• ,
  • 15288

Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Оценка товара 5
Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

$ 10.39



Многие уже знают, что я питаю слабость ко всяким блокам питания, здесь же обзор два в одном. В этот раз будет обзор радиоконструктора, позволяющего собрать основу для лабораторного блока питания и вариант его реальной реализации.
Предупреждаю, будет много фото и текста, так что запасайтесь кофе :)



Для начала я немного объясню что это такое и зачем.
Практически все радиолюбители используют в своей работе такую вещь как лабораторный блок питания. Будь то сложный с программным управлением или совсем простой на LM317, но он все равно выполняет почти одно и то же, питает разные нагрузки в процессе работы с ними.
Лабораторные блоки питания делятся на три основных типа.
С импульсной стабилизацией.
С линейной стабилизацией
Гибридные.

Первые имеют в своем составе импульсный управляемый блок питания, либо просто импульсный блок питания с понижающим ШИМ преобразователем.
Преимущества — большая мощность при небольших габаритах, отличный КПД.
Недостатки — ВЧ пульсации, наличие емких конденсаторов на выходе

Вторые не имеют на борту никаких ШИМ преобразователей, вся регулировка осуществляется линейным способом, где излишек энергии рассеивается просто на регулирующем элементе.
Плюсы — Практически полное отсутствие пульсаций, нет необходимости в конденсаторах на выходе (почти).
Минусы — КПД, масса, габарит.

Третьи являются совмещением либо первого типа со вторым, тогда линейный стабилизатор питается от ведомого понижающего ШИМ преобразователя (напряжение на выходе ШИМ преобразователя всегда поддерживается на уровне чуть выше чем выходное, остальное регулируется транзистором работающим в линейном режиме.
Либо это линейный БП, но трансформатор имеет несколько обмоток, которые переключаются по мере необходимости, тем самым уменьшая потери на регулирующем элементе.
Минус у этой схемы только один, сложность, она выше чем у первых двух вариантов.

Сегодня мы поговорим о втором виде блоков питания, с регулирующим элементом, работающим в линейном режиме. Но рассмотрим этот блок питания на примере конструктора, мне кажется, что так должно быть даже интереснее. Ведь на мой взгляд это хорошее начало для начинающего радиолюбителя, собрать себе один из основных приборов.
Ну или как говорится, правильный блок питания должен быть тяжелым :)

Данный обзор больше ориентирован на начинающих, опытные товарищи врядли найдут в нем что нибудь полезное.

Заказал я для обзора конструктор, который позволяет собрать основную часть лабораторного блока питания.
Основные характеристики таковы (из заявленных магазином):
Входное напряжение — 24 Вольта переменного тока
Выходное напряжение регулируемое — 0-30 Вольт постоянного тока.
Выходной ток регулируемый — 2мА — 3А
Пульсации выходного напряжения — 0.01%
Размеры печатной плаы — 80х80мм.

Немного об упаковке.
Пришел конструктор в обычном полиэтиленовом пакете, замотанный в мягкий материал.
Внутри в антистатическом пакете с защелкой лежали все необходимые компоненты, включая печатную плату.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Внутри все было насыпом, но при этом ничего не пострадало, печатная плата частично защищала радиокомпоненты.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Я не буду перечислять все, что входит в комплект, проще это сделать потом по ходу обзора, скажу лишь что мне всего хватило, даже кое что осталось.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Немного о печатной плате.
Качество на отлично, схема в комплекте не идет, но все номиналы на плате обозначены.
Плата двухсторонняя, покрыта защитной маской.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Покрытие платы, лужение, да и само качество текстолита отличное.
У меня получилось только в одном месте оторвать пятачок с печати, и то, после того, когда я попытался впаять неродную деталь (почему, будет дальше).
На мой взгляд самое то для начинающего радиолюбителя, испортить будет тяжело.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Перед монтажом я начертил схему данного бока питания.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Схема довольно продуманная, хотя и не без недостатков, но о них расскажу в процессе.
В схеме просматриваются несколько основных узлов, я их отделил цветом.
Зеленый — узел регулировки и стабилизации напряжения
Красный — узел регулировки и стабилизации тока
Фиолетовый — узел индикации перехода в режим стабилизации тока
Синий — источник опорного напряжения.
Отдельно есть:
1. Входной диодный мост и фильтрующий конденсатор
2. Силовой регулирующий узел на транзисторах VT1 и VT2.
3. Защита на транзисторе VT3, отключающая выход, пока питание операционных усилителей не будет нормальным
4. Стабилизатор питания вентилятора, построен на микросхеме 7824.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, узел формирования отрицательного полюса питания операционных усилителей. Из-за наличия этого узла БП не будет работать просто от постоянного тока, необходим именно вход переменного тока с трансформатора.
6. С9 выходной конденсатор, VD9, выходной защитный диод.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Сначала распишу преимущества и недостатки схемного решения.
Плюсы —
Радует наличие стабилизатора для питания вентилятора, но вентилятор нужен на 24 Вольта.
Очень радует наличие источника питания отрицательной полярности, это сильно улучшает работу БП на токах и напряжениях близких к нулю.
В виду наличия источника отрицательной полярности в схему ввели защиту, пока нет этого напряжения, выход БП будет отключен.
БП содержит источник опорного напряжение 5.1 Вольта, это позволило не только корректно регулировать выходное напряжение и ток (при такой схеме напряжение и ток регулируются от нуля до максимума линейно, без «горбов» и «провалов» на крайних значениях), а и дает возможность управлять блоком питания извне, просто изменяю напряжение управления.
Выходной конденсатор очень маленькой емкости, что позволяет безопасно проверять светодиоды, не будет броска тока, пока выходной конденсатор не разрядится и БП не войдет в режим стабилизации тока.
Выходной диод необходим для защиты БП от подачи на его выход напряжения обратной полярности. Правда диод слишком слабый, лучше заменить на другой.

