь достаточную выходную мощность.
Иметь возможность ограничивать выходной ток и не бояться коротких замыканий.

За базовую схему был взят блок питания описанный в журнале Радиохобби №5 за 1999 год (стр.45):

схема простого и мощного лабораторного блока питания с защитой по току

Немного о базовой схеме…. В качестве трансформатора взят ТН-56 имеющий 4 вторичные обмотки по 6,3 В переменного напряжения. Это позволило автору предусмотреть в схеме переключатель SA2 для повышения КПД блока питания (уменьшения рассеиваемой мощности на транзисторе VT1). Выходной транзистор желательно взять в металлическом корпусе, можно также использовать КТ803А, КТ808А либо использовать зарубежные аналоги. Данный транзистор необходимо становить на радиатор площадью 400 см² (либо меньший, но с принудительным охлаждением). Обращу внимание, что на радиатор устанавливается только VT1 и диоды фильтра, VT2 и DA1 этого не требуют (ток через DA1, при котором начинают открываться транзисторы составляет: U_БЭVT2/R1 = 0.7/51 = 14 мА). Транзистор VT2 можно взять КТ816Г или также использовать зарубежный аналог. Кроме того, вместо двух VT1 и VT2, можно взять один составной — КТ827А (Б, В, Д). Диоды VD6, VD7 — могут быть любые, но лучше германиевые, хуже — Шоттки. Резистор R9 — проволочный (типа ПП3-43 3 Вт). Ток стабилизации, задаваемый резисторами R5 — R9, можно пересчитать по формуле: R (Ом) = 1.35/Iстаб (А). Мощность резисторов (к слову, на схеме мощность резисторов специально завышена в целях меньшего их нагрева) рассчитывается по формуле: P (Вт) = I²R. Линейный стабилизатор КР142ЕН12 можно заменить на импортный аналог LM317T (аккуратно с Китайскими микросхемами, они зачастую не только не выдерживают заявленный максимальный ток стабилизации, но и чувствительны к входному напряжению, выдерживая намного ниже заявленных 40 В). Конденсатор С5 — составной, из 5-ти ёмкостью 2000 мкФ.

При наличии еще одной обмотки на трансформаторе (например, на 6,3 В) можно расширить диапазон выходного напряжения до 30 В. Кроме того, при наличии слаботочной отдельной обмотки на 5-10 В можно, добавив диодный мост, конденсатор, стабилитрон на 1,5 В и резистор, сделать блок питания с регулировкой от 0 вольт.

Конечно, можно в Китае заказать готовый KIT-набор ЛПБ в котором, в том числе, предусмотрена автоматическая коммутация вторичных обмоток, так что, каким пойти путем пусть каждый решает сам.

Доработка под имеющиеся детали….

Универсальный лабораторный блок питания с защитой от КЗ

Источник: В.Литовченко Универсальный блок питания. — Радиохобби, 1998, №2, с.48

схема универсального мощного лабораторного блока питания с защитой от перегрузки и КЗ

Представленный на схеме блок питания имеет следующие параметры:

Параметр	Однополярный стабилизатор	Двухполярный стабилизатор
Выходное напряжение, В	4,5…30	+/-15
Выходное сопротивление, Ом	0,02..0,06	0,04
Коэффициент стабилизации	300..400	500
Порог срабатывания защиты, А	10..12	6

Схема включения транзисторов в однополярном стабилизаторе позволяет ему работать в двух устойчивых состояниях — когда оба открыты, устройство работает как линейный стабилизатор, но если ток нагрузки превышает допустимую величину, оба транзистора закрываются до отключения нагрузки и его повторного запуска нажатием кнопки КН1. Порог срабатывания определяется током через лампы накаливания. Важно заметить, что ток срабатывания защиты указан для верхнего напряжения в каждом диапазоне, для нижнего он составляет 5-7 А.

Порог срабатывания защиты двухполярного источника зависит от коэффициента усиления VT7, VT8 и устанавливается резисторами R7, R9.

Стабилизатор для ЛБП с ограничением тока (0..2,5А 0..40В)

схема стабилизатора для лабораторного блока питания с ограничением тока (0..2,5А 0..40В)

Переменным резистором Р1 — регулируется выходное напряжение, а Р2 устанавливается задается максимальный выходной ток. Подстроечными резисторами Р3 и Р4 при налаживании устанавливаются верхние пределы выходного напряжения и тока.

Трансформатор выбирается мощностью 120-150 Вт с вторичной обмоткой 36В/3А. Емкость сглаживающего конденсатора не менее 3300 мкФ.

Управление вентилятором охлаждения ЛБП

схема устройства управления вентилятором

Детали устройства монтируются на печатной плате показанной ниже. Терморезистор — с отрицательным ТКС. Стабилитрон на напряжение 6..7 В, резистор R2 подбирают так, чтобы при отсутствии подключенной к блоку питания нагрузки, ток через стабилитрон был около 5 мА.

печатная плата устройства управления вентилятором

Источник: ж.Радио, 2014, №11, с.49-50

Блок управления лабораторным трансформатором

Источник:

Е. Герасимов Блок управления лабораторным трансформатором. — Радио, 2016, №9, с.27-29
Е. Герасимов Микроконтроллерный блок управления лабораторным трансформатором. — Радио, 2017, №6, с.13-15

Автором предложена электронная коммутация обмоток трансформатора для обеспечения на выходе переменного напряжения 1…255 В с шагом 1 В.

схема силового блока коммутатора трансформатора — Силовой блок коммутатора

Коммутация обмоток осуществляется контактами реле, схема релейного блока показана ниже (фрагмент схемы из [1]):

релейный модуль коммутатора — Релейный блок

Управление релейным модулем предлагается осуществлять микроконтроллерным блоком [2]:

Микроконтроллерный блок управления трансформатором

Приложение: программа для МК Скачать