Laboratorní zdroj 0-30V / 2mA-4A

Autor Bc.MP · Publikováno 16.2.2016 · Aktualizováno 22.9.2018

Po dlouhé době jsem se rozhodl postavit nový regulovatelný zdroj. Původní, který jsem stavěl podle amatérského rádia v roce 1996 je pořád funkční, ale chtělo to už něco nového a hlavně s lepšími parametry.
Pro stavbu jsem si vybral zdroj publikovaný na serveru http://www.electronics-lab.com/, dále upravený na serveru http://vyvoj.hw.cz/teorie-a-praxe/konstrukce/laboratorni-zdroj-0-30v2ma-3a.html

Zdroj jsem si upravil taky podle svých potřeb:

1. Byly navrženy nové deky plošných spojů.
2. Desku plošného spoje zdroje jsem rozdělil na dvě částí a to, na vstupní část s usměrněním a filtrací, a řídící část z IO. Třetí deska je napájecí pro LCD panely a chlazení.
3. Původní IO TL081P jsem nahradil za nízkopříkonové a hlavně běžně dostupné TL071.
4. Vynechal R23,24 a 25, které původně sloužili pro měřící panel.
5. Místo R7 a R8 5W jsem použil jeden R7 20W/0,47Ω, při průtoku 3A se strašně hřály.
6. Změněno měření, použity modře podsvícené LCD panely s ukazateli napětí a proudu s použitím bočníku.
7. Použity usměrňovací diody P1000 pro větší zatížení.
8. Čínské T4 a T5 jsem vyměnil za Teslácke KD503 (ve schématu mám 2N3055, KD503 jsem dodal později).
9. Použit o něco větší hliníkový chladič pro výkonové tranzistory T4 a T5.
10. Použit větší ventilátor chlazení 9x9cm.
11. Silnější transformátor 24V/5,2A.
12. Celý zdroj jsem umístil do hliníkové, ručně vyrobené krabičky.

Úprava transformátoru

Musel jsem upravit transformátor, který jsem měl. Dával 27V a po usměrnění to dělalo 38V + 5,6V na záporné větvi = 44,6V, to bylo moc pro napájení OI 1 a 3. Takže jsem pár závitů odmotal na cca 23,6V, což poté dělalo cca 38V, což už bylo přijatelnější pro OI 1 a 3 (- +18V max. napájení IO). Zkoušel jsem je a vydrželi bez problému 42V.

Oživení

Každou z desek proměřte a zkontrolujte. Zdroj musí fungovat na první zapojení. Jediná věc, která se nastavuje je trimr R29, kterým si opravíte výstupní napětí na 0V.

Test zdroje

Pro testování jsem použil halogenové auto žárovky 12V/55W a 24V/75W.

Test s autožárovkou: H7 12V/55W potenciometry vytočeny na max, měřeno na výstupních svorkách (2N2219 má větší zesílení což se projevilo v testu). Ve zdroji můžete použít místo 2N2219 i BC 639.

BC 639	14,8V	4,47A
2N2219	16,1V	4,64A

žárovka 24V/75W : 23,2V – 2,40A (potenciometry vytočeny na max).
při zkratování výstupních svorek: 0V – 4,46A (KD503).

Deska napájení měř. panelů a ventilátoru

Na desce pro napájení měřících panelů a ventilátoru se musí seřídit trimr R4 pro nastavení spínání ventilátoru. Já to mám nastavené v rozmezí cca 35°C zap. a 28°C vyp. Tento teplotní spínač se dobře osvědčil, použiji ho určitě i v jiných zapojeních. Díky vhodně nastavené hysterezi pomocí rezistoru funguje opravdu skvěle (doporučuji místo R4 dát nějaký kvalitní více otáčkový trimr pro jemnější seřízení).

Místa pro připojení:

X1	AC 230 V
X2	Napájení panelového měřidla 1
X3	Napájení panelového měřidla 2
X4	Čidlo teploty KTY 81-210
X5	Připojení ventilátoru 12V

Schéma zdroje

Vstupní část + Pokus o 3D

Řídící DPS

Měření

Přední panel

Seznam součástek

Seznam součástek vstupní část

R1 2k2/2W
R2 82R
R3 220R
C1, C2 4700uF/63V
C3, C4 47uF/50V

D5, D6, 1N4148
D7 BZX83V005.6
F1 F6,3A

Seznam součástek zdroj

R24 220R
R4 4k7
R5, R6, R13, R20, R21, R23 10k
R7, R8 1R2/5W RR W5-1R2 ,nebo jeden R 0,47/20W
R9, R19 2k2
R10 270k
R11, R28 27k
R12, R18 56k
R14 1k5
R15, R16 1k0
R17 33R
R22 3k9
R26, R27 0.47/5W RR W5-0.47R
R29 100k trimr ležatý

C4 100n
C5 220n CF1
C6, C9 100p
C7 10uF/50V
C8 330p

D9, D10 1N4148
D8 BZX83V005.6
D11 1N4007
D12 LED 5mm červena 2mA

T1 BC548
T2 2N2219, BC 639 (na obrázcích níže je vidět ručně udělaný hliníkový chladič, alá princezna tranzistorka. Po testováni zdroje jsem ho dal pryč a koupil klasický malý plechový vějířový, tranzistor se vůbec nehřál.
T3 BC557
T4, T5 2N3055, KD 503

IO1, IO2, IO3 TL071

P1, P3 PC1621NK010
P2+P4 PC1621NK001

Seznam součástek – deska spínače ventilátoru a panelových měřičů

R1, R2 10k
R3 1k
R4 10k (trimr ležatý)
R5 4k7
R6 1M5

D1, D2 B250C1000DIL
D3 1N4007

C1, C2 470uF/25V
C3, C4, C5, C6 100n

F1 50mA

IO1 LM358N
IO2, IO3 7809

T1 BC338, BC337

X1, X2, X3, X4, X5 ARK500/2
Patice pojistky
TR1 2x 12V 3,0VA (požil jsem silnější trafo pro napájení většího ventilátoru)

Čidlo teploty: KTY 81-210, -55 ÷ +150°C, +/-1%, 2kOhm./25°C, 1mA, TO 92

JYX85-panelový LCD MP 100,0V 70x40x40mm,napájení 6-12V