В этой статье пойдет речь о простом, стабилизированном, регулируемом, относительно мощном лабораторном блоке питания. Полная схема блока питания с цифровым индикатором приведена на рисунке 1. Кроме величин тока и напряжения на индикатор выводится температура, измеряемая цифровым датчиком SB18B20.

На первый взгляд схема выглядит сложновато, но это только на первый взгляд.

Напряжение сети 220В через выключатель SA1 и предохранитель ПР1 подается на первичную обмотку сетевого трансформатора ТР1, в качестве которого использован унифицированный накальный трансформатор ТН-60 127/220. Все вторичные обмотки I, II, III и IV, имеющие выходные напряжения 6,3В, включены последовательно и совместно с выпрямительным мостом, состоящим из диодов VD1…VD4 – MBR2545CT, контактами реле К1.1 и конденсатором фильтра С3, образуют переключаемый выпрямитель. Эта идея заимствована из статьи «Лабораторный блок питания из ИБП» И. Нечаева ж. «Радио» 2014 №8 стр. 32. В данном случае в качестве реле переключения использовано автомобильное реле с напряжением питания 12В и током коммутации 30А.

При указанном на схеме положении контактов реле, мы имеем двухполупериодный мостовой выпрямитель с выходным напряжением примерно 35В и током нагрузки до 5,9А (на такой ток рассчитаны вторичные обмотки данного трансформатора). В этом случае общая точка диодов VD1 и VD3 через контакты реле и датчик тока R3 — 0,01Ом подключены к общему проводу. Если замкнуты контакты 1 и 2, то мы получаем двухполупериодный выпрямитель, но со средней точкой и выходным напряжением в два раза меньше первоначального. В этом случае диоды VD1 и VD3 в работе схемы не участвуют. В этом случае ток, отдаваемый в нагрузку, будет уже равен 11,8А и теперь общая точка вторичной обмотки, выводы 13 и 14 Тр1, через датчик тока будет соединена с общим проводом. Выбор той или иной схемы выпрямителя зависит от величины выходного напряжения стабилизатора, собранного на микросхеме К157ХП2 и составном транзисторе КТ827 с любой буквой. Применение в качестве выпрямительных диодов, диодов с барьером Шоттки и переключение выпрямителей, позволяет уменьшить падение напряжения на активных элементах схемы, что приводит к повышению КПД блока питания.

Емкость конденсатора фильтра С3 зависит от планируемого тока нагрузки и выбирается примерно 2000,0 мкФ на 1А. Для тока 10А потребуется 10 конденсаторов по 2200,0×50В. Не стоит применять конденсаторы бо’льшей емкости из-за большой нагрузки на контакты конденсатора в моменты их заряда и разряда. Так же емкость конденсаторов зависит от нужной вам величины напряжения пульсаций на выходе стабилизатора. На микросхеме DA5.1 собран компаратор напряжения, который и отвечает за работу реле. Если напряжение выше 12В, то на выводе 7 этой микросхемы будет»0», транзистор VT2 (КТ972А) закрыт, реле обесточено, замкнуты контакты 1 и3. Когда напряжение на выходе стабилизатора будет менее 12В, будет меньше и напряжение на выводе 6, относительно вывода 5 (+2,6В) микросхемы DA5.1, появится управляющее напряжение на выходе компаратора, что в свою очередь приведет к открыванию транзистора и срабатыванию реле. Замкнутся контакты 1 и 2 реле Р1. Диод, стоящий параллельно обмотке реле — КД208А. Напряжение на выходе выпрямителя будет примерно 12,6 х 1,41 = 17В. Нужный порог срабатывания компаратора можно отрегулировать резистором R11 – 10кОм. На транзисторе VT3 и микросхеме DA3 собран стабилизатор напряжения для питания обмотки реле.

На микросхеме DA4.1 собран усилитель сигнала с датчика тока (масштабирующий усилитель), его Кус устанавливают с помощью резистора R5. DA4.2 – повторитель напряжения, его применение позволяет снизить помехи и шумы в сигнале с датчика тока. Для этой же цели служит и DA5.1 при измерении напряжения на выходе блока питания. Я не буду повторяться и подробнее об этом измерительном устройстве можно прочитать в статье «Цифровой вольтметр, амперметр и термометр для блока питания» из этой же статьи скачайте и программу для микроконтроллера. Есть еще одна статья «Вольтамперметр и термометр для блока питания» здесь применен ЖКИ индикатор. Прошивка есть в статье. Или все сразу скачайте одним файлом: