Как сделать универсальный блок питания поэтапно своими руками? Собираем лабораторный блок с регулировкой питания от 0 до 30В

Автор: Инженерная компания "КАПРО"

Для тех, кто только недавно начал познавать прекрасный мир радиоэлектроники, но уже полон энтузиазма и хочет собрать нечто сложное и невиданное до сих пор.

Не спешите собирать шпионское оборудование или лазерный меч из звездных войн, попробуйте для начала собрать блок питания с управляемым напряжением на выходе.

Содержание

Особенности самодельного блока питания

Такая вещь найдет себе применение в мастерской каждого любителя паять провода и будет незаменимым помощником в работе.

Для начала, прежде чем начать собирать, нужно определиться характеристиками, которые будут необходимы и будут удовлетворять потребности.

Главные параметры такого устройства — максимальная сила тока, которую сможет обеспечивать данное устройство и минимальное и максимальное напряжение, которые будут получаться в итоге на выходе.

Немаловажным параметром является наличие управления выходным напряжением.

Разница между регулируемым и нерегулируемым БП?

Аппарат с регулировкой может менять выходное напряжение в зависимости от потребности, допустим в пределах от 3 до 12 Вольт. Если нужно дать питание, допустим, в 5 Вольт, всегда можно повернуть ручку в нужное направление.

Аппарат без регулировки напряжения имеет фиксированный параметр и не может быть изменен.
Многим известный и популярный “Электроника Д2-27″, например, имеют фиксированный 12 В на выходе.
Таким же образом устроены зарядки для мобильных, блоки питания роутеров и многое другое.

Стоит ли говорить, что блок питания с возможностью регулировки не только собирать интереснее каждому радиолюбителю, но и в дальнейшем им можно пользоваться в самых разных ситуациях.

Необходимые параметры и схема блока питания

Учитывая небольшой опыт, не нужно выбирать сложную схему блока питания. Вариант, основанный на простом блоке питания будет наиболее приемлемый. Тем более, что его несложно найти на рынке или вообще извлечь из старой техники.

Можно пойти дальше и сделать более сложный импульсный блок питания. но для этого потребуется больше знаний в электронике и больше сложных компонентов, некоторые из них придется изготавливать самостоятельно.

Остановимся на более простом варианте, выходные параметры которого будут такими:

Напряжение на выходе от 3,3 до 9 В.
Максимальная сила тока — 0,5 А.
Верхний порог пульсации выходящего напряжения — 30 мВ.
Защита от повышенной нагрузке по силе тока.
Защита от превышения напряжения на выходе.
Поддержка высокого КПД.

Блок питания может быть доработан в сторону повышения выходящего напряжения.

Трансформатор, выпрямитель и стабилизатор

Эти компоненты являются основными в простейшей схеме блока питания.

Роль трансформатора заключается в понижении входящего напряжения с поступающих 220-250 В на первичную обмотку до 12-20 В, которые получаются на выходе со вторичной обмотки.
Также, трансформатор выступает в роли защиты от поражения током в момент пробоя изоляция из-за случайного скачка напряжения, благодаря надежной изоляции одной обмотки от другой.

Пониженное напряжение со второй обмотки поступает на выпрямитель, собранный, как обычно, на основе диодного моста, который и выпрямляет поступающее со вторичной обмотки на него переменное напряжение. В роли сглаживающего пульсации элемента выступает конденсатор с емкостью 2200 мФ.

Импульсный стабилизатор реализован на основе преобразователя МС34063. Если точнее, то данная микросхема выступает в роли контролера специально для импульсных преобразователей. У микросхемы имеется встроенная защита от повышенной нагрузки и от возникновения КЗ. Транзистор на выходе способен отдавать нагрузку в 1.5 А.

Остальные электронные компоненты для БП

Трансформатор для устройства можно найти в любом старом советском телевизоре, который работал на лампово-полупроводниковом принципе или приобрести любой из серии ТП 114. На радиорынке или в специализированном магазине есть большой выбор подходящих трансформаторов, главное, чтоб выходящее напряжение было в пределах 15 В и было соответствие в других параметрах.

Для изготовления диодного моста можно использовать 4 отдельных диода. Самый бюджетный вариант будет использование диодов серии IN58хх, так как у них меньшее значение падения напряжения на переходе p-n, чем у диодов других серий.
Использование диодной сборки в этом случае является более правильным решением, так как она занимает меньше места на микросхеме. Собранный диодный мост можно найти в любой старой технике, которая питается от сети в 220 В.
Например, старая люминесцентная лампа может содержать необходимую деталь как в собранном виде, так и по отдельности.

В качестве элементов защиты можно применить предохранитель с током срабатывания в 0,16 А. Его нужно последовательно внедрить в цепь перед первичной обмоткой трансформатора.

Хороший вариант — использование самовосстанавливающегося предохранителя, у которого в случае превышения порога проходящего тока, резко возрастает сопротивление, из-за чего происходит падение тока в выпрямителе и стабилизаторе.

Дроссели можно изготовить самостоятельно, но лучше использовать покупные, так как это сможет значительно ускорить общий процесс сборки блока питания.

Печатная плата для БП своими руками

Для ее изготовления можно воспользоваться несколькими способами:

Самый быстрый и удобный способ — это сделать печатную плату с использованием специального маркера для печатных плат. Такой способ показывает себя самым лучшим из всех.
Второй способ больше подойдет для тех, у кого есть большой запас времени и крепкие руки. Здесь для производства платы потребуется корректирующий карандаш. Но такой способ подойдет только в том случае, если не получилось найти специальный маркер и нет доступа к нужному принтеру.
В последнем способе рассматривается метод использования цапонлака.

Настройка и тестирование блока питания

Проверка работоспособность только собранного устройства начинается, конечно же, с подключения его к сети. Если никаких хлопков, задымления и тому подобного не случилось, то вероятнее всего блок работает как надо.

Но первое время лучше держаться от устройства на безопасном расстоянии, так как в случае неправильной установки электролитических конденсаторов они через время могут взорваться и произойдет разбрызгивания текстолита сквозь клапан, расположенный на защитном корпусе. Поэтому, здесь спешка противопоказана.

Также, во время работы устройства не стоит засовывать в трансформатор пальцы, так как он находится под напряжением. Если схема требует вмешательства и доработки, перед этим необходимо от блока питания отключить ток.