Лабораторный блок питания (ЛБП) отличается от источника питания тем, что источник преобразует сетевое напряжение 230 Вольт в необходимое для ЛБП. Который в свою очередь выдаёт конечному потребителю необходимое напряжение и необходимое напряжение, которые регулируются по отдельности.
Лабораторный источник питания Mastech HY1803L, 3600руб.
НЕ ПОКУПАТЬ! Соберём сами из набора. Это Проект №2 «Лабораторный источник питания», стоимость до 1000 руб. без источника питания. У нас в лаборатории есть источники питания 12 и 24 Вольт, — это проект по оснащению учебной лаборатории Проект А «Источники питания».
Этот экземпляр наш, он собран и протестирован, — нареканий нет. Можно прийти и посмотреть.
Цель проекта
— подобрать оптимальный набор на радиоэлектронных элементах с выводными ножками для монтажа (пайки) на печатной плате, и на его основе собрать линейный лабораторный блок питания (ЛБП) для дальнейшей практической работы.
Нам нужен именно набор для пайки элементов с выводными ножками. Это первая в практике юного радиолюбителя сборка платы, имеющая неповторимую мотивацию созидания. Правильно поставленный процесс пайки элементов на плату приносит огромное удовольствие начинающим, профессионалам и любому творческому человеку.
Эксперименты с ЛБП могут стать причиной возникновения из практики первого и главного теоретического вопроса, что же такое электрический ток и, как между собой взаимосвязаны напряжение, ток и сопротивление. Это Закон Ома.
Поисковые запросы: лабораторный блок питания, laboratory power supply.
Все радиолюбители используют в своей работе лабораторный блок питания (ЛБП). Будь то сложный с программным управлением или совсем простой, но он все равно выполняет почти одно и то же, питает разные нагрузки в процессе работы с ними. ЛБП называется именно лабораторным из-за возможности точной фиксации, и/или напряжения, и/или тока, и/или мощности с системой защиты от короткого замыкания и перенагрузки. При перенагрузке ЛБП не выдаёт нагрузке свыше установленного, что крайне важно при ремонте и настройке.
ЛБП делятся на три основных типа:
- С линейной стабилизацией.
- С импульсной стабилизацией.
- Гибридные.
Линейные ЛБП не имеют каких либо преобразователей, вся регулировка осуществляется линейным способом, где излишек энергии рассеивается на регулирующем элементе. Питание осуществляется, как правило от линейного источника, а именно от понижающего сетевого трансформатора.
Преимущества — минимальные пульсации, нет необходимости в ёмких конденсаторах на выходе. Отлично подходят питания радио аппаратуры, звуковых устройств, измерительной техники и прочих линейных аналоговых устройств крайне требовательных к качеству питания.
Недостатки — КПД ЛБП с трансформаторои ниже, чем у импульсных ЛБП с импульсного источника питания, масса, габариты, стоимость.
Для линейных ЛБП с трансформаторным питанием и с большими мощностями применяются трансформаторы с несколькими обмотками, которые переключаются по мере необходимости, тем самым уменьшая потери на регулирующем элементе.
Импульсные ЛБП осуществляют управление (стабилизацию) напряжением и током в импульсном режиме. Целесообразно запитывать от импульсного источника питания.
Преимущества — большая мощность при небольших габаритах, отличный суммарный КПД до 95%, низкая стоимость по сравнению с линейными.
Недостатки — ВЧ пульсации, ёмкие конденсаторы на выходе, что снижает отзывчивость, сложность.
Гибридные ЛБП являются совмещением линейной и импульсной схемотехники.
Преимущества — отсутствуют, т.к. включают в себя все недостатки линейной и импульсной схемотехники.
Выбор набора лабораторного блока питания
Вариант 1 импульсные DС-DС преобразователи (драйверы)
Импульсные DС-DС преобразователи (драйверы) которые вполне могут стать основой простейшего ЛБП начального уровня. Стоимость 70-400р. Однако, откажемся от самого бюджетного Варианта 1 по шести причинам:
Первая причина. Знакомство с источниками питания необходимо начать с трансформатора, — это безопасней, проще, но главное, что изучение импульсного источника питания необходимо после трансформаторного, поле линейного.
Вторая причина. Так же знакомство с импульсными ЛБП необходимо после линейного.
Третья причина. В интернете огромное количество видео обзоров и статей по переделке подобных преобразователей в ЛБП, что требует некоторого опыта и начальных знаний, которые для первого проекта отсутствуют.
Четвёртая причина. Доукомплектация вольтамперметром, много оборотными резисторами и прочая замена (дроссель, конденсаторы и шунтирующий резистор) приводят к выводу, что целесообразнее будет вариант 3, как полностью укомплектованный и сбалансированный набор.
Пятая причина. Нам обязательно нужен набор для самостоятельной сборки, для монтажа не SMD элементов на плату.
Шестая причина. Мы должны начать изучение радиоэлектроники с линейной схемотехники, которую питать линейным ЛБП.
Ещё раз повторим цель проекта — собрать линейный лабораторный блок питания для дальнейшей практической работы. Т.е. ЛБП — необходимое устройство в любой лаборатории, — это не игра, не развлечение, не безтолковая езда модели по чёрной линии, а реальная практическая радиоэлектроника. С помощью ЛБП мы будем ремонтировать, выполнять лабораторные исследовательские работы, а также творить и созидать. Мы будем абсолютно свободны в конструкторской деятельности, мы будем — творцами созидателями, а не грамотными потребителями.
В итоге: отказываясь от данного Варианта 1, как основы для ЛБП, данные преобразователи из-за низкой стоимости, большого практического применения и, как отличная основа для конструирования выносятся в самостоятельный Проект № 11 «DC-DC преобразователи». В частности преобразователи с успехом можно использовать в Проекте № 1 «Рабочая станция», а так же в данном Проекте для оборудования вспомогательного питания USB устройств.
Вариант 2 линейный ЛБП 30В., 2А.
Линейный ЛБП 30В., 2А. Хороший вариант для сборки. Требуется дополнительная (не поставляется в наборе) система охлаждения, трансформатор или импульсный БП и вольтамперметр. Требует доработки и соответственно профессиональной настройки.
В интернете огромное количество видео обзоров и статей по сборке и устранению недочётов.
Стоимость от 500р.
Вариант 3 — наш выбор. Линейный ЛБП 30В., 2А. с дисплеем
Доплатив к стоимости набора Варианта 2 (от 500р.), за вольтамперметр (100-300р.) и много оборотные резисторы (300р.) — получаем стоимость рекомендованного набора Вариант 3 (1000р.). Основное отличие от Варианта 2, они же преимущества:
- Информативный много функциональный дисплей, показывающий текущее значение и установленное (пресет) значения напряжения и тока, а так же начальные значения при включении и перегрузку. Приобретаемые отдельно вольтамперметры показывают только текущие значения.
- Завершённость и выверенность конструкции. После правильной сборки сразу начинает работать, первый подстроечник регулирует соответствие показания с фактическим напряжением. Второй подстроечник контраст дисплея. Единственный несущественный недостаток — это стабилизатор вентилятора L7824 на 24В., — заменить при необходимости на L7812 (15р.) на 12В.
- Используются более удобные регуляторы — энкодеры. В Варианте 2 применены переменные резисторы, вместо которых желательно докупить много оборотные.
И ещё раз необходимо упомянуть, что это набор для самостоятельного монтажа плат.
Вариант 4 ЛБП на базе программируемого модуля от Hangzhou Ruideng Technologies DPS
Платы собраны, импульсный, дорогой, сложный, относительно повышенные ВЧ пульсации (до 300мВ.), проводное и безпроводное подключение к ПК и смртфону, полное программирование с ПК, большой выбор вариаций по подключению к ПК, напряжению и мощности, а так же есть две модели повышающие напряжение. В магазине проеётся наиболее подходящий корпус. Отличная основа для сборки мощного и продвинутого импульсного ЛБП, но не наш вариант.
Магазин на AliExpress RD official store.
Вариант очень привлекательный и мы к нему ещё обязательно вернёмся. Например, есть функция фиксации (стабилизации) мощности!
Один наиболее функциональнй и не обязательно самый мощный (дорогой) экземпляр для изучения очень полезно иметь в учебной лаборатории.
Отличная основа для конкурсного или выставочного ЛБП.
Во второй половине 2019 года вышла новая модель ЛБП RD6006.
Видео обзоры Варианта 3 Линейный ЛБП:
Дополнительно к набору необходимо проиобрести:
|
1000р. |
|
|
Источник питания — трансформатор. Выпрямитель, а именно 4 диода и конденсатор уже размещены на основной плате набора |
800р. |
|
Радиатор для силового транзистора |
300р. |
|
Корпус. Самостоятельный выбор или необходимо приобрести и изучить несколько корпусов и затем сделать закупку. |
|
|
Лучшая альтернатива покупному корпусу — самостоятельно и индивидуально спроектировать, разметить, вырезать и собрать корпус из вспененного ПВХ. |
|
|
Собрать комплекты нагрузок для испытания, экспериментов и лабораторных работ: лампочки, светодиоды, моторчики и резисторы для наглядного представления работы нагрузки в различных режимах. |
200р. |
|
Прочее: · Две ручки для регуляторов. · Два выключателя (включения и подключения нагрузки). · Три клеммы (плюс, минус и корпус). · Два провода щупа с «крокодилами» для подключения к нагрузке. · Провод монтажный. · Стабилизатор вентилятора L7824 на 24 вольта заменить на 12 вольтовый L7812. · Резисторы от 20 до 300 Ом мощностью 2Вт. для последовательного включения и снижения оборотов (шума) вентилятора, и для параллельного включения с термореле для установки минимального начального вращения. В ассортименте для ручного подбора и выполнения первых лабораторных работ по закону Ома. · Четыре ножки, если в комплекте корпуса отсутствуют. · Винты, гайки и стойки. |
500р. |
|
Итого: |
2800р. |
Это же необходимо приобрести и для Варианта 2, а так же выше перечисленное именно для Варианта 2.
Выбор трансформатора для источника питания
ТТП-60 (25В, 2.2А), Трансформатор тороидальный, 60Вт., 25В., 2.2А.
Трансформатор российского производства (Тула) ООО «Торэл» torel.ru. Возможно заказать напрямую у производителя любую конфигурацию и мощность. Есть замовывоз с Митинского радиорынка и приличная система скидок от 10 и 20 штук.
При планировании сборки двухканального ЛБП (двухполярного) нужен трансформатор мощностью от 120Вт. с двумя обмотками по 24-25В. Но такого нет в наличии у «Чип и Дип», — нужно заказывать у производителя. Если заказывать у производителя, то при не значительном удорожании нужно заказать отводы на 18В., чтобы получить постоянные 24В., которые в дальнейшем использовать для усилителей НЧ, или паяльника Т12, где нужно 24В.,3А., или ещё где либо, т.к. это универсальное напряжение питания. То есть данный универсальный трансформатор можно использовать для проверки работоспособности, настройки и прочих пробных целей. А для этого уже желательна мощность трансформатора от 200Вт.
Таким образом, трансформатор целесообразно купить или на 60Вт., только для ЛБП, или универсальный более мощный для использования в дальнейших проектах. Приблизительная стоимость такого трансформатора типа ТТП250 (2х18/25В, 4А) — 2000р. Такой, но без отвода 18В. есть у «Чип и Дип», посмотреть здесь.
Третий вариант трансформатора только для двухканального ЛБП на 120-150Вт. вполне приемлем, но такого номинала нет у «Чип и Дип» в наличии, и возвращаемся к варианту заказа у производителя.
Итак, нам нужно определить наши желания с возможностями, уточнить условия заказа возможно смешанного (пока ещё не обсуждалось) и заказать от 20 штук, чтобы получить хорошую оптовую цену. Грамотный продуманный подход к данной покупке сэкономит в будущем и в некотором роде будет определять будущую работу.
Выбор системы охлаждения
Вариант 1 радиаторы пассивного охлаждения
Выбор из расчёта 60Вт. тепла. Производитель российский (СПб) ООО «Лигра» ligra.ru
AB0071 100х152х30, Профиль алюминиевый из-за «неудобного» размера имеет отличное соотношение цена/эффективность — 300р. площади должно хватить для двухканального ЛБП.
AB0071 50х152х30, Профиль алюминиевый половина вышеуказанного, но уже «удобного» и более востребованного размера за 240р. Или иными словами — это вышеуказанный профиль длиной 50мм.
Если высота 50мм. принципиальна, то вот хороший вариант за 150р. AB0092 50х170х20мм, Профиль.
Вариант 2 активная система охлаждения
Даже самый небольшой принудительный обдув радиатора даёт кратное увеличение эффективности. Для нашего проекта подойдёт самый простой кулер для охлаждения процессора компьютера. Крепёж не критичен, т.к. алюминиевые кулеры прекрасно сверлятся и в них нарезается резьба. Единственный недостаток активного охлаждения — шум вентилятора, соответственно выбирать кулер нужно с мало шумным, а точнее с низко оборотистым вентилятором. Но и это для нас не проблема. Мы уменьшим скорость вращения вентилятора, а до срабатывания термо реле ЛБП на 50оС мы установим минимально возможную скорость вращения вентилятора.
Выбрать кулер можно здесь.
Например, кулер для процессора DEEPCOOL Theta 20 320р. — отличный вариант: относительно большой вес, более удобное крепление на винтах, а не на клипсах, большой вентилятор, нет не нужной в нашем случае переплаты за 3-х и 4-х пиновый вентилятор.
