Как самому сделать лабораторный блок питания

Лабораторный блок питания позволит быстро и безопасно настраивать и ремонтировать электронные приборы. Сделать лабораторный блок питания своими руками можно из БП для компьютера, добавив необходимые защитно-регулирующие элементы.

Лабораторный блок питания

Схема лабораторного блока

Этот прибор состоит из корпуса, трансформатора с выпрямителем, фильтра, регулятора напряжения и устройства для защиты от перегрузки и короткого замыкания. Этот источник тока рассчитан на входное напряжение электросети от 185 до 245 В. Выходное напряжение ЛБП регулируется от 0 до 30В. Сборка схемы осуществляется на печатной плате. Полупроводниковые элементы обязательно устанавливаются на радиаторы для защиты от перегрева.

Если в качестве первичного источника используется компьютерный блок питания, то его надо дополнить регулируемым преобразователем. Это необходимо для получения напряжения, превышающего 12 В. Преобразователь в этом случае должен быть построен по двухполярной схеме DC-DC с повышающим трансформатором.

Для сглаживания пульсаций на выходе устанавливают батарею конденсаторов. Чтобы бросок зарядного тока не вывел из строя компоненты ЛБП, в схему вводится устройство плавного запуска, которое представляет собой реле времени, на несколько секунд снижающее входное напряжение от электросети.

Для защиты от КЗ и перегрузок нужно в лабораторный БП встроить соответствующий модуль. Междублочные соединения также нужно защитить предохранителями, рассчитанными на 30 А, чтобы замыкание в одном блоке не привело к сгоранию выпрямителя.

Необходимые материалы и инструменты

Для сборки лабораторного блока в домашних условиях потребуются:

  • паяльник;
  • отвертки;
  • термопаста;
  • мультиметр;
  • предохранители;
  • держатель «третья рука»;
  • отсос припоя;
  • компьютерный БП (ATA);
  • корпус из диэлектрического материала;
  • разные радиодетали;
  • кулер от ПК;
  • печатная плата.

Держатель

Пошаговая сборка

Сборку всех элементов воедино осуществляют в обесточенном состоянии. Все соединения производятся путем тщательной пайки. Для повышения аккуратности лишний припой удаляют отсосом. Для улучшения теплопередачи между полупроводниками и радиатором наносят термопасту. Корпус готового устройства должен быть по габаритам больше, чем коробка компьютерного БП, чтобы можно было установить финальные элементы, а также обеспечить циркуляцию воздуха.

Если под рукой нет компьютерного БП, то для получения низкого напряжения нужно использовать мощный трансформатор, вторичная обмотка которого выдает не менее 36 В. Выпрямитель собирают из диодов IN4002 или более мощных аналогов, рассчитанных на ток не менее 30 А.

Напротив трансформатора в корпусе проделывают вентиляционные отверстия. Установленные на радиаторы детали закрепляются изнутри.

Установка элементов, регулирующих напряжение

Входные клеммы электронного регулятора напряжения (РН) присоединяют к 12-вольтному выходу компьютерного блока питания. Под ручку или кнопки управления проделывают отверстия в передней стенке. Для улучшения охлаждения РН в блок питания ставится дополнительный кулер от бесперебойника. Поток воздуха стоит направить на все модули. Питание вентилятора берется от свободной секции компьютерного БП, взятого за основу.

Конденсаторы фильтра

Конденсаторы фильтра монтируются на отдельной плате, чтобы снизить ток утечки. Все соединения выполняют с помощью медных проводов толщиной не менее 2 мм. Если блок питания создается с нуля по линейной схеме, на выходе первого выпрямителя ставится фильтр, состоящий из 2 конденсаторов по 470 мкФ, рассчитанных на напряжение 400 В. Все соединения в этом случае тщательно изолируют. Это связано с тем, что в этой цепи действует опасное напряжение.

Конденсаторы фильтра

Если в схему введен модуль мягкого старта релейного типа, то подвижный контакт реле соединяется с фазным проводом входной колодки. Выводы 2 других контактов соединяются вместе и подключаются к соответствующей клемме блока питания. Управляющее напряжение подается с 5-вольтовой шины.

Подключение и балансировка транзисторов

Подключение силового транзистора осуществляется толстыми проводами разных цветов, чтобы не ошибиться при присоединении. Выводы детали защищают термостойкими трубочками. В качестве регулирующего транзистора для самодельного РН подойдет КТ818/825/837 или TIP42. Если мощности одного из них не хватает, что обнаруживается по чрезмерному нагреву, то нужно использовать составной элемент.

Если преобразователь для лабораторного блока собран по двухполярной схеме, то транзисторы нужно сбалансировать. Для этого потребуются 2 одинаковых мультиметра или микрокомпьютер с 2 измерительными модулями.

Поочередно регулируя подстроечные резисторы в базовых цепях обоих плеч, добиваются одинаковых показаний приборов. Операцию повторяют несколько раз.

Питание элементов

Если трансформатор и выпрямитель были собраны своими руками, то регулятор напряжения и защитное приспособление запитываются через стабилизатор, который можно построить на стабилитроне TL431. Этот же элемент будет обеспечивать опорное напряжение для регулятора, основанного на микросхеме LM324.

Если в качестве источника используется компьютерный БП, дополнительная стабилизация не требуется. Опорное напряжение формируют с помощью простого делителя из переменного резистора. Параллельно выходу ЛБП присоединяют через балластное сопротивление светодиодный индикатор включения.

Установка финальных деталей

В завершение сборки лабораторного линейного блока питания с регулировкой устанавливают на передней панели корпуса следующие сервисные элементы:

  • цифровой вольтамперметр;
  • выключатель питания;
  • выходные клеммы;
  • индикаторы включения и срабатывания защиты.

На задней стенке ЛБП укрепляют колодку питания и держатель предохранителя. Проверку всех соединений осуществляют, подключив блок к розетке через сетевой фильтр (СФ). К выходным клеммам присоединяют нагрузку — лампочку на 36 или 12 В. Если ошибки в монтаже отсутствуют, то защита СФ сработать не должна, а на передней панели БП загорится зеленый индикатор вместе с нагрузочной лампой. После этого можно устанавливать на место стенки корпуса.

Ссылка на основную публикацию