Регулируемый блок питания схема

Регулируемый блок питания схема

Самая простейшая схема самодельного блока питания постоянного тока, состоит из трех основных функциональных узлов — это понижающий трансформатор, диодный выпрямитель и сглаживающий конденсаторный фильтр. В зависимости от номинальной мощности БП и эти узлы будут иметь разные габариты и типы. Основный и наиболее дорогой частью является трансформатор, который понижает сетевое переменное напряжения до необходимых номиналов. Прежде чем его выбрать, определитесь с электрической мощностью, которая необходима. Для этого напряжение перемножите на силу тока нагрузки, плюс оставьте небольшой запас мощности примерно на 20-30%.

Допустим, у вас имеется старый трансформатор, убедитесь, что его первичка рассчитана на 220 воль. Подксоедините его к сети и мультиметром измерите напряжение на вторичной обмотке. Если оно выше, чем Вам необходимо, то можете отмотать пару витков вторички и опять замерить, напряжение должно немного снизится. Учтите, что напряжение с вторичной обмотки увеличится в 1,41 раза после диодного моста и конденсатора.

Роль диодного моста заключается в выпрямлении переменного напряжения. Подойдут абсолютно любые диоды, которые рассчитаны на напряжение и ток больше тех, которые Вам потребуются. Не забудьте предварительно проверить диоды на пригодность, так как даже один пробитый диод приведёт к тому, что БП будет работать не правильно.

На выходе моста в схеме имеется конденсатор, роль которого сглаживать пульсирующее напряжение. То есть, с диодного моста блока питания, выходит постоянное напряжение, но оно имеет вид импульсных скачков. Для многих устройств это не подойдёт, и вызовет их поломку. А конденсатор, накапливая часть энергии, заполняет провалы напряжения, тем самым на выходе БП относительно ровный электрический ток.

Блок питания на стабилизированное регулиремое напряжение 1,5 — 24 В с током до 3А

Основой схемы универсального блока питания для радиолюбителей является стабилизатор напряжения на микросхема КР142ЕН12. В качестве силового трансформатора применен накальный трансформатор ТН-56, имеющий четыре вторичные обмотки с напряжением 6,3 В. В зависимости от необходимого уровня выходного напряжения, с помощью переключателя SA2 подключаем нужное нам число вторичных обмоток.

Переменное напряжение с вторичных обмоток трансформатора через предохранитель FU2 поступает на диодный мосто VD1-VD4. Конденсатор С5 используется для сглаживания пульсаций. Транзисторы VT1, VT2 предназначены для увеличения выходной мощности. Регулировать выходное напряжение мы будем переменными резисторами R4 и R3 .

Транзистор VT1 должен быть установлен на радиатор, при необходимости, его можно заменить на КТ803А, КТ808А, а VT2 может быть заменён на КТ816Г. В качестве диодов VD1 VD4 можно применить КД206А, КД202А, но их также желательно установить на радиатор. Правильно собранная схема блока питания начинает работать сразу.

Регулируемый блок питания с напряжением до 24 В и с выходным током до 5А

В этой схеме, в случае короткого замыкания в нагрузке сработает защита реализованная способом ограничения максимального тока.

Изменением сопротивления переменного резистора R8 задаем требуемый ток. Все транзисторы необходимо установить на радиаторы.

Микросхема LM 2576-ADJ представлена в стандартном включении. Конденсаторы С1 и С4 можно использовать 0,1 до 1 мкф, С2, С3 1000 мкф, 63 Вольта, С5, С6 1000 мкф, 40в.

Я думаю по схеме и печатной плате и так все понятно. Вопрос может остаться только по изготовлению дросселя т.к в описание к микросхеме указана только индуктивность 100-300 мкГн.

В качестве сердечника для дросселя я применил ферритовое кольцо от неисправного компьютерного блока питания.

Новую обмотку я намотал шестью отрезками провода ПЭВ-0,35 длиной по 2,5 метра, концы зачистил и спаял между собой с обоих сторон.

Трансформатор взял готовый ТПП-268-220-50 из старого отечественного телевизора. Собранное устройство поместил в корпус и добавил стрелочный вольтметр, только из-за того что в имеющемся корпусе он уже стоял.

Если вам нужен простой и надежный регулируемый блок питания, то вы зашли точно по адресу, т.к здесь вы найдете реальные схемы и конструкции проверенные не одним поколением радиолюбителей. Основой всех представленных ниже схем источников питания является популярная микросхема LM317.

По представленной ниже первому варианту схемы мы соберем регулируемый БП с максимальным напряжением на выходе 12 вольт, такой величины должно хватить, для обеспечением питания большинства электронных самоделок радиолюбителя.

«Электроника и Радиотехника»

Устройство заменяет нагрузку в виде набора постоянных или переменных резисторов и поможет при испытании и налаживании блоков питания.

Выбор силового транзистора зависит от того какой максимальный ток нагрузки вы желаете получить, соответственно подбирается измерительная головка и шунт. Допустимо использовать параллельное включение силовых транзисторов, при этом нагрузка на каждый из них уменьшиться, а общий ток увеличиться.

Испытуемый блок питания подключается к входным клеммам и резистором R2 выставляется желаемый ток.
Конструкцию можно выполнить навесным монтажом в любом подходящем корпусе, например от компьютерного блока питания, с вентилятором для обдува радиатора.

Основные параметры транзистора TIP36. Datasheet

Обозначение контактов:
Международное: C — коллектор, B — база, E — эмиттер.
Российское: К — коллектор, Б — база, Э — эмиттер.

Улучшенная схема электронной нагрузки с плавной регулировкой тока.
В качестве нагрузочного элемента здесь применен мощный полевой транзистор, обеспечивающий значительные преимущества по сравнению с традиционно используемыми для этой цели громоздкими реостатами. Однако в процессе испытаний нагрузочные элементы нагреваются, и температурный дрейф их параметров затрудняет проведение испытаний.
В предлагаемом устройстве ток через нагрузочный элемент стабилизирован, поэтому он практически не подвержен температурному дрейфу и не зависит от напряжения проверяемого источника, что очень удобно при снятии нагрузочных характеристик и проведении других испытаний, особенно длительных.
С помощью эквивалента нагрузки можно проверять не только стабилизированные и нестабилизированные блоки питания, но и батареи (гальванические, аккумуляторные, солнечные и т. д.).

Схема эквивалента нагрузки показана на рис. 1.

По принципу работы это — источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Эквивалент нагрузки — мощный полевой транзистор IRF3205, который выдерживает ток до 110А, напряжение до 55V и рассеиваемую мощность до 200W. Резистор R1 — датчик тока. Резистором R5 изменяют ток через резистор R2 и соответственно напряжение на нем, которое равно Uпит = R2/(R2+R3+R5), где Uпит — напряжение питания. На ОУ DA1.1 и транзисторе VT1 собран усилитель с отрицательной обратной связью с истока этого транзистора на инвертирующий вход ОУ. Действие ООС проявляется в том, что напряжение на выходе ОУ вызывает такой ток через транзистор VT1, чтобы напряжение на резисторе R1 было равно напряжению на резисторе R2. Поэтому резистором R5 регулируют напряжение на резисторе R2 и соответственно ток через нагрузку (транзистор VT1), равный Uпит = R2/[R1(R2+R3+R5)]. Пока ОУ находится в линейном режиме, указанное значение тока через транзистор VT1 не зависит ни от напряжения на его стоке, ни от дрейфа параметров транзистора при его разогреве. Цепь R4C2 подавляет самовозбуждение транзистора и обеспечивает его устойчивую работу в линейном режиме. Для питания устройства необходимо напряжение 9. 12V, которое обязательно должно быть стабильным, поскольку от него зависит стабильность тока нагрузки. Ток, потребляемый устройством, не превышает 10 мА.

Рис.2 Конструкция и детали.

В устройстве использованы детали для поверхностного монтажа, размещенные на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита, которая вместе с транзистором установлены на теплоотводе. Транзистор прикрепляют к теплоотводу винтом. Плату допустимо приклеить к теплоотводу для большей механической прочности. При изготовлении теплоотвода в виде пластины его площадь должна быть не менее 100. 150 см2 на 10 Вт рассеиваемой мощности. Для повышения эффективности при длительных испытаниях желательно применить вентилятор. Резистор R1 составлен из девяти сопротивлением по 0,1 Ом (мощностью 1 Вт), включенных параллельно и последовательно, как показано на рис. 2. Остальные постоянные резисторы — типоразмера 1206 и мощностью 0,125 Вт. Переменный резистор R5 -СПО, СП4. Конденсатор — С2 К10-17В, остальные — танталовые.

