Двухполярный лабораторный блок питания с регулировкой тока и напряжения
Обновлено: 07.07.2024
Двухполярное питание широко используется в электронных схемах УНЧ , схемах на операционных усилителях, схемах измерительных приборов. Естественно радиолюбителю необходимо иметь под рукой такой источник для отладки создаваемых проектов. Сегодня поговорим как раз о такой схеме двухполярного источника питания. Мощность его не велика и для настройки УМЗЧ его использовать не получится, разве что маломощных, но и схема отличается простотой и выполнена на дешёвых компонентах.
Схема электрическая принципиальная двухполярного блока питания Схема электрическая принципиальная двухполярного блока питанияМикросхемы DA1, DA2 - LM317T и LM337T - это хорошо известные недорогие регулируемые стабилизаторы напряжения, способные выдавать выходной ток до 1,5 А с рассеиваемой мощностью до 20 Вт . LM317T работает с положительным напряжением, а LM337T с отрицательным.
Для регулировки выходного напряжения в схеме использован сдвоенный потенциометр R3 . Но проблема заключается в том, что из-за разброса параметров как самого переменного резистора R3 , так и других участников схемы, двухполярное напряжение на выходе не будет абсолютно симметричным. Чтобы компенсировать это, в схему включены дополнительные подстроечные резисторы R4 и R5 , которые позволяют при настройке схемы компенсировать разброс параметров и добиться на выходе желаемого результата. Кроме того, в предлагаемой схеме, выходные напряжения могут быть отрегулированы от уровней, близких к земле, а не от типичных значений ± 1,25 В .
Питается схема от сети переменного тока напряжением 230 VAC через понижающий трансформатор T1 с двумя обмотками по 24 В , диодный мост VD1 KBL401 и сглаживающие конденсаторы C5-C8 . Ёмкость конденсаторов C5C6 должна быть не менее 2200 мкф . Вообще в схеме не обязательно использовать именно трансформатор с выходным напряжением 2×24 В , он всего лишь определяет верхнюю границу выходного напряжения. Так что выбирать его нужно исходя из собственных нужд. С указанным на схеме трансформатором, на выходе получим порядка ±30 В при номинальном токе нагрузки.
Благодаря включению в схему диодов VD2VD3 и VD4VD5 которые создают опорные напряжения порядка 1,3 В (положительное и отрицательное) на регулирующих электродах DA1 и DA2 , минимальное выходное напряжение обоих каналов близко к нулю.
Схема блока питания на uA723
Прямому регулированию подвергается плечо положительного напряжения, в то время как отрицательная часть следует за положительной благодаря системе построенной на операционном усилителе TL081.
Описание работы
За регулирование отрицательной половины питания отвечает операционный усилитель U2 (TL081). Его выход управляет транзисторами T3 (BD140) и T4(BD912). Резистор R9 (560R) ограничивает ток базы Т3, выполняя аналогичную роль, как R1 в положительной половине питания. Делитель R6 (100k), R7 (100k) и P2 (10k) подобран таким образом, чтобы в состоянии, установленном на регуляторе P2 был потенциал массы. Увеличение напряжения на выходе положительной части блока питания приведет к увеличению потенциала на ползунке потенциометра P2, одновременно ОУ U1 стремясь уровнять потенциал на обоих своих выходах приведет к снижению отрицательной половины питания с помощью регулировочных элементов T3 и T4. Напряжение на отрицательной половине, соответственно, будет следовать за положительным, если только делитель R6, R7, P2 будет установлен на деление 1:1.
Транзистор T5 (BC557) ограничивает ток в отрицательной половине питания таким же образом, как и T6 в положительной половине. Максимальное значение тока в данном случае это 0.6/R8.
К разъемам IN1 и IN2 подключаются две независимые обмотки трансформатора питания. Напряжение будет одинаково на мостах Br1 (5А) и Br2 (5А) и будет фильтроваться с помощью емкости C1, C2 (4700uF) и C3, C4 (100nF), после чего попадает на транзисторы T1 и T4 (напоминаем, что каждый из них может состоять из нескольких транзисторов, соединенных параллельно). На выходе напряжение фильтруют конденсаторы C6, C7 (470uF) и C9, C10 (100nF). Выходом блока является разъем OUT на котором и будет регулируемое напряжение симметрично относительно массы. Кроме того, на плате можно установить делитель R10-R13, благодаря которому возможно измерение выходного напряжения с помощью микроконтроллера с преобразователем ADC.
Сборка лабораторного блока питания
Схема паяется на печатной плате (скачать). Монтаж не сложен, элементы на ней находятся далеко друг от друга. Однако необходимо определить значения R3, Р1 и R5. Резистор R3 определяет уровень напряжения на входе усилителя ошибки (pin 5 U1) и его подбор является простым. По расчётам резистор R3 равен 4,7 k, что дает напряжение на усилителе ошибки около 3,2 В. Второй шаг-это подбор значения потенциометра P1 и резистора R5, от которых зависит максимальное выходное напряжение блока питания. Предполагая, что требуемый диапазон регулирования выходного напряжения от 3 В до 26 В легко рассчитаем значение R5 чуть ниже 7к. Принимаем ближайшее значение из стандартного ряда и получаем R5 = 6,8 к.
Готовый лабораторник БП
Лабораторный двухполярный блок питания с раздельной регулировкой напряжения от 0 до 30В по каждому каналу и уровнем ограничения по току от 0 до 2А с индикацией режима ограничения
Печатные платы с маской и маркировкой:
Лабораторный двухполярный стабилизированный блок питания с раздельной регулировкой напряжения в диапазоне от 0 до 30 В и тока в диапазоне от 0 до 2 А с функцией ограничения тока и индикацией режима ограничения по току для каждого канала. Диапазон входных напряжений от 14 до 35 В. Плата выполнена таким образом, что переменные резисторы можно закрепить непосредственно на передней панели блока питания при помощи штатных гаек переменных резисторов, расстояния между переменными резисторами выбраны с учётом удобства эксплуатации. Между переменными резисторами канала 30 мм, а между крайними переменными резисторами каналов 40 мм, что очень удобно, в отличие от предлагаемых на рынке. Возможные места установки монтажных стоек приведены на фотографиях ниже (стойки и радиатор в комплект набора не входят и при необходимости заказываются отдельно) . Подключение выполняется через винтовые клеммники.
Стоимость печатной платы с маской и маркировкой: временно закончились
Стоимость набора для сборки блока питания: временно отсутствует в продаже
Краткое описание, комплектация и схема здесь >>>
Стоимость собранной и настроенной платы блока питания без радиатора: временно отсутствует в продаже
Всем кто хочет купить платы, наборы или готовые блоки просьба обращаться сюда >>>
Лаборатория радиолюбителя.
Собираем лабораторный блок питания.
Часть 1.
На всякий случай еще раз привожу схему блока питания:
С выхода вторичных обмоток трансформатора переменное напряжение подается на выпрямители собранные по мостовой схеме. В схеме можно использовать выпрямительные диоды или диодные сборки какие есть под рукой. Единственное они должны соответствовать требованиям: рабочее напряжение не ниже 50 вольт и ток нагрузки не менее 1,5 ампера (лучше больше, с запасом). С выпрямителей пульсирующее постоянное напряжение подается на сглаживающие конденсаторы С1 и С5. Задача этих конденсаторов как можно больше снизить пульсацию постоянного напряжения. Если у вас нет конденсаторов таких номиналов, можно использовать другие, большего номинала или меньшего (соединив несколько конденсаторов параллельно). Конденсаторы С2 и С6 нужны, если длина проводников от сглаживающих конденсаторов до стабилизаторов более 15 сантиметров, если менее, то их можно не ставить. Резистор R1 и светодиод HL1 нужны для световой сигнализации включенного блока питания. Далее постоянное напряжение поступает на микросхемные стабилизаторы напряжения. Вы наверное заметили, что у них несколько странное обозначение выводов, связано это с тем, что первоначальном варианте планировалось выпускать их в многовыводном корпусе, но потом от этой затеи отказались а нумерацию оставили старой. С помощью делителя напряжения на резисторах R2, R3 и R4, R5, где R2 и R4 переменные регулируется напряжение на выходе стабилизаторов. Для нормальной работы стабилизаторов и обеспечения их температурного режима, рекомендуется установить их на радиаторы. Радиаторы также можно применить из тех что имеются в наличии, и даже сделать самодельные из алюминиевых уголков. Но при этом надо учитывать, что чем меньше радиатор тем меньше должен быть ток нагрузки. Оптимально радиаторы должны иметь площадь не менее 100 см?.
Ниже приведена фотография используемых радиоэлементов, согласно схеме (у вас может отличаться):
Как видим мультиметр показывает сопротивление проверяемого резистора около 240 Ом.
А вот так выглядят микросхемные стабилизаторы:
А вот так маркируются электролитические конденсаторы:
Теперь делаем перерыв на несколько дней, в течении которых вы должны собрать необходимые радиодетали, материал для изготовления печатных плат. (Для рисования дорожек в мы будем использовать цапонлак (и обычный шприц), или другой имеющийся у вас в наличии и быстросохнущий).
Читайте также: