Схемы блоков питания с регулировкой по току и напряжению на lm358 и полевом транзисторе

Обновлено: 04.07.2024

Всем известно, что мощный регулируемый блок питания с регулировкой напряжения и тока самое популярное и востребованное электронное устройство, с изготовления которого начинают свой творческий путь начинающие радиолюбители. Схем очень много, какую выбрать и с чего начинать многие просто теряются. Одним нужен простой лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока, другим мощное зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, а я предлагаю вам собрать своими руками простой универсальный блок питания с регулировкой напряжения и тока, который можно использовать для выполнения любых задач, питания электронных самоделок и зарядки автомобильного аккумулятора. Все, что от вас потребуется это усидчивость, минимальные знания электроники и умение пользоваться паяльником. А если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, я вам обязательно помогу.

Хватит слов приступим к делу!

На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока от 2.4В до 28В и силой тока до 30А.

Важным элементом данной схемы является регулируемый стабилизатор напряжения микросхема TL431 или, как ее еще называют управляемый стабилитрон позволяющий плавно регулировать напряжение от 2.4 вольта до 28 вольт. Благодаря четырем силовым транзисторам, установленным на больших радиаторах, блок питания может выдержать ток до 30А. Также имеется регулировка тока и защита от переполюсовки, поэтому блок питания можно и даже нужно использовать, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Делитель напряжения, построенный на мощном 5 Вт резисторе R1 и переменном резисторе Р1 ограничивает ток на катоде и на управляющем электроде стабилитрона TL431. Вращением ручки переменного резистора Р1 задается выходное напряжение стабилитрона, стабилизатор напряжения TL431, автоматически стабилизирует напряжение заданное переменным резистором Р1. С микросхемы TL431 ток поступает на базу транзистора Т1. Транзистор выполняет роль ключа и управляет двумя мощными биполярными транзисторами Т2 и Т3 соединенных параллельно для увеличения выходной мощности. В выходной каскад транзисторов установлены уравнительные резисторы R2 и R3. Далее ток поступает на плюсовую клейму блока питания.

Как работает регулировка тока?

В данной схеме реализована функция ограничения тока на двух мощных полевых транзисторах Т4 и Т5 соединенных параллельно. Давайте рассмотрим, как это работает. С диодного моста ток поступает на стабилизатор напряжения L7812CV, напряжение снижается до 12В, это безопасное значение для затворов транзисторов. Далее ток поступает на делитель напряжения собранный на переменном резисторе Р2 и постоянном резисторе R4. С движка переменного резистора Р2 ток проходит через тока ограничительные резисторы R5 и R6 открывая затворы полевых транзисторов Т4 и Т5. Транзисторы проводят через себя определенное количество тока в зависимости от сопротивления переменного резистора Р2. В данной схеме ток регулируется при любом выходном напряжении.

Также предусмотрена защита от переполюсовки, состоящая из двух светодиодов. Зеленый светодиод сигнализирует о правильном подключении автомобильного аккумулятора к выходу блоку питания, а красный светодиод, о ошибке подключения. Резисторы R7 и R8 ограничивают ток для светодиодов.

А, вот и печатная плата!

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатную плату вы можете изготовить с помощью лазерно утюжной технологии для продвинутых, а также навесным монтажом этот способ больше подходит для начинающих радиолюбителей и они о нем прекрасно знают. Для изготовления печатной платы вам понадобиться фольгированный стеклотекстолит размером 100х83 мм. Большинство деталей устанавливаются на печатной плате за исключением транзисторов Т2, Т3, Т4, Т5, а также стабилизатор напряжения L7812CV и резисторы R2, R3, Р1, Р2. Биполярные транзисторы Т2 и Т3 устанавливаются на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок, потому, что коллекторы транзисторов все равно по схеме соединяются вместе. Полевые транзисторы Т4, Т5 надо тоже установить на отдельном радиаторе без изоляции.

