Блок питания 1,2...25В 5А
Блок питания 1,2...13В 10А, 13…25В 5А с цифровым индикатором
В этой статье пойдет речь о простом, стабилизированном, регулируемом, относительно мощном лабораторном блоке питания. Полная схема блока питания с цифровым индикатором приведена на рисунке 1. Кроме величин тока и напряжения на индикатор выводится температура, измеряемая цифровым датчиком SB18B20.
На первый взгляд схема выглядит сложновато, но это только на первый взгляд.
Работа схемы блока питания
Напряжение сети 220В через выключатель SA1 и предохранитель ПР1 подается на первичную обмотку сетевого трансформатора ТР1, в качестве которого использован унифицированный накальный трансформатор ТН-60 127/220. Все вторичные обмотки I, II, III и IV, имеющие выходные напряжения 6,3В, включены последовательно и совместно с выпрямительным мостом, состоящим из диодов VD1…VD4 – MBR2545CT, контактами реле К1.1 и конденсатором фильтра С3, образуют переключаемый выпрямитель. Эта идея заимствована из статьи «Лабораторный блок питания из ИБП» И. Нечаева ж. «Радио» 2014 №8 стр. 32. В данном случае в качестве реле переключения использовано автомобильное реле с напряжением питания 12В и током коммутации 30А.
При указанном на схеме положении контактов реле, мы имеем двухполупериодный мостовой выпрямитель с выходным напряжением примерно 35В и током нагрузки до 5,9А (на такой ток рассчитаны вторичные обмотки данного трансформатора). В этом случае общая точка диодов VD1 и VD3 через контакты реле и датчик тока R3 — 0,01Ом подключены к общему проводу. Если замкнуты контакты 1 и 2, то мы получаем двухполупериодный выпрямитель, но со средней точкой и выходным напряжением в два раза меньше первоначального. В этом случае диоды VD1 и VD3 в работе схемы не участвуют. В этом случае ток, отдаваемый в нагрузку, будет уже равен 11,8А и теперь общая точка вторичной обмотки, выводы 13 и 14 Тр1, через датчик тока будет соединена с общим проводом. Выбор той или иной схемы выпрямителя зависит от величины выходного напряжения стабилизатора, собранного на микросхеме К157ХП2 и составном транзисторе КТ827 с любой буквой. Применение в качестве выпрямительных диодов, диодов с барьером Шоттки и переключение выпрямителей, позволяет уменьшить падение напряжения на активных элементах схемы, что приводит к повышению КПД блока питания.
Емкость конденсатора фильтра С3 зависит от планируемого тока нагрузки и выбирается примерно 2000,0 мкФ на 1А. Для тока 10А потребуется 10 конденсаторов по 2200,0×50В. Не стоит применять конденсаторы бо’льшей емкости из-за большой нагрузки на контакты конденсатора в моменты их заряда и разряда. Так же емкость конденсаторов зависит от нужной вам величины напряжения пульсаций на выходе стабилизатора. На микросхеме DA5.1 собран компаратор напряжения, который и отвечает за работу реле. Если напряжение выше 12В, то на выводе 7 этой микросхемы будет»0», транзистор VT2 (КТ972А) закрыт, реле обесточено, замкнуты контакты 1 и3. Когда напряжение на выходе стабилизатора будет менее 12В, будет меньше и напряжение на выводе 6, относительно вывода 5 (+2,6В) микросхемы DA5.1, появится управляющее напряжение на выходе компаратора, что в свою очередь приведет к открыванию транзистора и срабатыванию реле. Замкнутся контакты 1 и 2 реле Р1. Диод, стоящий параллельно обмотке реле — КД208А. Напряжение на выходе выпрямителя будет примерно 12,6 х 1,41 = 17В. Нужный порог срабатывания компаратора можно отрегулировать резистором R11 – 10кОм. На транзисторе VT3 и микросхеме DA3 собран стабилизатор напряжения для питания обмотки реле.
Цифровой вольтметр, амперметр и термометр
На микросхеме DA4.1 собран усилитель сигнала с датчика тока (масштабирующий усилитель), его Кус устанавливают с помощью резистора R5. DA4.2 – повторитель напряжения, его применение позволяет снизить помехи и шумы в сигнале с датчика тока. Для этой же цели служит и DA5.1 при измерении напряжения на выходе блока питания. Я не буду повторяться и подробнее об этом измерительном устройстве можно прочитать в статье «Цифровой вольтметр, амперметр и термометр для блока питания» из этой же статьи скачайте и программу для микроконтроллера. Есть еще одна статья «Вольтамперметр и термометр для блока питания» здесь применен ЖКИ индикатор. Прошивка есть в статье. Или все сразу скачайте одним файлом: