Мощный блок питания 0-30 В своими руками

Мощный блок питания 0-30 В своими руками

Занимаясь проектированием и конструированием различных электронных схем, не обойтись без надежного блока питания с регулируемым напряжением. Сегодня предлагаются различные конструкции: как сложные, так и простые. Узнайте, как сделать блок питания от 0 до 30 В на 10 ампер своими руками по пошаговым инструкциям со схемами и фото-примерами процесса сборки.

Виды и принцип работы

Выполнен блок питания (БП) самостоятельно или приобретён серийный экземпляр, требования, предъявляемые к нему неизменные, а именно: высокий коэффициент полезного действия (КПД), малый размер, высокая стабильность выходного сигнала, отсутствие электропомех, а также высокая надёжность.

Основная классификация источников питания осуществляется по режиму работы, он бывает линейным и инверторным. Соответственно Б. П. разделяются:

• на аналоговые (линейные);
• на цифровые (инверторные).

Из важных параметров БП выделяют:

Тип выходного сигнала. В результате преобразования, напряжение на выходе может быть переменной или постоянной величины.
1. Мощность. Характеризуется током, которое выдаёт устройство без ухудшения характеристик выходного напряжения. Единица измерения ватт.
2. Коэффициент полезного действия. Показывает эффективность работы прибора, т. е. отношение преобразованной энергии к переданной. Чем показатель больше, тем менее греется устройство при работе.
3. Защита от перегрузок. Способность устройства реагировать на возникновение нештатных ситуаций в питаемых им устройствах.
4. Система охлаждения. По виду охлаждения разделяются на пассивные и активные. К пассивному виду относятся радиаторы или естественное охлаждение, к активному, нагнетатели воздуха или водяное охлаждение.

Блок питания своими руками

Блок питания своими руками

Многие устройства требуют 2-х канального, или как его ещё называют двухполярного питания. В простеёшем варианте можно обойтись предлагаемой схемой блока питания своими руками, которая обеспечивает стабильную регулировку и поддержание при разных токах двухполярного напряжения в диапазоне от ±1.5 В до ±17 В. Она основана на линейных регуляторах напряжения LM317/LM337, которые имеют защиту от короткого замыкания.

Основные радиоэлементы

• Для питания потребуется трансформатор;
• Несколько транзисторов;
• Стабилизаторы;
• Операционный усилитель;
• Несколько разновидностей диодов;
• Электролитические конденсаторы – не более 50В;
• Резисторы разных типов;
• Резистор Р1;
• Предохранитель.

Номинал каждой радиодетали необходимо сверять со схемой.

Скачать печатную плату стабилизатора на LM317

Достоинства данного стабилизатора.

• простота в изготовлении
• надежность
• дешевизна
• доступность компонентов

Недостатки

• низкий КПД.
• необходимость использования массивных радиаторов.
• не смотря на компактность самой платы. Размеры стабилизатора с радиатором достаточно внушительного размера.

Для изготовления данного устройства Вам понадобится:

• Стабилизатор LM317 -1шт.
• Транзистор КТ818 -1шт. в пластиковом корпусе (TO-220)
• Диод КД522 или аналогичный -1шт.
• Резистор R1 -47ОМ желательно от 1Вт -1шт.
• Резистор R3 220Ом от 0.25 Вт -1шт.
• Переменный резистор линейный — 5кОм -1шт.
• Конденсатор электролитический 1000мФ от 50В -1шт.
• Конденсатор электролитический 100мФ от 50В -1шт.
• Диодный мост током от 5А

Данная схема не критична к точному соблюдению номиналов радио элементов. Например резистор R1 может быть от 30 до 50 Ом, резистор R3 от 200 до 240Ом. Диод можно не ставить.

Фильтрующие конденсаторы можно поставить и большей емкостью, однако стоит учитывать, что конденсатор дает небольшой прирост по напряжению.

Транзистор КТ818 можно заменить аналогичными импортного производства 2N5193, 2N6132, 2N6469, 2N5194, 2N6246, 2N6247.

Сборка стабилизатора на LM317

Сборка стабилизатора выполняется на одностороннем стеклотекстолите и выглядит примерно так.

Диодную сборку следует выбирать исходя из максимального тока способного дать трансформатор.

Транзистор и микросхему я установил на радиатор через изолирующие прокладки. Радиатор выбрал максимально большой из имеющихся и подходящий под мой корпус. Закрепил его двумя болтами к нижней крышке корпуса.

На радиатор установил кулер от старой видеокарты, для более эффективного охлаждения. В верхней и задней крышке просверлил вентиляционные отверстия.

У выбранного мной трансформатора для стабилизатора на LM317 только одна вторичная обмотка на 27В. По этому для питания вольтметра и вентилятора я использовал плату от зарядного устройства мобильного телефона. Она выдает напряжение 5В и ток до 900мА.

Готовый блок питания выглядит так.

