интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Двух-канальный мощный лабораторный блок питания. Блок питания на 36 вольт 10 ампер своими руками


Регулируемый блок питания из БП-36-100

Любой уважающий себя радиолюбитель, долгое время занимающийся воплощением творческих идей в жизнь или просто собирающий на своем столе поделки - самоделки приходит к здравому решению - иметь свой, личный, регулируемый источник питания. Раньше я смастерил приличное количество этого добра, но все променял, подарил и раздал друзьям, родственникам и товарищам. Правильно говорят - сапожник всегда без своих сапог. Наконец, у меня разродилась умная мысля - для самого себя изготовить личный регулируемый блок питания приличного качества. Сохранился в моих закромах заводской блок питания для подогревателей газа БП-36-100. Хотелось когда - то смастерить из него лабораторный блок постоянного напряжения, но показался тяжеловатым и изделие пролежало долгое время мертвым капиталом.

Чтобы идея не угасала, выписал на Алиэкспресс сборку диодного моста KBL410,

для регулятора напряжения микросхему LM317и цифровой вольт - амперметр. Через парочку недель прибыла первая посылка (бандеролька), а вскоре получил сразу две, их прямо на домашний адрес принес почтальон. Разложил я все богатство на столе, полюбовался, начал искать и собирать недостающие компоненты по бездонным закромам в виде чердаков, кладовок и сараев; приборные клеммы, разъемы и прочую мелочь.Трансформатор из корпуса вынул, смотал со вторичной обмотки 50 витков. Для питания вольтамперметра намотал отдельную обмотку в два провода - 40 витков. Блок питания решил собирать в другом корпусе, этот корпус отштампован из толстоватого железа и трудно поддается обработке. Лицевую панель вырезал из куска пластика от холодильника. Диодный мост и микросхему установил на радиаторах. Монтаж навесной, микросхему спрятал в пенал от киндер сюрприза, в пенале предварительно насверлил отверстий для вентиляции. Крышку корпуса снабдил ручкой для переноски. Электрическая схема блока питания типичная, несколько поделок видел даже на нашем сайте, поэтому ее не привожу в статье. Тестирование блок прошел успешно, кроме этого им можно заряжать аккумуляторные батареи. В настоящий момент формую аккумуляторный блок от шуруповерта. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

36 Вольт 10 Ампер 360 Ватт или продолжаем изучать как устроены блоки питания + небольшой бонус

В прошлом обзоре блока питания я затронул тему того, как выбрать правильный блок питания. Если честно, то я немного не ожидал, что эта тема окажется такой нужной. В комментариях, а еще больше в личной переписке, меня спрашивали и о других нюансах выбора, принципах работы и о алгоритме поиска неисправностей. В этом обзоре я постараюсь ответить на большую часть этих вопросов, а также возможно затрону тему новых вопросов :)

Начну с того, что для одного из моих ближайших проектов потребовался блок питания на 36 Вольт 10 Ампер. Вернее потребовалось их два, и заказал их два, но так как они абсолютно одинаковые, то и обзор будет на один блок.Для чего и зачем я пока писать не буду, уж извините, но этот блок питания мы разберем «по винтикам».

Как всегда, сначала упаковка.Пришли блоки питания (помимо общей упаковки) в обычных картонных коробках белого цвета, опознавательные знаки на упаковке отсутствовали, просто две большие коробки.На вид абсолютно одинаковые, впрочем я бы скорее удивился если бы они были разными :)

Основное отличие импульсных блоков питания от тех, которые используют 50Гц трансформаторы — размер. Второе отличие — цена.50Гц трансформатор на такую мощность будет иметь гораздо большие размеры и хоть он по конструкции намного проще, но будет иметь большую цену, так как содержит больше меди и железа.Кроме того импульсные БП имеют больший КПД, потому в последнее время получили большое распространение, хотя «железные» трансформаторы отличаются большей надежностью.Но стоит учитывать, что брендовые БП имеют обычно еще большую сложность и цену, так как имеют хорошую элементную базу, фильтры питания, корректоры мощности и т.п, потому чаще люди пользуются более простыми вариантами от небольших китайских фирм.Один из таких блоков питания мы и рассмотрим в этом обзоре.Если д

mysku.me

Блок питания 0-30 Вольт своими руками

Блок питания 0-30 Вольт своими руками

Сколько всяких интересных радиоустройств собирают радиолюбители, но основа, без которой не будет работать практически ни одна схема - блок питания. .Часто до сборки приличного блока питания просто не доходят руки. Конечно промышленность выпускает достаточно качественных и мощных стабилизаторов напряжения и тока, однако не везде они продаются и не у всех есть возможность их купить. Проще спаять своими руками.

 

 

 

Схема блока питания:

Предлагаемая схема простого (всего 3 транзистора) блока питания выгодно отличается от аналогичных точностью поддержания выходного напряжения - тут применена компенсационная стабилизация, надёжностью запуска, широким диапазоном регулировки и дешёвыми недефицитными деталями.

Скачать LAY

После правильной сборки работает сразу, только подбираем стабилитрон согласно требуемому значению максимального выходного напряжения БП.

Корпус делаем из того, что под рукой. Классический вариант - металлическая коробочка от компьютерного БП ATX. Уверен, каждый имеет их немало, так как иногда они сгорают, а купить новый проще, чем чинить.

В корпус прекрасно влазит трансформатор на 100 ватт, и плате с деталями найдётся место.

