Лабораторный блок питания. Подробно, с нуля.

       Лабораторный или регулируемый блок питания один из первоочередных приборов на столе электронщика, да и не только.

       В этой статье я не буду рассматривать готовые изделия. Наоборот, расскажу максимально подробно и наглядно, как собрать блок питания, подобно конструктору LEGO. Даже человек далекий от электроники сможет самостоятельно соединить все элементы пользуясь инструкцией и схемой. Итак, начнем.

        У каждого электронщика, будь он новичок или профи, на столе должен лежать блок питания. Для чего он нужен? Разумеется, для настройки новых сборок, проверки готовых модулей, экспериментов и т.д. Заранее никогда не знаешь, что придется проверять. Поэтому блок питания должен обладать как можно большим диапазоном изменения напряжения и тока, легкой регулировкой, защитой от случайного короткого замыкания. В общем на все случаи жизни.

      Давайте посмотрим, что мы получим после сборки. Выходное напряжение от 1.2 до 35 вольт, регулировка по току от 0.2А до 8А, защита от короткого замыкания. Для защиты от перегрева добавим регулируемый вентилятор. Таким образом такой блок питания можно будет использовать даже для зарядки автомобильного аккумулятора. Теперь давайте по-порядку, никаких сложных схем. Используем готовые модули, паяльник и руки. 

      Для начала нам нужно понизить напряжение от напряжения в розетке. Нет мы не будем наматывать трансформатор для линейного блока питания, по крайней мере не в этой статье (размеры такого трансформатора были бы внушительными). Воспользуемся готовым преобразователем переменного напряжения. Цена вопроса порядка 10 долларов. Что мы получим: широкий диапазон входного напряжения  100 ~ 240 вольт, на выходе 36 вольт, постоянный ток до 5-6.5 ампер. Т.е. мощность как минимум 180 Ватт. Размеры: 11,5*6,5*3 см. 
преобразователь AC-DC 36 вольт 5 ампер
      К тому же модуль защищен от перегрева,  от перегрузки и короткого замыкания. И все это реально протестированные показатели. Сразу ссылка где смотреть и купить. Есть конечно предложения более мощных преобразователей, но они не проходят тестов и реально выдают меньшие характеристики. Так что осторожно, не переплачивайте.

        Что дальше, как говорит банк ВТБ? А дальше преобразователь напряжения и тока или ШИМ — контроллер. В двух словах напряжение изменяем амплитудой импульсов, ток скважностью или шириной импульсов. Очень хорошо зарекомендовал себя модуль показанный на фотографии. На модуль можно подавать напряжение до 40 вольт и снимать от 1.2 до 35 вольт, ток регулируем от 0.2 ампер до 8-9 ампер. Размеры 6,5*4,8*2,4 см. Модуль не имеет защиты на входе от переполюсовки. Будьте внимательны при подключении + и -. Смотрим в магазине.

Лабораторный блок питания
DC-DC 9A 300 Вт

        В нашем случае модуль придется подготовить. Все дело в том, что регулировка тока и напряжения на нем производится отверткой. Для нашего блока питания нужны внешние крутилки. Поэтому придется заменить встроенные подстроечники на выносные. 

Доступные варианты проволочных потенциометров

        Да здесь, наконец-то, пора взять паяльник. Прошу заметить, устанавливаемые потенциометры  должны быть проволочные. Они обеспечат плавную регулировку, что позволит более точно установить выходной ток или напряжение. Нам нужно заменить два подстроечника по 10Ком (см.ниже).  Потенциометры можно найти по ссылкам: вариант 1 и вариант 2. Второй меньше по размеру, в целом, характеристики схожи. Выбирать вам. Стоимость приблизительно одинаковая, чуть больше доллара. Переделываем согласно рисунка ниже. 

Перепайка регулировочных потенциометров на преобразователе DC-DC

        Вышеперечисленные компоненты позволят получать  необходимый ток и напряжение. Для их контроля нужен измерительный прибор. Оптимальным будет использование вольтамперметра. Здесь на выбор можно рассмотреть два варианта. Разница небольшая. Один на одну цифру точнее другого и может измерять напряжение до 200 вольт против 100 вольт, что нам не актуально. Регулировками с обратной стороны можно скорректировать точность измерений (см. рисунок).

Вольтамперметр китайский до 200 вольт
Более точный вольтамперметр
вольтамперметр китайский до 100 вольт
Более дешевый, но менее точный
вольтамперметр из Китая обратная сторона для регулировки
Регулировка значений измерений по эталонным

        Подключать данные вольтамперметры можно по двум схемам. Приведу их для ознакомления. В первой схеме прибор подключается от отдельного источника питания, во второй — питание от источника, на котором производится измерение. Схемы увеличиваются при клике для лучшего просмотра.

Подключение питания вольтамперметра от отдельного источника питания
1. Схема с раздельным питанием
Подключение питания вольамперметра от источника измерения.
2. Питание от источника измерений

        Сравнивая две схемы, легко заметить какие ограничения накладывает вторая. Т.е. согласно второй схеме нам нельзя производить измерения напряжения меньше 4 вольт и больше 28 вольт. Это неприемлимо. Поэтому использовать будем первый вариант. И нам понадобится еще один источник постоянного тока.

        Здесь у меня два предложения. Если не собираетесь перегружать блок питания, то в качестве дополнительного источника можно использовать старую зарядку от мобильного. 5 вольт вполне достаточно. Так можно сэкономить. Общая схема соединения примет следующий вид:

Регулируемый лабораторный блок питания без охлаждения

        Второе предложение — установка дополнительного охлаждения. Это расширит возможности блока питания, даст возможность длительно подключать к нему нагрузку, использовать для заряда аккумулятора и т. п.

        На алиэкспрессе друзья китайцы предлагают дешевые б/у импульсные блоки питания. Не смотря на б/у, они отлично работают и отлично подходят для нашей цели.  Нам подойдет на 12 вольт от 0.5 ампер. Что-то конкретное рекомендовать тяжело. При небольшой разнице в цене лучше взять с запасом по току. Внизу оставлю несколько ссылок на выбор.

        Как организовать правильную работу вентилятора охлаждения я рассказывал в статье «Управление вентилятором от датчика температуры«, повторяться не будем. Просто объединим все элементы в конечную схему, приведенную ниже.

импульсный блок питания из Китая 12 вольт
Лабораторный регулируемый блок питания. Подробная схема. Своими руками.

        Итак, преобразуем 220 вольт переменного тока в 36 вольт постоянного. Перепаянные проволочные потенциометры плавно регулируют выходное напряжение или ограничивают выходной ток. Контролировать выходной ток можно, разумеется,  только при подключенной нагрузке. Первые замеры продублируйте с помощью мультиметра, откалибруйте правильность показаний подстроечниками сзади вольтамперметра. Места регулировки показаны на рисунке выше.  Разместите датчики между ребер радиаторов преобразователей. Осторожнее, не замкните ножки датчиков между собой или на радиатор, используйте изолятор. Что касается вентилятора, можно использовать и 12 вольтовый, но он не сможет развить полные обороты (думаю, это не критично).

        Для удобства использования, на выходе блока питания целесообразно установить специальный медный разъем. Размер: 43x15x35 мм. Наружный диаметр 5мм, внутренний — 4 мм.  Для подключения к нему щупов отлично подойдут коннекторы (см. рисунок, щелкните для увеличения). Их диаметр как раз 4 мм.

Разъем для блока питания медный
Разъем
Коннектор для блока питания
Коннектор

Мой блок питания из остатков вентиляционного желоба

Удачных творческих экспериментов друзья. Если остались вопросы пишите в комменты, постараюсь ответить. Спасибо за ваше время, если материал был полезен, отметьте 5 звезд, пожалуйста, поддержите развитие сайта. Еще раз спасибо.

Используйте кэшбэк, не тратьте лишнее, возвращайте деньги. Ссылки на  проверенных продавцов по доступным ценам:

Преобразователь переменного напряжения AC 220-DC 36В —  http://ali.pub/3ca4y1

Понижающий преобразователь DC-DC 300Вт — http://ali.pub/3ca5ye

Вольтамперметр от 0 до 200 вольт DC http://ali.pub/3ca7l4

Вольтамперметр от 0 до 100 вольт DC  —  http://ali.pub/3ca82m

Проволочный потенциометр вариант 1 — http://ali.pub/3ca9xw

Проволочный потенциометр вариант 2 — http://ali.pub/3ca9do

Импульсный блок питания AC-DC 12В  2А — http://ali.pub/3caagy

Импульсный блок питания AC-DC 12В  1,5А — http://ali.pub/3cab9q

Импульсный блок питания AC-DC 12В  0,5А — http://ali.pub/3cabju

Разъем для блока питания — http://ali.pub/3cafm9

Коннекторы для щупов блока питания — http://ali.pub/3cag6a

К началу ↑