Анатолий Беляев (aka Mr.ALB). Персональный сайт
Да пребудут с вами Силы СВЕТА!
Лабораторный блок питания на 24 В
Возникла необходимость иметь лабораторный блок питания (ЛБП) с максимальным напряжением +24 В и возможностью его регулировки. Ниже на странице разработка и изготовление такого блока.
Описание схемы
Создать лабораторный блок питания ныне не представляет особого труда, благодаря тому, что сейчас в продаже имеется очень большое количество разнообразных блоков питания типов: AC-DC и DC-DC. Поэтому схема моего ЛБП разработана на основе таких покупных блоков.
Основа – импульсный блок питания AC-DC (DA1), из ~95...265 В в +24 В и током до 6A, выходная мощность 100 Вт. Размеры такого блока 55 х 105 х 30 мм.
Напряжение +24 В с выхода блока AC-DC поступает на три блока DC-DC (DA3...DA5)step-down XL4015 с выходным током до 5A. Входное напряжение с 4...38 В на 1,25-36 В. Замечу, что два блока имеют регулировку только по напряжению. Эти блоки используются для получения на выходе фиксированных напряжений равных +5 В и +9 В. Включаются эти блоки своими выключателями. Если в них нет необходимости, то их можно выключить. Блок на +5 В имеет два выходных разъёма, один из них – розетка USB (X7), для проверки устройств имеющих вилку USB.
Один блок DC-DC step-down XL4015 (DA3) имеет регулировку по напряжению и току. Он подключен непосредственно к +24 В блока AC-DC (DA1). Выходное регулируемое напряжение с этого блока подаётся на два типа разъёмов (X2...X4). Подстроечные резисторы выпаяны и к контактам на плате подключены переменные резисторы, выведенные на переднюю панель.
На передней панели установлен измеритель напряжения и тока (HL1), который подключен на выходе регулируемого блока DC-DC (DA3).
К выходу блока AC-DC ещё подключен стабилизатор (DA2) на 9...12 В, который запитывает вентилятор охлаждения. Стабилизатор сделан на основе микросхемы LM317T.
Схема ЛБП
Схема представлена на Pic 1.
У моего измерителя напряжения и тока HL1 провода:
| VCC | – красный, тонкий |
| GND | – чёрный, тонкий |
| U | – красный, толстый |
| GND-in | – чёрный, толстый |
| GND-out | – синий, толстый |
Конструкция ЛБП
По конструкции блок питания представляет собой переднюю панель, с установленными на ней органами управления, индикации и выходными разъёмами. К ней с обратной стороны крепится некое подобие шасси, на котором закреплены все блоки и промежуточные, распределительные разъёмы.
Ниже показана реализация данного устройства. Для просмотра фоток в лучшем разрешении – кликните по ним.
Как обычно, когда идея созрела, покупается или собирается необходимая компонентная база. После чего проверяется работоспособность идеи через макетирование. Ниже на фото как раз такой этап разработки.
Когда проверена работоспособность схемы, то идёт разработка передней панели и общей конструкции. На мой взгляд в данном случае подходит конструкция на шасси. Можно установить все компоненты схемы в одно целое. Это позволяет легко регулировать, модернизировать или ремонтировать такое устройство.
Корпус, передняя панель, шасси – всё склеено из пластика ABS толщиной 2,5 мм.
Вначале у меня не было подходящих многооборотных переменных резисторов на 10 кОм, поэтому поставил то, что было. Потом докупил необходимые резисторы и на завершающих фото их уже можно увидеть. Тут же на регулировке тока стоит пока обычный плёночный переменный резистор.
После того, как были собраны передняя панель и шасси с блоками и компонентами, перешёл к изготовлению крышек корпуса. Их две – нижняя и верхняя, которые крепятся к шасси и передней панели.
Так как сверху блока установлен вентилятор, то в нижней крышке, с боков, и в дне, сделаны выходные вентиляционные отверстия, чтобы дать возможность выходить воздуху. Хоть на микросхемах преобразователей и стоят радиаторы, решил сделать принудительное охлаждение. Хуже не будет. Вентилятор использовал от компьютера, какой-то старый. Почистил, смазал и запитал немного пониженным напряжением питания, чтобы шуму меньше было, при достаточном обдуве.
Вентиляционные решётки склеиваются из отдельных кусочков пластика. Немного трудоёмко, но смотрится эффектно, как-будто фрезерованные.
Подобным образом сделаны все вентиляционные решётки. Практика показывает, что вентиляция хорошая.
После того, как закреплены все блоки, то сверху на стойке крепится вентилятор охлаждения. Все части конструкции соединяются саморезами, чтобы можно было легко разобрать, при необходимости, и чтобы иметь доспуп к любому компоненту.
Прежде чем стал в материале реализовывать саму конструкцию, пришлось при разработке сделать три варианта передней панели. Делается всё на картоне, как шаблон. Ищется оптимальный вариант под себя, под идею. Затем уже с картонного шаблона переносится на пластик и изготавливается окончательный вариант.
Блок AC-DC установил вертикально под вентилятором для хорошего обдува радиаторов и для обезпечения компактности всего устройства одновременно.
Ниже на фото видно как крепится нижняя крышка к шасси двумя саморезами, и ещё два самореза к передней панели через боковые стенки нижней крышки. Вентиляционные отверстия на дне и в боках. Ножки сделал достаточно высокими, для лучшей циркуляции воздуха под днищем блока питания.
Проверка работоспособности после полной сборки. Включаем сетевой выключатель.
Далее независимо включаются выходные напряжения на +5 В, и +9 В. Так как делал этот блок питания аналогичный предыдущей разработке, то фиксируемые напряжения такие. Мне так удобно. Наиболее часто используемые мною. Предыдущий ЛБП, который создавался ещё в прошлом веке, имел регулируемое напряжение только до +15 В при выходном токе в 1 А. Так выдавал используемый трансформатор. Этого нынче недостаточно. Требуется напряжение не менее +24 В на выходе, и ток не менее 3 А.
В пропорциях корпуса и передней панели придерживаюсь правилу Золотого сечения
(0.618). Претворим науку в практику 
.
Сверху большая вентиляционная решётка, для хорошего забора воздуха. При включенном ЛБП, на платах преобразователей светятся индикаторные светодиоды.
После того, как всё окончательно собрано и проверено, то печатаются этикетки и клеятся на переднюю панель. Получается законченный вид. Удобно и приятно пользоваться.
Тут момент, когда пришла посылка из Китая с многооборотными резисторами на 10 кОм. Поставил их вместо предыдущих. Попутно подключил нагрузку из проволочного 10 Вт резистора и проверил как регулируются напряжение и ток на выходе преобразователя. Всё в норме.
Ниже на фото вид на эти многооборотные резисторы. Синие такие . Нижняя крышка по высоте соотносится с верхней в пропорции 0.382 (1 - 0.618). Что очень удобно, хороший доступ.
Ниже ряд фото окончательного варианта в сборе.
Размеры, получившегося ЛБП, 90 х 120 х 144 мм (без учёта выступающих ручек регулировки и ножек). Вес вместе со шнуром питания составляет всего 692 г – благодаря импульсным технологиям преобразователей.
Такой получился лабораторный блок питания. Надеюсь он меня порадует в моих исследованиях.
2019-05-17
|
Страница 7 |
 |
1513512 