Как сделать регулируемый блок питания своими руками: регулируемый, лабораторный трансформаторный, импульсный, на 12В и 5А, на 24В и 10А, линейный регулятор, печатная плата, стабилизированный на одном транзисторе

Содержание

Регулируемый блок питания с управляемым напряжением и силой тока своими руками

Всем привет, сегодня я собираюсь сделать регулируемый блок питания своими руками доступный даже начинающим. Это, пожалуй, самый нужный прибор практически для любого мастера, потому что в процессе сборки и испытания приборов требуются разные значения напряжения и тока. Я покажу вам как собрать простой регулируемый блок питания своими руками.

Я использую высокоэффективный синхронный повышающе-понижающий DC/DC преобразователь LTC3780, отличное устройство, кстати! Он может выдать ток до 10А с напряжением до 10 В, в зависимости от входящего источника тока, я использую источник тока 12В и 3А. Я получаю непрерывное регулируемое напряжение (1-30 В) и силу тока (0-6 А), этого вполне достаточно для тестирования приборов. Для стабилизации напряжения и тока я использую интегральный стабилизатор 7805 5В.

Установка переменного питания имеет следующие характеристики:

  • Напряжение на входе 12В прямого тока
  • Ток на входе 3А
  • Напряжение на выходе 1-30 В, непрерывное регулируемое
  • Ток на выходе 300 мА — 6 А, непрерывный регулируемый
  • Пульсации на выходе 50 мА
  • Постоянное напряжение и постоянная сила тока
  • Дополнительный выход на 5 В
  • Защита от короткого замыкания

В этом видео полная инструкция по сборке и демонстрация работы прибора

Шаг 1: Список нужных материалов

Показать еще 7 изображений

Некоторые из этих деталей я купил в интернете, некоторые – в магазине радиодеталей.

Список деталей:

  • Повышающе-понижающий DC/DC преобразователь LTC3780
  • Цифровой вольтамперметр
  • Потенциометры 500к и 200к фирмы Linear
  • 12В кулер
  • Интегральный стабилизатор 7805 5В
  • 12В 3А адаптер
  • Конденсаторы на 100 мкФ и на 10 мкФ
  • Диоды выпрямительные 1N4001 — 1N4007
  • Штыревые разъемы (разъем типа «банан»), 4 штуки
  • 2 ручки
  • Выключатель
  • 2.1мм коннектор штекер (джек)
  • Провода
  • Теплоотвод
  • Деревянные рейки
  • Печатная плата
  • 4мм акриловый лист

Список инструментов:

  • Клеевой пистолет
  • Суперклей
  • Наждачный лист
  • Мини ножовка
  • Паяльник
  • Малярный скотч
  • Сверлильный станок
  • Фреза
  • Аэрозольная краска

Шаг 2: Вырезание деталей из акрилового листа

Корпус установки я собираюсь сделать из акрилового листа. Это очень удобный материал – его удобно резать, гнуть, шкурить. По стоимости также вполне доступный материал. Вы тоже можете взять акриловый лист для выполнения корпуса установки.

  • первым делом нужно измерить стороны листа
  • разрежьте листы согласно нанесенным линиям разметки
  • положите цифровой вольтметр на вырезанную деталь и очертите место для него
  • выделенный участок вырежьте с помощью фрезы и напильника
  • теперь наметьте отверстия для воздушного охлаждения
  • выпилите эти отверстия ножовкой
  • снимите размеры с разъема штекера, выключателя и кулера, нанесите метки для этих деталей
  • прорежьте отверстия, обработайте их напильником.

Шаг 3: Ошкуривание деталей корпуса

Сначала нужно снять защитный бумажный слой с вырезанных деталей. Затем обрабатывайте поверхности деталей, пока они не станут гладкими и ровными.

Шаг 4: Склейка деталей корпуса

Показать еще 3 изображения

Сначала нужно нанести клей на края верхней и нижней панелей, после этого прижмите к ним края боковых панелей.

Шаг 5: Окраска деталей корпуса

Я решил окрасить верхнюю и нижнюю крышки корпуса моей установки, цвет выбрал матовый черный.

Шаг 6: Крепление дополнительных акриловых частей

Для установочных винтов нужны будут дополнительные куски акрила. Вырежьте из акрилового листа четыре одинаковых квадратных кусочка и приклейте их суперклеем в тех местах, где будут винты.

Шаг 7: Крепление передней и задней панелей

Нанесите толстый слой суперклея на нижнюю грань передней панели, быстро совместите ее с нижней крышкой корпуса и прижмите, пока клей не высохнет. Также приклейте панель с боковыми частями корпуса. Аналогичным образом приклейте заднюю панель.

Шаг 8: Установка компонентов

Сначала установите на свое место выключатель. Потом винтами закрепите кулер. После этого устанавливаем остальные компоненты соответственно фотографиям.

Шаг 9: Монтаж теплоотвода

Регулируемому блоку питания обязательно нужно охлаждение. Поэтому нужен теплоотвод и кулер, несмотря на то, что в преобразователе LTC3780 есть встроенный теплоотвод. Я установлю дополнительный теплоотвод для лучшего охлаждения, но это не обязательно, вы можете этого не делать.

  1. Просверлите отверстия в деревянных рейках.
  2. Прикрепите теплоотвод к рейке винтами.
  3. Нанесите на рейку термоклей.
  4. Приклейте рейку к корпусу изнутри.

Шаг 10: Убираем встроенный резистор

  1. На этом этапе мы заменяем встроенный в преобразователь LTC3780 резистор на линейный.
  2. Сначала с помощью паяльника убираем родные подстроечные резисторы 500к и 200к.
  3. Припаиваем провода к спаям резисторов.
  4. Теперь припаяйте эти провода к новым 500к и 200к линейным резисторам.
  5. Убедитесь, что во время работы паяльником не нагрели плату слишком сильно, это может повредить преобразователь постоянного тока.

Шаг 11: Делаем 5В преобразователь

Я использую интегральный стабилизатор 7805, чтобы сделать дополнительный выход на 5В. Сначала припаяйте к печатной плате все электронные компоненты, затем прикрепите плату к теплоотводу для охлаждения.

Шаг 12: Электросхема

Здесь дана полная схема электрических соединений, соедините все компоненты в соответствии с ней.

Шаг 13: Завершение монтажа электропроводки

Спаяйте все компоненты электросхемы между собой. После этого я скрепил все провода вместе кабельными стяжками.

Шаг 14: Завершение сборки

Теперь закрепите верхнюю крышку корпуса винтами. На этом наша работа, наконец, завершена. Включите питание через штекер, и ваша установка даст вам на выходе напряжение до 30В и ток до 6А.

Спасибо, что заинтересовались моим проектом.

Лабораторный регулируемый блок питания своими руками, схема

Блоки питанияАвтотрансформаторы, Блок питанияНет комментариев для Лабораторный блок питания своими руками

Основа современного бизнеса — получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги.

К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, — просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно — различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет.

При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности.

С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз.

Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания.

Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.

Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках «Дефект» столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все — «труба», то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.

Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак — несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель — не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.

Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает — можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.

  • +12 В — желтый
  • +5 В — красный
  • +3,3 В — оранжевый
  • -5 В — белый
  • -12 В — синий
  • 0 — черный

Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате.

Простое включение блока в розетку не включает сам блок.

Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть — блок включится и вентилятор — индикатор включения — начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это «черный» и «зеленый». Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.

перемычка для вкл. БП

Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.

Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах.

Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам.

 

При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.

Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.

Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах.

В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494.

Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет.

Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.

Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте.

Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах.

Вентилятор включается примерно на +5 В.

Замеряем все напряжения по шинам

  • +12 В: +2,5 … +13,5
  • +5 В: +1,1 … +5,7
  • +3,3 В: +0,8 … 3,5
  • -12 В: -2,1 … -13
  • -5 В: -0,3 … -5,7

Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений.

Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко.

При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором.

Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины — 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод — вполне.

Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром — вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.

Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке — типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12

В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.

Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно.

При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.

Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.

Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения — достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.

Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор — для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно — нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.

Измерение параметров дало следующие результаты:

Шина напряжения, ВНапряжение на холостом ходу, ВНапряжение на нагрузке 30 Вт, ВТок через нагрузку 30 Вт, А
+122,48 — 14,22,48 — 13,150,6 — 1,28
+51,1 — 60,8 — 60,37 — 0,85
-122,1 — 11,10,2 — 7,70,17 — 0,9
-50,17 — 50 — 4,80 — 0,8

Перепайку я начал с выпрямительных диодов. Диодов два и они достаточно слабые.

Диоды я взял от старого блока. Диодные сборки S20C40C — Шоттки, рассчитанные на ток 20 А и напряжение 40 В, но ничего путного не получилось. Либо сборки такие были, но один сгорел и я просто впаял два более сильных диодов.

Влепил разрезанные радиаторы и на них диоды. Диоды стали сильно греться и накрылись 🙂 , но даже с более сильными диодами напряжение на шине -12 В так и не пожелало опуститься до -15 В.

После перепайки двух резисторов и двух диодов можно было скрутить блок питания и включить нагрузку. Вначале использовал нагрузку в виде лампочки, а измерял напряжение и ток по отдельности.

Затем перестал париться, нашел переменный резистор из нихрома, мультиметр Ц4353 — измерял напряжение, а цифровым — ток. Получился неплохой тандем. По мере увеличения нагрузки напряжение незначительно падало, ток рос, но грузил я только до 6 А, а лампа по входу светилась в четверть накала. При достижении максимального напряжения лампа по входу засветилась на половинную мощность, а напряжение на нагрузке несколько просело.

По большому счету переделка удалась. Правда, если включаться между шинами +12 В и -12 В, то защита не работает, но в остальном все четко. Всем удачных переделок.

Однако и такая переделка долго не прожила.

Часть 3. Удачная.

Еще одной переделкой стал блок питания с микрухой 339. Я не приверженец выпаивать все, а затем стараться запустить блок, поэтому по шагам поступил так:

-проверил блок на включение и срабатывание защиты от кз на шине +12 В;

-вынул предохранитель по входу и заменил на патрон с лампой накаливания — так безопасно включать чтобы не сжечь ключи. Проверил блок на включение и кз;

-удалил резистор на 39к между 1 ногой 494 и шиной +12 В, заменил на переменный резистор 45к. Включил блок — напряжение по шине +12 В регулируется в пределе +2,7…+12,4 В, проверил на кз;

-удалил диод с шины -12 В, находится за резистором, если идти от провода. По шине -5 В слежения не было. Иногда стоит стабилитрон, суть его одна — ограничение выходного напряжения. Выпаивание микруху 7905 уводит блок в защиту. Проверил блок на включение и кз;

-резистор 2,7к от 1 ножки 494 на массу заменил на 2к, там их несколько, но именно изменение 2,7к дает возможность изменить предел выходное напряжения. Например, при помощи резистора на 2к на шине +12 В стало возможным регулировать напряжение до 20 В, соответственно увеличив 2,7к до 4к максимальное напряжение стало +8 В. Проверил блок на включение и кз;

-заменил выходные конденсаторы на шинах 12 В на максимальное 35 В, шинах 5 В на 16 В;

-заменил спаренный диод шины +12 В, был tdl020-05f c напряжение до 20 В но током 5 А, поставил sbl3040pt на 40 А, выпаивать из шины +5 В не надо — нарушится обратная связь на 494. Проверил блок;

-измерил ток через лампу накаливания по входу — при достижении потребления тока в нагрузке 3 А лампа по входу светилась ярко, но ток на нагрузке больше не рос, просаживало напряжение, ток через лампу был 0,5 А, что укладывалось в ток родного предохранителя. Убрал лампу и поставил обратно родной предохранитель на 2 А;

-перевернул вентилятор обдува чтобы воздух вдувало внутрь блока и охлаждение радиатора было эффективнее.

В результате замены двух резисторов, трех конденсаторов и диода получилось переделать компьютерный блок питания в регулируемый лабораторный с выходном током больше 10 А и напряжением 20 В. Минус в отсутствии регулирования тока, но зато осталась защита от кз. Лично мне регулировать так не надо — блок итак выдает больше 10 А.

Переходим к практической реализации. Есть блок, правда TX. Но у него есть кнопка включения, тоже удобно для лабораторного. Блок способен выдать 200 Вт с заявленным током по 12 В — 8А и 5 В — 20 А.

На блоке написано, что вскрывать нельзя и внутри нет ничего такого для любителей. Так что мы вроде как профессионалы. На блоке есть переключатель на 110/220 В. Переключатель конечно удалим за ненадобностью, а вот кнопку оставим — пусть работает.

Внутренности более чем скромные — нет входного дроселя и заряд входных кондеров идет через резистор, а не через термистор, в результате идет потеря энергия, которая нагревает резистор.

Выбрасываем провода на переключатель 110 В и все что мешает отделить плату от корпуса.

Заменяем резистор на термистор и впаиваем дроссель. Убираем входной предохранитель и впаиваем вместо него лампочку накаливания.

Проверяем работу схему — входная лампа светится на токе примерно 0,2 А. Нагрузкой является лампа 24 В 60 Вт. Светится лампа на 12 В. Все хорошо и проверка на короткое замыкание работает.

Находим резистор от 1 ноги 494 к +12 В и поднимаем ногу. Подпаиваем переменный резистор вместо него. Теперь будет регулирование напряжения на нагрузке.

Ищем резисторы от 1 ноги 494 к общему минусу. Здесь их три. Все достаточно высокоомные, я выпаял самый низкоомный резистор на 10к и запаял вместо него на 2к. Это увеличило предел регулирования до 20 В. Правда при тесте этого еще не видно, срабатывает защита от перенапряжения.

Находим диод на шине -12 В, стоит после резистора и поднимаем его ногу. Это отключит защиту от перенапряжений. Теперь все должно быть.

Теперь меняем выходной конденсатор на шине +12 В на предел 25 В. И плюс 8 А это с натяжкой для маленького выпрямительного диода, так что и этот элемент меняем на что-то более силовое. И конечно включаем и проверяем. Ток и напряжение при наличии лампы по входу может сильно не расти если нагрузка подключена. Вот если нагрузку отключить, то напряжение регулируется до +20 В.

Если все устраивает — меняем лампу на предохранитель. И даем блоку нагрузку.

Для визуальной оценки напряжения и тока я использовал цифровой индикатор с алиэкспрес. Тут еще был такой момент — напряжение на шине +12В начинало с 2,5В и это было не очень приятно. А вот на шине +5В от 0,4В. Поэтому я объединил шины при помощи переключателя. Сам индикатор имеет 5 провод на подключение: 3 на измерение напряжения и 2 на ток. Индикатор питается напряжением от 4,5В. Дежурное питание как раз составляет 5В и им питается микруха tl494.

Очень рад что удалось переделать компьютерный блок питания. Всем удачной переделки.

Программируемые блоки питания

Блоки питания обеспечивают электроэнергию в виде рабочего напряжения для питания широкого спектра систем, обеспечивая стабильное, точное и чистое питание для поддержки различных процессов. Эти электронные, физические или химические процессы создают другие формы энергии, такие как тепло, свет и электромагнитные поля, или управляют электронными схемами, двигателями, насосами и т. д. Все эти процессы имеют некоторую изменчивость.

«Фиксированный» источник питания обеспечивает одинаковую производительность почти во всех приложениях с ограниченными возможностями настройки параметров. С другой стороны, программируемый источник питания настраивается с помощью программы, такой как программное обеспечение или прошивка, для удовлетворения различных требований и включения других функций, таких как дистанционное управление. Во многих приложениях наличие интеллектуального источника питания может значительно расширить возможности и эффективность вашей системы.

Ознакомьтесь с нашими программируемыми источниками питания с воздушным или жидкостным охлаждением

Что такое программируемый источник питания?

В то время как традиционные блоки питания являются фиксированными или предоставляют несколько вариантов, программируемые блоки питания обеспечивают большую гибкость и несколько режимов работы. Эти источники питания с цифровым управлением позволяют управлять различными настройками, включая регулируемое напряжение, ток, мощность и режим работы. Пользователь может настроить эти параметры по мере необходимости.

Инженеры и техники получают выгоду от этой гибкости в определенных приложениях, где требования превышают стандартные предложения

  • Работа с приложением с неизвестным или изменяющимся требованием напряжения.
  • Работа с уникальным напряжением, которого нет в стандартных напряжениях стандартных блоков питания.
  • Необходимость динамического изменения напряжения в процессе.
  • Изменить режимы работы между процессами

Программируемые источники питания отвечают этим требованиям, позволяя переключаться между различными режимами работы. Например, интеллектуальное зарядное устройство с программируемым источником питания может заряжать аккумулятор, сначала подавая постоянный ток (CC), а затем переключаясь на постоянное напряжение (CV), когда аккумулятор приближается к полному заряду. Затем, если источник питания превышает установленный пользователем предел тока в режиме CV, он может автоматически переключиться обратно в режим CC.

В режиме CC блок питания регулирует ток. Обычно это считается «безопасным» режимом, но его можно использовать и по-другому. Выходной ток является постоянным и определяется пользовательской настройкой ограничения тока. В режиме CV источник питания управляет выходным напряжением, которое является постоянным и определяется пользователем.

В некоторых химических процессах источник питания должен обеспечивать заданную мощность, также называемую постоянной мощностью (CP). Это требует постоянного мониторинга процесса и программируемого источника питания, который динамически взаимодействует с системой управления. Программирование осуществляется контроллером, а блок питания реагирует на эти команды. Этот тип источника питания может даже иметь встроенный контроллер, где пользователь просто пишет и запускает программу, которая соответствует его процессу. Таким образом, стандартный программируемый источник питания соответствует конкретным, изменяющимся требованиям пользователя.

 

Является ли программируемость такой же, как и регулируемость в источниках питания?

Многие блоки питания имеют некоторые регулируемые параметры. Программируемые источники питания обеспечивают более полную настройку и дистанционное управление. Блок питания, регулируемый вручную, возможно, потребуется изменить с помощью ручек и циферблатов, но программируемый блок питания может работать от компьютерных программ и обеспечивать более сложное управление.

Как работает программируемый источник питания?

Программируемый источник питания состоит из множества различных частей, в том числе:

  • Базовый преобразователь энергии, также называемый источником питания
  • Цепь управления со средствами связи
  • Процессоры.
  • Средства измерения тока, напряжения и мощности
  • Схема программирования
  • Средства управления мощностью, напряжением и током
  • Цепи обратного считывания тока, напряжения и мощности

Как правило, программируемые источники питания предназначены для работы в широком диапазоне значений напряжения, тока, мощности и скорости отклика. Они могут обеспечивать выходы переменного, постоянного тока или как переменного, так и постоянного тока.

Многие программируемые блоки питания имеют специальные функции для повышения производительности. Некоторые варианты включают:

  • Удаленный мониторинг и управление: Компьютерные интерфейсы позволяют пользователям управлять источниками питания за пределами площадки.
  • Защита от перегрузки по току: Некоторые блоки питания могут ограничивать или отключать ток на выходе при возникновении условий перегрузки по току.
  • Защита от перенапряжения: Точно так же программируемые источники питания могут при необходимости ограничивать или отключать напряжение.
  • Температурная компенсация: Устройства могут приспосабливаться к изменениям температуры, чтобы поддерживать источник питания в оптимальных рабочих условиях.
  • Защита от короткого замыкания: Различные механизмы защиты от короткого замыкания, такие как ограничение тока и тепловой сброс, могут помочь противостоять этим событиям.

Применение программируемых источников питания

Благодаря стольким возможностям программируемые источники питания можно использовать в широком диапазоне приложений. Вот некоторые примеры:

  • Промышленные процессы, такие как гальваника и лазерное оборудование.
  • Военные системы, такие как управляемое лазерное оружие.
  • Системы зарядки электромобилей.
  • Автоматизированное испытательное оборудование
  • Процессы тестирования, осмотра, сертификации и калибровки оборудования.
  • Отладка и моделирование.
  • Системы медицинской диагностики и лечения.
  • Системы генерации газа, такие как водород и гелий.
  • Испытания научно-исследовательского оборудования.
  • Радары и системы связи

Программируемые блоки питания также бывают разных стилей и номиналов. Они могут быть модульными и монтироваться на пол, стену, рабочий стол или на DIN-рейку.

Выбор подходящего программируемого источника питания

Когда придет время выбирать программируемый источник питания, вам необходимо понимать множество различных элементов вашего приложения. Определите потребности вашего приложения в следующих областях:

    • Настраиваемые параметры: Начните с определения того, какие параметры необходимо регулировать и какие ограничения вам понадобятся. Оцените наихудшие комбинации.
    • Режимы работы:  Какие типы операций вам понадобятся?
    • Скорость отклика:  Некоторым приложениям, например критически важному оборудованию, потребуются источники питания, способные реагировать немедленно.
    • Способ управления:  Вам нужны дистанционные или компьютеризированные варианты управления?
    • Операционная среда: В зависимости от того, как вы будете использовать источник питания, вам могут потребоваться дополнительные функции, такие как температурная компенсация или определенный тип корпуса.

Другие факторы, которые следует учитывать, включают количество необходимых выходов и возможность включать и отключать выходы. Эти функции могут быть полезны в средах тестирования, где они позволяют подключать несколько нагрузок к одному источнику питания или изолировать и разделять их. Вы можете запускать различные тесты, не беспокоясь о том, как корректировки в одном выводе повлияют на нагрузку в другом.

Как только вы узнаете, что вам нужно в блоке питания, предоставьте эту информацию производителям, чтобы узнать, что доступно. Убедитесь, что их продукт соответствует всем вашим требованиям, и, при необходимости, рассмотрите индивидуальное решение, созданное специально для вашего приложения.

Программируемые блоки питания от Astrodyne TDI

Многие бренды любят разрабатывать и производить стандартные блоки питания. Хотя они могут обеспечивать некоторую регулировку одного параметра, они не обеспечивают расширенного управления и гибкости программируемых источников питания.

Компания Astrodyne TDI предлагает широкий ассортимент полностью программируемых источников питания и систем, которые можно использовать как есть или легко адаптировать к конкретным ситуациям. Мы обслуживаем клиентов из разных отраслей, в том числе с высокими требованиями, таких как медицина и армия. Все наши продукты построены с качеством в первую очередь. Изучите наши программируемые источники питания онлайн, сузив область поиска в соответствии с вашими критериями. Вы также можете связаться с местным представителем, чтобы обсудить дополнительные детали, включая настройку, и организовать тестовые устройства.

 

Переменный блок питания для лабораторного стола своими руками

Вместо того, чтобы купить коммерчески доступный лабораторный блок питания для своего рабочего стола, Макс сделал его из общедоступных деталей и некоторых ноу-хау производителя.

Мы впервые обнаружили самодельный блок питания Макса, пролистывая Instagram. Что привлекло наше внимание, так это то, как Макс использовал различные электронные модули для создания универсального источника питания с ограниченным током 0-36 В с цифровым дисплеем, портом 12 В постоянного тока, двумя портами USB и двойным зарядным устройством для литий-ионных аккумуляторов. Макс даже сделал его портативным.

Мы связались с Максом, чтобы узнать об этом больше.

Молодцы, что успешно собрали собственный настольный блок питания, Макс. Во-первых, пожалуйста, расскажите нашим читателям немного о себе и о том, что вас заинтересовало в электронике.

Привет, производители! Я Макс, 16-летний любитель электроники и YouTube-блогер, который придумывает различные технически сложные проекты, от практичных устройств/гаджетов, таких как самодельные камеры видеонаблюдения, системы полива сада, улучшающие и помогающие качеству жизни, до создания несколько забавных проектов, таких как полеты на радиоуправляемых самолетах и ​​моделях лодок, которыми можно наслаждаться по выходным.

До сих пор я всю жизнь обучался дома и до сих пор учусь. Эта форма обучения не только хорошо научила меня во многих отношениях, но и позволила мне иметь больше времени для того, чтобы быть в контакте с творчеством.

С самых ранних дней я любил строить. Будь то конструирование вещей из LEGO или изготовление рогаток из ПВХ для стрельбы по мишеням, когда я был маленьким ребенком, это был постепенный, но полезный путь к творчеству.

Позже я перешел к более продвинутым проектам для своего уровня и начал интересоваться тем, что разбираю старые игрушки/устройства и выясняю, как они работают, а затем пытаюсь собрать что-то свое. Именно здесь я впервые увлекся изучением электроники и становлением продвинутого производителя. Я запустил свой канал на YouTube «Max Imagination», чтобы делиться своими проектами со зрителями и в то же время учить других делать то, что я создал, с помощью пошаговых руководств. Отсюда, насколько я полагаю, дело пошло.

Что побудило вас создать собственный блок питания вместо того, чтобы покупать имеющийся в продаже?

Ключевым моментом, который побудил меня построить свой собственный блок питания для лабораторного стола, было понимание того, насколько дорогим может оказаться получение в мои руки приличного, надежного и стабильного источника питания, который будет выполнять свою работу. 100 долларов США или больше в долларах США за заводской блок питания, похоже, не урезали его, поэтому я решил собрать свой собственный примерно за половину этой цены. Кроме того, я хотел бросить себе вызов с помощью нового сложного проекта и настроить его под свои нужды.

По вашему мнению, зачем энтузиастам электроники иметь переменный источник питания и важность ограничения тока.

Существенным преимуществом владения одним из этих блоков питания для производителя является возможность установить желаемое напряжение для любой схемы, с которой вы работаете, или устройства, которое вы хотите запитать, без каких-либо сбоев или проблем с получением другой мощности. источник, который не так стабилен, если под рукой нет блока питания для лабораторного стола.

Функция ограничения тока или установки тока имеет решающее значение, когда необходимо проанализировать или протестировать цепь, чтобы иметь возможность измерить ток, потребляемый схемой (чтобы она рассеивала нужное количество тока по мере необходимости), чтобы избежать превышения слишком большого количества ампер. , или еще хуже, короткое замыкание. Приличный блок питания обычно имеет функции защиты от обратной полярности и короткого замыкания, такие как мой самодельный, который вы тоже можете собрать. Зная это, вы можете получить хорошее представление о том, почему блок питания считается обязательным рабочим местом для домашнего мастера.

Согласен. Важно не выпускать дым из схемы, которую вы строите. Каковы выходные характеристики вашего блока питания и какие у вас есть различные выходы?

Сосредоточив внимание на характеристиках самодельного блока питания, это довольно универсальный блок с кучей различных выходов и входов вокруг него. Устройство питается от сети переменного тока 120 В в качестве основного источника питания сзади с переключателем для переключения переменного тока, устройство также имеет вход постоянного тока сбоку для питания всего устройства от батареи, что делает его портативным.

Что касается стороны постоянного тока и выходов, большой тумблер переключает между питанием стороны постоянного тока цепи либо от преобразователя переменного тока в постоянный, либо напрямую от батареи. На передней панели у вас есть одна розетка переменного тока для приборов, два основных разъема (положительный и отрицательный (отрицательный) с переменным выходом до 36 В постоянного тока, разъем 12 В постоянного тока и два USB-порта для зарядки мобильных устройств 5 В. . Глядя на левую сторону устройства, он даже имеет зарядное устройство для литий-ионных элементов (аккумуляторов) типа 18650 со светодиодными индикаторами состояния зарядки.

Наконец, на передней панели DC-DC с цифровым числовым управлением, регулируемый понижающий преобразователь 0-55 В, который напрямую подключается к двум разъемам RCA внизу, обеспечивая переменную мощность.

Вентилятор охлаждения, активированный термистором

Хорошо! Звучит довольно многогранно. Аккумуляторная батарея — приятный штрих для того, чтобы сделать его портативным. Мы заметили, что у вас также есть охлаждающий вентилятор. Это активируется теплом?

Да, в блоке питания (PSU) есть даже охлаждающий вентилятор с тепловым приводом. Чтобы сломать его, на самом деле есть самодельный аналоговый температурный переключатель, который запускает и останавливает вентилятор, который работает на основе определения изменения температуры на плате импульсного преобразователя мощности внутри. Он использует сеть делителя напряжения из обычного резистора и термистора NTC, значение сопротивления которого изменяется при изменении температуры. Подключен к N-канальному МОП-транзистору, который получает резистивную обратную связь через сеть делителя напряжения для включения или выключения транзистора, переключения внутреннего охлаждающего вентилятора блока питания, который подключен к этой схеме переключателя с регулируемой температурой.

Это, безусловно, избавит вас от лишнего шума во время работы. Не могли бы вы немного подробнее узнать о том, как работает ваш блок питания, а также о различных частях и модулях, которые вы использовали.

Блок питания для лабораторного стенда «Сделай сам» отвечает потребностям многих производителей электроэнергии. Чтобы управлять им, вы сначала нажимаете тумблер переменного тока на задней панели, затем опускаете передний тумблер постоянного тока (переключение вверх означает вход постоянного тока), чтобы включить все компоненты постоянного тока вокруг, включая небольшой модуль источника питания с дисплей. На дисплее вас приветствует аккуратный небольшой интерфейс с указанием мощности, отображающий установленное напряжение, ток и общую мощность от произведения двух. В модуле даже есть меню выбора мощности для дальнейшей установки более продвинутых изменений, и вы даже можете установить различные предустановки мощности, которые будут сохранены для следующего раза, когда вы захотите включить что-то с этой настройкой. Нажатие на кнопку «установить» позволяет вам щелкнуть поворотный энкодер, чтобы навести курсор на цифры предельных значений напряжения и тока в самом верху дисплея, а затем повернуть циферблат, чтобы отрегулировать эти значения. Нажатие кнопки питания под поворотным переключателем включает выход с установленными значениями напряжения и тока для включения цепей питания!

Корпус DVD/CDROM

Похоже, вы использовали лишнюю электронику для корпуса. Это было сделано для снижения затрат?

Нестандартное мышление, изготовление блока питания (блока питания) из некоторых переработанных материалов — хороший способ снизить общую стоимость проекта. Что касается корпуса устройства, я использовал два футляра с драйверами DVD/CDROM от старых компьютеров, каждый из которых в собранном виде составляет половину общего футляра.

С помощью угловой шлифовальной машины, вырезая подходящие места для компонентов, которые будут высовываться из корпусов, а затем покрасьте эти корпуса для получения приличного корпуса блока питания. Подготовка ракушек значительно упростилась с помощью угловой шлифовальной машины. Без него вырезать пробелы было бы настоящей проблемой. У вас нет угловой шлифовальной машины? Вы можете одолжить один у своего соседа или вместо этого просверлить последовательные отверстия в раковинах с помощью сверлильного станка, пока не получите желаемые вырезы. Если вы используете для этого угловую шлифовальную машину, безопасность превыше всего! При работе с такими машинами обязательно надевайте соответствующие защитные очки. Встаньте немного в сторону на случай, если шлифовальный инструмент соскользнет к вам.

Этот метод изготовления корпуса, безусловно, снизил стоимость проекта, вместо того, чтобы делать корпуса сторонних производителей и поставщиков. Иногда такие вещи можно обойти, если у вас нет такой машины, как 3D-принтер или специальная машина, способная производить изготовление листового металла. Корпус, напечатанный на 3D-принтере, также подойдет, если, конечно, у вас есть доступ к использованию 3D-принтера.

Ножки, изготовленные из головок Nerf Gun

Головки для дротиков Nerf — это новый способ изготовления ножек для вашего вольера. Напоминает нам о термине LEGO NPU для использования качественных деталей. Мы видим, вы также сделали проставки из пластиковой трубки. Какие еще трюки вы использовали, как этот?

Что касается различных советов и приемов при изготовлении такого блока питания, вы можете снять резиновые головки с этих дротиков Nerf для использования в качестве ножек вашего устройства, ваша изобретательность может найти другой способ стабилизации блока питания на некоторых форма противоскользящих ножек или рельсов.

Если вам не хватает определенной функции, которая, как вы знаете, должна быть в вашем блоке питания (в моем случае — решетка вентилятора), например. У меня не было под рукой решеток для вентиляторов ПК, так что… я сделал одну! Да, именно так! Я согнул 2-миллиметровую стальную проволоку из хозяйственного магазина, придав ей форму, и спаял все вместе, сделав защитный кожух/решетку вентилятора. Купить его было бы проще, однако в то время мне не удалось найти такие, которые продаются отдельно в моем местном хозяйственном магазине. Еще раз, говоря о преодолении препятствий на пути продвижения проекта!

