С тех пор как возобновил свою радиолюбительскую деятельность, меня часто посещала мысль о качественном и универсальном . Имевшийся в наличии и произведенный лет 20 назад блок питания имел лишь два напряжения на выходе - 9 и 12 вольт при токе порядка одного Ампера. Остальные необходимые в практике напряжения приходилось «выкручивать» добавляя разные стабилизаторы напряжения, а для получения напряжений выше 12 Вольт - использовать трансформатор и разные преобразователи.
Такая ситуация порядком надоела и стал присматривать схему лабораторника в интернете для повторения. Как оказалось многие из них это одна и та же схема на операционных усилителях, но в разных вариациях. При этом на форумах обсуждения этих схем на тему их работоспособности и параметров напоминали тему диссертаций. Повторять и тратиться на сомнительные схемы не хотелось, и во время очередного похода на Алиэкспресс вдруг набрел на набор конструктора линейного блока питания с вполне приличными параметрами: регулируемым напряжением от 0 до 30 Вольт и током до 3 Ампер. Цена в 7,5 $, делала процесс самостоятельной покупки компонентов, разработки и травлением платы просто бессмысленным. В итоге, получил по почте вот такой набор:
Не взирая на цену набора, качество изготовления платы могу назвать отменным. В комплекте даже оказалось два лишних конденсатора на 0,1 мкф. Бонус - пригодятся)). Все что нужно сделать самому - это «включив режим внимания», расставить компоненты по своим местам и спаять. Китайские товарищи позаботились о том, чтобы перепутать, что либо смог только человек, впервые узнавший о батарейке и лампочке - на плату нанесена шелкография с номиналами компонентов. В финале получается вот такая плата:
Характеристики лабораторного блока питания
- входное напряжение: 24 В переменного тока;
- выходное напряжение: от 0 до 30 В (регулируемое);
- выходной ток: 2 мА - 3 А (регулируемый);
- пульсации выходного напряжения: менее 0.01%
- размер платы 84 х 85 мм;
- защита от короткого замыкания;
- защита по превышению установленной величины тока.
- О превышении установленного тока сигнализирует светодиод.
Для получения полноценного блока следует добавить лишь три компонента - трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 24 вольта при 220 вольтах на входе (важный момент, о котором подробно ниже) и током 3,5-4 А, радиатор для выходного транзистора и кулер на 24 Вольта для охлаждения радиатора при большом токе нагрузки. Кстати, в интернете нашлась и схема данного блока питания:
Из основных узлов схемы можно выделить:
- диодный мост и фильтрующий конденсатор;
- регулирующий узел на транзисторах VT1 и VT2;
- узел защиты на транзисторе VT3 отключает выход, пока питание операционных усилителей не будет нормальным
- стабилизатор питания вентилятора на микросхеме 7824;
- на элементах R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5 построен узел формирования отрицательного полюса питания операционных усилителей. Наличие этого узла обуславливает питание всей схемы именно переменным током от трансформатора;
- выходные конденсатор С9 и защитный диод VD9.
Отдельно нужно остановиться на некоторых компонентах примененных в схеме:
- выпрямительные диоды 1N5408, выбраны впритык - максимальный выпрямленный ток 3 Ампера. И хоть диоды в мосте работают попеременно, все же не будет лишним заменить их более мощными, например диодами Шотки на 5 А;
- стабилизатор питания вентилятора на микросхеме 7824 выбран на мой взгляд не совсем удачно - под рукой у многих радиолюбителей наверняка найдутся вентиляторы на 12 вольт от компьютеров, а вот куллеры на 24 В встречаются гораздо реже. Покупать такой не стал, решив заменить 7824 на 7812, но в процессе испытаний БП отказался от этой идеи. Дело в том, что при входном переменном напряжении в 24 В, после диодного моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 Вольта. Микросхема 7824 прекрасно справится с задачей рассеивания лишних 9, 84 Вольта, а вот 7812 приходится тяжко, рассеивая в тепло 21,84 Вольта.
Кроме того, входное напряжение для микросхем 7805-7818 регламентировано производителем на уровне 35 Вольт, для 7824 на уровне 40 Вольт. Таким образом, в случае простой замены 7824 на 7812, последняя будет работать на грани. Вот ссылка на даташит .
Учитывая вышеприведенное, имевшийся в наличии кулер на 12 Вольт подключил через стабилизатор 7812, запитав ее от выхода штатного стабилизатора 7824. Таким образом, схема питания кулера получилась хоть и двухступенчатой, но надежной.
Операционные усилители TL081, согласно даташита требуют двуполярное питание +/- 18 Вольт - в целом 36 Вольт и это максимальное значение. Рекомендуемое +/- 15.
И вот тут начинается самое интересное относительно переменного входного напряжения величиной 24 Вольта! Если взять трансформатор, который при 220 В на входе, выдает 24 В на выходе, то опять же после моста и фильтрующего конденсатора получаем 24*1,41=33,84 В.
Таким образом, до достижения критической величины остается всего 2,16 Вольта. При увеличении напряжения в сети до 230 Вольт (а такое бывает в нашей сети), с фильтрующего конденсатора снимем уже 39,4 Вольта постоянного напряжения, что приведет к гибели операционных усилителей.
Выхода тут два: либо заменить операционные усилители другими, с более высоким допустимым напряжением питания, либо уменьшить количество витков во вторичной обмотке трансформатора. Я пошел по второму пути, подобрав количество витков во вторичной обмотке на уровне 22-23 Вольта при 220 В на входе. На выходе БП получил 27,7 Вольта, что меня вполне устроило.
В качестве радиатора для транзистора D1047 нашел в закромах радиатор процессора. На нем же закрепил стабилизатор напряжения 7812. Дополнительно установил плату контроля оборотов вращения вентилятора. Ею со мной поделился донорский компьютерный блок питания ПК. Терморезистор закрепил между ребер радиатора.
При токе в нагрузке до 2,5 А вентилятор вращается на средних оборотах, при повышении тока до 3 А в течении длительного времени вентилятор включается на полую мощность и снижает температуру радиатора.
Индикатор цифровой для блока
Для визуализации показаний напряжения и тока в нагрузке применил вольтамперметр DSN-VC288, который обладает следующими характеристиками:
- диапазон измерений: 0-100 В 0-10A;
- рабочий ток: 20mA;
- точность измерения: 1%;
- дисплей: 0.28 " (Два цвета: синий (напряжение), красный (сила тока);
- минимальный шаг измерения напряжения: 0,1 В;
- минимальный шаг измерения силы тока: 0,01 A;
- рабочая температура: от -15 до 70 °С;
- размер: 47 х 28 х 16 мм;
- рабочее напряжение, необходимое для работы электроники ампервольтметра: 4,5 - 30 В.
Учитывая диапазон рабочего напряжения существует два способа подключения:
- Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне от 4,5 до 30 Вольт , то тогда схема подключения выглядит так:
- Если источник измеряемого напряжения работает в диапазоне 0-4,5 В или выше 30 Вольт , то до 4,5 Вольт ампервольтметр не запустится, а при напряжении более 30 Вольт он просто выйдет из строя, во избежание чего следует воспользоваться следующей схемой:
В случае с данным блоком питания, напряжение для питания ампервольтметра есть из чего выбрать. В блоке питания есть два стабилизатора - 7824 и 7812. До 7824 длина провода получалась короче, поэтому запитал прибор от него, подпаяв провод к выходу микросхемы.
О проводах из комплекта
- провода трехконтактного разъема тонкие и выполнены проводом 26AWG - толще тут и не нужно. Цветная изоляция интуитивно понятна - красный это питание электроники модуля, черный это масса, желтый — измерительный провод;
- провода двухконтрактного разъема - это провода токоизмерительные и выполнены толстым проводом 18AWG.
При подключении и сравнении показаний с показаниями мультиметра, расхождения составили 0,2 Вольта. Производитель предусмотрел подстроечные сопротивления на плате для калибровки показаний напряжения и тока, что является большим плюсом. В некоторых экземплярах наблюдается отличные от нуля показания амперметра без нагрузки. Оказалось, что решить проблему можно сбросом показаний амперметра, как показано ниже:
Картинка из интернета, потому прошу простить за грамматические ошибки в надписях. В общем со схемотехникой закончили -
Блок питания 1-30V на LM317 + 3 х TIP41C
или 3 х 2SC5200.
В статье рассмотрена схема простого регулируемого источника питания, реализованная на микросхеме-стабилизаторе LM317, которая управляет мощными, включенными в параллель тремя транзисторами структуры NPN. Пределы регулировки выходного напряжения 1,2...30 Вольт с током нагрузки до 10 Ампер. В качестве мощных выходников применены транзисторы TIP41C в корпусе TO220, ток коллектора у них 6 Ампер, рассеиваемая мощность 65 Ватт. Принципиальная схема блока питания показана ниже:
В качестве выходников так же можно применить TIP132C, корпус TO220, ток коллектора у этих транзисторов 8 Ампер, рассеиваемая мощность 70 Ватт согласно datasheet.
Расположение выводов у транзисторов TIP132C, TIP41C следующее:
Расположение выводов у регулируемого стабилизатора LM317:
Транзисторы в корпусе TO220 впаиваются непосредственно в печатную плату и крепятся к одному общему радиатору с применением слюды, термопасты и изолирующих втулок. Но можно и применить транзисторы в корпусе TO-3, из импортных подойдут, например, 2N3055, ток коллектора которых до 15 Ампер, рассеиваемая мощность 115 Ватт, или транзисторы отечественного производства КТ819ГМ, они 15 Амперные с рассеиваемой мощностью 100 Ватт. В этом случае выводы транзисторов соединяются с платой проводами.
Как вариант, можно рассмотреть применение импортных 15-ти амперных транзисторов TOSHIBA 2SC5200 с рассеиваемой мощностью 150 Ватт. Именно этот транзистор я использовал при переделке KIT-набора блока питания, купленного на Алиэкспресс.
На принципиальной схеме клеммы PAD1 и PAD2 предназначены для подключения амперметра, на клеммы X1-1 (+) и X1-2 (-) подается входное напряжение с выпрямителя (диодного моста), X2-1 (-) и X2-2 (+) это выходные клеммы блока питания, к клеммнику JP1 подключается вольтметр.
Первый вариант печатной платы рассчитан на установку силовых транзисторов в корпусе TO220, вид LAY6 формата следующий:
Фото-вид платы LAY6 формата:
Второй вариант печатной платы под установку транзисторов типа 2SC5200, вид LAY6 формата ниже:
Фото-вид второго варианта печатной платы блока питания:
Третий вариант печатной платы такой же, но без диодной сборки, найдете в архиве с остальными материалами.
Список элементов схемы регулируемого блока питания на LM317:
Резисторы:
R1 – потенциометр 5K – 1 шт.
R2 – 240R 0,25W – 1 шт.
R3, R4, R5 – керамические резисторы 5W 0R1 – 3 шт.
R6 – 2K2 0,25W – 1 шт.
Конденсаторы:
С1, С2 – 4700...6800mF/50V – 2 шт.
С3 – 1000...2200mF/50V – 1 шт.
С4 – 150...220mF/50V – 1 шт.
С5, С6, С7 – 0,1mF = 100n – 3 шт.
Диоды:
D1 – 1N5400 – 1 шт.
D1 – 1N4004 – 1 шт.
LED1 – светодиод – 1 шт.
Диодная сборка – у меня не было в наличии сборок на чуть меньший ток, поэтому плата нарисована под использование KBPC5010 (50 Ампер) – 1 шт.
Транзисторы, микросхемы:
IC1 – LM317MB – 1 шт.
Q1, Q2, Q3 – TIP132C, TIP41C, КТ819ГМ, 2N3055, 2SC5200 – 3 шт.
Остальное:
Разъемы 2 Pin с болтовым зажимом (вход, выход, амперметр) – 3 шт.
Разъем 2 Pin 2,54mm (светодиод, регулирующий переменник) – 2 шт.
В принципе разъемы можно и не ставить.
Внушительный радиатор для выходников – 1 шт.
Трансформатор, вторичка на 22...24 Вольта переменки, способная дежать ток порядка 10...12 Ампер.
Размер файла архива с материалами по блоку питания на LM317 10A – 0,6 Mb.
Приведена принципиальная схема простого в изготовлении стабилизированного и мощного блока питания с регулируемым выходным напряжением от 5В до 35В и током нагрузки 5А, 10А, 20А, 30А, 40А и более (в зависимости от количества микросхем).
Источник питания может обеспечить токи до 5А (одна микросхема), 10А(две микросхемы), 20А(4шт), 30А(6шт), 40А(8шт) и т.д. Напряжение можно регулировать, например можно выставить часто используемые напряжения 5В, 12В, 24В, 28В, 30В и другие.
Принципиальная схема
В основе блока питания лежат мощные интегральные стабилизаторы LM338, каждый из которых может обеспечить выходной ток до 5А при напряжении от 1,2 до 35В (данные из даташита).
Рис. 1. Принципиальная схема мощного блока питания на напряжение 5В-30В и ток 5А, 10А, 20А, 30А и более.
Вторичная обмотка силового трансформатора должна выдавать переменное напряжение со значением не менее 18-25В. Мощность трансформатора желательно выбрать с запасом, в зависимости от требуемого напряжения и тока на выходе будущего блока питания.
Детали
Транзистор BD140 нужно установить на небольшой радиатор. Все интегральные стабилизаторы LM338 должны быть установлены на отдельные радиаторы достаточной площади для надежного отвода тепла.
Рис. 2. Внешний вид мощных интегральных стабилизаторов LM338.
Рис. 3. Цоколевка (расположение выводов) у микросхем LM338.
Все мощные микросхемы можно установить на один общий радиатор через слюдяные прокладки, поскольку корпуса микросхем не должны соединяться вместе.
Ток выдаваемый на выходе блока питания может быть увеличен или уменьшен соответственно добавлением или уменьшением количества применяемых пар "стабилизатор LM338 + резистор Rx".
К радиатору можно применить активное охлаждение - установить небольшой вентилятор от компьютера, подав для него питание через стабилизатор на 5-12В (7805, 7812), это позволит уменьшить размеры радиатора и увеличить эффективность теплоотвода.
Диодный мост можно применить готовый на нужный ток, также его можно собрать из четырех отдельных мощных диодов (D1-D4). Эти диоды должны быть рассчитаны на ток, который планируется получить на выходе стабилизатора.
Рис. 4. Цоколевка транзистора BD140 (P-N-P).
Например, диодный мост из четырех выпрямительных диодов Д242 обеспечит рабочие токи до 10А. Диоды или диодный мост желательно установить на отдельный небольшой радиатор.
В качестве резисторов R3, R4...Rx можно установить керамические цементные или использовать проволочные, поскольку на каждом таком резисторе будет рассеиваться примерно 4-7 Ватт мощности (в зависимости от общей нагрузки на стабилизатор).
Печатная плата
Разводку печатной платы в формате Sprint Layout 6 нам прислал Александр. На ней отсутствует конденсатор С4 - его припаиваем к выводам переменного резистора R1, который будет крепиться на корпусе устройства и послужит для регулировки напряжения.
Рис. 4. Печатная плата для схемы мощного блока питания на микросхемах LM338.
- PCB+High+power+regulater+0-30V+20A.jpg - печатная плата с зарубежного сайта, конденсатор 4700мкФ установлен на выходе стабилизатора.
- lm338-power-supply-layout-v1 - первый вариант печатной платы: на входе и выходе стабилизатора установлены конденсаторы 4700мкФ (C1 и C6), защитный диод (D6) отсутствует. Мощные резисторы по 0,3 Ом.
- lm338-power-supply-layout-v2 - конечный вариант печатной платы: на входе два конденсатора по 4700мкФ (C1), на выходе - 22мкФ (C6), установлен защитный диод D6. Мощные резисторы по 0,1 Ом.
Подготовлено для сайта сайт.
- PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН
- Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
- Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay !
Комментарии (68):
#1 Александр Январь 25 2017
Скажите, а есть ли печатка для этой схемы? Очень надо!
#2 Бкгкмот Январь 27 2017
мост из Д242 способен отдать 10 А, замените на что нибудь более серьёзное.ну типа KBPC5002 ,KBPC5010
#3 root Январь 28 2017
Александр, спасибо за присланную печатную плату! Разместили ее в публикации.
#4 Антон Март 19 2017
Бкгкмот, д242 с радиаторами 15 ампер выдают и больше
#5 Игорь Апрель 20 2017
Спасибо за схему и печатку. Все собрал, но к сожалению не регулируется напряжение и при нагрузке на выходе просаживается с 25В до 6В. Подскажите пожалуйста в чем может быть причина.
#6 root Апрель 20 2017
Игорь, сперва узнайте какой ток потребляет ваша нагрузка при необходимом значении напряжения, возможно что значение тока превышает возможности собранного стабилизатора напряжения.
Внимательно осмотрите монтаж, проверьте соответствие номиналов всех резисторов на плате, прозвоните тестером транзистор и диод, сверьте монтаж со схемой.
Также обратите внимание на резисторы Rx - они должны быть одинакового сопротивления. В схеме указаны 0.3 Ома, но можно попробовать установить по 0,1-0,2 Ома. Корпуса всех микросхем (и транзистора) не должны быть соединены вместе!
#7 Алексей Апрель 28 2017
Ребят, подскажите начинающему, пожалуйста. Все вроде реально собрать, но что за элемент 741? Тот, что в центре схемы. Спасибо!
#8 root Апрель 29 2017
Микросхема 741 (LM741) - это одноканальный операционный усилитель.
#9 Almas Май 04 2017
Добрый день! сделал. работает.
прошу подскажите пожалуиста, как в этой схеме сделать регулируемое ограничение по току.
#10 Владимир Май 13 2017
Добрый день! В печатной плате есть ошибка, полдня убил пока разобрался. Пятая нога операционного усилителя должна висеть в воздухе. На печатке она соединена с шестой и в таком виде не работает... После выкусывания этой пятой ноги все заработало на ура!
#11 root Май 15 2017
Здравствуйте, Владимир! Благодарим за замечание, внесли исправление в печатную плату.
#12 Александр Июль 06 2017
Подскажите микросхема LM78H24K как подключить правильно или она такая как у LM 388.
Корпус то же (то-3).
#13 Олег Июль 14 2017
а можно сделать так:
Если у трансформатора 3 напряжения (+25,0,-25)
К + первого стабилизатора, 0 к - первого стабилизатора и +второго, -25 к - второго стабилизатора, а выход - первого соединить с +второго и поставить сдвоенный резистор регулировки, то можно добиться того, чтобы на выходе было 0..50В 10А(между +первого и - второго)?
#14 Сергей Июль 14 2017
Добрый вечер. Собрал схему на операционном усилителе UA741 и трёх LM338, все компоненты перед монтажом проверил мультиметром все номиналы совпадают со схемой. Но регулировка напряжения не работает и при нагрузке в 2А просаживается напряжение с 34В до 30В. Подскажите пожалуйста в чём может быть причина, и можно ли отладить схему после монтажа.
#15 Алексей Сентябрь 09 2017
Привет, коллеги!
Собрал эту схему для питания от источника постоянного напряжения 28 В. Поэтому конденсаторы не применял. На выходе полное входное напряжение и не регулируется. Сильно греется резистор R5 100 Ом. В чем проблема? Какой мощности должен быть R5?
#16 root Сентябрь 09 2017
Алексей, возможно вышел из строя или был установлен неисправным один из компонентов: транзистор, диод VD5 или микросхема. Внимательно сверьте весь монтаж с принципиальной схемой, осмотрите нет ли лишних соединений и замыканий.
#17 Alex Октябрь 28 2017
Доброго времени суток всем какой мощности нужны резисторы в этой схеме (0.5 ват хватит)??
#18 root Октябрь 28 2017
Мощность резисторов для приведенной схемы:
- R1, R5, R6 - 0,5 Вт;
- R3, R4 .. Rx - минимум 5 Вт;
- R7, R8 - от 0,25 Вт и более.
#19 Юрий Октябрь 30 2017
Добрый день root. А можно ли собрать эту схему с трансформатором, на выходе которого 12 вольт? После диодной напряжение - 14,6 вольта. Мне нужно 12 вольт.
#20 root Октябрь 30 2017
Добрый день, Юрий. Напряжение на входе стабилизатора должно превышать напряжения на его выходе, у вас получается запас: 14.6-12 = 2,6В. При значительном токе нагрузки и не достаточно мощном трансформаторе напряжение на вторичной обмотке может опуститься ниже 12В.
Желательно поднять напряжение на вторичной обмотке - домотать к ней некоторое количество витков такого же провода чтобы получить хотя бы 14В, после выпрямителя и конденсаторов получится примерно 19В.
Также можно собрать схему стабилизатора на макетной панели и измерить насколько будет проседать напряжение на вторичной обмотке трансформатора при нужной нагрузке.
Для минимизации потерь, соединительные проводники линий питания и земли должны быть большого сечения!
#21 Андрей Январь 05 2018
Здраствуйте! Собрал схему,все детали по номиналу.Подскажите почему не регулируется напряжение на выходе?
#22 Александр Январь 06 2018
Здравствуйте! Я собрал выложенную Вами схему, но регулировки нет, проверил все связи и номиналы, всё соответствует схеме! Подскажите в чём проблема?
#23 root Январь 07 2018
Изготавливая печатную плату по технологии "лазерный принтер + утюг" нужно внимательно отнестись к распечатке трафарета в зеркальном отображении.
Если печатная плата изготовлена не верно, то запаять микросхему-ОУ с верным расположением ножек не получится, схема работать не будет. При верно изготовленной печатной плате ножка 2 операционного усилителя должна быть подключена к двум резисторам - R7 и R8 (по 4,7кОм).
Если схема не работает:
- Отключить от схемы выпрямитель, собранный на Т1, D1-D4, C1-С3. Проверить на исправность все диоды. Измерить напряжение на его выходе без нагрузки и с нагрузкой хотя-бы 1-2А, оно не должно сильно проседать, мощность трансформатора и диодов должны быть с достаточным запасом. Желательно чтобы значение напряжения на выходе достигало не более 35-37В;
- Прозвонить тестером на исправность VT1, D5 и все сопротивления;
- Проверить и при необходимости заменить ОУ;
- Проверить исправность конденсатора С4, попробовать его заменить.
Для проверки работоспособности ОУ можно собрать схему не сложного генератора:
Возможно попалась бракованная микросхема LM338. Для проверки можно собрать простую схему и проверить работает ли регулировка напряжения у каждой из микросхем-стабилизаторов:
Если вывод ADJ микросхемы подключить к минусу, то на выходе у нее должно быть напряжение примерно 1,2В.
Схема каскадного включения микросхем LM338 из даташита:
Она практически повторяет схему приведенную в этой публикации.
#24 Александр Январь 08 2018
Здравствуйте! Скажите, в классической схеме нет диода между 6й ногой мс и базой, может ли это влиять на управление?
#25 Евгений Февраль 16 2018
Здравствуйте! Скажите пожалуйста по ограничению по току, случайно нельзя Rx,R3,R4 объеденить в один переменный мощный проволочный, получиться или я чего то не понимаю?
#26 root Февраль 16 2018
Здравствуйте, Евгений. Заменить резисторы Rx,R3,R4 одним мощным нельзя, они нужны для выравнивания токов через каждую из микросхем.
#27 Genadi Март 08 2018
Скажите, пожалуйста,где добавить перем. резистор что бы можно было регулировать током на выходе?
Ребята добрый день. я у вас новичок и хочу спросить,скажите пож эта схема вообще рабочая или просто время коту под хвост??? мне очень нужен хороший и регулируемый мощный блок питания от минимума до максимума. скажите честно стоить собирать эту схему???
#29 Александр Компромистер Март 28 2018
Обычный трансформаторный блок питания с компенсационным стабилизатором.
#30 Александр Апрель 06 2018
Регулировка напряжения не работает. держится на 33 в хоть крути резистор переменный R1 хоть нет. Плату проверил, ничего не греется. Подскажите в чем дело?
#31 Толик Апрель 17 2018
Собрал схему вроде всё правильно резистор R6 поставил 150 Ом 2 Вт, подскажите пожалуйста почему он у меня сгорает:)?
#32 Толик Апрель 17 2018
С резисторами разобрался, если кто-нибудь вообще читает. Прошу очень надо не хочу новую схему искать.
#33 root Апрель 17 2018
Резистор R6 не может сгореть просто так, через него пошел большой ток - где-то совершена ошибка или какой-то из компонентов уже неисправен.
Может быть что вы не верно включили транзистор BD140 - в интернете встречались ошибочные цоколевки для этого компонента, всегда смотрите цоколевку в документации от производителей - даташитах!
На рисунке 4 показана верная цоколевка транзистора из даташита. Возможно что транзистор уже вышел из строя и требует замены - прозвоните его тестером.
Схема из рисунка 1 - аналогичная той, которая приведена производителем в даташите на микросхему LM338.
#34 root Апрель 17 2018
Собрали схему, что на рисунке 1 на макетнице. Вместо LM338 использовали ее более слабый по мощности аналог - LM317. Диод DS - 1N4002. Микросхема - 741CN в корпусе DIP-8. Резисторы R4, R3, Rx - были в наличии на 1Ом, использовали их для эксперимента.
Выходное напряжение отлично регулируется как под нагрузкой, так и в холостом режиме. Начальное напряжение на выходе - 4В, максимальное - напряжение питания минус несколько Вольт.
Схема абсолютно РАБОЧАЯ!
Если у вас схема не заработала - ищите ошибки в монтаже, на печатной плате, а также проверяйте на исправность все используемые электронные компоненты. В комментариях описано как проверить на исправность микросхемы и другие компоненты этой схемы.
#35 Сергей Май 14 2018
Здравствуйте. Собрал схему в холостую работала и регулировала напряжение от 4 до 31 вольта. Подключил нагрузку 2 секунды продержался и все. больше не работает. Не подскажите что может быть?
#36 Владимир Июнь 19 2018
Собрал схему. При емкости на выходе 4700 мкф. сгорает нижняя по схеме LM338. При уменьшении емкости до 22 мкф. включается и регулируется от 3,85 в до 31 в. При перегорани LM, у нее вход коротится с выходом, поэтому не регулируется напряжение на выходе. Под небольшой нагрузкой (стоит 4 шт. LM338) до 1,2А работает стабильно. НО при увеличении тока нагрузки снова перегорает LM. В чем может быть проблема??? Сжег уже 10 микросхем. Теоретически 4 шт. LM должны держать ток до 20А. А он не дотягивает и до 2А. Помогите!!!
#37 root Июнь 19 2018
Владимир, временно оставьте в схеме только одну LM338 (нижнюю по схеме), обязательно установите ее на радиатор. Сопротивление резистора R4 уменьшите до 0,1 Ом и в его разрыв включите амперметр на 10А. Проводите эксперименты с различными нагрузками, наблюдайте за током.
После можно подключить вторую и третью LM338. Сопротивления резисторов R3, R4...Rx должны быть одинаковыми и максимально точными. В разрыв каждого из резисторов можно включить по амперметру, это поможет узнать не берет ли на себя одна из микросхем больше нагрузки чем остальные.
В комментарии #23 приведена типовая схема включения LM338, с помощью этой схемы и амперметра можете проверить как хорошо выдерживают нагрузку каждая из купленных вами микросхем по отдельности.
#38 Владимир Июнь 19 2018
Сопротивления резисторов R3, R4...Rx думаю максимально точные, т.к изготовлены из нихромовой проволоки, зажатой между болтами М3 на расстоянии 3 см. Радиаторы стоят большие и с принудительным охлаждением. Еще вопрос: Есть ли защита от КЗ и перегрузки в данном БП? А вот вопрос с качеством LM338 пока остается спорным, т.к в наличии не осталось ни одной штуки. Теперь пока не куплю новые. И почему горели LM при емкости на выходе в 4700мкф?
#39 root Июнь 20 2018
В даташите на микросхему LM338 указано что на выходе у нее есть защита от короткого замыкания, а также имеется ограничение по пиковому току 8А(12А 0,5мс). Защита от перегрузки действует даже когда вывод Adjust никуда не подключен.
Емкости в 4700мкф на выходе стабилизатора пожалуй что многовато, от нее больше пользы будет на выходе выпрямителя. Внесли в схему и печатную плату изменения:
- Конденсатор С1 - на 10000мкФ (на плате установлены два шт. по 4700мкф);
- Конденсатор С6 - на 22мкФ, можно установить и больше;
- Диод D6 служит для защиты микросхем от обратного напряжения;
- Сопротивления R3, R4...Rx уменьшены до 0,1 Ом. В даташите и во многих подобных схемах с несколькими LM338 рекомендуют именно такое сопротивление.
Отсутствие защитного диода и наличие на выходе большой емкости при некоторых обстоятельствах могли стать причиной повреждения микросхем, но это лишь предположение. Не исключено что попалась бракованная или поддельная партия микросхем, особенно если они в корпусе TO-220.
#40 Андрей Июнь 24 2018
А может кто-нибудь подсказать, как сделать эту схему на 40-50 вольт?
#41 root Июнь 26 2018
Максимально допустимое напряжение на входе микросхемы LM338 - 40В (данные из даташита).
#42 Андрей Июнь 26 2018
А в этой схеме можно управлять током если добавить переменный резистор, и куда, и на сколько?
#43 root Июнь 26 2018
Андрей, просто добавив переменный резистор в эту схему превратить ее в стабилизатор тока, скорее всего что не получится. Максимальный ток через стабилизатор можно попробовать ограничить изменением сопротивлений резисторов R3, R4...Rx.
Схемы стабилизаторов тока на LM338 из даташита:
В схеме с регулировкой тока потребуется дополнительный источник питания с напряжением -5В..-10В относительно земли.
#44 Андрей Июнь 30 2018
Спасибо root, просто я в электронике не силен, а блок питания очень хочется!!! Ну чтож, без тока так без тока.(
#45 Владимир Июль 04 2018
В общем запустил этот БП. По порядку: Резисторы уменьшил до 0,1 ом (покупные), LM338 приобрел в магазине, установил 5 шт.(из Китая, видимо идет подделка), прежде, чем их установить каждую проверил на работоспособность с нагрузкой до 3 А. Каждая на отдельном радиаторе с общим принудительным охлаждением. На входе 2х4700 мкф, на выходе 22 мкф. Нагрузил до 6 А. Микросхемы почти не греются. Работает стабильно. Диодный мост GBJ2510 на радиаторе не греется совсем. Желательно R1 установить многооборотистый, для более точной регулировки. На вых. 3,85-30 вольт. Вопрос: для чего в этой схеме операционный усилитель? Вроде, как и без него можно обойтись? Что он делает?
#46 Алексей Август 30 2018
#45 Владимир Вопрос: для чего в этой схеме операционный усилитель? Вроде, как и без него можно обойтись? Что он делает?
Ответ:более точно и быстро компенсирует скачки напряжения на выходе стабилизатора, без него, возможны просадки при подключении большой нагрузки, так так у транзистора не такая крутая характеристика.
#47 Виталий Сентябрь 22 2018
Здравствуйте.
Подскажите пожалуйста, подойдет ли такой трансформатор?
У меня трансформатор осо-0,25-У3. Он на 250 ватт, на выходе 36 вольт.
Сколько ампер не написано, но я посчитал так: 250 разделил на 36, получается примерно 7 ампер, если применим такой подсчет..
#48 root Сентябрь 22 2018
Здравствуйте. Маркировка сетевого понижающего трансформатора ОСО-0,25 означает:
- О - однофазный;
- С - сухой;
- О - предназначен для питания ламп местного освещения;
- 0,25 - мощность в кВт, или 250Вт.
Встречаются с различными напряжениями вторичной обмотки - 12; 24; 36; 42; 110 (В).
Примерный расчет тока вами выполнен верно, сечение провода вторичной обмотки трансформатора (2,5мм) рассчитано примерно на 7А тока.
После выпрямления диодным мостом D1-D4, повышения и сглаживания электролитическим конденсатором C2 напряжение достигнет значения 36В * 1,4 = 50,4В.
В даташите на микросхему LM338 указано что разница между входным и выходным напряжениями должна быть в пределах -3..+40В (Vin-Vout <40V).
50В-3В=47В!
Исходя их данного ограничения, максимальное напряжение на входе микросхемы не должно превышать +40В. В вашем случае можно отмотать часть витков вторичной обмотки чтобы получить на ее выходе напряжение 25-27V.
#49 Олег Октябрь 20 2018
Добрый день! Собрал данную схему на одной 338, на выходе с диодного моста порядка 38В, но на выходе БП больше 16В получить не удается, в чем может быть загвоздка?
#50 Николай Ноябрь 02 2018
Здравствуйте уважаемый root,скажите пожалуйста, а можно ли вместо лм 741поставить кр1401уд2а??.я просто понять не могу на что смотреть в даташите. С уважением Николай.
#51 root Ноябрь 02 2018
Здравствуйте.
КР1401УД2 (аналог LM324) может питаться от напряжений в диапазоне 3…32В/±1,5…16В. Если на сглаживающем конденсаторе после выпрямителя будет примерно 28В (учет с запасом скачков напряжения в сети) то эту микросхему можно попробовать использовать в этой схеме, будет задействован только один из четырех ОУ внутри корпуса, выходное напряжение стабилизатора будет регулироваться от 3В до 28В.
Микросхема LM741 в этой схеме более предпочтительна потому что у нее в корпусе один ОУ и достаточно высокий порог питающего напряжения - 44В/±22В для LM741, LM741A и 36В/±18В для LM741C. Это позволяет получить на выходе стабилизатора максимальное напряжение до 35-40В, которое уже ограничено параметрами микросхемы LM338.
#52 Николай Ноябрь 02 2018
Спасибо большое за развёрнутый ответ! С уважением Николай.
#53 Михаил Декабрь 29 2018
Всем привет! У меня такой вопрос... Можно ли в данной схеме обойтись одной микросхемой LM338 или LM317, но умощнить с помощью нескольких транзисторов, включенных параллельно стабилизатору, для получения тех же токов, что и при использовании нескольких параллельно включенных стабилизаторов?
#54 Михаил Январь 10 2019
Приглянулось тем, как раз, что в схеме используется ОУ для улучшения выходных параметров стабилизатора. И я подумал, а что если применить вместо нескольких стабилизаторов один, но умощнить его транзисторами, так сказать, скрестить ужа с ежом:)
Попробовал смоделировать процессы в Micro Cap, происходящие в этой гибридной схеме и получилось весьма интересно:)
Если рассчитывать (из схемы по ссылке), что через каждый транзистор должен течь ток 3А и если используем 8 транзисторов, то можем получить ток нагрузки 24А.
Но даже если мы нагрузим и 30А, то пульсации, судя по графикам будут всего тысячные доли вольта! Напряжение на выходе транса лучше брать с запасом, чтобы исключить просадки под нагрузкой.
В общем, на ваш суд выкладываю этот "гибрид". Сильно только помидорами не закидывайте и если где не прав, поправьте;)
#55 Георгий Февраль 05 2019
Здравствуйте.
Есть два одинаковых трансформатора - HP80-01, (80VA.6.67А)на вторичной обмотке по 12в.
Есть идея включить вторичные обмотки через переключатель последовательно чтоб получить 24в и паралельно если нужно напряжение до 12 вольт. Таким образом увеличить мощность и уменьшить теплопотери если например нужно 5-12 в. Реально ли это?
#56 root Февраль 06 2019
Георгий, можно попробовать. Но включать параллельно вторичные обмотки сразу с трансформаторов не рекомендую - разница в выходном напряжении одной из обмоток может повлечь потери мощности и нагрев этого трансформатора.
Поэтому, напряжение со вторичных обмоток лучше снимать уже выпрямленное, а дальше уже с ним выполнять запараллеливание или же включение последовательно.
Здесь можно применить два мощных диодных моста и мощный переключатель с двумя группами контактов, нарисовали примерную схему такого решения:
#57 Bogdan Март 09 2019
Здравствуйте! Хочу спросить. Зачем в этой схеме операционный усилитель и транзистор BD140??? Можно ж обойтись одним переменным резистором для управления микросхемами. Управление все равно идет на них по одной шине. Подключить резисторы для выравнивания тока и защитный диод, кое какие кондеры - согласен! Но зачем все остальное я не могу понять! Пожалуйста объясните.
#58 root Март 09 2019
Здравствуйте! Ответ на ваш вопрос по ОУ уже есть в комментарии #46. Транзистор здесь является вспомогательным элементом для схемы компенсации на основе ОУ.
#59 Bogdan Март 12 2019
Скажите пожалуйста что нужно изменить в схеме что бы выходное напряжение было не от 4 вольт а от 1.2 ?
В даташите написано что выходное напряжение может быть от 1,2 до 32 В.
Заранее спасибо!
#60 root Март 12 2019
Питание ОУ в этой схеме осуществляется от выходного напряжения стабилизатора, микросхема 741 не рассчитана на работу в диапазоне питающих напряжений от 1В до 35В. Как эксперимент, попробуйте подать питание на ОУ от отдельного источника постоянного напряжения 12В. Ножка 4 должна быть подключена к минусу схемы, ножку 7 отпаять и через нее подать внешнее питание на ОУ.
#61 Андрей Апрель 21 2019
Если трансформатор выдает 16 вольт, какое максимальное напряжение можно получить на выходе стабилизатора?
#62 Seawar Апрель 21 2019
#63 Владимир Апрель 27 2019
Возможно ли заменить LM741 в стабилизаторе на сдвоенный LM358 используя один операционник.
#64 root Апрель 27 2019
Владимир, возможно, но входное напряжение нужно ограничить до 30 Вольт, иначе микросхема LM358 может выйти из строя. В даташите на ОУ LM358 указан диапазон рабочих напряжений при однополярном питании - от 3В до 32В.
#65 Владимир Апрель 28 2019
Спасибо за ответ. Но если запитать от отдельного источника питания или через стабилизатор напряжения возможно? То что LM741 найти проблематично а, с Али ждать долго а LM358 имеется достаточно. BD140 возможно ли заменить на КТ814 или КТ816 которых у меня тоже в изобилии? И возможно ли на второй части LM358 сделать плавную регулировку тока если возможно, то как? Заранее благодарен.
#66 root Апрель 28 2019
Питание ОУ от внешнего стабилизатора в вашем случае - сомнительное решение, но можно попробовать. Наиболее близким аналогом транзистора BD140 из отечественных является КТ814Г, замена возможна. Второй ОУ микросхемы можно применить для сборки узла стабилизации тока, но временные затраты на разработку и отладку могут не окупиться. Если нужна стабилизация тока, то возможно стоит поискать готовые схемы, где все уже продумано и оттестировано.
#67 Васили Май 05 2019
Возможна ли замена силового трансформатора на импульсный на SG3525?
#68 root Май 06 2019
Возможна, если переменное напряжение, подаваемое на вход схемы до диодного моста, не будет превышать 18-25В и сила тока будет достаточной для ваших целей.
Можно довольно легко сделать источник питания, который имеет стабильное напряжение на выходе и регулировку от 0 до 28В. Основа - дешёвая , усиленная с помощью двух транзисторов 2N3055. В таком схемном включении она становится более чем в 2 раза мощнее. Вы можете при необходимости использовать эту конструкцию для получения и 20 ампер (почти без переделок, но с соответствующим трансформатором и огромным радиатором с вентилятором), просто в своём проекте не нуждался в таком большом токе. Ещё раз напоминаю: убедитесь, что вы установили транзисторы на большой радиатор, 2N3055 могут очень сильно нагреваться при полной нагрузке.
Список использованных в схеме деталей:
Трансформатор 2 x 15 вольт 10 ампер
D1...D4 = четыре MR750 (MR7510) диода или 2 x 4 1N5401 (1N5408).
F1 = 1 ампер
F2 = 10 ампер
R1 2k2 2,5 ватт
R3,R4 0.1 Ом 10 ватт
R9 47 0.5 ватт
C2 two times 4700uF/50v
C3,C5 10uF/50v
D5 1N4148, 1N4448, 1N4151
D11 светодиод
D7, D8, D9 1N4001
Два транзистора 2N3055
P2 47 или 220 Ом 1 ватт
P3 10k подстроечник
Хотя LM317 и имеет защиту от короткого замыкания, перегрузки и перегрева, предохранители в цепи сети трансформатора и предохранитель F2 на выходе не помешают. Выпрямленное напряжение: 30 х 1.41 = 42.30 вольт, измеренное на С1. Так что все конденсаторы должны быть рассчитаны на 50 вольт. Внимание: 42 вольт-это напряжение, что может быть на выходе, если один из транзисторов будет пробит!
Регулятор P1 позволяет изменять выходное напряжение на любое значение между 0 и 28 вольт. Так как в LM317 минимальное напряжение 1,2 вольта, то чтобы получить нулевое напряжение на выходе БП - поставим 3 диода, D7,D8 и D9 на выходе LM317 к базе 2N3055 транзисторов. У микросхемы LM317 максимальное выходное напряжение - 30 вольт, но с использованием диодов D7, D8 и D9 произойдёт наоборот падение выходного напряжения, и оно составит около 30 - (3х0,6В) = 28.2 вольта. Калибровать встроенный вольтметр нужно с помощью подстроечника P3 и, конечно, хорошего цифрового вольтметра.
Примечание . Помните, что нужно изолировать транзисторы от шасси! Это делается изоляционными и теплопроводными прокладками или, по крайней мере, тонкой слюдой. Можно применить термоклей и термопасту. При сборке мощного регулируемого блока питания не забывайте использовать толстые соединительные провода, которые подходят для передачи большого тока. Тонкие проводки нагреются и поплавятся!
Простейший блок питания 0-30 Вольт для радиолюбителя.
Схема.
В этой статье мы продолжаем тему схемотехники блоков питания для радиолюбительских лабораторий. На сей раз речь пойдет о самом простом устройстве, собранном из радиодеталей отечественного производства, и с минимальным их количеством.
И так, принципиальная схема блока питания:
Как видите, все просто и доступно, элементная база имеет широкое распространение и не содержит дефицитов.
Начнем с трансформатора. Мощность его должна быть не менее 150 Ватт, напряжение вторичной обмотки - 21…22 Вольта, тогда после диодного моста на емкости С1 вы получите порядка 30 Вольт. Рассчитывайте так, чтобы вторичная обмотка могла обеспечивать ток 5 Ампер.
После понижающего трансформатора стоит диодный мост, собранный на четырех 10-ти амперных диодах Д231. Запас по току конечно хороший, но конструкция получается довольно громоздкая. Наилучшим вариантом будет использование импортной диодной сборки типа RS602, при небольших габаритах она рассчитана на ток 6 Ампер.
Электролитические конденсаторы рассчитаны на рабочее напряжение 50 Вольт. С1 и С3 можно ставить от 2000 до 6800 мкФ.
Стабилитрон Д1 - он задает верхний предел регулировки выходного напряжения. На схеме мы видим надпись Д814Д х 2 , это значит, что Д1 состоит из двух последовательно соединенных стабилитронов Д814Д. Напряжение стабилизации одного такого стабилитрона составляет 13 Вольт, значит два последовательно соединенных дадут нам верхний предел регулировки напряжения 26 вольт минус падение напряжения на переходе транзистора Т1. В результате вы получите плавную регулировку от нуля до 25 вольт.
В качестве регулирующего транзистора в схеме применен КТ819, они выпускаются в пластиковых и металлических корпусах. Расположение выводов, размеры корпусов и параметры этого транзистора смотрите на следующих двух изображениях.
