Простой лабораторный блок питания своими руками

30.10.2021

0 45 Время чтения: 2 мин.

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!

Если Вы собираете электронные самоделки, ремонтируете приборы, или просто нужно зарядить аккумуляторы — для всех этих задач необходим регулируемый (по току и напряжению) блок питания.

В данной статье автор YouTube канала «TryTech» расскажет Вам, как можно сделать небольшой лабораторный блок питания, подходящий для решения повседневных задач.

Этот проект весьма прост в изготовлении, и легко собирается в домашних условиях.

Материалы, необходимые для самоделки.
— Вольтамперметр
— Понижающий преобразователь XL4015
— Понижающий преобразователь 300Вт 20А
— Блок питания 220-24В
— Модуль питания 220-24В
— Понижающий преобразователь LM2596HV
— Прецизионный многооборотный потенциометр 3590S
— Штекеры типа банан
— Гнездо под банан
— Зажимы «Крокодил», провода
— Светодиоды 3 мм
— Разъем питания 5.5 мм
— Коммутационная коробка
— Припой.

Инструменты, использованные автором.
— Паяльная станция T12
— Мультиметр ANENG Q1
— Отвертка с набором бит
— Шуруповерт
— Ступенчатое сверло
— Дремель, пильные диски, фрезы.

Процесс изготовления.
Сердцем этого блока питания станет регулируемый понижающий преобразователь XL4015.
Он имеет максимальную мощность в 75Вт, и ток до 5А.
Диапазон входных напряжений — от 8В до 38В, выходных — от 1.25В до 36В.
КПД этого модуля достигает 96%.
Если же Вам нужен блок большей мощности (до 300Вт) — то нужно использовать другой преобразователь.

На плате установлена пара подстроечных резисторов, одним из которых регулируется выходное напряжение, а вторым — ток. Однако конструкция этих многооборотных потенциометров предназначена для разовой настройки, поэтому их нужно будет заменить.

Вместо них мастер установит прецизионный многооборотный потенциометр 3590S на 10kΩ, и закрепит внутри корпуса отдельно от платы.
Конечно, их можно использовать и с другими преобразователями, предварительно проверив соответствие номиналов.

Для одновременного отображения напряжения, мощности и тока мастер использует вот такой вольтамперметр. На переднюю панель выведены калибровочные потенциометры, позволяющие точно подстроить измеряемые параметры (ток и напряжение).

Выход блока питания будет представлен двумя гнездами под банан на передней панели.

Понижающему преобразователю требуется модуль питания, который можно встроить в корпус, либо использовать внешний блок. Важно учитывать, что модуль только понижает входящее напряжение, поэтому максимальное выходное напряжение зависит от выбора первичного блока питания.
Автор будет использовать блок питания от старого ноутбука, поэтому потребуется входной разъем.

На плате модуля преобразователя имеются светодиоды. Один из них включается, когда работает ограничение по току. Его мастер выведет на переднюю панель, заменив 3-мм светодиодом.

В качестве дешевого, но подходящего корпуса автор использует коммутационную электрическую коробку.

Электрическая схема достаточно проста, и выглядит следующим образом. Важно использовать провода достаточного сечения в силовой части.
Важным нюансом этой компоновки является ограничение по входному напряжению. Максимальное напряжение питания вольтамперметра — 24В.

Если же Вам требуется более высокое напряжение — (до 36В) — то потребуется установить отдельный маломощный понижающий модуль для питания вольтамперметра. В этом случае схема выглядит следующим образом.

Мастер выпаял оба подстроечных резистора из понижающего модуля.

Затем удлиняющими проводами к плате присоединяются новые подстроечные резисторы. Обратите внимание на расположение выводов — регулируемый вывод расположен не по центру, а возле задней части корпуса.
Проверяйте соответствие схемы и ее реализации на понижающем модуле. Расположение элементов может отличаться.

Далее дремелем в крышке корпуса вырезается отверстие для установки вольтамперметра.

Затем с помощью фрезы проделываются отверстия для регуляторов, разъемов и светодиодов.

С платы демонтируется индикаторный светодиод, и выносится на переднюю панель.

В корпус устанавливается разъем для внешнего блока, и гнезда питания. Также нужно не забыть про измерительный разъем вольтамперметра.

Остается подключить провода к понижающему модулю согласно схеме.

Минусовой провод питания вольтамперметра подключать не нужно, и автор удаляет его. Если его подключить ко входу — он замкнет токовый шунт преобразователя, и регулировка тока перестанет работать.
Схема блока питания имеет общий минус с вольтамперметром, так что все будет работать как положено.

Наконец, на лицевой панели закрепляются регуляторы, и устанавливается вольтамперметр.

Все готово, можно закрывать корпус самодельного блока питания.

Для удобства подключения внешних устройств, мастер собрал провода с зажимами «крокодил». Сечение проводов должно быть достаточным для работы с токами до 5А, а их длина — небольшой.

Подключив внешний блок питания, мастер проверяет работу устройства.

При срабатывании режима ограничения по току — загорается соответствующий светодиод.

Максимальный ток в режиме короткого замыкания достигает 5.2 А — это работает ограничение по току как своеобразная защита от перегрузки и КЗ.
Конечно, этот преобразователь будет нагреваться при токах выше 3А, и использовать его в длительных режимах не стоит. В этом случае лучше изначально взять преобразователь помощнее.

А вот и минимально возможное напряжение, которое может выдать этот преобразователь — 1,2-1,3В.

После сборки следует выполнить калибровку вольтамперметра, подключив к выходу блока мультиметр, и вращая подстроечный резистор тонкой отверткой.

Данный блок с осторожностью можно использовать в качестве зарядного устройства для аккумуляторов, выставив соответствующие напряжение и ток (максимальный ток заряда устанавливается после напряжения, с замкнутым выходом).
Конечно, для этих целей безопаснее применять специализированные зарядные устройства.