Внутренняя проводка вашего источника питания выглядит так, как будто она может стать настоящим беспорядком? Не суетись! Организуйте тесные соединения между конкретными модулями и разъемами на перфорированных макетных платах (также называемых пустыми перфорированными печатными платами).

Кроме того, вы можете захотеть подвесить модули, такие как преобразователи питания, на пластиковые прокладки, такие как отрезки от чернильной ручки, через которые также могут проходить болты, это может предотвратить короткое замыкание клемм модуля на металлическом корпусе ниже. .

Думая о способах защиты целостности как конструкции, так и лакокрасочного покрытия вашего источника питания, можно принять во внимание также использование шайб на стягиваемых винтами частях вокруг устройства.

Помимо уже просверленных отверстий в деревянной задней поверхности корпуса для выхода воздуха, не расстраивайтесь из-за того, что некоторые уже существующие выступы и отверстия на корпусе вашего блока питания также используются в качестве вентиляционных отверстий, этому щенку нужны дышать!

Несколько отличных советов в стиле MacGyver. Очевидно, что ваша сборка включала подключение к электросети, которая предназначена для квалифицированных электриков в Австралии. Можно ли в этих обстоятельствах использовать закрытый блок питания переменного/постоянного тока?

Когда речь идет о безопасности при работе с сетевым напряжением, никогда не прикасайтесь и не работайте с вашей цепью, когда шнур переменного тока подключен к плате, также важно заземлить плату преобразователя SMPS на металлический корпус, чтобы избежать возможных ударов. При выборе правильного преобразователя переменного/постоянного тока рекомендуется купить специальную плату 36 В на 5 А, используемую в этом проекте, однако, возможно, у вас уже есть что-то подобное рядом со старым устройством, просто проверьте выходную мощность платы. характеристики соответствуют стандарту где-то около 24–50 В постоянного тока, 3–10 А, попробуйте использовать преобразователь мощности SMPS (импульсный источник питания).

Поскольку у меня уже лежало большинство необходимых деталей, а также некоторые из них были утилизированы, единственные две вещи, на которые я потратил деньги, — это плата преобразователя переменного тока в постоянный (120 В переменного тока — 36 В постоянного тока) и плата преобразователя постоянного тока в постоянный. Цифровое числовое управление Регулируемый 0-55В Понижающий преобразователь (модуль питания). Оба из них можно купить менее чем за 50 долларов США. Общая стоимость воссоздания этого проекта может оказаться для вас совершенно разной в зависимости от того, что у вас уже есть и чего еще нет.

Два слота для зарядки Li-ion 18650

Какое прототипирование вам нужно было сделать и какие проблемы вам нужно было решить?

Что казалось самым сложным в этом проекте, так это создание моих собственных модулей, собранных из голых компонентов. Понимание таких вещей, как, например, почему мои термисторы продолжали сгорать из-за странной ошибки, связанной с неправильным подключением сети делителя напряжения к MOSFET, который составляет аналоговый переключатель вентилятора, активируемый теплом. Подобные мелкие неприятности вы встретите на своем пути практически в любом сложном проекте, над которым будете работать. Тем не менее, это отличная кривая обучения, чтобы исправить странную ошибку и продолжать упорствовать.

Использование блока питания в качестве вольтметра

Мы заметили, что ваш проект можно использовать и как вольтметр/амперметр?

Кроме того, благодаря этим двум специально приобретенным модулям, упомянутым выше, этот блок питания полностью защищен от коротких замыканий и подключений с обратной полярностью между любыми выходами. То есть оба имеют одинаковые защитные функции, что делает его безопасным источником питания. Конечно, я просто должен был попробовать закоротить выходные провода, просто ради этого! Еще одна особенность блока питания, которая делает его уникальным, заключается в том, что с преобразователем основного питания, глядя на дисплей, вы можете щупать выходные выводы, чтобы даже измерять напряжение и ток, как если бы вы использовали мультиметр.

Есть ли что-то, что мы еще не рассмотрели, о чем наши читатели должны знать, если они планируют сделать это для себя?

Совет тем из вас, кто рассматривает возможность воссоздания этого проекта или создания чего-то подобного, заключается в том, чтобы сначала подумать о макете вашего рабочего места и решить, какие функции из упомянутых вы хотели бы сохранить или добавить. источник питания в зависимости от ваших потребностей в электроэнергии. Идея заключается в том, чтобы проявить творческий подход и быть готовым адаптировать его к вашей рабочей среде, не стесняйтесь создавать блок питания, не похожий ни на что другое.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *