Блок питания с реулировкой тока и напряжения своими руками

Блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Всем известно, что мощный регулируемый блок питания с регулировкой напряжения и тока самое популярное и востребованное электронное устройство, с изготовления которого начинают свой творческий путь начинающие радиолюбители. Схем очень много, какую выбрать и с чего начинать многие просто теряются. Одним нужен простой лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока, другим мощное зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, а я предлагаю вам собрать своими руками простой универсальный блок питания с регулировкой напряжения и тока, который можно использовать для выполнения любых задач, питания электронных самоделок и зарядки автомобильного аккумулятора. Все, что от вас потребуется это усидчивость, минимальные знания электроники и умение пользоваться паяльником. А если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, я вам обязательно помогу.

Хватит слов приступим к делу!

На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока от 2.4В до 28В и силой тока до 30А.

Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А
Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Скачать схему блока питания с регулировкой тока и напряжения Скачать

Важным элементом данной схемы является регулируемый стабилизатор напряжения микросхема TL431 или, как ее еще называют управляемый стабилитрон позволяющий плавно регулировать напряжение от 2.4 вольта до 28 вольт. Благодаря четырем силовым транзисторам, установленным на больших радиаторах, блок питания может выдержать ток до 30А. Также имеется регулировка тока и защита от переполюсовки, поэтому блок питания можно и даже нужно использовать, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Делитель напряжения, построенный на мощном 5 Вт резисторе R1 и переменном резисторе Р1 ограничивает  ток на катоде и на управляющем электроде стабилитрона TL431. Вращением ручки переменного резистора Р1 задается выходное напряжение стабилитрона, стабилизатор напряжения TL431, автоматически стабилизирует напряжение заданное переменным резистором Р1. С микросхемы TL431 ток поступает на базу транзистора Т1. Транзистор  выполняет роль ключа и управляет двумя мощными биполярными транзисторами Т2 и Т3 соединенных параллельно для увеличения выходной мощности. В выходной каскад транзисторов установлены уравнительные резисторы R2 и R3. Далее ток поступает на плюсовую клейму блока питания.

Как работает регулировка тока?

В данной схеме реализована функция ограничения тока на двух мощных полевых транзисторах Т4 и Т5 соединенных параллельно. Давайте рассмотрим, как это работает. С диодного моста ток поступает на стабилизатор  напряжения L7812CV, напряжение снижается до 12В, это безопасное значение для затворов транзисторов. Далее ток поступает на делитель напряжения собранный на переменном резисторе Р2 и постоянном резисторе R4. С движка переменного резистора Р2 ток проходит через тока ограничительные резисторы R5 и R6 открывая затворы полевых транзисторов Т4 и Т5. Транзисторы проводят через себя определенное количество тока в зависимости от сопротивления переменного резистора Р2. В данной схеме ток регулируется при любом выходном напряжении.

Также предусмотрена защита от переполюсовки, состоящая из двух светодиодов. Зеленый светодиод сигнализирует о правильном подключении автомобильного аккумулятора к выходу блоку питания, а красный светодиод, о ошибке подключения. Резисторы R7 и R8 ограничивают ток для светодиодов.

А, вот и печатная плата!

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А
Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Скачать печатную плату блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А Скачать

Печатную плату вы можете изготовить с помощью лазерно утюжной технологии для продвинутых, а также навесным монтажом этот способ больше подходит для начинающих радиолюбителей и они о нем прекрасно знают. Для изготовления печатной платы вам понадобиться фольгированный стеклотекстолит размером 100х83 мм. Большинство деталей устанавливаются на печатной плате за исключением транзисторов Т2, Т3, Т4, Т5, а также стабилизатор напряжения L7812CV и резисторы R2, R3, Р1, Р2. Биполярные транзисторы Т2 и Т3 устанавливаются на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок, потому, что коллекторы транзисторов все равно по схеме соединяются вместе. Полевые транзисторы Т4, Т5 надо тоже установить на отдельном радиаторе без изоляции.