Кулер можно оставить - лишним не будет. А чтоб не шумел, просто питаем его через токоограничительный резистор, который подберёте экспериментально.

Для передней панели не поскупился и купил пластиковую коробочку - в ней очень удобно делать отверстия и прямоугольные окна для индикаторов и регуляторов.

Амперметр берём стрелочный - чтоб хорошо были видны броски тока, а вольтметр поставил цировой - так удобнее и красивее!

После сборки регулируемого блока питания проверяем его в работе - он должен давать почти полный ноль при нижнем (минимальном) положении регулятора и до 30В - при верхнем. Подключив нагрузку пол ампера - смотрим на просадку выходного напряжения. Она должна быть тоже минимальной.

В общем, при всей своей кажущейся простоте, данный блок питания наверное один из лучших по своим параметрам. При необходимости можно добавить в него узел защиты - пару лишних транзисторов.

radiostroi.ru

36 Вольт 10 Ампер 360 Ватт или продолжаем изучать как устроены блоки питания + небольшой бонус

В прошлом обзоре блока питания я затронул тему того, как выбрать правильный блок питания. Если честно, то я немного не ожидал, что эта тема окажется такой нужной. В комментариях, а еще больше в личной переписке, меня спрашивали и о других нюансах выбора, принципах работы и о алгоритме поиска неисправностей.

В этом обзоре я постараюсь ответить на большую часть этих вопросов, а также возможно затрону тему новых вопросов :)

Начну с того, что для одного из моих ближайших проектов потребовался блок питания на 36 Вольт 10 Ампер. Вернее потребовалось их два, и заказал их два, но так как они абсолютно одинаковые, то и обзор будет на один блок.

Для чего и зачем я пока писать не буду, уж извините, но этот блок питания мы разберем «по винтикам».

Как всегда, сначала упаковка.

Пришли блоки питания (помимо общей упаковки) в обычных картонных коробках белого цвета, опознавательные знаки на упаковке отсутствовали, просто две большие коробки.

На вид абсолютно одинаковые, впрочем я бы скорее удивился если бы они были разными :)

Основное отличие импульсных блоков питания от тех, которые используют 50Гц трансформаторы — размер. Второе отличие — цена.

50Гц трансформатор на такую мощность будет иметь гораздо большие размеры и хоть он по конструкции намного проще, но будет иметь большую цену, так как содержит больше меди и железа.

Кроме того импульсные БП имеют больший КПД, потому в последнее время получили большое распространение, хотя «железные» трансформаторы отличаются большей надежностью.

Но стоит учитывать, что брендовые БП имеют обычно еще большую сложность и цену, так как имеют хорошую элементную базу, фильтры питания, корректоры мощности и т.п, потому чаще люди пользуются более простыми вариантами от небольших китайских фирм.

Один из таких блоков питания мы и рассмотрим в этом обзоре.

Если до этого мы рассматривали блоки питания небольшой мощности, то в этот раз я расскажу про довольно мощный вариант БП мощностью 360 Ватт, хотя на фоне вариантов Бп мощностью 800-2000 Ватт и он кажется «малышом».

Как я выше писал, импульсные БП имеют чаще небольшие размеры.

Данный блок питания имеет высоту примерно как у коробка спичек — 49мм. Длина блока питания 215мм, ширина — 114мм.

На одной из боковых граней корпуса присутствует маркировка:

S-360-36

Мощность блока питания 360 Ватт

Выходное напряжение — 36 Вольт

Максимальный выходной ток — 10 Ампер

Входное напряжение — 110/220Вольт ±15%

На второй стороне присутствует переключатель диапазона входного напряжения, в наших странах неактуальный и даже вредный, так как переключив в режим 110 Вольт и включив в стандартную сеть 220-230 Вольт мы получим скорее всего громкий бах.

Я обычно при ремонте таких БП сразу выкусываю этот переключатель, просто в целях безопасности.

Сверху корпуса установлен небольшой вентилятор. При таких мощностях блоки питания уже крайне редко делают с пассивным охлаждением, мне такие попадались всего несколько раз, но из-за сложности конструкции они имеют уже очень высокую цену, потом очень мало распространены.

Рядом присутствует надпись, указывающая, что вентилятор управляется автоматически в режиме вкл/выкл в зависимости от температуры.

Немного забегая вперед скажу, что никакой автоматики нет, без нагрузки он вращается медленно, но стоит хоть чуть чуть нагрузить БП, обороты сразу возрастают до штатных независимо от температуры.

В прошлом обзоре я писал, что блоки питания, рассчитанные на большой выходной ток, обычно имеют разделенные клеммы для подключения нагрузки. Так сделано в этом БП, здесь установлено по три клеммы на плюсовой и минусовой контакты.

Входные клеммы стандартны — Фаза, ноль, заземление.

Также слева установлен светодиод индикации работы блока питания и подстроечный резистор для корректировки выходного напряжения.

Клеммник имеет защитную крышку, которая открывается на 90 градусов, а в закрытом состоянии защелкивается.

У меня есть привычка разбирать БП перед первым включением. Делаю я это в целях безопасности, так как бывали разные случаи.

Внутри данного БП на вид все нормально, за исключением небольшого нюанса, который я заметил сразу. Дело в том, что выходной дроссель имеет большие размеры и почти касается верхней крышки, это не очень безопасно. Током конечно не убьет, но БП может пострадать, я бы рекомендовал проложить дополнительную изоляцию между дросселем и крышкой. Такой проблемой страдают многие недорогие блоки питания, так что это не косяк данного блока.

Как я писал выше, охлаждается блок питания посредством небольшого вентилятора.

Судя по маркировке, вентилятор имеет размеры 60х15мм, т.е. 60мм это длина и ширина, а 15мм — толщина.

Вентилятор рассчитан на 12 Вольт. к сожалению здесь применен недорогой вентилятор, кроме того имеющий подшипники скольжения и если вы планируете применить где нибудь такой БП, то для длительной беспроблемной работы я бы заменил его на что нибудь более правильное.

Я уже как то писал в своих обзорах, что чаще всего применяю вентиляторы фирмы Sunon, на мой взгляд у них довольно высокое качество и надежность.

Из хорошего можно сказать то, что вентилятор в данном БП довольно тихий, что очень хорошо.

Силовые полупроводники прикручены к алюминиевому корпусу блока питания через небольшие теплораспределяющие проставки.

Мне не очень нравится подобный вид крепления полупроводников, но так делают почти все. например в блоках питания фирмы Менвелл транзистор крепится точно также, правда там в целях безопасности на него одет резиновый колпачок.

Так как данный блок питания двухтактный, то высоковольтных транзисторов два, а не один.

Выходной диод один, хотя на плате присутствует место под установку второго, подключаемого параллельно первому. Второй устанавливается в блоках, рассчитанных на меньшее напряжение и больший ток, но никто не мешает поставить и здесь второй, но это уже скорее доработка, а измерения покажут, имеет ли смысл данная операция.

Осмотр закончили, включаем и производим небольшую проверку.

Цель данной проверки, выяснить пределы регулировки выходного напряжения и вставить на выходе БП то напряжение, на которое он рассчитан, ну или то, которое необходимо.

1. при включении БП показал на выходе 36.8 Вольта.

2. минимальное напряжение, которое можно выставить — 34.53, я рассчитывал, что минимальный порог будет ниже, для моего применения придется дорабатывать.

3. А вот максимальный порог сильно удивил. Когда крутил, то даже стало немного не по себе. 52.3 при штатном 36. Ожидал что БП накроется, пока я фотографирую, но все прошло нормально, хотя я не рекомендую выставлять такое напряжение на выходе, чаще нормальным считается ±10% от штатного.

4. Выставляем на выходе 36 Вольт. Судя по диапазону перестройки уже можно понять, что регулировка очень грубая, потому мне пришлось немного помучаться чтобы выставить ровно 36 Вольт, хотя в реальной жизни это смысла не имеет и сделано было только для обзора :)

Разбираем блок питания дальше.

Транзисторы довольно неплохо прилипли к своей пластинке, отдирать их не хотелось потому я открутил и теплораспределительную пластинку :)

К плате особых нареканий не возникло, обычная недорогая сборка, бывало и хуже, но бывало и лучше, по пятибальной шкале на 3 балла.

Но один дефект все таки нашел, была не очень хорошая пайка одного из контактов трансформатора. Непропай в данном месте ни к чему фатальному бы не привел, но расстроил.

Дорожки. по которым течет значительный ток, дополнительно пролужены припоем.

Естественно я начертил схему данного БП, делал я это только для обзора, так как схемотехнику этих блоков питания знаю хорошо и обычно в схеме не нуждаюсь, но возможно кому нибудь будет полезно, так как такая схема (с некоторыми небольшими изменениями) используется в большинстве БП такой мощности.

Но хотя я и знаю хорошо эту схемотехнику, перечерчивать схему по плате было не очень удобно и заняло больше времени, чем я планировал.

Схема практически повторяет схему классического компьютерного блока питания и как показала практика, является очень ремонтопригодной.

На схеме присутствует шунт для измерения тока, на схеме его сопротивление указано как 0.1 Ома, но на самом деле при прозвонке он скорее был ближе к перемычке.

Дальше я решил немного рассказать о том, как вообще работают такие блоки питания, тем более что многие узлы являются типичными для почти всех импульсных блоков питания.

На этой блок схеме обозначены основные узлы импульсного блока питания. Правда сейчас задающий генератор и схема управления выполняются в одной микросхеме, а иногда микросхема содержит с высоковольтный транзистор.

Иногда по входу импульсного блока питания устанавливают Корректор Коэффициента Мощности, а в мощных БП он является обязательным, если БП соответствует европейским нормам, но об этом я расскажу как нибудь в другой раз, так как в недорогих БП он почти не встречается.

На основании этой блок схемы я дальше и буду рассказывать об этом БП, но для начала немного теории о процессах, происходящих в импульсном блоке питания.

Ключевое в работе импульсного блока питания, это принцип ШИМ стабилизации, правда стоит отметить, что вполне существуют и импульсные блоки питания без этого, но они являются не стабилизированными, т.е. выходное напряжение зависит от мощности нагрузки и входного напряжения.

ШИМ регулирование это изменение соотношения времени включенного состояния коммутирующего элемента к выключенному состоянию.

Если на графике, то выглядит это так:

Если «на пальцах», то я недавно объяснял в личке этот принцип стабилизации, попробую повторить здесь.

Многие наверное помнят задачки типа — через одну трубу в бассейн поступает вода со скоростью х литров в минуту, через другую выливается со скоростью Y литров в минуту.

Вот на этом принципе я и объясню как это работает.

Для начала представим, что существует очень большая емкость (электрическая сеть), маленькая емкость (конденсатор выходного фильтра питания), ну и всякие мелочи для переправки воды из одного места в другое.

На бочке установлен кран, через него вода убегает к потребителю, ну или энергия в нагрузку.

Пополнять бочку мы можем только определенное количество раз в минуту (бывают альтернативные варианты, но о них пока не будем), например 100 раз.

Наша задача, поддерживать уровень воды в бочке всегда постоянным.

Так как пополнять может только определенное количество раз в минуту, то значит пополнять придется разными объемами.

К примеру если потребление маленькое, то будет достаточно обычных чашек, а если кран открыли на полную, то придется использовать ведра.

В ШИМ регулировке это означает меньшую или большую ширину открытого состояния силового элемента.

Если кран закрыт, то пополняем бочку наперстками, есть же еще испарение (утечки, нагрузка цепи обратной связи т.п.) которое надо компенсировать :)

Используя узел обратной связи, контроллер отслеживает напряжение на выходе блока питания и подстраивает мощность, передаваемую в нагрузку так, чтобы напряжение на выходе БП оставалось неизменным.

Кстати, таким способом можно сделать обратную связь по чем угодно.

Например в драйверах светодиода контроллер следит за током.

Можно следить за температурой, подстраивая скорость вентилятора, за освещением, регулируя яркость лампочки и т.д. и т.п.

На этой диаграмме показано:

1. Ток в цепи трансформатора (условно)

2. Сигнал управления ключевым транзистором

3. Напряжение на выходном конденсаторе.

Существует довольно много топологий построения импульсных блоков питания, я нарисовал несколько самых распространенных.

Немного расскажу о них.

1. Обратноходовый преобразователь. Применяется там, где хорошо иметь большой диапазон входного напряжения и небольшая мощность (до 100-150 Ватт). Скорее всего Бп вашего планшета или монитора применена именно эта схема.

2. Полумостовой преобразователь. Также очень распространенная схемотехника. Думаю что я буду не сильно далек от истины, если скажу, что в 95% компьютерных БП применена именно такая схемотехника. Ее преимущества — большая мощность при относительно простой схемотехнике, меньший размер трансформатора, так как трансформатор применяется без зазора, в отличии от первого варианта.

3. Двухтактный преобразователь (PushPull- Тяни-Толкай). Данная схема в сетевых блоках питания применяется крайне редко, зато она нашла широкое применение в инверторах недорогих блоков бесперебойного питания.

4. Мостовой преобразователь. Так сказать «расширенная» версия полумостового. Преимущества — большая мощность, ток через силовые ключи в два раза ниже чем в полумостовой.

Также такая схема применяется в более сложных блоках бесперебойного питания.

Существует еще несколько топологий, но они являются производными от приведенных выше, и менее распространены, потому не вошли в данную статью.

В этот раз я также начертил цветной вариант схемы обозреваемого блока питания, где цветом обозначил основные узлы, о которых говорил выше.

Как я писал, некоторые цвета мне тяжело назвать правильно, потому буду уточнять.

Красный — Входной фильтр питания, диодный мост, силовой узел.

Красно-фиолетовый (слева внизу) — Узел управления мощными транзисторами инвертора.

Зеленый — Микросхема- ШИМ контроллер и ее «обвязка».

Синий — Выходной выпрямитель, дроссель и конденсатор фильтра

Голубой — Цепь контроля выходного тока

Фиолетовый — Узел контроля выходного напряжения

Желто-рыжий — Узел блокировки преобразователя при снижении напряжения на выходе.

В этой схеме нет привычного элемента, который был на всех прошлых схемах — оптрона. Дело в том, что здесь ШИМ контроллер питается от выходного напряжения. первоначальный запуск бока питания происходит благодаря резисторам R8 и R14. Такой принцип применялся в компьютерных БП АТ стандарта, с приходом АТХ стандарта контроллер стал питаться от источника питания дежурного режима и эти резисторы исключили из схемы.

Дальше я покажу большую часть узлов и элементов на примере конкретного блока питания.

Начнем с сетевого фильтра.

В этом БП он есть, это уже хорошо, так как в дешевых компьютерных БП вместо него ставят просто перемычки, но в дорогих он может быть и многоступенчатым. Здесь средний вариант между этими двумя.

По входу блока питания установлен предохранитель и ограничитель пускового тока — NTC терморезистор (термистор).

Также присутствует Х2 конденсатор для уменьшения помех, излучаемых блоком питания, в сеть.

Двухобмоточный синфазный дроссель намотан довольно толстым проводом, хотя размеры при такой мощности могли сделать бы и побольше.

Входной диодный мост KBU808 рассчитан на 8 Ампер 800 Вольт.

В фильтре питания присутствуют как Y конденсаторы, так и один обычный, высоковольтный.

Но в данном случае применение обычного высоковольтного вместо конденсатора Y типа безопасно, так как если БП не заземлен, то даже при его пробое выход БП будет все равно подключен через Y конденсатор, а если БП заземлен, то тем более ничего не будет :)

Конденсаторы входного фильтра питания промаркированы как 680мкФх250 Вольт.

Если верить маркировке, то в принципе их емкость достаточна, а напряжение выбрано даже с запасом.

Но реальность оказалась несколько другой, емкость конденсаторов всего 437мкФ, что при последовательном соединении дает всего около 220мкФ. Мало, хоть в принципе и терпимо.

Большая емкость дает больший срок жизни конденсаторов, меньшие пульсации и добавляет запаса по входному напряжению в сторону уменьшения напряжения.

Я думаю потом их заменить на что то поприличнее, но пока не нашел подходящих, так как данные конденсаторы имеют высоту 35мм, максимум можно попробовать установить 40мм, а большинство найденных мною конденсаторов имеют высоту 45мм.

На плате выделено место под конденсатор большего диаметра, так что «будем искать» :)

Узел ШИМ контроллера и инвертора.

В качестве ШИМ контроллера применена «классика жанра», KA7500, которая является почти полным аналогом TL494, наверное самого распространенного ШИМ контроллера, соперничать с ним по популярности может разве что uc384x.

Силовые ключи инвертора — MJE13009

К сожалению теплораспределительная пластина прижимается к корпусу без пасты. Тестирование показало, что проблем из-за этого не возникает, но я бы для успокоения души все таки нанес термопасту.

Узел выходного трансформатора, выпрямителя и конденсаторов фильтра.

Выходной диод — SF3006PT, это 30 Ампер 400 Вольт диод, что для 10 Ампер блока питания более чем достаточно.

Как я выше писал, рядом есть место для второго диода, потому в принципе можно немного улучшить характеристики, но на самом деле прирост КПД будет мизерным.

Выходной дроссель.

Здесь он выполняет несколько другую функцию чем в обратноходовых блоках питания, из-за этого и такие большие размеры. Скажу лишь что его размеры соответствуют заявленной мощности блока питания. Кроме его высоты замечаний нет.

Конденсаторы выходного фильтра.

Производитель поставил три конденсатора по 1000мкФ 63 Вольта.

Обычно я говорю, что емкость выходного конденсатора должна быть равна 1000мкФ на каждый ампер выходного тока. В двухтактных блоках питания требования менее жесткие, и даже бренды ставят такую же (а иногда и меньшую) емкость при таком токе, правда в их оправдание могу сказать, что в брендовых БП конденсаторы стоят лучшего качества.

Также на фото попал токовый шунт и видно, что для более сильноточных вариантов есть место для дополнительных шунтов.

Здесь с емкостью все в порядке. Практически соответствует заявленной.

После осмотра я скрутил все обратно, только не привинчивал верхнюю крышку и перешел к этапу тестирования под нагрузкой.

Стенд у меня остался тем же, что и в предыдущие разы и состоит из:

Электронной нагрузки

Мультиметра

Бесконтактного термометра

Осциллографа

Ручки и бумажки :)

Правда в этот раз мне пришлось снять верхнюю крышку с электронной нагрузки, так как боялся что она будет перегреваться на такой мощности.

В основном тестирование проходило как и в прошлые разы, за исключением того, что для измерения температуры мне приходилось на ходу снимать верхнюю крышку. Из-за этого некоторые значения измеренных температур будут чуть завышенными так как БП успевал чуть подогреваться без принудительного охлаждения.

1. Режим холостого хода, напряжение выставлено 36.03 вольта, пульсации практически отсутствуют.

2. Ток нагрузки 2 ампера, напряжение чуть поднялось и составило 36.06 вольта, пульсации в норме.

1. Ток нагрузки 4 Ампера, выходное напряжение поднялось еще немного, пульсации в норме.

2. Ток нагрузки 6 Ампер, выходное напряжение 36.09 Вольта, это очень хороший результат, пульсации при этом всего 50мВ

1. Ток нагрузки 8 Ампер, выходное напряжение почти неизменно, пульсации выросли до 75мВ, но все равно остаются низкими для такого тока.

2. Ток нагрузки 10 Ампер, выходное напряжение поднялось до 36.12 Вольта, отличный результат, изменение от исходного всего 0.3%. Пульсации выросли до 100мВ, на мой взгляд ничего страшного, особенно с учетом того, что БП выдает 360 Ватт и 100мВ это всего 0.25-0.3%

Для примера, если бы это был БП на 12 Вольт, то эквивалент пульсаций равнялся бы 30мВ.

К сожалению последний тест длился всего 15-16 минут из привычных мне 20, на электронной нагрузке сработала защита от перегрева и отключила нагрузку :(

Дав нагрузке немного остыть, я решил ради эксперимента продолжить тест, но уже при 12 Ампер токе, проверять так проверять :)

Решение провести это эксперимент я принял потому, что компоненты БП имели температуру далекую от максимальной.

Но увы, проработал так БП максимум минуту, я сделал фото, снял осциллограмму, но потом последовал очень тихий щелчок (хотя на фоне воя вентиляторов нагрузки может и не такой тихий), малюсенькая вспышка в районе силовых ключей и БП затих :(

Правда у меня было маленькое подозрение, что виновата электронная нагрузка, она в определенной ситуации, при перегреве, могла закоротить выход БП (если сначала сработала защита на том радиаторе, где расположен датчик тока), хотя до такой температуры за минуту она прогреться не успела бы, но в любом случае БП не выдержал :(

Осциллограмма перед выходом из строя.

Видно что напряжение пульсаций находится вполне в норме. Но меня расстраивают более высокочастотные пульсации, вызванные скорее всего «звоном» в силовых цепях, как по мне, это одна из возможных причин выхода из строя, но утверждать не буду.

Измерение теплового режима работы проходило как всегда, 20 минут прогрев, измерение температур, повышение тока на одну ступень и т.д.

Полученные результаты можно понять из таблицы. Верхняя строка цифр — измерение температур на холостом ходу, заодно я проверил что термометр показывает одинаковые значения на разных компонентах.

В качестве небольшого бонуса я немного опишу методику поиска неисправности и ремонта конкретно этого БП и принципов поиска неисправности для основной массы поломок остальных.

Поломали, ремонтируемВообще, буквально недавно меня в личке спрашивали о алгоритме поиска неисправности, на что я ответил —

Может даже имеет смысл написать такую статью, правда пока не знаю к чему ее привязать, разве что спалить БП который пришлют на обзор :))))Как в воду глядел :)

В данном случае поломка оказалась не очень сложной, да и вообще я выше писал, что данный тип БП очень ремонтопригоден.

Здесь даже предохранитель остался цел :)

Для начала я должен предупредить, что при ремонте импульсного БП приходится работать с цепями имеющими высокое напряжение и имеющими непосредственную связь с сетью 220 Вольт. По правилам техники безопасности блок питания должен при этом питаться через развязывающий трансформатор, чтобы обеспечить гальваническую развязку с сетью 220 Вольт.

Первым делом при поиске неисправности производят общий осмотр, это очень важный этап, иногда позволяющий локализовать место поломки.

Также немаловажно знать, после чего вышел из строя БП.

1. Новый БП, чаще при работе или КЗ в нагрузке — силовые цепи.

2. Старый БП, если перед поломкой были проблемы с запуском. Либо перед поломкой его отключили от сети (для БП работающих постоянно) — конденсаторы выходного фильтра. Такая поломка чаще всего «тянет» за собой и высоковольтную часть, в низковольтной части чаще всего все остается исправным.

3. Старый БП, но предохранитель цел и даже есть попытки запуска — чаще всего виновата потеря емкости конденсатора фильтра питания ШИМ контроллера, обычно встречается на БП небольшой мощности собранных по обратноходовой схеме.

Дальше немного по компонентам.

Предохранитель цел — значит скорее всего цел и диодный мост, но на маломощных Бп роль предохранителя может сыграть обмотка входного дросселя.

Предохранитель сгорел — скорее всего дело плохо, но есть варианты

1. Если на входе БП есть защитный варистор и подали больше 300 Вольт, то чаще все решается заменой варистора и предохранителя.

2. Варистора нет, либо он цел. Вот тут скорее всего дело худо, проверяем — диодный мост и высоковольтный транзистор (или транзисторы если их два).

Чаще всего диодный мост выходит из строя только при сгорании высоковольтных транзисторов, сам по себе выходит из строя очень редко.

Следующий этап, проверяем высоковольтный транзистор, лучше его выпаять, так как если вышел из строя диодный мост, то это может давать ложное КЗ.

Если транзистор имеет КЗ хотя бы между двумя выводами из трех, то он умер. Если транзисторов два, то с вероятностью 99% умер и второй, менять лучше парой.

В моем случае так вышло. что транзисторы имели пробой между коллектором и базой, потому предохранитель остался цел так как не было КЗ по цепи высоковольтного питания. Это довольно редкий случай, чаще имеем КЗ между всеми тремя выводами.

Если транзистор сгорел, то проверяем резистор подключенный к выводу базы, так как чаще всего сгорает и он. Вывод эмиттера также может быть подключен к токоизмерительному резистору, обычно мощный и стоит рядом, проверяем и его.

В моем случае я имел два сгоревших транзистора и два резистора.

Следующий этап, подбор замены.

Если есть родные либо их можно купить, то отлично, если нет, то ищем замену.

При поиске замены сначала определяем что за транзисторы стояли, и ищем документацию на них. после этого ищем варианты, которые есть в наличии/продаже и сравниваем их характеристики.

У транзисторов, которые стояли в импульсном блоке питания обращаем внимание на следующие ключевые характеристики. Вообще влияет еще коэффициент передачи по току и граничная частота. Первый параметр лучше иметь похожий на тот что был в сгоревшем, второй если будет больше, то лучше. У полевых транзисторов надо смотреть на емкость затвора (Input Capacitance), чем меньше, тем лучше.

В моем случае транзисторы биполярные, потому и демонстрировать буду на их примере.

Я привел три варианта, родной — подходящий вариант — неподходящий вариант.

Хотя в неподходящем варианте критичны последние два параметра.

В моем случае родных не было, но были транзисторы с «доноров».

Резисторы подобрать проще, если нет подходящего номинала, то можно соединить несколько штук параллельно или последовательно. Но у меня были подходящие резисторы.

Резисторы сгорели очень аккуратно, сразу даже и не заметишь маленькую трещину в покрытии. Не было ни дыма и особого шума, разве что маленькая вспышка.

Перед заменой транзисторов желательно сначала проверить остальные компоненты рядом с ними иначе замененные компоненты ожидает судьба предыдущих.

Конкретно по этой схеме. Диоды параллельно коллектору и эмиттеру не сгорают никогда (по крайней мере я такого не видел), диоды в базе иногда сгорают, но в данном случае стоят довольно мощные диоды (чаще ставят мелкие 4148) и они остались целы. Конденсатор также выжил, выходят из строя здесь они редко, резистор межу коллектором и базой также можно не проверять, но стоит проверить резистор между базой и эмиттером.

Трансформатор — довольно надежный компонент и чем мощнее, тем надежнее, но у меня бывали случае межвиткового КЗ у мелких трансформаторов, причем обычным мультиметром это определить сложно или вообще невозможно.

После замены деталей неплохо проверить ШИМ контроллер. Первым у этих микросхем страдает внутренний стабилизатор напряжения 5 Вольт. Для проверки подаем питание 10-20 Вольт на микросхему (я подключился к конденсатору фильтра питания микросхемы) и измеряем напряжение между минусом питания и 14 выводом.