Минусы.
Токоизмерительный шунт имеет слишком высокое сопротивление, из-за этого при работе с током нагрузки 3 Ампера на нем выделяется около 4.5 Ватта тепла. Резистор рассчитан на 5 Ватт, но нагрев очень большой.
Входной диодный мост набран из 3 Ампера диодов. По хорошему должны стоять диоды минимум на 5 Ампер, так как ток через диоды в такой схеме равен 1.4 от выходного, соответственно в работе ток через них может быть 4.2 Ампера, а сами диоды рассчитаны на 3 Ампера. Облегчает ситуацию только то, что пары диодов в мосте работают попеременно, но все равно это не совсем правильно.
Большой минус в том, что китайские инженеры, при подборе операционных усилителей выбрали ОУ с максимальным напряжением в 36 Вольт, но не подумали, что в схеме есть источник отрицательного напряжения и входное напряжение в таком варианте ограничено на уровне 31 Вольт (36-5=31). При входных 24 Вольта переменного тока, постоянное будет около 32-33 Вольта.
Т.е. ОУ будут работать в запредельном режиме (36 это максимум, штатное 30).

Я еще расскажу о плюсах и минусах, а так же о модернизации позже, а сейчас перейду к собственно сборке.

Для начала раскладываем все то, что входит в комплект. Это облегчит сборку, да и просто будет нагляднее видно, что уже установили, а что еще осталось.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Я рекомендую начинать сборку с самых низких элементов, так как если сначала установить высокие, то низкие потом будет неудобно ставить.
Также лучше начать с установки тех компонентов, которых больше одинаковых.
Начну я с резисторов, и это будут резисторы номиналом 10 КОм.
Резисторы качественные и имеют точность 1%.
Несколько слов о резисторах. Резисторы имеют цветовую маркировку. Многим это может показаться неудобным. На самом деле это лучше чем цифробуквенная маркировка, так как маркировку видно в любом положении резистора.
Не стоит пугаться цветовой маркировки, на начальном этапе можно пользоваться онлайн калькуляторами, а со временем будет получаться определять ее уже и без него.
Для понимания и удобной работы с такими компонентами надо лишь запомнить две вещи, которые начинающему радиолюбителю пригодятся в жизни.
1. Десять основных цветов маркировки
2. Номиналы ряда Е24, они не сильно пригодятся при работе с точными резисторами ряда Е48 и Е96, но такие резисторы встречаются куда реже.
Любой радиолюбитель с опытом перечислит их просто по памяти.
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1.
Все остальные номиналы являются умножением этих на 10, 100 и т.п. Например 22к, 360к, 39Ом.
Что дает эта информация?
А дает она то, что если резистор ряда Е24, то например комбинация цветов —
Синий + зеленый + желтый в нем невозможна.
Синий — 6
Зеленый — 5
Желтый — х10000
т.е. по расчетам выходит 650к, но такого номинала в ряду Е24 нет, есть либо 620 либо 680, значит либо цвет распознан неправильно, либо цвет изменен, либо резистор не ряда Е24, но последнее бывает редко.

Ладно, хватит теории, перейдем дальше.
Выводы резисторов перед монтажом я формую, обычно при помощи пинцета, но некоторые используют для этого небольшое самодельное приспособление.
Обрезки выводов не спешим выбрасывать, бывает что они могут пригодится для перемычек.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Установив основное количество я дошел до одиночных резисторов.
Здесь может быть тяжелее, разбираться с номиналами придется чаще.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Компоненты я сразу не паяю, а просто обкусываю и загибаю выводы, причем именно сначала обкусываю, а потом загибаю.
Делается это очень легко, плата держится в левой руке (если вы правша), одновременно прижимается устанавливаемый компонент.
В правой руке находятся бокорезы, обкусываем выводы (иногда даже сразу нескольких компонентов), и боковой гранью бокорезов сразу загибаем выводы.
Делается это все очень быстро, через некоторое время уже на автоматизме.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Вот и дошли до последнего мелкого резистора, номинал требуемого и того что остался совпадает, уже неплохо :)
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Установив резисторы переходим к диодам и стабилитронам.
Мелких диодов здесь четыре, это популярные 4148, стабилитронов два на 5.1 Вольта каждый, так что запутаться очень трудно.
Им также формуем выводы.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

На плате катод обозначен полосой, также как на диодах и стабилитронах.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Хоть плата и имеет защитную маску, но я все равно рекомендую загибать выводы так, чтобы они не попадали на рядом идущие дорожки, на фото вывод диода отогнут в сторону от дорожки.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Стабилитроны на плате отмечены также как маркировка на них — 5V1.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Керамических конденсаторов в схеме не очень много, но их маркировка может запутать начинающего радиолюбителя. Кстати она также подчиняется ряду Е24.
Первые две цифры — номинал в пикофарадах.
Третья цифра — количество нулей, которые надо добавить к номиналу
Т.е. для примера 331 = 330пФ
101 — 100пФ
104 — 100000пФ или 100нФ или 0.1мкФ
224 — 220000пФ или 220нФ или 0.22мкФ
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Основное количество пассивных элементов установлено.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

После этого переходим к установке операционных усилителей.
Наверное я бы порекомендовал купить к ним панельки, но я впаял как есть.
На плате, как и на самой микросхеме, отмечен первый вывод.
Остальные выводы считаются против часовой стрелки.
На фото видно место под операционный усилитель и то, как он должен ставиться.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

У микросхем я загибаю не все выводы, а только пару, обычно это крайние выводы по диагонали.
Ну и лучше обкусить их так, чтобы они торчали примерно на 1мм над платой.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Все, вот теперь можно перейти к пайке.
Я использую самый обычный паяльник с контролем температуры, но вполне достаточно и обычного паяльника мощностью примерно 25-30 Ватт.
Припой диаметром 1мм с флюсом. Я специально не указываю марку припоя, так как на катушке неродной припой (родные катушки 1Кг весом), а название его мало кому будет знакомо.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Как я выше писал, плата качественная, паяется очень легко, никакие флюсы я не применял, хватает только того, что есть в припое, надо только не забывать иногда стряхивать лишний флюс с жала.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Здесь я сделал фото с примером хорошей пайки и не очень.
Хорошая пайка должна выглядеть как небольшая капелька обволакивающая вывод.
Но на фото есть пара мест, где припоя явно мало. Такое пройдет на двухсторонней плате с металлизацией (там припой затекает еще и внутрь отверстия), но так нельзя делать на односторонней плате, со временем такая пайка может «отвалиться».
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Выводы транзисторов также надо предварительно отформовать, делать это надо так, чтобы вывод не деформировался около основания корпуса (аксакалы вспомнят легендарные КТ315, у которых любили отламываться выводы).
Мощные компоненты я формую немного по другому. Формовка производится так, чтобы компонент стоял над платой, в таком случае тепло меньше будет переходит на плату и не будет ее разрушать.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Так выглядят отформованные мощные резисторы на плате.
Все компоненты паялись только снизу, припой который вы видите на верхней части платы проник сквозь отверстие благодаря капиллярному эффекту. Желательно паять так, чтобы припой немного проникал на верхнюю часть, это увеличит надежность пайки, а в случае тяжелых компонентов их лучшую устойчивость.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Если до этого выводы компонентов я формовал при помощи пинцета, то для диодов уже понадобятся небольшие плоскогубцы с узкими губками.
Формуются выводы примерно также как у резисторов.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Но вот при установке есть отличия.
Если у компонентов с тонкими выводами сначала происходит установка, потом обкусывание, то у диодов все наоборот. Вы просто не загнете после обкусывания такой вывод, потому сначала загибаем вывод, потом обкусываем лишнее.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Силовой узел собран с применением двух транзисторов включенных по схеме Дарлингтона.
Один из транзисторов устанавливается на небольшой радиатор, лучше через термопасту.
В комплекте было четыре винтика М3, один идет сюда.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Пара фото почти спаянной платы. Установку клеммников и остальных компонентов я расписывать не буду, это интуитивно понятно, да и видно по фотографии.
Кстати насчет клеммников, на плате установлены клеммники для подключения входа, выхода, питания вентилятора.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Плату я пока не промывал, хотя часто делаю это на этом этапе.
Обусловлено это тем, что будет еще небольшая часть по доработке.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