Что нужно знать

Оптимальными являются параметры, при которых имеется возможность регулировать напряжение в пределах 0-30 В. В цепи будет установлен электронный ограничитель по силе тока. Он будет с высокой степенью эффективности осуществлять регулировку параметров в пределах от 0,002 А до 3 А максимум. Это позволяет получить комфортный и универсальный прибор с возможностью регулировки мощности.

Ампераж успешно ограничивается, обеспечивая рабочие параметры. За счет этого приборы-потребители, подключенные к самодельному прибору element 305d или из atx, будут в безопасности и не сгорят из-за перепадов значений.

Для визуализации восприятия о том, что имеется погашаемое превышение, используется сигнальный светодиод.

Более подробно расположение всех составляющих демонстрирует потенциальная схема:

Схема расположения составляющих цепи

Она обладает такими рабочими параметрами:

• Максимальный входной ток – 3 А.
• Рабочее входное напряжение – 24 В (тип — переменный).
• Выходной вольтаж – 0…30В.
• Выходной ампераж – 0,002…2А.
• Пульсация в пределах 0,01%.

К преимуществам можно отнести такие характеристики:

• выходные параметры достаточно легко регулировать;
• компактные габаритные параметры;
• относительная простота изготовления;
• несложная конструкция из подручных средств;
• наличие нескольких степеней защиты, включая от ошибочного подключения;
• наличие визуальной индексации.

Для таких целей подойдет переделка компьютерного блока питания. Он уже содержит немалое количество разных составляющих, но без китайских модулей.

ВИДЕО: Лабораторный блок питания из компьютерного АТХ

Источники питания свинцового типа, устанавливаемые в авто, заряжаются при постоянном напряжении и с постепенным снижением тока. Поэтому идея соорудить зарядное устройство из блока питания компьютера имеет место.

Рабочая авто АКБ энергоемкостью 60 Ач заряжается токами 3 – 6 А, глубоко «посаженная» – до 10 А (со стабильным напряжением порядка 14 В). Такую силу тока способен выдать даже простой блок питания мощностью более 250 Вт.

БП типа ATX собраны по разным схемам, но наиболее распространены микросхемы-формирователи ШИМ TL494. При желании, в сети находится немало других вариантов переделок – с регуляторами, без, делают даже импульсные устройства. Во многом это хобби, и использовать самодельное ЗУ для недешевого автомобиля, итак напичканного электроникой, затея не лучшая. Конечно, при наличии «доноров» можно набить руку и впоследствии делать приличные приборы.

Теперь пошагово. Первое – удаляют лишние жгуты с разъемами, при этом оставляя пару желтых кабелей (+12 В) и пару черных (0 В). Далее отключают цепи сигнала включения (Power_ON) – они используются материнской платой для управления блоком. Это дорожка, идущая к выводам 13-14-15. Если ее убрать – схема будет включаться при подаче 220 В. Есть еще один вариант – используя паяльник, сделать перемычку между общей шиной и площадкой зеленого кабеля.

Есть участок схемы, который не нужен, то есть его можно смело отрезать. На изображении он обведен голубым.

Ненужный участок схемы.

Расходы на питание таким образом упадут, и это хорошо скажется на энергоэффективности самодельного ЗУ. При желании, выпаивают элементы выпрямителей тех напряжений, которые не задействуются. Удобно ориентироваться по цвету.

Далее необходимо сделать так, чтобы можно было выставить выходное напряжение. Ноутбук или ПК требуют на выходе 12 В, а зарядке поболее – до 14.5 В. А если добавить и регулировку вниз, подзаряжать получится и АКБ 6 Вт. Делается это удалением резисторов, соединенных с выводом 1, вместо которых ставится потенциометр 100 кОм. После этого станет доступна регулировка выходного напряжения в диапазоне 6 – 16 В. Для большинства ситуаций этих параметров достаточно.

Вариант с включением амперметра и вольтметра – приборов, которыми будет измеряться ток и напряжение, наиболее затратный. Удобнее, если брать цифровой блок. Регулировочные рычажки обычно выводят на внешнюю панель готового ЗУ. Как он будет выглядеть, то есть каким будет корпус – вопрос фантазии. Также придется подобрать место расположения клемм, чтобы удобно было подключать источник питания.

Необходимо учесть, что рассматриваемая схема не предполагает узла контроля степени заряженности. Подсоединяя батарею к зарядке, напряжение ставят 14 В и смотрят на ток заряда. Если высокий, что обычно встречается с глубоко севшими батареями, снижают напряжение, пока ток не будет 6 – 7 А. В ходе подзарядки ток начнет падать, при этом напряжение повышают до 14 – 14.5 В. Полностью заряженная АКБ – когда зарядный ток находится на отметке 0.1 – 0.15 А.

Схем для любителей переделок в сети масса, есть даже варианты ЗУ из ИБП. Важно помнить, что это работы с электричеством, где возможны повреждения током. Поэтому надо придерживаться техники безопасности, работать в средствах индивидуальной защиты и обладать должным опытом.