Вместо компонентов для поверхностного монтажа можно применить обычные, но тогда топологию печатной платы придется немного изменить. Номинальное напряжение конденсатора С1 должно быть не меньше напряжения проверяемого источника. Конденсатор С2 следует установить непосредственно на выводах транзистора VT1.
В устройстве применен ОУ LM358AM в случае использования других ОУ следует иметь в виду, что его питание в этом устройстве однополярное, поэтому он должен быть работоспособен при нулевом напряжении на обоих входах. Заменяя полевой транзистор, будьте внимательны: для этого устройства подходит большое число транзисторов фирмы IR, но некоторые из них могут работать неустойчиво. При отсутствии полевого можно применить составной биполярный транзистор структуры n-p-n с коэффициентом передачи тока не менее 1000 и соответствующим током коллектора, например, КТ827А—КТ827В. Выводы такого транзистора подключают соответственно: затвор — база, сток — коллектор, исток — эмиттер.

В этом случае сопротивление резистора R4 надо уменьшить до 510 Ом. Сильноточные цепи выполняют проводом соответствующего сечения.

Устройство не требует налаживания. Проверяемый источник питания с напряжением от 3 до 35V подключают к устройству с соблюдением полярности. Для уменьшения минимального значения напряжения контролируемого источника питания следует пропорционально уменьшить сопротивление резисторов R1 и R2. Ток, потребляемый эквивалентом нагрузки, регулируют резистором R5. Интервал регулировки тока при указанных на схеме номиналах элементов и напряжении питания 12V равен 0,5. 11А. Для уменьшения минимального значения тока можно ввести дополнительный переключатель, с помощью которого параллельно резистору R2 подключают резистор сопротивлением 100 Ом. В этом случае минимальное и максимальное значения тока уменьшатся в 10 раз.

Источник: журнал «Радио» №1 2005

Электронный предохранитель, осуществляет эффективную защиту в цепях электропитания с напряжением до 45V. Номиналы деталей приведены в таблице для разных токов срабатывания предохранителя.

Еще один вариант решения проблемы защиты блока питания от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке, это включение последовательно с нагрузкой полевого транзистора со встроенным каналом.
В транзисторах такого типа на вольтамперной характеристике есть участок, на котором ток стока не зависит от напряжения между стоком и истоком. Поэтому на этом участке транзистор будет работает как стабилизатор или ограничитель тока.


Рис.1

Схема подключения транзистора к блоку питания показана на Рис.1, а вольтамперные характеристики транзистора для различных сопротивлений резистора R1 — на Рис.2.
Работает защита следующим образом. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. исток соединен с затвором), а нагрузка потребляет ток около 0,25А, то падение напряжения на полевом транзисторе не превышает 1,5V, и практически на нагрузке будет все выпрямленное напряжение. При появлении же в цепи нагрузки КЗ ток через выпрямитель резко возрастает и при отсутствии транзистора может достичь нескольких ампер. Транзистор ограничивает ток короткого замыкания на уровне 0,45. 0,5А независимо от падения напряжения на нем. В этом случае выходное напряжение станет равным нулю, а все напряжение упадет на полевом транзисторе. Таким образом, в случае КЗ мощность, потребляемая от источника питания, увеличится в данном примере не более чем вдвое, что в большинстве случаев вполне допустимо и не отразится на «здоровье» деталей блока питания.

Рис. 2

Уменьшить ток короткого замыкания можно увеличением сопротивления резистора R1.
Нужно выбирать такой резистор, чтобы ток короткого замыкания был примерно вдвое больше максимального тока нагрузки.
Подобный способ защиты особенно удобен для блоков питания со сглаживающим RC-фильтром — тогда полевой транзистор включают вместо резистора фильтра (пример показан на рис. 3).
Поскольку во время КЗ на полевом транзисторе падает почти все выпрямленное напряжение, его можно использовать для световой или звуковой сигнализации. Вот, к примеру, схема включения световой сигнализации — рис.7. Когда с нагрузкой все в порядке, горит светодиод HL2 зеленого цвета. При этом падения напряжения на транзисторе недостаточно для зажигания светодиода HL1. Но стоит появиться КЗ в нагрузке, как светодиод HL2 гаснет, но зато вспыхивает HL1 красного свечения.

Рис. 3

Резистор R2 выбирают в зависимости от нужного ограничения тока КЗ по высказанным выше рекомендациям.
Схема подключения звукового сигнализатора приведена на рис. 4. Его можно подключать либо между стоком и истоком транзистора, либо между стоком и затвором, как светодиод HL1.
При появлении на сигнализаторе достаточного напряжения вступает в действие генератор ЗЧ, выполненный на однопереходном транзисторе VT2, и в головном телефоне BF1 раздается звук.
Однопереходный транзистор может быть КТ117А — КТ117Г, телефон — низкоомный (можно заменить динамической головкой небольшой мощности).

