БП с настройкой тока защиты до 5 А

За последнее время на сайте Техмагия было представлено много универсальных блоков питания, и подавляющее большинство из них основывалось на популярном проекте от Лаборатории электроники. Простого источника питания, который до недавнего времени служил вполне добросовестно, перестало хватать из-за отсутствия регулируемого ограничения тока, поэтому пришло время построить похожий лабораторный источник питания для домашней радиотехнической мастерской.

Требования к БП

1. регулированный предел тока до 5 А;
2. встроенный мультиметр — до сих пор приходилось каждый раз подключать вольтметр к источнику питания для регулировки напряжения;
3. компактный дизайн без лишнего пространства внутри корпуса. Более крупные корпуса уж очень большие и намного дороже;
4. активное охлаждение без каких-либо радиаторов, выступающих из корпуса;
5. вся конструкция должна была быть прочной, надежной и безопасной;

Наконец, любимый аргумент большинства самодельщиков: низкая цена сборки. Использовать то, что можно достать с разборки различных плат. Весь проект был создан после прочтения кучи радиолюбительских сайтов, в которых были представлены источники питания на все случаи жизни.

Схема лабораторного блока

Весь самодельный блок питания основан на трех печатных платах. Первая — это основная и вспомогательная выпрямительные платы, в том числе фильтрующие конденсаторы. Кроме того, на ней размещено реле переключения трансформатора. Она питается от тороидального трансформатора 2 x 12 В 120 ВА со вспомогательной обмоткой для электроники блока питания. Этот трансформатор был также самым большим расходом, потому что купил новый.

Вторым модулем является сама плата питания (стабилизатор). В качестве оконечных транзисторов использовал два KD502. Это действительно очень старые транзисторы оригинального производства Tesla, вытащенные вместе с большими радиаторами от чего-то винтажного, зарубежного.

Третья плата представляет собой модуль, содержащий в общей сложности три схемы: мультиметр, автоматический переключатель обмоток и контроллер вентилятора, все со своим источником питания (диодные мосты, фильтрация, стабилизаторы). Мультиметр — версия с отображением установленного предела тока. Автоматический переключатель — это обычный ОУ, работающий в качестве компаратора. Напряжение переключения реле может регулироваться потенциометром. Гистерезис равен примерно 4 В. Использовалась другая половинка двойного ОУ чтобы управлять вентилятором. Практически любой NPN-транзистор тут работает как термодатчик. Температура включения также контролируется потенциометром. Эта плата питается от отдельного небольшого сетевого трансформатора.

Все три платы были разработаны таким образом, чтобы их можно было сложить в «бутерброд» с помощью стоек. Это позволило создать один аккуратный модуль, который можно быстро смонтировать или снять для модификаций или ремонта.

Корпус и охлаждение

Как видно на фотографиях, пространство внутри используется максимально продуманно, свободного места было мало. Решено было построить вокруг радиаторов туннель, благодаря которому вентилятор будет эффективно нагнетать воздух через всю их поверхность. Воздух всасывается через отверстия в передней части корпуса, проходит через радиаторы и отводится назад. Это решение отлично сработало! Вентилятор включается примерно на 65 градусах, и охлаждение на 10 градусов при 5 А нагрузки занимает около 30 секунд. Сам туннель сделан из спаянных кусочков стеклотекстолита. Все резьбовые соединения имеют латунные гайки, впаянные изнутри, что делает сборку и разборку очень легкой.

Лицевая панель была разработана в специальной программе, распечатана и ламинирована.

Блок питания заработал правильно с первого включения. Он держит долго выходное короткое замыкание даже при максимальном токе без каких-либо проблем.

При первом таком тесте выяснилось, что трансформатор может быть перегружен и дает даже 7 А, хотя он на 5 А, заявленные производителем. Конечно работа с такой нагрузкой в течение длительного времени не будет для него полезной, но, тем не менее, хорошо иметь возможность устанавливать больше на случай если понадобится такой сильный ток (пусть и на некоторое время).