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

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

  1. Александр

    Здравствуйте собрал схему на 15 А ток и напряжение регулируется но напряжение не стабилизируется. В чём причина?напряжение после диодного моста с кондёром на 15000 мкф 19 вольт. Трансформатор выдаёт 12 ампер. Подключаю нагрузку 5 ампер напряжение просаживается до 10 вольт. Схему 2 раза перебирал. В чём может быть причина?

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Может быть плохая пайка, тонкие провода или если нет стабилизации проблема с TL431. Проверить легко возьмите минус с выхода диодного моста. Плюс с выхода БП если просадки не будет, значит проблема в регулировке тока. Все детали соответствуют схеме? Какое напряжение на выходе L7812CV? Китайский вольт амперметр поставили? Попробуйте на время его убрать и подключить мультиметр.

      1. Аноним

        На выходе L7812CV 12вольт. На блоке питания есть просадка но не большая. А вот после регулятора тока просаживает очень сильно. Все детали согласно схеме. Только транзистор поставил IRFP260N

  2. Евген

    Сергей, добрый вечер, собрал такой же бп, все замечательно, потестил с лампочкой пару часов, а потом решил подзарарядить аккум и подключил к выключенному бп, и что-то в нем сгорело, проверил и нашел сгоревший резистор Р1, поменял его и все ровно бп не работает. Может подскажите что еще могло сгореть?

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Евгений, поломка произошла не потому, что вы подключили аккумулятор, его можно подключать к выключенному БП. Все дело в не качественных Китайских TL431, смотря какая попадется одна может годами работать, а другая пять минут. Поменяйте TL431, переменный резистор Р1. Проверьте напряжение на выходе L7812CV должно быть 12В. Если БП не заработает после замены TL431 проверьте транзисторы Т1, Т2, Т3.

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Транзистор TIP41C можно заменить на TIP122. А вот L7812CV заменить не получится. Если поставить L78109 транзистор полностью не откроется, максимальный ток снимать с БП не получится. С L7815 транзистор просто сгорит, потому, что на затворе должно быть напряжение 12В.

  3. Вячеслав.

    Сергей,а можно-ли использовать вместо биполярных транзисторов,в силовой части,мощные полевые,или IGBTтранзисторы?

    1. Сергей Автор записи

      В место биполярных не получится для полевиков надо ограничивать напряжение на затворе до 12В иначе он сгорит. IGBT тоже не пойдет у них встроенный диод и принцип работы немного другой.

    1. Игорь

      Добрый день. Пусковой ток легкового авто в среднем порядка 200А .,запустить вряд ли получиться БП в 30 А…..

    2. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Нет, автомобиль запускать не получится. Стартеру надо минимум 60А. Для этого есть специальные пусковые устройства или надежный аккумулятор.

  4. tim

    Здравствуйте…Собрал ИБП на 40 ампер 32вольта(при 40 ампер просадка до 25) из радиокота на sg3525(хочу сделать лаб блок питания). Защиту сделал ….стабилизации нет..на выходе все нормально…вообщем готовый БП.
    Вопрос пойдет ли эта схема? подключать понятно без диодного моста как у вас в схеме.
    Регулировка Тока с нуля?
    пульсации на выходе?
    Фильтра и кондеры на выход ставить?

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Напряжение до 30В на ИБП понизить, иначе L7812CV будет в защиту уходить и тогда ток не будет регулироваться. Напряжение от 2.4 до 28В регулируется и стабилизируется, ток регулируется с нуля, пульсаций на выходе нет TL431 с этим справляется. Конденсатор если хотите на 470 мкФ на выходе поставьте, больший не надо, будет вольтметр тормозить, пока разрядится.

  5. Евгений

    Здравствуйте Сергей, скажите можно ли в этой схеме кинуть на выход L7812CV два вентилятора по 0,17А или он не потянет?

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер, Евгений! Стабилизатор L7812CV до 1.5А выдерживает. Два вентилятора точно выдержит, главное радиатор хороший поставить.

  6. Александр

    Здравствуйте. У меня есть транс на 36v. Если собрать по этой схеме выдержит ли TL431, а то после выпрямителя будет больше 40v ?

    1. Влад

      Обычно после диодного моста наоборот падение напряжения. Для этого обычно шотки ставят что бы падения было меньше. Ну если использовать двух периодный вопрямитель то напряжения увоеться в ущерд току. У tl431 по датошиту макс то 100mA это мало не выдержит. да и если он до 40в Не стоит так до краев нагружать должен быть запас ты же для себя делаешь. Бери лучше лм317, 338.

    2. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! Нет TL431 более 36В не выдержит. Сгорит L7812CV она до 30В. Лучше вторичную обмотку на трансформаторе отмотать.

  7. zaza

    Здравствуйте. У меня есть один вопрос к тебе. Блок защиты от короткого замыкания, как установить.

    1. Сергей Автор записи

      Добрый вечер! На регулируемый блок питания не получится установить, защиту от КЗ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.