220 Вольт пока не подаем.

На фото питание в норме.

Если интересно, то можем подключиться к задающему генератору и посмотреть на красивую «пилу» :)

Ее наличие означает, что задающий генератор микросхемы работает.

После этого можно проконтролировать прохождение управляющих импульсов к силовым транзисторам.

Кстати. Если БП работал долго, то из-за высыхания емкости конденсатора фильтра питания микросхемы (или высыхания конденсатора в Бп дежурного режима АТХ БП), она могла выйти из строя.

Иногда выход из строя выходных транзисторов тянет за собой и два управляющих транзистора, на схеме это Q2, Q3. Кроме них обычно ничего из строя не выходит.

Данный БП не даст управляющие импульсы на мощные транзисторы пока не «обойти» защиту от пониженного напряжения на выходе, я это сделал закоротив эмиттер и коллектор транзистора Q5.

Если все в порядке, то между эмиттером и базой будет примерно такая картинка:

Все, на этом основная часть ремонта закончена.

Промываем плату от остатков флюса, я всегда рекомендую это делать, как минимум из-за культуры ремонта.

С лицевой стороны платы ремонт «выдают» только отечественные резисторы.

Заодно я немного приподнял транзисторы, чтобы они лучше прижимались.

Для проверки я всегда включаю БП через лампу накаливания. Это позволяет сократить количество походов в магазин за деталями :)

Лампу я использую мощностью 150 Ватт, она включается последовательно с сетью и при нормальной работе должна только моргнуть немного при включении.

В штатном режиме на холостом ходу она даже не накаляется, менее мощная лампа может немного накаляться, но на грани различимости, это также нормально.

Включаем, проверяем, все работает :)

Некоторые дополнения.

Если вы заметили, что ваш блок питания требует «прогрева» перед включением и это время постепенно увеличивается, то следует проверить конденсаторы БП, так как если затянуть с этим, то все может закончиться выходом из строя высоковольтного транзистора и часто микросхемы ШИМ контроллера.

Выходной диод БП выходит из строя редко, но лучше его проверить, обычно это можно сделать даже не выпаивая его из платы.

С переходом на импульсные блоки питания самая частая поломка — выход из строя электролитических конденсаторов, причем иногда емкость он может иметь нормальную, но внутреннее сопротивление сильно увеличивается.

Для общего развития я добавил для скачивания неплохую книгу по импульсным блокам питания.

Резюме.

Плюсы

Блок питания выдал заявленную мощность

Тепловой режим работы в норме

Небольшой уровень пульсаций

Наличие нормального фильтра по входу 220 Вольт

Отличная стабильность выходного напряжения

Хорошая ремонтопригодность

Минусы

Проблемы с надежностью при перегрузке или коротком замыкании

Конденсаторы входного фильтра имеют заниженную емкость

Нет заявленного автоматического управления вентилятором.

Низкое качество выходных конденсаторов

Мое мнение. Меня очень расстроило то, что блок питания вышел из строя, хотя это и произошло при мощности выше заявленной, но это говорит об отсутствии либо некорректной работе защиты от перегрузки. Но в то же время обрадовал температурный режим блока питания, даже при максимальной мощности никакие компоненты не перегревались, хотя выходящий воздух имел легкий запах нагретых компонентов, но это частая особенность новых блоков питания.

Но даже при том, что я спалил этот блок питания, могу сказать, что он имеет неплохой потенциал и если его не перегружать, то будет работать. В основном это связано с отработанностью данной схемотехники, здесь тяжело что то накосячить, хотя проблемы с надежностью вылезли :(

В будущем я думаю его немного доработать и надеюсь что в ближайшем времени вы увидите его (хотя скорее их) в одном из моих новых устройств, на которое я потихоньку готовлю обзор, там же будет и описание доработки.

Вполне возможно что в обзоре присутствует некоторое количество ошибок, если заметили, пишите, исправлю или дополню при необходимости.

Вся информация о ремонте основана на личном опыте. Вообще разнообразие причин поломок и методов определения неисправности гораздо больше, чем я описал, но боюсь что все описать очень тяжело и будет ну совсем большая статья.

Надеюсь что хотя бы часть читателей найдет ответы на свои вопросы, которые они мне задавали.

Магазин дал скидку на блок питания, исходная цена была 30.2 доллара, в течении недели будет действовать цена 26.99.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.su

Двух-канальный мощный лабораторный блок питания. - Блоки питания - Источники питания

 

Владимир Глуша

Необходимость в лабораторном источнике питания с возможностью регулировки выходного напряжения и порога срабатывания защиты по току потребления нагрузкой возникла давно.Проработав кучу материала на просторах интернета и набив шишки на собственном опыте, я остановился на этой разработке.Этот блок питания хорош для повторения, но его выходное напряжение зависило от напряжения питания операционного усилителя TL081, и если оно было +31В, то на выходе этого БП максимальное напряжение не было больше.Расчётное выходное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора этого БП было 24В, постоянка на входе стабилизатора (после моста) +31В. При повышении нагрузки на выходе до расчетной (для меня - 5А), выходное напряжение БП падало, и в следствии того, питание ОУ соответственно гуляло, т.е. прослеживалось как вариант - не стабильность выходного напряжения при граничных токах (не очень приятно случилось, когда гонял усилок на TDA7293, и при max мощности чуть в разнос не пошел...).Для устранения этого недостатка, в ниже описываемой конструкции своего БП, я повысил напряжение на входе стабилизатора до +45В и соответственно, чтобы не вышли из строя ОУ, (граничное питание у TL081 - 36 вольт), поставил параметрический стабилизатор на цепи питания ОУ.

Диапазон регулирования напряжения в своём блоке питания оставил 0-30 Вольт, ток отдаваемый в нагрузку определяется в основном примененным трансформатором, в моём варианте я спокойно снимаю с него более 5-ти Ампер. Для каждого канала блока питания на трансформаторе имеется своя обмотка.

Есть регулировка порога срабатывания защиты по току потребляемого нагрузкой, а также защита от короткого замыкания в нагрузке. Индикация выполнена на ЖК дисплее LSD8x2, LSD16x1 или на LSD16х2.Кстати об индикации;В вышеупомянутом блоке питания, индикация тока и напряжения, так же была выполнена на ЖК-дисплее, но на одном индикаторе, и автору пришлось мудрить с подключением такого индикатора к двух-полярному БП.Я пошёл другим путём и поставил на каждый канал свой собственный индикатор тока и напряжения. В итоге получил два полностью независимых блока питания (канала), которые можно включать и параллельно и последовательно (двух-полярное или удвоенное), где ток нагрузки каждого канала до 5А.

Для упрощения намотки силового трансформатора, я в схему БП добавил стабилизатор для питания вольтамперметра, и теперь каждый канал стабилизатора БП и вольтамперметра питается от одной обмотки.Схему и описание вольтамперметра приводить здесь (дублировать) не вижу смысла, я их взял отсюда, а ещё можно посмотреть и здесь.

И так привожу схему блока питания одного канала, второй абсолютно идентичен.

highslide.js

Вся схема одного канала блока питания собрана на печатной плате. размером 125х65 мм.

highslide.js

highslide.js

Выходные транзисторы и диодный мост установлены отдельно, для каждого канала на своём радиаторе.

highslide.js

Изначально в качестве выходных транзисторов использовал три штуки КТ819Г в пластмассовом корпусе(ТО220) и 10-ти амперный диодный мост на канал.Диодный мост устанавливался на плату блока питания и имел свой отдельный радиатор.

highslide.js

Потом в процессе эксплуатации блока питания в тяжёлых условиях, выходные транзисторы не выдержали издевательств и "полетели" от перегрева. Так же и диодный мост на 10 ампер не очень хорошо себя вёл.Поэтому в качестве выходных транзисторов поставил силовые TIP35C (две штуки в параллель, корпус ТО-247), ставил так же и TIP142 (аналог - кт827), тоже нормально себя ведут.

highslide.js

Ну соответственно поменял и диодный мост (на 24 А) и поставил его так же на общий радиатор.При испытаниях у меня максимальный ток нагрузки был 8 ампер, ну и выходные транзисторы грелись как утюги. В связи с этим пришлось ограничить максимальный ток нагрузки до 5-ти ампер, поставить вентиляторы на каждый радиатор, так же ещё поставил термозащиту от перегрева.

highslide.js

После года эксплуатации, усовершенствованного таким образом блока питания, и в качестве лабораторного БП, и в качестве зарядного, и при параллельной и последовательной работе его каналов, никаких нареканий к нему нет.

highslide.js

Вся схема блока питания, как я уже говорил выше, собрана на печатной плате, размером 125х65 мм.Схема соединений платы с регуляторами, силовым трансформатором, выходными транзисторами и др. соединениями, показана на рисунке ниже.

highslide.js

Общая компоновка всех блоков внутри корпуса.

highslide.js

highslide.js

highslide.js

Силовой трансформатор применённый в блоке питания с расчётной мощностью около 350 Вт. Первичная обмотка намотана проводом, диаметром 0,7-0,8 мм, и две вторичных обмотки - проводом 1,2-1,5 мм. с выходным напряжением 32-33 вольта.Моточные данные трансформатора не привожу, так как мотал давно, да и они мало, что дадут. На практике каждый радиолюбитель ставит себе такой транс, который найдёт, или сумеет достать, лишь бы мощность транса была не меньше необходимой.

Теперь краткое пояснение по куску схемы внесённых изменений и дополнений оригинала.

highslide.js

На транзисторах VT1, VT2, и операционном усилителе DA1, собрана схема защиты от перегрева.Терморезистор R2 - датчик перегрева. Он устанавливается на радиатор выходных транзисторов. Светодиод - индикатор перегрева.Выход операционника, через буферный транзистор VT3 управляет реле К1, которое контактом К1.1 при перегреве, замыкает средний вывод резистора регулировки напряжения на общий провод, уменьшая тем самым выходное напряжение блока питания до нуля.На транзисторе VT4 собран стабилизатор на 12 вольт, для питания вольтамперметра своего канала.

Следующая схема термозащиты рассчитана на питание от пятивольтового источника. В ней использован вентилятор на рабочее напряжение 5вольт.Её добавил наш пользователь сайта Юрий (Yura_rus). Может кому и пригодится, если имеются 5-ти вольтовые вентиляторы.

highslide.js

Ниже в прикреплении (в архиве) собраны все необходимые файлы и материалы для сборки данного блока питания.Если по сборке и наладке этого БП у кого-то возникнут какие либо вопросы и непонятки, то задавайте их здесь в аналогичной теме. По возможности постараюсь ответить и помочь разобраться со всеми трудностями, возникшими в процессе сборки этого БП.

Удачи всем и всего наилучшего!

Архив "Двух-канальный мощный лабораторный блок питания"."

 

vprl.ru


Каталог товаров
    .