Рис. 4

Для слаботочных нагрузок в блок питания можно ввести ограничитель тока КЗ на полевом транзисторе КП302В. При выборе транзистора для других блоков следует учитывать его допустимую мощность и напряжение сток — исток.
Конечно, подобную автоматику можно ввести и в стабилизированный блок питания, не имеющий защиты от КЗ в нагрузке.

Стабилизированный выпрямитель с плавной регулировкой напряжения

С помощью описанного ниже выпрямителя можно налаживать различные радиолюбительские конструкции, а также заряжать аккумуляторы, испытывать маломощные электродвигатели и реле.

Рис. 13.17. Схема регулируемого стабилизированного выпрямителя

Выпрямитель (рис. 13.17) собран на диодах VD1. VD4, включенных по мостовой схеме. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются электролитическими конденсаторами С1, С2 и транзисторным стабилизатором, выполненным на стабилитроне VD5, транзисторах VT1, VT2 и диодах VD6 и VD7.

Выходное напряжение стабилизатора равно разности между выпрямленным напряжением, поступающим на вход стабилизатора с конденсатора С1, и падением напряжения на переходе эмиттер — коллектор (Uэк) регулирующего транзистора VT1. Напряжение UэK зависит от напряжения Uэб этого транзистора, равного падению напряжения на резисторе R2, создаваемому протекающим через него коллекторным током транзистора VT2, который, в свою очередь, зависит от напряжения Uбэ транзистора VT2. Напряжение Uбэ транзистора VT2 можно изменять потенциометром R3. При этом изменяются коллекторный ток транзистора VT2, напряжение Uэб транзистора VT1 и напряжение перехода эмиттер — коллектор транзистора VT1, что в конечном счете приводит к изменению выходного напряжения.

Диоды VD6 и VD7 служат для предотвращения выхода из строя регулирующего транзистора VT1 при коротком замыкании выхода стабилизатора или значительном увеличении тока нагрузки.

В выпрямителе используется трансформатор с площадью поперечного сечения сердечника S не менее 4 см2.

Число витков первичной обмотки при питании от сети с напряжением 220 В рассчитывается по формуле:
W1=220 (48/S). Диаметр провода D1 — 0,2. 0,22 мм.
Напряжение U2 на вторичной обмотке W2 трансформатора должно составлять примерно 15 В. Тогда число витков вторичной обмотки W2 будет определяться по формуле:
W2=15 (52/S). Диаметр провода d2= 1,2 мм.
Обмотка W3 используется для питания индикаторной лампочки. Таковой может быть лампочка от карманного фонаря с напряжением U3, равным 2,5; 3,5 или 6,3 В. При этом число витков обмотки W3 находят по формуле:
W3= U3 (52/S). Диаметр провода D0,41 мм.

Если ток нагрузки, подключаемой к выпрямителю, не превышает 300. 400 мА, в качестве VD1. VD2 можно использовать диоды типа Д226 с любым буквенным индексом. Если от данного выпрямителя требуются токи до 1.. .1,5 А, в качестве VDL. .VD4 могут служить диоды типа Д242, Д243 или Д245. Транзистор VTI типа П214. П217 должен быть установлен на радиаторе.

Регулировочный потенциометр R3 можно снабдить шкалой. Для этого к выходным гнездам XI, Х2 выпрямителей надо подключить контрольный вольтметр и, вращая ручку потенциометра, на шкале сделать отметки, соответствующие определенным значениям напряжения. Кроме того, нужно подобрать режим работы стабилитрона VD5. С этой целью разрывают цепь подключения стабилитрона в точке о и в разрыв включают миллиамперметр. Затем подбирают резистор R1 таким образом, чтобы ток, протекающий через стабилитрон, составлял 7.. .8 мА.

От сопротивления резистора R4 зависит максимальный ток нагрузки. Подбирают его следующим образом. Между гнездами XI и Х2 подключают резистор RH, при котором создается максимальный ток в нагрузке. Например, если максимальный ток должен составлять 500 мА при максимальном выходном напряжении 15В, то сопротивление резистора RH должно быть равно 30 Ом (15:0,5). Потом к этим же гнездам подключают вольтметр и подбирают резистор R4. Причем выходное напряжение должно отличаться от его значения на холостом ходу (при отсутствии R„) не более чем на 0,5 В.

При применении исправных деталей источник питания не требует налаживания. Подключив контрольный вольтметр к гнездам XI и Х2 и вращая движок потенциометра R3, убеждаются в плавном изменении выходного напряжения, которое должно увеличиваться при вращении движка потенциометра по часовой стрелке. Если же это напряжение при таком вращении движка уменьшается, следует перепаять (поменять местами) провода, соединяющие концы потенциометра.

Схема простого трансформаторного блока питания с регулировкой напряжения 0—12 вольт.