На этом рисунке изображены два радиатора с установленными транзисторами. Между собой радиаторы скреплены двумя лентами двухстороннего автомобильного скотча выполняющего роль электро изоляции. Сверху к радиаторам прикручена винтами пластиковая скрепляющая пластина, придающая жесткость конструкции. К ней будет крепиться дополнительная пластина с печатной платой и вентилятор.

Радиатор с транзисторами

Поскольку уравнительные резисторы R2 и R3 довольно большого размера для их предусмотрена специальная печатная плата, которая изображена на этом рисунке. Размер печатной платы 85х40 мм.

Печатная плата блока резисторов
Печатная плата блока резисторов

Скачать печатную плату блока резисторов Скачать

Стабилизатор напряжения L7812CV надо закрепить на отдельный радиатор от компьютерного блока питания, потому, что в процессе работы он сильно нагревается. На этой картинке он находится в самом низу на радиаторе от компьютерного блока питания. С правой стороны вы увидите плату с уравнительными резисторами R2 и R3. Транзистор Т1 установлен на маленький радиатор. Переменные резисторы Р1 и Р2 тоже вынесены на верхнюю панель. Диодная сборка установлена на отдельном радиаторе, при большой нагрузке она очень сильно греется.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения

Для охлаждения радиаторов к установленному в блоке питания стабилизатору напряжения L7812CV я подключил вентилятор размером 120х120 мм, он отлично справляется со своей задачей.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения

Если вы хотите подключить вентилятор от дополнительной обмотки трансформатора, тогда вам надо поставить дополнительный стабилизатор напряжения по этой схеме.

Схема подключения вентилятора
Схема подключения вентилятора

Скачать схему подключения вентилятора Скачать

Как подключить Китайский вольтметр амперметр?

При подключении Китайских электронных вольтметров амперметров возникает очень много различных проблем, то показания скачут, то завышает, то занижает, кому то бракованный прислали, вообщем качество Китайских приборов оставляет желать лучшего. Китайцы продают на АлиЭкспресс две модели чудо приборов. Первая модель имеет два тонких провода красный и черный, три толстых, красный, черный и синий. У второй модели три тонких провода, красный, черный, желтый и два толстых, красный и черный. Чтобы это Китайское чудо правильно работало и не искажало показания, надо знать простое правило, питание у прибора должно быть отдельное потому, что у прибора нет гальванической развязки и поэтому питание на Китайский вольтметр амперметр обязательно надо брать с дополнительной обмотки трансформатора или дополнительного источника питания, для этих целей идеально подойдет зарядка от телефона.

А лучше всего сделать выбор в сторону Китайских стрелочных аналоговых приборов класса точности 2.5. Поставить отдельно вольтметр и амперметр будет намного проще и точнее. Выбор остается за вами.

На этом рисунке изображена схема подключения Китайского вольтметра амперметра.

Схема подключения китайского вольтметра амперметра к регулируемому блоку питания
Схема подключения китайского вольтметра амперметра к блоку питания

Скачать схему подключения китайского вольтметра амперметра Скачать

Испытания блока питания

Пришло время испытать блок питания в деле. У микросхемы TL431 есть такая особенность, нижний порог напряжения 2.4 вольта, поэтому в блоке питания напряжение регулируется от 2.4 вольта до 27.4 вольта. Без нагрузки я выставил напряжение 12.5 вольт и подключил галогеновую лампу Н4. Напряжение под нагрузкой упало до 12.3 вольта, просадка составила всего 0.2 вольта при силе тока 4.88 ампера. Это очень хороший результат. Микросхема TL431 прекрасно стабилизирует  напряжение. Как работает ограничение тока смотрите в видеоролике.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения

Как заряжать автомобильный аккумулятор?

Ну и самое интересное, это использование блока питания в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. При выключенном блоке питания подключаем аккумулятор. Если горит зеленый светодиод, значит все подключено правильно. Что будет если поменять клеймы местами? А, ничего… Просто загорится красный светодиод, означающий ошибку в подключении.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Далее отключаем минусовую клейму, включаем блок питания и выставляем на блоке 14.5 вольт. Подключаем минусовую клейму к аккумулятору. И ручкой регулировки тока выставляем в начале зарядки ток не более 6 ампер для 60 амперного аккумулятора. К концу зарядки ток упадет до 0.1 ампера, а напряжение поднимется до 14.5 вольт. Это будет говорить о том, что аккумулятор полностью заряжен.

Для любителей «чем проще, тем лучше,» предлагаю собрать упрощенную схему блока питания на 15А

Данная схема регулируемого блока питания с регулировкой напряжения и тока рассчитана на максимальный ток до 15А. В ней отсутствуют дополнительные силовые транзисторы и уравнительные резисторы, что немного упрощает схему и делает её более бюджетной по сравнению со схемой на 30А.

Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения 2.4...28В 15А
Схема блока питания с регулировкой тока и напряжения 2.4…28В 15А

Скачать схему блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А Скачать

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В. Размер платы 100х60 мм.

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А
Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А

Скачать печатную плату блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 15А Скачать

Радиодетали для сборки

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 30А

  • Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
  • Диодный мост на 50А KBPC5010
  • Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
  • Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2, R3 0.1 Ом 20 Вт, R4 100 Ом, R5, R6 47 Ом, R7, R8 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
  • Радиатор 100х63х33 мм 2шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
  • Стабилизатор напряжения L7812CV
  • Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2, Т3 TIP35C, КТ 867А, Т4, Т5 IRFP250, IRFP260
  • Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 15А

  • Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
  • Диодный мост на 25А KBPC2510
  • Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
  • Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2 100 Ом, R3 47 Ом, R4, R5 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
  • Радиатор 100х63х33 мм 1шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
  • Стабилизатор напряжения L7812CV
  • Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2 TIP35C, КТ 867А, Т3 IRFP250, IRFP260
  • Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Чем заменить микросхему TL431?

Аналогом микросхемы TL431 является регулируемый стабилитрон КА431, из советских КР142ЕН19А, К1156ЕР5Х

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Похожие самоделки

281 comments on “Блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

  1. Аноним

    Здравствуйте! Собрал все заново схему на 15А, проблема с регулировкой тока осталось, даже не знаю что делать. Убрал-вольтметр, Р2 итог: r1 выдаёт 6вольт r2,r3-по нулям.
    Подключил обратно Р2 итог: Р2 1нога от r2- выдаёт 2вольт, средняя нога от r3- 6 вольт. Можно с вами связаться с помощью WhatsApp, viber? Помогите пожалуйста добить, а то уже который день мучаюсь(

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Ватсапа у меня нет. Напряжение похоже у вас тоже не регулируется. TL431 Вы точно правильно поставили? Обычно такое происходит когда TL не правильно стоит более 8В на выходе не получается. Попробуйте ее развернуть первую с третьей ногой местами поменять. Она должна плоской частью вверх на плате стоять, полукруглой вниз. Если наоборот стояла могла сгореть.

      TL431

      1. Аноним

        TL ка стоит правильно, напряжения регулируется, ток тоже регулируется только на 0.60 ампер (например при подключённый нагрузки минимум 3-ампер максимум 3,60 ампер). Сейчас у меня две платы, и у обоих проблема идентично! Вольтметр на китайском дс дс модуле работает отлично. Сегодня попробую еще раз заменить TL, T1 и Т2.

        1. Аноним

          Ура! Получилось, только без вольтметра (не подключил провот от ампера), с вольтметром ток не регулируется. Почему? И tip35c греется ооооочень сильно как утюг, это нормально?

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! На схеме стрелочка это средний контакт переменного резистора. Крайние контакты резистора к линиям выходящим из прямоугольника левый, правый роли не играет, если не в ту сторону уменьшает или увеличивает, всегда можно поменять местами.

  2. Сергей

    Здравствуйте Сергей. Собрал первую схему. Напряжение на холостом регулируется отлично. При подключении нагрузки от 3А напряжение падает до 12в и не регулируется. При увеличении нагрузки падение до 5-6в. Возможно транс, но он не греется и использовал от заводского зарядника АКБ. Подскажи возможные причины. Ранее собирал вторую схему, работала неплохо, но грелись транзисторы, теперь ничего не греется, а напряжение проседает.
    С уважением Сергей.

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер, Сергей! Сначала проверьте трансформатор без схемы под нагрузкой, чтобы исключить вероятность неисправности. Диодный мост также надо проверить под нагрузкой. Проблема большой просадки напряжения может быть в неисправности TL431 или транзисторах. Очень много некачественных Китайских транзисторов с не соответствующими действительности характеристиками. Надо сначала найти в какой части происходит падение напряжения. Измерьте напряжение в точке соединения R2 R3 и минус БП. Отсоедините поочередно один из резисторов чтобы протестировать каждый транзистор отдельно. Если там будет все нормально, значит проблема в полевиках. Так же надо на время убрать Китайский вольтметр часто бывает причина именно в нем. Не забывайте про качество пайки и подмыкание дорожек на плате.

      1. Сергей

        Добрый день. Заменил на более мощный транс и все отлично работает.
        Спасибо за совет.
        С уважением Сергей.

  3. Аноним

    Здравствуйте! Все сделал, получилось с первого раза! Спасибо за схему. Только не получается ограничить ток, не знаю почему, можете что нибудь посоветовать? Кстати очень сильно греется TIP35C

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Транзистор будет греться, так и должно быть. Ограничение тока может не работать из за китайского вольтметра. При подключенном АКБ ограничивая ток снижается напряжение. А в конце заряда напряжение поднимается, ток падает. Ставите 14.5В подключаете АКБ, убавляете ток например до 6А, напряжение падает до 13В. В конце заряда ток будет 0.1-0.3, а напряжение поднимется до 14.5В. Так работает ограничение тока. Как у Вас?

      1. Аноним

        Я проверял с лампочкой на 6 вольт, поставил 6-волт 0-ампер и подключил лампочку, после подключения ампер сразу начал показывать 1,50А подумал переменный резистор подключён наоборот, крутил в другую сторону поднимается до 2,6А. До нуля никак не отпускается(

        1. Сергей Автор записи

          С аккумулятором попробуйте. С лампочкой просто напряжение уменьшается при уменьшении тока.

          1. Аноним

            Поставил аккумулятор от авто, от 0.90А до 1,55А поднимется, хотел попробовать опять с лампой H4 лампочка не горит показывал 0А и TIP35C лопнул (( поставил новый TIP35C тоже самое, помогите пожалуйста

            1. Сергей Автор записи

              Попробуйте поставить другой транзистор КТ805, КТ819, MJE13009 для теста. Бывает вся партия некачественная попадется. Не может настоящий TIP35 лопаться от 5А которые потребляет лампа H4.

              1. Аноним

                Сделал как вы сказали, поставил mje13009 греется как утюг, но не лопнул. Но Ампер все равно не получается регулировать.( от чего может это быть?

                1. Сергей Автор записи

                  Проблема может быть в китайском вольтметре амперметре. В неисправности деталей, в замыкании дорожек. Я так понимаю, что напряжение у вас регулируется, а ток нет. Китайский вольтметр амперметр надо обязательно удалить на время проверки и резистор Р2 чтобы отключить регулировку тока, измерьте напряжение в точке соединения резисторов R2, R3 и минус БП если напряжение будет регулироваться значит в первой части схемы все нормально. Далее измерьте напряжение на выходе L7812CV должно быть 12В, поставьте резистор Р2 на место, и снова проверьте напряжение на L7812CV если напряжения не будет и ток не будет регулироваться, значит неисправность в полевиках, или замыкание дорожек во второй части схемы.

                    1. Сергей Автор записи

                      Значит транзистор неисправный или резистор R3.

    1. Сергей Автор записи

      Из кусочка нихромовой спирали от электроплитки. Залить в гипс или бетон, чтобы охлаждалась.

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Нет сгорят сразу. Через эти резисторы проходит большой ток.

  4. Marius

    Привет, я хотел бы знать, какое напряжение должно быть у каждого резистора.
    Большое вам спасибо.

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! У резисторов нет такого параметра, как напряжение, только сопротивление.

  5. Анатолий

    И еще сергей полевики можно ли заменить на аналогичные мощные с характеристиками 100-30-120?Или 250-260 только?

  6. Анатолий

    Здравствуйте Сергей. Собрал блок питания,при первой включении на холостом ходу сгорает TL431,отключал УЭ ,базу кт805-результат тот же.Потом отключил все транзюки и на тл напряг 38в.В чем причина и так каждый раз.

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер, Анатолий! Какое у Вас напряжение на конденсаторе С1? TL431 выдерживает напряжение не более 36В.

      1. Анатолий

        Сергей 38в.Я тоже думал что возможно перенапряг есть в 2 вольта. Скажи там есть несколько схем блоков питания аналогичных как у тебя.Какая из них самая надежная.Я могу переслать схемы все.

        1. Сергей Автор записи

          Самая надежная на TL431 у нее низкое падение напряжения всего 0.5В. Для вашего трансформатора можно собрать схему на LM317 только LM заменить на LM317HVT/NOPB она выдерживает до 57В.

      2. Анатолий

        Сергей еще один вопрос-каким способом можно уменьшить напряг на выходе транса не перематывая его? Стабилитрон в цепи катода здесь не поможет? хотя бы вольт 25-27 вместо 38 в с учетом емкости.

          1. Анатолий

            Сергей смотал витки у транса.На выходе стало 26в.С емкостью в пределах 32 в и все равно TL тут же сгорает. Все еще раз перепроверил.Ничего не пойму.

            1. Сергей Автор записи

              Анатолий, где то скрытое замыкание между дорожками, попробуйте почистить. TL431 правильно ставите?

              1. Анатолий

                Сергей дорожки все проверил.Чисто. ТЛ ставлю-1 уэ 2-анод 3 катод.Цоколевка такая?

                    1. Сергей Автор записи

                      Анатолий, а у Вас что по другому? Я всегда по этой цоколевке ставлю ни одна не сгорела. Это из официального даташита на TL431.

                      Распиновка TL431

                  1. Анатолий

                    Сергей в инете много просмотрел и везде 1 н-УЭ только в одном месте наоборот как 3-уэ

                    1. Сергей Автор записи

                      Анатолий, не совсем пойму, что Вы от меня хотите? Соединяйте согласно схеме и все будет у Вас работать.

                    2. Анатолий

                      Сергей сделал все как сказали.Теперь на выходе идет регулирование напряга от 0 до 8 вольт.Входное 34 в.Отсоединял кт 805 и напрямую на 819-также.Менял пер резисторы на 3 и 6 к-все также.Что и где копать? Сменял 819.

                    3. Сергей Автор записи

                      Анатолий, проблема с TL или неисправна, может не правильно установлена.

                    4. Сергей Автор записи

                      Выводы местами поменяйте. На печатной плате буквами отмечена распиновка.

                    5. Анатолий

                      Сергей.Я нашел причину.Все работает нормально.Только вот есть ошибка-цоколевка тл 1-уэ 2-анод 3 катод.А не как ты указывал.Даташит твой неправильный.Менял местами 1 с 3 и напряг был 0-8 в.А теперь все в норме как я сделал.

                    6. Сергей Автор записи

                      Смотря, как на этот даташит посмотреть там TL двузначно нарисована ноги сверху или ноги снизу не совсем понятно. Вообще на даташите вид TL сверху ножки снизу, потому, что пунктиром нарисованы. На печатной плате буквами отмечена распиновка 1 Ref 2 Anode 3 Cathode.

  7. Шахзод

    Добрый день! Спасибо вам за такую проделанную работу! Собрал плату на 15ампер, первая моя плата) все заработало как надо, потом хотел проверить проплюсовку, после этого напряжения стоит на 1,7 и не меняется, можете подсказать из-за чего это может быть? Заранее благодарю!

    1. Дмитрий

      Здравствуйте, подскажите
      1)можно ли заменить транзисторы IRFP250 на irfz44n ?
      2)как поведёт себя блок при длительном коротком замыкание выхода?
      3) как сделать более плавную регулировку U и А
      Благодарю за ответы, с уважением Dim_man64

      1. Сергей Автор записи

        Добрый вечер!
        1) Конечно можно заменить IRFP250 на IRFZ44N и на любые другие N-канальные полевики.
        2) При длительном коротком замыкании транзисторы перегреются и сгорят.
        3) Чтобы сделать более плавную регулировку тока и напряжения можно поставить многооборотные резисторы в Китае они стоят не дорого.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.