После основного этапа сборки у нас остались следующие компоненты.
Мощный транзистор
Два переменных резистора
Два разъема для установки на плату
Два разъема с проводами, кстати провода очень мягкие, но небольшого сечения.
Три винтика.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Изначально производитель задумывал разместить переменные резисторы на самой плате, но так они ставятся настолько неудобно, что я даже не стал их паять и показал просто для примера.
Они стоят очень близко и регулировать будет крайне неудобно, хотя и реально.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Но спасибо что не забыли дать в комплекте провода с разъемами, так гораздо удобнее.
В таком виде резисторы можно вынести на переднюю панель прибора, а плату установить в удобном месте.
Попутно запаял мощный транзистор. Это обычный биполярный транзистор, но имеющий максимальную рассеиваемую мощность до 100 Ватт (естественно при установке на радиатор).
Осталось три винтика, я не понял куда их даже применить, если по углам платы, то надо четыре, если крепить мощный транзистор, то они короткие, в общем загадка.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Питать плату можно от любого трансформатора с выходным напряжением до 22 Вольт (в характеристиках заявлено 24, но я выше пояснил почему такое напряжение применять нельзя).
Я решил использовать давно лежащий у меня трансформатор для усилителя Романтика. Почему для, а не от, да потому, что он еще нигде не стоял :)
Этот трансформатор имеет две выходные силовые обмотки по 21 Вольту, две вспомогательные по 16 Вольт и экранирующую обмотку.
Напряжение указано для входного 220, но так как у нас сейчас уже стандарт 230, то и выходные напряжения будут немного выше.
Расчетная мощность трансформатора около 100 Ватт.
Выходные силовые обмотки я запараллелил, чтобы получить больше ток. Можно было конечно использовать схему выпрямления с двумя диодами, но лучше с ней не будет, потому оставил так как есть.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Первое пробное включение. На транзистор я установил небольшой радиатор, но даже в таком виде был довольно большой нагрев, так как БП линейный.
Регулировка тока и напряжения происходит без проблем, все заработало сразу, потому я уже вполне могу рекомендовать этот конструктор.
Первое фото — стабилизация напряжения, второе — тока.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Для начала я проверил, что выдает трансформатор после выпрямления, так как это определяет максимальное выходное напряжение.
У меня получилось около 25 Вольт, не густо. Емкость фильтрующего конденсатора 3300мкФ, я бы советовал его увеличить, но даже в таком виде устройство вполне работоспособно.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Так как для дальнейшей проверки надо было уже применять нормальный радиатор, то я перешел к сборке всею будущей конструкции, так как установка радиатора зависела от задуманного конструктива.
Я решил применить лежащий у меня радиатор Igloo7200. По заявлению производителя такой радиатор способен рассеивать до 90 Ватт тепла.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

