» » » Линейный лабораторный блок питания на операционных усилителях

Линейный лабораторный блок питания на операционных усилителях

Приветствую, Самоделкины!
Сейчас мы вместе с автором YouTube канала «Open Frime TV» соберем довольно простой и надежный лабораторный блок питания на операционных усилителях.


Думаю, все кто хотел собрать линейный лабораторный блок питания на операционных усилителях часто натыкались на вот такую распространенную схему:

Китайцы даже начали серийно ее выпускать.

Как видно тут для стабилизации выходного напряжения применены операционные усилители, но есть одно - но, которое делает эту схему весьма непривлекательной. Это то, что входное напряжение не может превышать 30В. Большинство людей такое ограничение ставит в тупик, потому что трансформаторы обычно бывает на 24В и 36В. Найти трансформатор на 30В проблематично, а переделать трансформатор под блок питания нерационально.

Почему же так получается? А все потому, что операционные усилители в этой схеме подключены напрямую к напряжению питания, а у них есть верхний предел по входному напряжению.



Конечно, может кому и подходит данный вариант, но автора он не устроил, и тогда начались поиски хороший схемы. Нужная схема таки была найдена на одном из форумов.

Там было предложено несколько вариантов, автор же попробовал и ту, и другую, и в итоге остановился на вот такой схеме:

Характеристики: внушительное входное напряжение (может достигать 50В), выходной ток может составлять 5А (но это значение переменное, подробнее при тестах).

Теперь пару слов про работу схемы. Один операционный усилитель сравнивает заданное опорное напряжение и выходное, и в зависимости от этого приоткрывает или закрывает силовой транзистор.


Второй же операционный усилитель, следит за падением напряжения на шунте.


Смысл его работы такой же, как и первого, как только напряжение падения на шунте станет выше определенного уровня, он сбросит напряжение для первого операционного усилителя. Этот начнет закрывать транзистор до тех пор, пока напряжение падения на шунте не сравняется с заданным значением тока.

Так же на форуме люди делились своими вариантами печатных плат.

Но по размерам они были довольно большие, и тогда автор решил набросать вот такую печатную плату.

По размерам она получилась очень компактная. Сначала он сделал тестовый вариант способом ЛУТ и все проверил.



Схема в работе понравилась. После этого автор решил ее красиво оформить и отправил на изготовление китайской компании.

И вот платы доставили. Автор с нетерпением открывает коробку. Они отлично запакованы. Давайте достанем платки и рассмотрим поближе.


Ну что же, качество как всегда на высоте. Сразу же захотелось собрать эту плату и проверить в работе. Количество деталей тянет на уровень средний. Пайка занимает минут 20 от силы.
В итоге получаем вот такую красивую плату:


Можно ее протестировать. Для этого нам понадобится источник питания, также нам понадобится электронная нагрузка.


В первую очередь проверим минимальное и максимальное напряжение на выходе.

Как видим, минимальный порог 0В, а максимальный всего на пару вольт меньше входного. Теперь можно проверить насколько проседает выходное напряжение под нагрузкой. Для этого не убираем щупы с измерения напряжения и вешаем туда лампочку на рассчитанную на напряжение 36В, мощностью 100Вт.


Как видим, стабилизация на уровне. Теперь проверим какой ток может выдать схема. Но для начала некоторая оговорка: максимальный ток, который можно получить из данной схемы варьируется. Сейчас подробнее: выходной ток при 40 вольтах ограничен 5-ю амперами, но это еще не все, при выставлении максимального тока нужно следить за тем, чтобы мощность рассеиваемой транзистором не превышала 100Вт.



Рассчитать эту мощность можно по вот такой формуле:

Подставляем значение разницы входного и выходного напряжения и умножаем на ток потребления. К примеру, если у нас входное напряжение составляет 40В, а на выходе выставлено напряжение 2В и ток 5А, то на транзисторе будет рассеиваться 190Вт. А как вы понимаете, он не выдержит такой нагрузки.


Поэтому нужно или уменьшать входное напряжение или снизить ток потребления. Вот теперь можно подключать нагрузку. Выставляем на блоке питания напряжение равное 30В. На выходе линейника напряжение составит 20В. Нагрузим током в 2А. Смотрим на стабилизацию напряжения и тока.

Как видим, картина отличная. Блок справляется на ура. Так же не забываем ставить на транзистор радиатор довольно больших размеров, так как нагрев будет и очень сильный, от этого не убежишь, линейный блок по-другому не работает.



Ну а на этом, пожалуй, все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

8.5
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
7.5
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
8.5
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 8.17 из 10 (голосов: 2)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
1 комментарий
  1. Иван_Похмельев
    ... входное напряжение не может превышать 30В. Большинство людей такое ограничение ставит в тупик, потому что трансформаторы обычно бывает на 24В и 36В. Найти трансформатор на 30В проблематично

    Во-первых, не входное напряжение, а напряжение питания при однополярном подключении. Максимальное входное напряжение, как правило, близко к максимальному напряжению питания, но несколько отличается от него. Но речь далее идёт о напряжении питания.
    Во-вторых, возможно, Вы удивитесь, но на выходе выпрямителя после понижающего трансформатора на 24 В напряжение будет 32 В при номинальном сетевом напряжении. Я уж не говорю о допустимых отклонениях и о том, на какое сетевое напряжение рассчитан трансформатор.

    Касательно самого изделия. Решение не идеальное, но вполне пристойное, учитывая простоту схемы. Отдельный плюс автору за то, что уделил достойное внимание необходимости обеспечения работы силового транзистора в рамках ОБР.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Честно говоря, не совсем понял, но если речь идёт о портативности, то и об экономичности (продолжительности работы), появилась даже мысль поиграться с резисторами типа ПЭВ, помните зелёные...
А я думал Колумб привёз "трубку мира"! Картофель тоже сперва не ели!...
Вот именно. В рассматриваемом изделии нагреватель обтянут термоусадкой. Поэтому та теплота, которой нихром излучит чуть больше, чем медь, всё равно останется в пространстве под оболочкой. Точно так...
табак тоже сперва не курили...
А его разве курят?...
Все комментарии