Человек, у которого электрика и электроника является хобби, увлечение, делами, что позволяют получать удовольствие или иметь дополнительный заработок, просто обязан иметь у себя в наличии блок питания с плавной регулировкой напряжения! Ведь работая с различной электрической и электронной техникой постоянно приходится сталкиваться с её питанием, а оно, как известно, не всегда одинаково. Постоянно искать источники питания с подходящим напряжением, тоже не выход. Именно в данном случае наиболее рациональным и правильным решением будет создание простого (или сложного, если есть в этом особая необходимость) блока питания, имеющего плавное регулирование напряжения питания. Простая, но надёжная схема представлена на рисунке, давайте её разберём.

Схема простого, регулируемого плавно, блока питания представляет собой две основные части, это сам блок питания и небольшая транзисторная схема параметрического регулятора напряжения. Первая часть содержит понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный мост) и конденсатор (сглаживающий фильтр). По большей части именно от выбора этих частей зависит мощность всего блока питания. Что бы не делать слишком большим блок питания ограничимся электрической мощностью в 30 Вт. Хотя для увеличения этой мощности достаточно будет поменять трансформатор, мост и выходной транзистор, имеющие соответствующие величины токов и напряжений.

Итак, находим трансформатор, который рассчитан на входное напряжение 220 вольт и выходное 12-15 вольт, вторичная обмотка должна иметь сечение, обеспечивающее номинальную силу тока в 2-3 ампера. Далее, спаиваем диодный мостик, элементы которого должны быть рассчитаны на ток не меньше 5 ампер (лучше брать с небольшим запасом). И к выходу моста припаяем фильтрующий конденсатор с ёмкостью от 1000 микрофарад и более. Схема плавно регулируемого параметрического стабилизатора после её сборки (спайки) должна сразу начать нормально работать, хотя если есть желание донастройки и точной регулировки внутренних параметров, можете сами по изменять имеющиеся электронные компоненты, поставив туда наиболее подходящие на Ваш взгляд.

Теперь расскажу о самой работе данной схемы плавно регулируемого блока питания. Трансформатор — его задача заключается в преобразовании электрической энергии, то есть он сетевое напряжение 220 вольт понижает до нужных 12 вольт. Заметим, что как был у нас переменный ток, так и остался, хотя и понизилась амплитуда. Диодный мостик занимается тем, что переводит все колебания в один полупериод, а именно значение тока после мостика уже меняется только от нуля и до 12 вольт, не меняя своего полюса. Но волнообразный ток подходит не для всех случаев питания электрооборудования, для многих устройств нужен именно постоянный ток, допускающий минимальные колебания. Для этого и нужен конденсатор, который сглаживает скачки напряжения.

Схема регулятора является параметрической, то есть в схеме создаётся некое опорное напряжение, уже от которого путём деления напряжения и усиления силы тока создаются необходимые выходные величины электрических параметров. С выхода мостика, на котором уже сглажены скачки (фильтрующим конденсатором), напряжение подаётся на цепь параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD2. Тут напряжение делиться, причём на стабилитроне образуется некоторое постоянная его величина с малыми отклонениями. Если напряжение будет меняться, по причине внешних обстоятельств, то эти изменения только будут заметны на R1.

Параллельно стабилитрону, на котором образовалось опорное напряжение постоянной величины, включён переменный резистор R2, что, собственно, и осуществляет плавное изменение выходного напряжения на нашем регулируемом блоке питания. Когда мы его крутим, то получаем определённую величину постоянного напряжения, что далее делится между база-эмиттерными переходами транзисторов, включённых по схеме эмиттерных повторителей. А, как известно, включение по этой схеме заставляет транзисторы работать в режиме усиления только тока, при том, что напряжение остаётся как бы неизменным. То есть, напряжение снятое с переменного резистора передаётся на выход через транзисторы, которые понижают его только на величину своего насыщения (примерно от 0.4 до 0.7 вольт).

Проще говоря — выставили мы на переменном резисторе значение 5 вольт, оно передалось через транзисторы на выход (минус примерно 1.2 вольта, что осели на транзисторных переходах база-эмиттер), а в силу усиления тока, мы получили повышение мощности, срезанной от основной, которая имеется на выходе диодного мостика. Транзисторы тут являются некими электрическими краниками, которыми мы управляем при помощи изменения напряжения на база-эмиттерных переходах. Чем больше мы подадим на них напряжения с переменного резистора, тем сильнее откроются транзисторы (понизится их внутреннее сопротивление) и больше электрической мощности передастся на выход регулируемого блока питания.