В устройстве будет применен корпус Z2A по идее польского производства, цена около 3 долларов.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Изначально я хотел отойти от приевшегося моим читателям корпуса, в котором я собираю всякие электронные штучки.
Для этого я выбрал немного меньший корпус и купил к нему вентилятор с сеточкой, но всунуть в него всю начинку не получалось и был приобретен второй корпус и соответственно второй вентилятор.
В обоих случаях я покупал вентиляторы Sunon, мне очень нравится продукция этой фирмы, также в обоих случаях покупались вентиляторы на 24 Вольта.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Вот так по задумке у меня должен был устанавливаться радиатор, плата и трансформатор. Остается даже немного места на расширение начинки.
Всунуть вентилятор внутрь не получалось никак, потому было принято решение разместить его снаружи.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Размечаем крепежные отверстия, нарезаем резьбу, привинчиваем для примерки.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Так как выбранный корпус имеет внутреннюю высоту 80мм, а плата также имеет такой размер, то я закрепил радиатор так, чтобы плата получалась симметрично по отношению к радиатору.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Выводы мощного транзистора также надо немного отформовать чтобы они не деформировались при прижатии транзистора к радиатору.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Небольшое отступление.
Производитель почему то задумал место для установки довольно небольшого радиатора, из-за этого при установке нормального получается так, что стабилизатор питания вентилятора и разъем для его подключения мешают.
Мне пришлось их выпаять, а место где они были, заклеить скотчем, чтобы не было соединения с радиатором, так как на нем присутствует напряжение.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Лишний скотч с обратной стороны я обрезал, иначе получалось как то совсем неаккуратно, будем делать по Феншую :)
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Так выглядит печатная плата с окончательно установленным радиатором, транзистор устанавливается через термопасту, и лучше применить хорошую термопасту, так как транзистор рассеивает мощностью сопоставимую с мощным процессором, т.е. около 90 Ватт.
Заодно я сразу сделал отверстие для установки платы регулятора оборотов вентилятора, которое в итоге все равно пришлось пересверливать :)
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Наверное некоторые сразу заметили на плате подстроечный резистор, и задавались вопросом, зачем он тут нужен.
Наличие этого резистора обусловлено правильной схемотехникой данного блока питания.
Так как питание операционных усилителей двухполярное, то требуется установка нуля на выходе блока питания при крайнем левом положении регулятора напряжения.
Резистор в крайних положениях выставляет на выходе напряжение от -0.138 до 0.15 Вольта.
Отрицательное напряжение «пролазит» паразитно, и имеет маленький ток.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Для установки нуля и выкрутил оба регулятора в крайнее левое положение, отключил нагрузку и выставил на выходе ноль. Теперь выходное напряжение будет регулироваться от нуля.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Дальше несколько тестов.
Я проверял точность поддержания выходного напряжения.
Холостой ход, напряжение 10.00 Вольт
1. Ток нагрузки 1 Ампер, напряжение 10,00 Вольт
2. Ток нагрузки 2 Ампера, напряжение 9.99 Вольта
3. Ток нагрузки 3 Ампера, напряжение 9.98 Вольта.
4. Ток нагрузки 3,97 Ампера, напряжение 9.97 Вольта.
Характеристики весьма неплохие, при желании их можно еще немного улучшить, изменив точку подключения резисторов обратной связи по напряжению, но как по мне, достаточно и так.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Также я проверил уровень пульсаций, проверка проходила при токе 3 Ампера и выходном напряжении 10 Вольт
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Уровень пульсаций составил около 15мВ, что очень хорошо, правда подумал, что на самом деле пульсации, показанные на скриншоте, скорее пролазили от электронной нагрузки, чем от самого БП.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

После этого я приступил к сборке самого устройства в целом.
Начал с установки радиатора с платой блока питания.
Для этого разметил место установки вентилятора и разъема для подключения питания.
Отверстие размечалось не совсем круглым, с небольшими «срезами» вверху и внизу, они нужны для увеличения прочности задней панели после вырезания отверстия.
Самую большую сложность обычно представляют отверстия сложной формы, например под разъем питания.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Большое отверстие вырезается из большой кучи маленьких :)
Дрелька + сверло диаметром 1мм иногда творят чудеса.
Сверлим отверстия, много отверстий. Может показаться что это долго и нудно. Нет, наоборот, это очень быстро, полная сверловка панели занимает около 3 минут.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

После этого я обычно ставлю сверло чуть больше, например 1.2-1.3мм и прохожу им как фрезой, получается такой вот прорез:
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

После этого берем в руки небольшой нож и зачищаем получившиеся отверстия, заодно немного подрезаем пластмассу, если отверстие получилось чуть меньше. Пластмасса довольно мягкая, потому работать удобно.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Последним этапом подготовки сверлим крепежные отверстия, можно сказать что основная работа над задней панелью окончена.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Устанавливаем радиатор с платой и вентилятор, примеряем получившийся результат, при необходимости «дорабатываем при помощи напильника».
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Почти в самом начале я упомянул о доработке.
Дорабатывать я буду немного.
Для начала я решил заменить родные диоды во входном диодном мосте на диоды Шоттки, я купил для этого четыре штуки 31DQ06. и тут я повторил ошибку разработчиков платы, купив по инерции диоды на тот же ток, а надо было на больший. Но все равно нагрев диодов будет меньше, так как падение на диодах Шоттки меньше, чем на обычных.
Во вторую очередь я решил заменить шунт. Меня не устраивало не только то, что он греется как утюг, а и то, что на нем падает около 1.5 Вольта, которые можно пустить в дело (в смысле в нагрузку). Для этого я взял два отечественных резистора 0.27Ома 1% (это еще и улучшит стабильность). почему так не сделали разработчики, непонятно, цена решение абсолютно та же самая что и в варианте с родным резисторов на 0.47 Ома.
Ну и уже скорее как дополнение я решил заменить родной конденсатор фильтра 3300мкФ более качественный и емкий Capxon 10000 мкФ…
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Так выглядит получившаяся конструкция с замененными компонентами и установленной платой термоконтроля вентилятора.
Получилось немного колхозно, и к тому же я случайно сорвал один пятачок на плате при установке мощных резисторов. Вообще можно было спокойно применить менее мощные резисторы, например один резистор на 2 Ватта, просто у меня такого не было в наличии.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Снизу также добавилось немного компонентов.
Резистор на 3.9к, параллельно крайним контактам разъема для подключения резистора регулировки тока. Он нужен для уменьшения напряжения регулировки так как напряжение на шунте у нас теперь другое.
Пара конденсаторов на 0.22мкФ, один параллельно выходу с резистора регулировки тока, для уменьшения наводок, второй просто по выходу блока питания, он не особо нужен, просто я случайно достал сразу пару и решил применить оба.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Вся силовая часть соединена, на трансформатор попутно установлена плата с диодным мостом и конденсатором для питания индикатора напряжения.
По большому счету эта плата необязательна в текущем варианте, но питать индикатор от предельных для него 30 Вольт у меня рука не поднялась и я решил использовать дополнительную обмотку на 16 Вольт.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Для организации передней панели были использованы следующие компоненты:
Клеммы для подключения нагрузки
Пара металлических ручек
Выключатель питания
Красный светофильтр, заявлен как светофильтр для корпусов КМ35
Для индикации тока и напряжения я решил использовать плату оставшуюся у меня после написания одного из обзоров. Но меня не устраивали маленькие индикаторы и потому были куплены более крупные с высотой цифры 14мм, а к ним была изготовлена печатная плата.

Вообще данное решение временное, но хотелось даже временно сделать аккуратно.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Несколько этапов подготовки передней панели.
1. Чертим макет передней панели в натуральную величину (я использую обычный Спринт Лайаут). Преимущество применения одинаковых корпусов в том, что подготовить новую панель очень просто, так как уже известны необходимые размеры.
Прикладываем распечатку к передней панели и в углах квадратных/прямоугольных отверстий сверлим разметочные отверстия диаметром 1мм. Тем же сверлом насверливаем центры остальных отверстий.
2. По получившимся отверстиям размечаем места реза. Меняем инструмент на тонкую дисковую фрезу.
3. Прорезаем прямые линии, спереди четко по размерам, сзади немного больше, чтобы прорез был максимально полным.
4. Выламываем вырезанные куски пластмассы. Я обычно их не выбрасываю, так как они еще могут пригодится.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Аналогично подготовке задней панели обрабатываем получившиеся отверстия при помощи ножа.
Отверстия большого диаметра я рекомендую сверлить конусным сверлом, оно не «закусывает» пластмассу.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Примеряем то, что у нас получилось, при необходимости дорабатываем при помощи надфиля.
Мне пришлось немного расширять отверстие под выключатель.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Как я выше писал, для индикации я решил использовать плату, оставшуюся от одного из прошлых обзоров. Вообще это очень плохое решение, но для временного варианта более чем подходящее, я позже объясню почему.
Выпаиваем с платы индикаторы и разъемы, прозваниваем старые индикаторы и новые.
Я расписал себе цоколевку обоих индикаторов, чтобы не запутаться.
В родном варианте были применены четырехразрядные индикаторы, я применил трехразрядные. так как больше у меня не влазило в окно. Но так как четвертый разряд нужен лишь для отображения буквы A или U, то их потеря не критична.
Светодиод индикации режима ограничения тока я расположил между индикаторами.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Подготавливаю все необходимое, со старой платы выпаиваю резистор на 50мОм, который будет использоваться как и раньше, в качестве токоизмерительного шунта.
Вот с этим шунтом и связана проблема. Дело в том, что в таком варианте у меня будет падение напряжения на выходе на 50мВ на каждый 1 Ампер тока нагрузки.
Избавиться от этой проблемы можно двумя способами, применить два отдельных измерителя, на ток и напряжение, при этом запитав вольтметр от отдельного источника питания.
Второй способ — установить шунт в плюсовом полюсе БП. Оба варианта мне не подходили под временное решение, потому я решил наступить на горло своему перфекционизму и сделать упрощенный вариант, но далеко не самый лучший.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Для конструкции я использовал монтажные стойки, оставшиеся от платы DC-DC преобразователя.
С ними у меня получилась очень удобная конструкция, плата индикатора крепится к плате ампервольтметра, которая в свою очередь крепится к плате силовых клемм.
Получилось даже лучше чем я ожидал :)
Также на плате силовых клемм я расположил токоизмерительный шунт.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Получившаяся в итоге конструкция передней панели.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

А потом я вспомнил, что забыл установить более мощный защитный диод. пришлось допаивать его потом. Я использовал диод, оставшийся после замены диодов во входном мосте платы.
Конечно по хорошему надо бы еще добавить предохранитель, но это уже не в этой версии.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

А вот резисторы регулировки тока и напряжения я решил поставить получше, чем те, которые предложил производитель.
Родные вполне качественные, и имеют плавный ход, но это обычные резисторы и как по мне лабораторный блок питания должен иметь возможность более точной подстройки выходного напряжения и тока.
Еще когда я думал заказать плату БП, то я увидел в магазине многооборотные резисторы и заказал на обзор и их, тем более что они имели тот же номинал.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Вообще я обычно применяю для таких целей другие резисторы, они совмещают внутри себя сразу два резистора, для грубой и плавной регулировки, но в последнее время не могу найти их в продаже.
Может кто нибудь знает их импортные аналоги?
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Резисторы вполне качественные, угол поворота 3600 градусов, или по простому — 10 полных оборотов, что обеспечивает перестройку 3 Вольта или 0.3 Ампера на 1 оборот.
С такими резисторами точность регулировки получается примерно в 11 раз точнее чем с обычными.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Новые резисторы в сравнении с родными, габарит конечно впечатляет.
Попутно я немного укоротил провода к резисторам, это должно улучшить помехоустойчивость.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Упаковал все в корпус, в принципе даже осталось немного места, есть куда расти :)
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Экранирующую обмотку я соединил с заземляющим проводником разъема, плата дополнительного питания расположена прямо на клеммах трансформатора, это конечно не очень аккуратно, но другого варианта я пока не придумал.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Проверка после сборки. Все завелось почти с первого раза, я случайно перепутал два разряда на индикаторе и долго не мог понять что не так ст регулировкой, после переключения все стало как надо.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Последний этап — вклеивание светофильтра, установка ручек и сборка корпуса.
Светофильтр имеет по периметру утончение, основная часть утапливается в окно корпуса, а более тонкая часть приклеивается двухсторонним скотчем.
Ручки изначально были рассчитаны под диаметр вала 6.3мм (если не путаю), у новых резисторов вал тоньше, пришлось одеть на вал пару слоев термоусадки.
Переднюю панель я решил пока никак не оформлять и тому есть две причины:
1. Управление настолько интуитивно понятно, что нет пока особого смысла в надписях.
2. Я планирую дорабатывать данный блок питания, потому возможны изменения в дизайне передней панели.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Пара фото получившейся конструкции.
Вид спереди:
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

Вид сзади.
Внимательные читатели наверняка заметили, что вентилятор стоит так, что выдувает горячий воздух из корпуса, а не нагнетает холодный между ребер радиатора.
Я решил так сделать потому, что радиатор по высоте чуть меньше корпуса, и чтобы горячий воздух не попадал внутрь, я поставил вентилятор наоборот. Это конечно заметно снижает эффективность отвода тепла, но позволяет немного вентилировать и пространство внутри БП.
Дополнительно я рекомендовал бы сделать несколько отверстий снизу нижней половины корпуса, но это уже скорее дополнение.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

После всех переделок у меня получился ток чуть меньше, чем в изначальном варианте, и составил около 3.35 Ампера.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

И так, попробую расписать плюсы и минусы данной платы.
Плюсы
Отличное качество изготовления.
Почти правильная схемотехника устройства.
Полный комплект деталей для сборки платы стабилизатора блока питания
Хорошо подходит начинающим радиолюбителям.
В минимальном виде дополнительно требует только трансформатор и радиатор, в более расширенном еще и ампервольтметр.
Полностью работоспособно после сборки, хотя и с некоторыми нюансами.
Отсутствие емких конденсаторов на выходе БП, безопасен при проверке светодиодов и т.п.

Минусы
Неправильно выбран тип операционных усилителей, из-за этого диапазон входного напряжения должен быть ограничен на уровне 22 Вольта.
Не очень подходящий номинал резистора измерения тока. Он работает в нормальном для него тепловом режиме, но лучше его заменить, так как нагрев очень большой и может навредить окружающим компонентам.
Входной диодный мост работает на максимуме, лучше заменить диоды на более мощные

Мое мнение. В процессе сборки у меня создалось впечатление, что схему разрабатывали два разных человека, один применил правильный принцип регулировки, источник опорного напряжения, источник напряжения отрицательной полярности, защиту. Второй неправильно подобрал под это дело шунт, операционные усилители и диодный мост.
Схемотехника устройства очень понравилась, а разделе доработки я сначала хотел заменить операционные усилители, даже купил микросхемы с максимальным рабочим напряжением в 40 Вольт, но потом передумал дорабатывать. но в остальном решение довольно правильное, регулировка плавная и линейная. Нагрев конечно есть, без него никуда. Вообще как по мне, то для начинающего радиолюбителя это очень неплохой и полезный конструктор.
Наверняка найдутся люди, которые напишут что проще купить готовый, но я думаю что самому собрать и интереснее (наверное это самое главное) и полезнее. Кроме того у многих вполне спокойно дома найдется и трансформатор и радиатор от старого процессора, и какая нибудь коробочка.

Уже в процессе написания обзора у меня еще больше усилилось чувство, что этот обзор будет началом в серии обзоров посвященных линейному блоку питания, есть мысли по доработке —
1. Перевод схемы индикации и управления в цифровой вариант, возможно с подключением к компьютеру
2. Замена операционных усилителей на высоковольтные (пока не знаю на какие)
3. После замены ОУ хочу сделать две автоматически переключаемые ступени и расширить диапазон выходного напряжения.
4. Изменить принцип измерения тока в устройстве индикации так, чтобы не было просадки напряжения под нагрузкой.
5. Добавить возможность отключения выходного напряжения кнопкой.

На этом наверное и все. Возможно я еще что то вспомню и дополню, но больше я жду комментариев с вопросами.
Также в планах посвятить еще несколько обзоров конструкторам для начинающих радиолюбителей, возможно у кого нибудь будут предложения по поводу определенных конструкторов.

Не для слабонервных
Сначала не хотел показывать, но потом решил все таки сделать фото.
Слева блок питания, которым я пользовался много лет до этого.
Это простенький линейный БП с выходом 1-1.2 Ампера при напряжении до 25 Вольт.
Вот его я и захотел заменить на что то более мощное и правильное.
Banggood: Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым

20 комментариев

Artemka
goood
AlexP
серьезно доработан уже… а не прощее сразу готовый купить на том же бангуде? там есть варианты… хотя это мне наверное проще, вам как раз допаять проще
kvazis
Я вот себе такой думал купить. Вернее думаю. Но пока не придумал зачем :) Поэтому не купил
kirich
По ссылке импульсник, а тут линейник.
Это несколько разные вещи.
Valendar
А какая разница — интересно от вас как от профи услышать камент.
kirich
1. Отсутствие ВЧ пульсаций, лучше работа с аудио и разными чувствительными вещами
2. Отсутствие конденсатора большой емкости по выходу, можно спокойно проверять светодиоды, не боясь выпалить его броском тока с конденсатора.

Это так, пара примеров «сходу».
olezia
здравствуйте.купил такой-же конструктор, и резистор многооборотный.
подскажите какие ставить диоды, и если добавить параллельно сопротивление 5вт, то получим 10вт 0.47ом?, и зачем ставить конденсаторы 0.22мкф.
я в этом деле чайник.
kirich
если добавить параллельно сопротивление 5вт, то получим 10вт 0.47ом?
Зависит от номинала резистора

и зачем ставить конденсаторы 0.22мкф.
На длинных проводах могут быть наводки, конденсатор их немного уменьшит.
olezia
диод шоттки sr560 подойдет?
kirich
Да.
olezia
подойдёт диод fr 607? на что обращать внимание при выборе диодов?(на какие характеристики)
olezia
Здравствуйте, а можно 7824 заменить на 7812 для питания вентилятора?
kirich
Можно, только греться прилично будет.
AlbertKagarmanov
Kirich, думаю удалить диодный мост и емкость на входе и подать туда 24В 4А с импульсного БП (которые обычно используют для наборов с жалами Т12).
Но смотрю с диодного моста идет минус (на Вашей схеме с крайней верхней точки). Можно это как то обойти?
ViktorZaveryachev
Ради интереса выписал такой конструктор, собрал, но в наборе остались пара конденсаторов на 22р, на схеме их нет, на плате тоже. Видимо ставятся в цепи коррекции ОУ или ещё куда.Хотя там зачем?
ksfetisov
А нельзя ли по подробнее про плату термоконтроля вентилятора?
KA78
  • KA78
  • 0
В схеме (http://shopper.life/uploads/images/00/06/27/2015/08/24/78744a.jpg)-анод диода VD1 4148 через R2 идет на + выхода, а по дорожкам платы без резистора.Это ошибка в схеме или Ваша доработка?
kirich
Да, видимо ошибка. Анод должен соединяться с выходом.
Andrey44
спасибо автору, интересная статья. приобрел себе такой, но еще не собрал. Подскажите можно ли увеличить ток до 5-6 А, чтобы заряжать АКБ
kirich
Andrey44
В принципе ток увеличить можно, но тогда лучше поставить пару силовых транзисторов, а не один.

Оставить комментарий