На этом рисунке изображены два радиатора с установленными транзисторами. Между собой радиаторы скреплены двумя лентами двухстороннего автомобильного скотча выполняющего роль электро изоляции. Сверху к радиаторам прикручена винтами пластиковая скрепляющая пластина, придающая жесткость конструкции. К ней будет крепиться дополнительная пластина с печатной платой и вентилятор.

Поскольку уравнительные резисторы R2 и R3 довольно большого размера для их предусмотрена специальная печатная плата, которая изображена на этом рисунке. Размер печатной платы 85х40 мм.

Печатная плата блока резисторов

Стабилизатор напряжения L7812CV надо закрепить на отдельный радиатор от компьютерного блока питания, потому, что в процессе работы он сильно нагревается. На этой картинке он находится в самом низу на радиаторе от компьютерного блока питания. С правой стороны вы увидите плату с уравнительными резисторами R2 и R3. Транзистор Т1 установлен на маленький радиатор. Переменные резисторы Р1 и Р2 тоже вынесены на верхнюю панель. Диодная сборка установлена на отдельном радиаторе, при большой нагрузке она очень сильно греется.

Для охлаждения радиаторов к установленному в блоке питания стабилизатору напряжения L7812CV я подключил вентилятор размером 120х120 мм, он отлично справляется со своей задачей.

Если вы хотите подключить вентилятор от дополнительной обмотки трансформатора, тогда вам надо поставить дополнительный стабилизатор напряжения по этой схеме.

Схема подключения вентилятора

Как подключить Китайский вольтметр амперметр?

При подключении Китайских электронных вольтметров амперметров возникает очень много различных проблем, то показания скачут, то завышает, то занижает, кому то бракованный прислали, вообщем качество Китайских приборов оставляет желать лучшего. Китайцы продают на АлиЭкспресс две модели чудо приборов. Первая модель имеет два тонких провода красный и черный, три толстых, красный, черный и синий. У второй модели три тонких провода, красный, черный, желтый и два толстых, красный и черный. Чтобы это Китайское чудо правильно работало и не искажало показания, надо знать простое правило, питание у прибора должно быть отдельное потому, что у прибора нет гальванической развязки и поэтому питание на Китайский вольтметр амперметр обязательно надо брать с дополнительной обмотки трансформатора или дополнительного источника питания, для этих целей идеально подойдет зарядка от телефона.

А лучше всего сделать выбор в сторону Китайских стрелочных аналоговых приборов класса точности 2.5. Поставить отдельно вольтметр и амперметр будет намного проще и точнее. Выбор остается за вами.

На этом рисунке изображена схема подключения Китайского вольтметра амперметра.

Схема подключения китайского вольтметра амперметра к блоку питания

Испытания блока питания

Пришло время испытать блок питания в деле. У микросхемы TL431 есть такая особенность, нижний порог напряжения 2.4 вольта, поэтому в блоке питания напряжение регулируется от 2.4 вольта до 27.4 вольта. Без нагрузки я выставил напряжение 12.5 вольт и подключил галогеновую лампу Н4. Напряжение под нагрузкой упало до 12.3 вольта, просадка составила всего 0.2 вольта при силе тока 4.88 ампера. Это очень хороший результат. Микросхема TL431 прекрасно стабилизирует напряжение. Как работает ограничение тока смотрите в видеоролике.

Как заряжать автомобильный аккумулятор?

Далее отключаем минусовую клейму, включаем блок питания и выставляем на блоке 14.5 вольт. Подключаем минусовую клейму к аккумулятору. И ручкой регулировки тока выставляем в начале зарядки ток не более 6 ампер для 60 амперного аккумулятора. К концу зарядки ток упадет до 0.1 ампера, а напряжение поднимется до 14.5 вольт. Это будет говорить о том, что аккумулятор полностью заряжен.

Данная схема регулируемого блока питания с регулировкой напряжения и тока рассчитана на максимальный ток до 15А. В ней отсутствуют дополнительные силовые транзисторы и уравнительные резисторы, что немного упрощает схему и делает её более бюджетной по сравнению со схемой на 30А.

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В. Размер платы 100х60 мм.

Радиодетали для сборки

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 30А

Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
Диодный мост на 50А KBPC5010
Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2, R3 0.1 Ом 20 Вт, R4 100 Ом, R5, R6 47 Ом, R7, R8 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
Радиатор 100х63х33 мм 2шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
Стабилизатор напряжения L7812CV
Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2, Т3 TIP35C, КТ 867А, Т4, Т5 IRFP250, IRFP260
Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 15А

Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
Диодный мост на 25А KBPC2510
Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2 100 Ом, R3 47 Ом, R4, R5 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
Радиатор 100х63х33 мм 1шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
Стабилизатор напряжения L7812CV
Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2 TIP35C, КТ 867А, Т3 IRFP250, IRFP260
Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Чем заменить микросхему TL431?

Аналогом микросхемы TL431 является регулируемый стабилитрон КА431, из советских КР142ЕН19А, К1156ЕР5Х

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Нужно экспериментировать. Сначала попробовать поставить 0,3 - 0,5 ома и посмотреть результаты. Более точно сказать не могу, не помню. Регулировать ток не очень удобно таким резистором, если только переключать два-три резистора. На нём мощность будет рассеиваться не совсем маленькая: при токе 2А мощность составить более 1вт. ))

Я понимаю, что для тебя это архисложно, ведь надо "включать собственные мозги", но в самом простом варианте "добавка" будет выглядеть вот так - Добавочный транзистор желательно подобрать с одинаковым КУ с транзистором vt1, от этого будет зависеть совпадение режима ограничения тока БП с началом индикации. Ограничительный резистор в цепи светодиода подбирается, соответственно напряжению питания и рабочего тока светодиода. Если параллельно светодиодной цепочке подключить бузер, то индикация будет сопровождаться ещё и звуковым сигналом. Чтобы бузер не мешал постоянно включенным сигналом, его желательно подключить через отдельный выключатель, а для усиления "звукового эффекта", последовательно с последним можно включить мигающий светодиод. Транзистор можно использовать любой маломощный обратной проводимости на соответствующее напряжение .

Значит взял ТВ антенну 6-12 канал и вместо коробочки согласования прикрутил усилитель 9999 от польской антенны направил на север и принимаю на Ореанду-204 в отличном качестве из Черкасс "радио надежда" 72.98 Мгц за 180км. И ещё в районе 70Мгц ловит радио РОКС но может это с FM конвертировалось благодаря неправильной антенне и усилителю? Если кто в Киеве принимает радио Рокс на 70,4 Мгц потому что из мощных станций есть или была в Киеве 70.4Мгц Частоты Киевская обл.

Вообще-то с террористами не договариваются. То что делает батька и Кремлевский пациент это особый изощренный вид террора. Тем более, что жизни заложников пока ничего не угрожает. максимум на что можно согласиться, это перебрасывать наемникам продукты в случае массового голода и каннибализма.

Поле такого желание пить отбивает. Но с отходняка сны классные в хорошем смысле слова.

Но при этом есть риск теплового пробоя полевого транзистора при быстром изменении проходящего тока от 1А до 10А. Скорее всего корпус ТО-220 не способен передать такое количество тепла за столь малое время и закипает изнутри! Ко всему можно добавить, что еще можно нарваться на подделку радиодетали и тогда параметры транзистора будут совсем непредсказуемы! То ли алюминиевый корпус КТ-9 транзистора КТ827!

Возможно проблему можно решить установив параллельно 1-2 таких же транзисторов, но практически я не проверял — отсутствуют в наличии те самые транзисторы IRF3205 в нужном количестве.

Корпус для электронной нагрузки применил от неисправной автомагнитолы. Ручка для переноса устройства присутствует. Снизу установил резиновые ножки для предотвращения скольжения. В качестве ножек использовал крышечки от пузырьков для медицинских препаратов.

На передней панели для подключения источников питания разместил двухконтактный акустический зажим. Такие используют на аудио колонках.
Также здесь расположена ручка регулятора тока, кнопка включения/выключения питания устройства, переключатель режимов работы электронной нагрузки, ампервольтметр для визуального контроля процесса измерения.
Ампервольтметр заказывал на китайском сайте в виде готового встраиваемого модуля.
Электронная нагрузка работает в двух режимах испытания: первый от 70 мА до 1А и второй от 700 мА да 10А.
Питание устройства происходит от стабилизированного импульсного источника питания напряжением 9,5 В.
При подключения электронной нагрузки на ампервольтметре отображается значение 0,49В (значение может отличаться). Это особенность работы операционного усилителя LM358 и составного транзистора КТ827, но на точность измерения это никак не влияет. Кому хочется эстетического вида, то можно применить полевой транзистор, тогда показания будут 0 В. Еще раз повторю — эти значения не влияют на точность измерения!

Заключение
С данной электронной нагрузки я смог выжать порядка 100 Вт при питании 12В, может возможно и более, но проверить нечем. Плавная регулировка тока, минимальный температурный дрейф и независимость от напряжения проверяемого источника позволяет более точно определить характеристики испытуемого источника питания.

Данное устройство подходит для тестирования единичных источников питания, но если подойти с умом к делу, то можно создать на его основе много канальное устройство для проверки, к примеру, компьютерного БП.

С помощью электронного предохранителя,можно защитить технику и блок питания при коротком замыкании в нагрузке,также предусмотрена регулируемая защита по току при превышении заданного тока в нагрузке.Предохранитель работает при напряжении на входе 7-20В,ток потребляемый в дежурном режиме составляет 5мА. Коммутируемый ток полевым транзистором превышает 5 Ампер,дальше не проверял,но по описаниям достигает десятки Ампер.Полевой транзистор при потребляемом токе 3А в нагрузке не нагревается.

На операционном усилителе lm358 собран компаратор напряжения.На полевом транзисторе собран ключ и шунт.На TL431 собран стабилизатор напряжения.

Когда кнопка не нажата,на затвор полевого транзистора не поступает напряжение достаточное чтобы он открылся и транзистор закрыт.В это время горит светодиод(дежурный режим),а на выводе 2 компаратора будет напряжение 80мВ ,чуть больше чем на выводе 3 -70мВ(измерял при питании 8В без нагрузки).На выводе 1 компаратора при этом будет напряжение 800 мВ,что явно мало,чтобы открыть полевой транзистор.Теперь нажимаем кратковременно на кнопку.На затвор полевого транзистора через диод VD2 и R4 подается напряжение,которое его открывает и ток начинает протекать через нагрузку.При этом на выводе 2 компаратора будет напряжение 60 мВ,а на выводе 3 будет напряжение больше-100 мВ.Компаратор переключился и на выводе 1 теперь будет напряжение 6.6В,которое пройдя через диод VD1 понизится до 5.8В и это напряжение будет держать транзистор открытым.Сопротивление открытого канала транзистора равно 23 миллиОм. Это сопротивление играет роль шунта,на котором будет падение напряжения при прохождении через него тока нагрузки.Это напряжение поступает на вывод 2 компаратора.При коротком замыкании или при превышении заданного тока,напряжение на шунте становится больше напряжения чем на выводе 3,и компаратор переключается.На выводе 1 будет вновь напряжение 800 мВ которое закроет транзистор и нагрузка будет обесточена,светодиод вспыхнет.Когда неисправность в нагрузке будет ликвидирована,ток можно вновь подать в нагрузку нажав на кнопку.

Подстроечным резистором можно выставлять значение тока,при котором должен сработать предохранитель.Надо учитывать,что дома температура будет плюс 20 и сопротивление открытого канала транзистора будет одним,а на минус 20 будет другим,соответственно возможно изменится ток срабатывания который был выставлен.

электронный предохранитель на компараторе lm358 и полевом транзисторе электронный предохранитель на компараторе lm358 и полевом транзисторе

Последовательно к стоку транзистора,можно подключить еще шунт,в итоге ток срабатывания можно уменьшить до нескольких мА.

Читайте также: