Разные блоки питания

[Valery]

В этой теме пойдет речь не о компьютерных блоках питания, а о других, - лабораторных или других, выдающих конкретное напряжение для конкретной цели. Ну и как всегда, буду придерживаться правила, как можно дешевле, так как иначе теряется смысл, - иди да купи, зачем напрягаться. Ну и как можно проще, при достаточно неплохих характеристиках.

 

Давно мечтал заиметь себе лабораторный блок питания, на достаточно широкий диапазон напряжений. Поскольку сейчас промышленность выпускает большой выбор самых различных готовых модулей для радиолюбителей, решил использовать такие модули.

 

Схема блока питания выглядит так:

 

 

Трансформатор Tr1 Выдает 24V, и имеет мощность около 25 Вт. Маловато конечно, но такой нашелся в закромах. Если кто будет повторять эту конструкцию, то лучше взять транс на 24 Вольта, 50 Ватт, на тороидальном магнитопроводе. Можно применить и другой источник питания, напряжением 36-40 вольт.

 

Напряжение поступает на модуль KIT NK037 который является регулируемым стабилизатором напряжения. При указанном входном напряжении выдает примерно от 1,2 до 33 вольт. Заявленный ток до 3 Ампер, но больше чем на одном ампере начинают сильно греться транзистор и микросхема. Нужно установить их на достаточно массивный радиатор, с применением термопасты.

Регулировка осуществляется переменным резистором R1, по схеме сопротивление должно быть 5 килоом, но у меня такого не оказалось, я использовал резистор на 6,8 килоом. Работает нормально, замечаний по резистору нет. Резистор нужно взять высококачественный, - проволочный двухоборотный (двухзонный) или многооборотный. При использовании обычного резистора, достаточно трудно будет установить желаемое напряжение.

Микросхема DA1, формирует напряжение питания для измерительного модуля (вольтметра) SVH0001R, который будет показывать напряжение на выходе. Вместо этого модуля можно использовать и другие, - из китайского магазина, или автомобильные встраиваемые. Но лучше найти с трехпроводным подключением, - питание, измерительный вход, и общий минус. Или же поставить стрелочный, или не ставить никакого.

Конденсатор C1доп. подключен параллельно конденсатору C1 по схеме модуля. Если длина провода от C1доп до DA1 (на схеме серого цвета) менее 10 см. то конденсатор C2 можно не ставить.

Корпус найден там же где и трансформатор. :)

Предохранитель - самовосстанавливающийся T60-250 2,5A 60V.

 

Получился довольно приятный девайс, хотя и несколько слабоватый. Ток нагрузки не более 1 А, и боюсь что при напряжении выше 24V, будет и того меньше. Что тут поделать, транс не очень мощный. Радиатор очень маленький. Но на первое время пойдет. Планирую сделать еще несколько блоков питания для разных целей.

 

Ну и несколько фотографий:

 

Некоторые детали перед сборкой:

 

 

Монтаж:

 

 

Техпрогон. Подключена лампочка на 12V 10W.

 

 

Всё это обошлось примерно в 700-800 рублей.

[kvazimoda]

и боюсь что при напряжении выше 24V, будет и того меньше

Почему такая неуверенность? Ведь у тебя трансформатор всего на 25 Вт, отсюда, при номинальном напряжении в 24 вольта максимальный ток, который может дать трансформатор и будет малость больше одного ампера. А если твой модуль начнёт повышать напряжение, то максимальный ток будет пропорционально падать. Закон сохранения энергии, однако :)

[Valery]

@kvazimoda, Верно, только не повышать, а рост напряжения происходит из-за того что после выпрямления и сглаживания (мостом и конденсатором внутри модуля) постоянное напряжение несколько больше переменного. То есть, конденсатор заряжается до амплитудного значения (что-то около 36 вольт). Потому я и был уверен что при 24 вольтах ампер получу, а вот дальше - выразил сомнение. Но да и на высоких напряжениях (более 24 вольта) в бытовых условиях редко когда требуются большие токи. Мне по крайней мере пока не требовались.

 

Планирую отказаться от линейных стабилизаторов и перейти на импульсные, соорудить БП с двумя независимыми каналами, по 3А на канал, но пока еще не всех деталей хватает, а так же и времени.

Изменено 22 июня, 2014 пользователем Valery

[kvazimoda]

То есть, конденсатор заряжается до амплитудного значения (что-то около 36 вольт). Потому я и был уверен что при 24 вольтах ампер получу, а вот дальше - выразил сомнение.

Ага, только ты сам себе нарисуй график того, какая форма напряжения заряжает конденсатор, и ты увидишь, что чем ближе к максимуму амплитуды, тем меньше по времени этот момент, соответственно, под нагрузкой напряжение будет проседать.

[Valery]

Так я и не спорю. Просто мне чисто в лом замерять полную вольт-амперную характеристику этого БП, всё равно он у меня до тех пор пока новый не запилю. :) Потом подарю кому-нибудь.

[Valery]

Иногда в руки попадает блок питания, например от сломанного принтера, сканера, или другого прибора, который еще вполне рабочий, но выдает немного не то напряжение, которое хотелось бы. Либо если в автомобиле хотелось бы получить другое напряжение, чем в бортсети, например для включения 3, 5, или 9 - вольтового устройства.

Для того что бы уменьшить напряжение до нужного, можно применить модуль на ИМС LM2596. Это достаточно широко используемая в наше время микросхема импульсного стабилизатора напряжения. Если интересно, что за микросхема такая, инфа легко гуглится. Определенного названия у этого модуля нет, просто "Step Down LM2596" ну и чего-нибудь еще.

Модуль выглядит так:

 

 

Производителя я точно не установил, но по всей видимости он тот же, что и у модуля описанного тут.

 

Характеристики:

Входное напряжение: 4 - 40 вольт.

Выходное напряжение: 1,3 - На 1-2 вольта меньше входного.

Ток: Без признаков нагрева до 1А. С заметным нагревом до 2А. При 3А, или перегреве произойдет автоматическое отключение.

Есть возможность установить небольшой радиатор, это позволит увеличить ток. Если присмотреться на фото, видно что текстолит под микросхемой просверлен множеством металлизированных отверстий. Таким образом видимо наши китайские друзья попытались сделать теплопроводящую область, что в общем и получилось вполне успешно. Можно к этому месту приклеить (или прикрепить иным способом) небольшой радиатор. Второй радиатор можно добавить с другой стороны, на сам корпус микросхемы.

Выходное напряжение устанавливается переменным (подстроечным) многооборотным резистором. Особенность схемы такова что резистор такого сопротивления используется на весь ход только при максимальном входном напряжении, так что при меньшем напряжении работает только участок хода резистора, и при небольшом входном напряжении напряжение (например до десятых вольта) установить достаточно тяжело. Хотя в принципе такая точность и редко когда нужна.

Цена в Уфе - 140 рублей. На китайских сайтах можно найти за ~ 30 руб.

 

Пример использования модуля для получения 12V, от 15- вольтового блока питания. Подключена автомобильная лампочка на 12V, 10W. В таком режиме вообще никакого нагрева не наблюдается. Лампочку я засунул в чехол от телефона, что бы не слепила камеру. Вольтметр конечно уже из другой оперы.

 

 

PS: Такой модуль может пригодиться водителям автомобилей с бортсетью 24V. Например через него можно запитать навигатор, видеорегистратор, зарядить телефон или другое подобное не очень мощное устройство (не магнитолу конечно). Установив на выходе 12-14V, и соорудив на выходе гнездо "прикуривателя", или его подобие. В это гнездо включить штатное автомобильное зарядное устройство от подключаемого прибора.

Изменено 2 октября, 2014 пользователем Valery

[Valery]

Еще один аналогичный модуль, на этот раз российский шайтан-девайс, на алюминиевой плате (!), под названием SCV0023-ADJ-3A. Изготавливает (но не продает в розницу): http://smartmodule.ru/ .Купить можно в магазинах радиокомпонентов своего города, или через интернет здесь: http://ekits.ru/index.php?categoryID=572

 

Фишка в том, что эти модули имеются на самые разные напряжения, а так же регулируемые. Разница между ними в наличии или отсутствии резистора задающего напряжение. Если резистора нет, на его место нужно подпаять подстроечный или переменный резистор на 47 или 50 килоом, обязательно многооборотный, он и будет устанавливать напряжение.

Выглядят модули так:

 

 

Красной рамкой обведены контакты, к которым нужно подпаять переменный резистор, или постоянный, если менять напряжение не требуется. Поскольку плата алюминиевая, проблем с теплоотводом нет, - можно прикрутить к задней стороне радиатор, например таким образом:

 

 

Или в автомобиле просто пришурупить к кузову под капотом, или где-то в другом месте.

 

Схема аналогична схеме модуля описанного выше, параметры те же, только на входе и выходе не по одному конденсатору, а по два параллельно. В остальном - то же самое.

 

[Valery]

Раз уж в соседней теме завел речь о светодиодных лентах, то расскажу о том как просто и недорого соорудить и простой и надежный блок питания для них. Дело в том, что блок питания для ленты, может стоить в разы дороже чем сама лента, и это по-моему имху непорядок. Я решил показать как сделать простой трансформаторный блок, потому что трансформаторы можно использовать более гибко чем импульсники, тем более что импульсник не каждый человек может сделать, да и ремонтировать их достаточно опасно, - почти вся схема под высоким напряжением, и может ударить откуда угодно.

 

Сначала нам нужно выбрать трансформатор. Не обязательно, (хотя желательно конечно) искать трансформаторы именно на 12 вольт. Нам подойдут трансформаторы с двумя вторичными обмотками на 6 вольт каждая, или два трансформатора на 6 вольт. Обмотки можно будет соединить последовательно. Если попадется два и более более слабых трансформатора, или один с двумя и более вторичными обмотками на 12 вольт, то вторичные обмотки можно соединить параллельно, для увеличения мощности. На крайний случай можно взять трансформатор на 24 вольта, и перемотать вторичную обмотку сложив этот же провод вдвое. Но так можно поступить не с каждым трансформатором, некоторые разобрать затруднительно. Если напряжение более чем 12, но менее чем 24, можно отмотать от обмотки некоторое количество витков, подбирая напряжение экспериментально. Если напряжение менее чем 12, то наоборот, обмотку можно домотать, добавив витков провода не тоньше имеющегося. Но это всё на крайний случай, если например нужно приспособить уже имеющийся дома трансформатор.

Тут показано для примера, что из двух трансформаторов на 220\12, можно получить по крайней мере три напряжения, - 6, 12, и 24 вольта, путем коммутации обмоток.

 

 

Обмотки следует соединять не абы как, а соблюдая фазировку. О том как сфазировать трансформатор, можно поискать информацию в интернете, её навалом.

 

Задача у меня была такая, - создать БП для 5 метров ленты мощностью 4,8 ватта на метр. То есть на 24 ватта при 12 вольтах. Сначала прошвырнулся по сайтам местных магазинов, посмотреть что у них имеется в наличии. Нашел вот этот, "Трансформатор тороидальный ОСМ Т220/12-0,025-50 12В 2,1А". Так, посчитаем мощность: 2,1*12=25,2 ватта. Самое оно. Тем более что стоит раза в два-три дешевле аналогичного импульсного блока. А цена остальных деталей необходимых для сборки не так существенна.

 

Что нам нужно еще, - для постройки выпрямителя нужно или четыре диода, или один уже собранный выпрямительный мост на достаточный ток. Лучше брать диоды или мосты с запасом по току в два-три раза. И нужен электролитический конденсатор, напряжением не ниже 25V, и ёмкостью примерно 2000 микрофарад на ампер. В моём случае нужен был бы конденсатор на 4700 мкф, 25 вольт, но я решил что хватит и 3300, во первых ибо нефиг, мы не акустику подключаем, а во вторых на 4700 в этом магазине не было. :) При подключении конденсатора обязательно соблюдать полярность, неправильно подключенный конденсатор может взорваться. Хотя в современных конденсаторах приняты меры против этого.

 

Разные детали для сборки блока питания:

 

 

Левый вертикальный ряд, - так могут выглядеть выпрямительные мосты и отдельные диоды. Средний ряд, сверху, - готовый блок на 12V, 10W. Только и всего. Снизу, - два трансформатора о которых я говорил. Справа, - так выглядят конденсаторы.

 

Я решил применить готовый выпрямительный мост KBL06, на 4 ампера, 600 вольт, хотя сразу скажу, это маловато. Лучше взять мост на 6-10A, с запасом. Трансформатор подключаем к выводам обозначенным либо AC, либо ~, К выводам + и - подключаем конденсатор и провода к нагрузке.

 

Мост из отдельных диодов собирается так:

 

Вся схема выглядит так:

 

 

Вот и всё.

 

Приступаем к испытаниям конкретного образца:

Вообще при сборке блока питания нужно всё проверять поэтапно. Сначала замерим что нам даёт трансформатор:

 

 

Что-то я начинаю беспокоиться... где же тут 12, если тут 13,5. А после моста и конденсатора и еще поднимется.

 

 

Ну так и есть... почти 18 вольт. Ладно, подключаем нагрузку.

 

 

Вуаля... что и требовалось. :)

 

Отсюда видно, что трансформатор дает номинальное напряжение только при подключенной номинальной нагрузке. Если бы я уменьшил нагрузку, например укоротил ленту, напряжение бы выросло. А если увеличил бы нагрузку, то напряжение еще снизилось. Надо либо с этим мириться, и подбирать трансформатор под нагрузку (или наоборот), или устанавливать стабилизаторы напряжения, о которых я говорил выше.

 

О конденсаторе: Его можно вообще не ставить, правда напряжение (а значит и яркость) понизится, и лента возможно будет мигать с частотой 100 Гц. Некоторые люди, а особенно дети, а так же животные это замечают. Если увеличить ёмкость до примерно 10000 мкф, это даст эффект медленного погасания ленты при выключении. Но могут пробиться диоды при включении, когда конденсатор разряжен, и через него течет большой ток. Значит нужно применять и более мощные диоды.

 

Как видим всё просто как Божий день.

Изменено 3 ноября, 2014 пользователем Valery

[Valery]

Не совсем политкорректно делать 12 вольтовый стабилизированный блок питания, (т.е. с применением какого-либо стабилизатора, хотя бы из описанных в этой теме), с применением 12 вольтового же трансформатора. Дело в том что для корректной работы стабилизатора нужен некий порог, то есть напряжение на входе при любых обстоятельствах должно быть заметно выше чем на выходе.

В предыдущем посте было указано, что без нагрузки блок питания выдает около 17,5 вольт, вполне можно добавить стабилизатор например описанный в посте 6, или простую "кренку". Без нагрузки, или с небольшой нагрузкой всё будет работать вполне нормально. А если увеличить нагрузку, то напряжение на трансформаторе упадет, порог о котором я говорил исчезнет, и стабилизатор перестанет стабилизировать, а станет просто похож на нечто вроде резистора.

Потому если мы изначально планируем использовать какой-либо стабилизатор, то трансформатор нужно выбирать на несколько повышенное чем нужно напряжение, например на 15-18 вольт. А из трансформатора описанного выше, мог бы получиться отличный стабилизированный БП на 5, или 9 вольт. В первом случае можно было бы вытянуть и несколько больше ампер чем указано в его описании, по крайней мере до того момента пока не начнет опасно нагреваться.

 

Существуют т.н. Low Drop стабилизаторы, у которых допустимый порог меньше, и может достигать минимум 0,5 вольта, например микросхема LM2940T-12.0, или, если уж на то пошло, то можно применить step up\ step down преобразователь, но это уж совсем заумь. :)

[Valery]

Решил всё таки сделать законченное устройство, - стабилизированный блок питания, на описанном выше трансформаторе и модуле описанном в посте 6.

Диоды применил типа 6А10 (6 ампер 1000 вольт), конденсатор тот же. Подходящая коробочка нашлась дома, правда насверлил в ней дырок:

 

 

Из всех деталей закреплен только трансформатор, двусторонним скотчем конечно. :) Остальные детали просто вложены в коробку. Если паять надежно, и не допустить замыкания, - никуда не денутся. На проводах завязаны узлы для предотвращения выдергивания.

 

Как показали испытания, напряжение при токе до примерно 1,2 А держится нормально, потом падает. Ну да это нормально в общем-то, боюсь что микросхема сама не потянет больше 12-15 ватт без радиатора. Но нет проблем с меньшей нагрузкой, в отличие от нестабилизированного, описанного выше.

 

Делать это всё имеет смысл только тогда, если хоть одна дорогостоящая часть имеется дома. Иначе - дешевле купить готовый.

Провода хорошо использовать т.н. акустические, сечением 0,5 мм². Они гибкие и в мягкой изоляции. Кроме того с обозначенным плюсом (красный) и минусом (черный), потом будет проще при монтаже.

[Valery]

Возвращаясь к теме приспособления ненужных блоков питания к делу, нельзя не вспомнить популярную микросхему LM317. Отечественный аналог КР142ЕН12. Это регулируемый линейный стабилизатор напряжения.

 

Задача такая: Есть блок питания от давно несуществующего принтера HP, который выдает 18,5 вольт при 1,1 ампере. Хорошая штука, но применение такого блока в быту довольно затруднительно, из за довольно "непопулярного" напряжения. Потому если добавить вышеуказанную ИМС, можно получить не только желаемое напряжение, но и легко его изменять, от примерно 1,3 до напряжения питания минус полтора - два вольта. Значит в моём случае от 1,3 до около 16 вольт. А добавив вольтметр, например показанный в посте 1, или 6, или какой-то другой, получить нормальный лабораторный блок питания, правда не на очень большую мощность.

 

Схема:

 

 

Блок питания, - о котором я говорил, 18,5V, 1,1А. Микросхема - LM317T. Конденсаторы я применил на 10 мкф, но можно в общем и другие. Ставят их обычно кто какие, лишь бы были. Их необходимо разместить поближе к микросхеме. Резистор R1 устанавливает напряжение, сопротивлением он 4,7-6,8 килоом, обязательно многооборотный. У меня был применен однооборотный, хоть и высококачественный, напряжение точно установить очень затруднительно. А с обычным графитовым - боюсь будет вообще невозможно работать. Резистор R2 - постоянный, мощность не критична. У меня использовался резистор на 0,125 ватта, нагрев вроде не замечен. Цоколевка выводов микросхемы отличается от обычных "кренок", и приведена на рисунке выше.

 

Фотография как всё выглядит:

 

 

В качестве нагрузки используется автомобильная лампочка на 12 вольт, 10ватт. Но она за кадром, так как слепит камеру. Вообще не стоит нагружать микросхему больше чем на 10-15 ватт. Необходимо использовать радиатор, так как микросхема заметно греется.

При очень хорошем радиаторе может быть удастся поднять мощность до 20 ватт.

 

В этой схеме самыми дорогими деталями будут как ни странно не микросхема, а хороший переменный резистор, и радиатор. Радиатор не обязательно использовать какой-то специальный, достаточно приспособить какую-то пластину или другую металлоконструкцию из алюминия.

Изменено 8 ноября, 2014 пользователем Valery

[kvazimoda]

@Valery, я всё понимаю, хобби, увлечения, но ты написал, что трансформатор стоит намного дешевле готового импульсного блока питания. Я нашёл этот трансформатор за 378 рублей. Готовый блок питания на 12 вольт стоит 630 рублей. Это в довольно дорогом магазине, подобный импульсный БП можно найти дешевле - рублей за 400-450. Я не хочу тебя обижать, всё что ты пишешь правильно, но уж точно не надо сюда цену приплетать :) В наше время, когда полки завалены китайскими товарами, многие вещи дешевле купить, чем заниматься вот такими вот вещами. Я уж молчу про серьёзное использование. Если хочется, чтобы светодиодная лента служила долго, то точно не стоит её запитывать от нестабилизированного блока питания. Ну и т.д., ты всё это прекрасно и сам знаешь и пишешь об этом ;)

 

Про элэмку и кренку я бы добавил, что разница входного и выходного напряжений помноженная на ток нагрузки выделается на этой микросхеме в виде тепла, из-за этого очень здорово падает КПД всего блока питания. Плюс, надо добавить, что если не использовать диэлектрические прокладки между радиатором и микросхемой, то на радиаторе, в случае с элэмкой будет выходное напряжение (центральный контакт), это надо учитывать, т.к. у некоторых потребителей минус может быть на корпусе и если коснуться радиатором микросхемы такого корпуса, то в лучшем случае, всё погаснет, в худшем - сгорит микросхема и/или потребитель.

Изменено 9 ноября, 2014 пользователем kvazimoda

[Valery]

Я в один день, в одном городе, купил один блок питания на 12 вольт 30 ватт, за 390 руб, и два трансформатора на 12 вольт 25 ватт, по 195, если не ошибаюсь рублей. То есть за те же деньги, - две штуки. Сейчас радиолюбительство кроме хобби, что конечно главное, еще и очень сильно завязано на деньги, - как я уже говорил, если превысить некоторую сумму, всё теряет смысл. Я называю это для себя игрой "обмани китайца". То есть сделай обязательно дешевле, но по крайней мере так же, или лучше.

Ну и что тут можно сказать еще, - не обязательно решать проблемы в лоб, как это в основном делается сейчас, без каких-то альтернатив. Например нужен блок питания, он стоит 400 рублей, значит покупаем за 400 рублей. Никакого полета мысли. Поведение это совершенно правильное, и как бы я сказал верное для больших компаний и фирм, а частное лицо, мастерящее что-то для себя, должно знать что существует сотня альтернатив, о которых я и пытаюсь тут говорить.

Да и думаю что что-то говорить, хоть не правильно, это лучше чем всё знать и молчать.

 

Относительно второй части поста: Я не могу тут полностью всё рассказывать о той или иной детали, или чем-то другом. Например на схеме включения элэмки, которую я привел выше, видно что OUT - на корпусе.

[Valery]

Меня мать просит в её квартире на кухне сделать подсветку светодиодной лентой. Обычная кухня, столы, раковина, плита... а над ними шкафчики на стенках. Вот по низу этих шкафчиков нужно пустить ленту, что бы светила вниз на столы и прочее. Метра 2,5 - 3 наверно нужно будет. Пойду я сейчас покупать блок питания за сотни рублей? Да щас, не то воспитание. :)

 

Вариант 1: Блок питания на 15 вольт, 1 ампер, показанный в посте 6. Напряжение только прижать с 15 до 12, способов как видим - масса. Самый простой способ - гасящий резистор. У меня завалялась пара советских ПЭВРов.

Вариант 2: У меня есть еще один блок, на 32 вольта, 625 mA. Очень хороший, от принтера HP. Режем ленту 4,8 ватта на куски по метру*, соединяем последовательно, на каждый кусок придется по 10,6 вольта, маловато, но светиться будет вполне ничего для этого случая. Тока должно хватить с запасом. Да и проживет дольше, не каких-то там 50 тыс часов, как обещает изготовитель, а до следующей генеральной уборки, или пока не надоест, или не отвалится, ну может месяц-два-пять, - замечательно будет. :)

 

PS: *Имеется в виду на три части, причем не обязательно именно по метру, это буду решать по месту.

Изменено 9 ноября, 2014 пользователем Valery

[kvazimoda]

а и проживет дольше, не каких-то там 50 тыс часов, как обещает изготовитель, а до следующей генеральной уборки, или пока не надоест, или не отвалится, ну может месяц-два-пять, - замечательно будет. :)

Что-то у тебя 50 тысяч часов быстро кончаются :)

Я в мониторах менял подсветку люминесцентную на светодиодную ленту, работают по несколько лет. :)

[Valery]

Наконец я сделал вторую версию простого лабораторного блока питания, о котором говорил выше. Он у меня получился полуимпульсным, - импульсный стабилизатор на ИМС LM2596 питается от обычного понижающего трансформатора, точнее двух.
Много было придумано вариантов, в том числе с перекоммутацией трансформаторов на ходу при помощи реле, но со временем схема всё упрощалась, пока не получилось вот такое:
 

 

Имеется два выхода, - не стабилизированный около 34-37 вольт (клеммы X2 и Х3), - для питания не очень мощного паяльника на 36 вольт, микродрели, подключения модуля-стабилизатора для получения второго стабилизированного канала, и т.д. мало ли что. И стабилизированный регулируемый выход 1,3 - 34-35 вольт. (клеммы X4 и X5).

 

О деталях:
Устройство питается от двух имеющихся у меня ранее трансформаторов ТН36 127/220-50 на 36 ватт, соединенных так, что бы на выходе получить переменку около 27 вольт, что бы после моста и конденсатора получилось около 36-37 вольт. Такие трансформаторы часто применялись в различной советской \ российской промышленной аппаратуре вплоть до конца 90х годов. Этот трансформатор имеет четыре вторичных обмотки на 6 вольт, две из них имеют отводы (ТН - трансформатор накальный), а первичная имеет отводы для подгонки напряжения, чем я и воспользовался. Как соединены обмотки видно на схеме, трансформаторы соединены последовательно.
Если бы этих трансформатором у меня не было, можно было бы использовать трансформаторы на 24 вольта, мощностью 25-50 ватт. Ну или хотя бы например два тороидальных трансформатора описанных выше, со вторичными обмотками соединенными последовательно. Либо применить какой-то другой блок питания на 36 вольт, или около того. При использовании готового источника постоянного напряжения установка VD3 и C1 не требуется. В любом случае напряжение питания не должно достигать 40 вольт.
Выпрямительный мост KBPC5010, - 50 ампер, 1000 вольт. Конденсатор 10000 микрофарад 63 вольта.

В качестве стабилизатора используется модуль на ИМС LM2596 (EK-2596 Kit), то есть тот же самый, что и модули описанные выше, только на обычных, не "чип" деталях. Этот модуль я купил в виде набора деталей. Сборка труда не составляет. При желании такой стабилизатор можно собрать самостоятельно, - все элементы не трудно найти в продаже. Схема имеется по ссылке приведенной чуть выше.
Ток и напряжение показывает измерительный модуль SVAL0013PN-100V-|10A. У этого модуля есть особенность, - он измеряет ток по минусовому проводу, значит общего минуса не получится, потому пришлось делать две минусовых клеммы, - с задействованием амперметра, и без него. В итоге получилось два полунезависимых канала.
Для этого модуля питание 36 вольт после моста и конденсатора многовато, потому он запитан через простой стабилизатор на стабилитроне VD2, и резисторе R2. Стабилитрон можно взять на напряжение 9-24 вольт.
Напряжение устанавливает высококачественный многооборотный резистор на 50 килоом.
В качестве индикатора включения используется светодиод VD1.

Самая большая проблема была найти подходящий корпус, так как все детали были в наличии уже давно. Со временем искать специальный корпус надоело, и купил электрическую распределительную коробку подходящего размера, над которой пришлось дополнительно поработать. Трансформаторы не вместились по высоте, пришлось выпилить над ними часть крышки. По бокам выломал заглушки с вводных отверстий. Все отверстия прикрыл вентиляционными решетками. Все выступы на днище удалил. Раз уж крышка прозрачная, решил не пропиливать окно для измерительного модуля, а просто приклеить его изнутри, что дает ему некоторую защиту. Стабилизатор и выпрямительный мост установлены на радиаторы большой площади, которые так же нашлись в закромах. При сборке широко применялся двусторонний скотч. Так что БП собран без единого гвоздя. :) Правда вот приклеенные тяжелые трансформаторы внушают опасение, ронять это устройство противопоказано.

Как показали испытания, БП легко выдает ток до 2,5 А при 12 вольтах, то есть 30 ватт. А с некоторым нагревом и больше. Что интересно, при этом греется не микросхема, а диод Шотки D1 (см. схему модуля на сайте). Больше чем на 25-30 ватт нагружать не советую. При увеличении напряжения на выходе максимальный ток должен будет уменьшаться.
При достижении тока в 2,0 - 2,5А появляется довольно громкий высокочастотный свист, при увеличении тока до 3А свист прекращается, нужно будет разобраться с этим делом, почему так происходит, возможно что после перехода рубежа в 3А преобразователь работает уже как-то не так, а может и вообще не работает, но пока об этом сказать ничего не могу. На таком токе должно произойти аварийное отключение, но оно не происходит, возможно от того что микросхема хорошо охлаждается радиатором.

Этот БП никак не регулирует и не ограничивает ток, который определяется только сопротивлением нагрузки, а так же не имеет никакой защиты, кроме защиты предусмотренной схемотехникой ИМС LM2596 (будем надеяться что она там есть). Меня это устраивает. Если вдруг станет нужен регулятор (стабилизатор) тока, то его можно выполнить в виде отдельного модуля и подключать по мере надобности. Об этом расскажу позже.
При подключении сомнительных, неисправных, и т.д. устройств можно так же использовать внешнее защитное устройство, или просто предохранитель на нужный в данном случае ток.

Собственно и всё. Всё обошлось в что-то около 1200 - 1500 рублей.

Фотографии:

Некоторые детали перед сборкой:

 

Общий вид:

 

Испытание: В качестве нагрузки подключена автомобильная лампа 12V, 21W.

 

 

БП может не супер, но получился гораздо и мощнее, и качественнее чем тот что описан в первом посте этой темы.
 

PS: Впоследствии сопротивление резистора R1 увеличено до 56 килоом, а VD1 заменен на синий. Точнее используется синий диод от SMD RGB светодиода, другого просто не нашлось. :) А до этого светодиод слишком ярко светился, и мешал снимать показания с прибора. На сей момент (31 дек.) блок питания показал себя очень неплохим, и до сих пор не развалился.

 

PS: По питанию измерительного модуля полезно добавить конденсатор на 330-470 микрофарад, это сделает его работу более стабильной. Раньше показания тока прыгали, хотя напряжение держалось нормально. Теперь и ток стал нормально отображаться.

Конденсатор можно поставить прямо на модуль, на контакты 1 и 2, или если провода не такие длинные, то параллельно стабилитрону.

БП на данный момент (14 марта 2015) не развалился, и показывает себя с хорошей стороны.

Изменено 25 марта, 2015 пользователем Valery

[kvazimoda]

А что! Довольно аккуратно и неплохие параметры :)

[Valery]

Еще одно применение популярной ИМС LM317, - стабилизатор тока. Сделать его еще проще чем стабилизатор напряжения, правда потребуется мощный низкоомный резистор.
Сразу о резисторе: Его конечно можно купить готовым, а можно сделать самостоятельно из проволоки с высоким удельным сопротивлением, например из манганина, константана, или на худой конец нихрома. Этот резистор должен иметь достаточно большую мощность, так как через него протекает весь ток. Мощность нужно будет рассчитать, или подобрать по месту.
При измерении сопротивления такого резистора мультиметром необходимо учитывать сопротивление щупов, а так же и соединительных проводов, которые должны быть потолще и покороче.

На картинке ниже:
Рис. 1. Общая схема включения LM317 в режиме стабилизатора тока.
Рис. 2. Использование LM317 в качестве драйвера светодиода (светодиодов). Когда-нибудь запилю по такой схеме мощный светодиодный фонарь.
Рис. 3. Зарядное устройство для (в данном случае) необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов, хотя таким образом можно заряжать практически любые аккумуляторы, и батареи аккумуляторов. Нужно только правильно установить ток и напряжение питания.

 

Как раз я и сделал такое устройство для периодической (циклической) зарядки необслуживаемого свинцового аккумулятора на 12V, 18 А*ч, известного по теме про светодиодные ленты. У такого аккумулятора нормальный ток заряда 1,8А, но это для LM317 многовато, потому было решено уменьшить ток вполовину, то есть до 0,8 - 0,9 А.
Резистор выполнен из манганинового провода, сопротивление что-то около 1,5 Ом, просто я подобрал длину провода постепенно его укорачивая и измеряя ток, используя в качестве нагрузки автомобильную лампочку на 12V 10 W пока не получилось около 850мА.
Диоды защищают от разряда аккумулятора обратным током, и возможного выхода из строя стабилизатора и блока питания обратным напряжением от аккумулятора, если вдруг пропадет питающее напряжение. При установленном диоде в прямом направлении последовательно с аккумулятором (сплошной линией) необходимо увеличить напряжение питания на 1 вольт, для компенсации потерь. Если блок питания не боится обратного напряжения, то можно не ставить этот диод, но поставить диод изображенный пунктиром. Вообще-то я использовал эту схему для заряда вообще без единого диода, ничего не случилось, но раз в год и грабли стреляют, поставить диод не трудно. Стабилизатор выполнен в виде модуля-приставки для блока питания описанного выше. Корпус взят от губки для чистки обуви. :)

 

Напряжение питания следует выбирать как сумму максимально возможного напряжения полностью заряженного аккумулятора такого типа, и падения напряжения на микросхеме, резисторе и диоде. Ну и добавить еще пару-тройку вольт для надежности. Для зарядки 12-вольтового аккумулятора может потребоваться минимум 19-20 вольт. Напряжение на аккумуляторе, если получится, можно попробовать довести до 15 вольт. Ток заряда не более 1\10 от ёмкости аккумулятора, но не более 1А. Меньше - можно, но увеличится время заряда. Для аккумуляторов на другие напряжения конечно и питание должно быть другое. Слишком завышать напряжение питания не рекомендую, - увеличится нагрев микросхемы из-за рассеивания большой лишней мощности.
Желательно применить какой-то индикатор, это может быть цифровой или стрелочный вольтметр, или светодиодный сигнализатор. Или просто периодически проверять напряжение мультиметром.
В моем случае напряжение показывает модуль - вольтметр SVL0002, просто потому что их у меня завалялось несколько штук. Можно было бы и какой-то другой, аналогичные LCD или LED, или стрелочные вольтметры есть в продаже, и достаточно недорого.
При первом включении устройства для заряда аккумулятора необходимо проконтролировать его работу включив последовательно с аккумулятором какой-либо амперметр, или мультиметр в режиме измерения тока. Если всё нормально, - амперметр уже не обязателен, и его можно исключить.
 

[Valery]

Как показала практика, трансформаторы упомянутые в постах 8,9,10 оказались в общем не так полезными, как ожидалось. Не стабилизированный БП на них конечно можно сделать, а вот стабилизированный, - вряд ли. О чем говорилось в постах 9 и 10. Выход тут видится такой, - немного домотать вторичную обмотку трансформатора. Что я сегодня и сделал.

У меня нашелся для этого кусок обмоточного провода в лаковой изоляции, диаметром 1 мм, что несколько побольше чем родной провод, ну да это неважно. Больше, - не меньше. :)

 

Как всё получилось:

 

 

Перед тем как начать наматывать провод, я сначала нашел конец вторичной обмотки, и определил направление намотки, и начал наматывать так, что бы новый провод как бы продолжал существующий, просто как если бы обмотка была длиннее.

Если бы этого сделать не удалось, то взял бы первый попавшийся вывод, и начал наматывать в первую попавшуюся сторону, через несколько витков замерил бы напряжение, - если выросло, то всё Ок. Если упало, то изменил бы направление намотки на противоположное, или подключился к другому выводу.

Мотал до тех пор пока напряжение не выросло с 13 до 16 вольт. Вот этот весь намотанный провод дал только около 3 вольт. После моста и конденсатора получился 21 вольт постоянки.

Теперь можно подключать какой-либо модуль или "кренку", и надеяться на то что получится надежный стабилизированный БП на 12 вольт, где-нибудь около 1,5 ампер.

 

Таким образом можно получить и более высокое напряжение, добавляя витки до тех пор, пока не закроется отверстие в трансформаторе. А тут как видно до этого далеко. Нужно только помнить, что мощность при этом остаётся той же самой. А значит снизится ток.

Изменено 17 ноября, 2015 пользователем Valery

[Юрий Доценко]

Valery

А смогли бы Вы, на каких-то условиях, разработать схему более мощьного блка питания для практической цели. Проблема моя такая. Есть аккумуляторная газонокосилка, аккумуляторы 36 вольт. Аккумуляторы уже износились, а новые стоят ух как дорого. Вынашиваю мысль, посадить газонокосилку на провод от блока питания. Пусть она думает, что работает по-прежнему от аккумулятора. Ток мне точно не известен, померить нечем. Думаю, в седнем 10-15 ампер, изредка на тяжелой траве - 20 с небольшим ампер. Сомнения из-за того, что в косилке стоит контроллер для оптимизации разряда батареи и рекуперации заряда при выключении.

Однако, полагаю, взять трансформатор http://www.inels.ru/ib43item1097.html и стабилизировать чем-то. Но пока не знаю как именно.

Или не заморачиваться с трансформатором, а поставить в параллель три штуки http://ledpremium.ru/catalog/DC36V/blok_pitaniya_hts_350_36_36v_9_7a/

Как Вы думаете?

 

[kvazimoda]

@Юрий Доценко, эм... Извиняюсь, что вклиниваюсь. Вам не кажется, что проще будет взять газонокосилку, которая будет работать от электросети? Смотрите: примерно четыре тысячи на трансформатор, плюс диодный мост http://www.chipdip.ru/product/mb358/, плюс пара конденсаторов http://www.chipdip.ru/product0/9000077978/, плюс провода и какой-то корпус. Минимум в пятёрку выйдет. А теперь прикиньте, что возить вам это всё надо будет на вашей газонокосилке, т.к. если вы будете блок питания держать около розетки, а к косилке подводить уже пониженное напряжение, то у вам нужно будет либо толстые провода таскать за косилкой, либо будет большая просадка напряжения на этом проводе, что вызовет снижение мощности косилки. Это если с трансформатор выбрать. По весу, кстати, выйдет килограмм под десять.

 

Если же брать три импульсных блока питания, то там проблема с параллельным включением. Импульсные блоки питания так просто параллельно не включишь, они либо друг друга перегрузят и выключатся/сгорят, либо можно через диоды их соединить, но из-за разности выходных напряжений может получиться так, что под нагрузкой они будут веером выключаться/сгорать от перегрузки. Иначе говоря, для трёх таких блоков надо будет генерить схему согласования, которая будет стоить, возможно, как ещё один блок питания, т.к. токи у вас огромные. И опять-таки проблема в том, что вам либо катать это чудо на косилке, либо толстые провода. А провода тоже стоят денег.

[Teddy_Bear]

Минимум в пятёрку выйдет.

При том, что отечественные газонокосилки начинаются от 3 500. Там нет трансформатора, там движок на 220 В.

Плюс вас не долбанет током от самоделки с подведённой к ней 220.

[Юрий Доценко]

Спасибо, kvazimoda, ваши комментарии очень полезны. Пятерка меня не пугает, я готов на бОльшую сумму. Ведь косилка уже есть, она очень удобна, и аккумуляторы, хоть и слабоваты, но еще не совсем сдохли. Покупать еще одну на 220 - это понятная альтернатива, возможно на ней и остановлюсь. Но другую тоже надо будет где-то хранить, за ней ухаживать, чистить после работы. Мне кажется, проще будет с блоком питания, если удастся такой найти или сделать.

Спасибо за предупреждение не включать три блока в параллель. Я подозревал, что могут быть трудности, но наверняка не знал. Приделывать на косилку не планировал, только возле розетки и таскать провод. А большие, прогнозируете, потери в проводе? Может на них заложиться и делать питание 40 вольт? Провода будет метров тридцать, даже больше.

[kvazimoda]

А большие, прогнозируете, потери в проводе?

 

Судя по таблице в Википедии удельное сопротивление меди примерно 0,018 Ом*мм²/м. Т.е. если мы возьмём обычный провод 2,5 мм² длинной 10 м, то у нас выйдет сопротивление куска 0,018/2,5*10*2=0,144 Ома (не забываем, что питание подводится по двум проводам: плюс и минус, соответственно, сопротивление кабеля удваивается). Дальше по закону Ома высчитываем падение напряжения на этом куске, ток возьмём 20 А: 0,144*20=2,88 В, что составляет 8 процентов от номинала. Т. е. при такой длине провода при токе в 20 А на косилку будет подаваться примерно 33 В. При токе в 30 А падение составит 4,32 В (12% от номинала). Много это или мало для вашей косилки — думайте сами, я не знаю. Я не знаю, какой там стоит мотор, и на сколько у него изменятся характеристики при пониженном питании. В электронике обычно допускается отклонение питания ±5%. Если мы хотим избежать подобной проблемы и уложиться в допустимые 5%, допустимое сопротивление кабеля для 20 А будет: (36/100*5)/20=0,09 Ома, для 30 А — 0,06 Ома. Соответственно, сечение провода для 20 А должно быть: 0,018/(0,09/20)=4 мм², а для 30 А — 6 мм². И это при условии, что вам хватит десяти метров провода.

 

Может на них заложиться и делать питание 40 вольт?

При маленькой нагрузке падение на проводе будет незначительное, а значит вы будете питать двигатель повышенным напряжением. Поднятие напряжение на 4 вольта — это превышение номинала на примерно 11%. Опять-таки, плохо это или хорошо, решать вам. Ваша косилка.

 

Провода будет метров тридцать, даже больше.

Не сразу увидел про 30 м провода. Соответственно, падение на 30 м провода сечением в 2,5 мм² при токе 20 А составит 8,64 В (24% от номинала), при 30 А — 12,96 В (36% от номинала). Как видите, для тонкого провода поднятие напряжения на 4 вольта не сильно спасает ситуацию.

Теперь давайте прикинем, какой же вам необходим провод, чтобы уложиться в 5% по питанию и уходить на 30 м от розетки: при токе 20 А — 12 мм², при токе 30 А — 18 мм². Можете на досуге сходить в магазин и посмотреть, что из себя представляют эти провода и сколько они стоят. :)

И токи, которые я выбрал, не факт, что косилка не потребляет 40 А в пике или 50 А. :)

Изменено 21 мая, 2015 пользователем kvazimoda

[Юрий Доценко]

Большое спасибо, kvazimoda.  Методика расчета потерь теперь мне понятна. Смогу сам уточнить.

Мотор работает в диапазоне от 40 до 32 вольт. Иначе контроллер его отключает. Ток я не знаю, но мне пообещали дать мощный амперметр на выходные.

Остается надеяться, что ток будет в пределах 15 ампер при небольшой нагрузке. А если 10А, то вообще праздник.  Пики можно не учитывать: их практический смысл - наезд на препятствие и нормально, что сработает защита и двигатель остановится. Ровно это происходит на аккумуляторе.