Классический самодельный лабораторный источник питания, собранный на операционном усилителе и обычных транзисторах, с отдельной платой цифрового измерителя на ICL7107 — простая конструкция, которая закрывает потребность в регулируемом питании сразу для множества других проектов.
Назначение и состав конструкции
Устройство представляет собой регулируемый источник питания лабораторного типа с выходным напряжением от 0 до 30 В и током от 0,002 до 2 А. Регулируются обе величины, поэтому блок годится и для питания готовых схем, и для аккуратного «прощупывания» новых макетов, когда ограничение тока страхует от выгорания деталей при ошибке монтажа.
Основа аналоговой части — операционный усилитель TL081 и транзисторы BD243, BD139 и BC548. Измерительная часть выполнена отдельно: это вольтметр на микросхеме АЦП ICL7107 с индикацией на семисегментных дисплеях. Важная особенность компоновки — плата вольтметра выполнена независимо от силового каскада, а не объединена с ним в один узел.
Аналоговый регулятор на ОУ и транзисторах
Схемотехника здесь традиционная для линейных лабораторных источников: операционный усилитель TL081 работает в контуре регулирования, сравнивая сигнал обратной связи с выхода с заданным уровнем и управляя транзисторным каскадом так, чтобы выходное напряжение держалось на выставленном значении. Усиление по току даёт связка транзисторов: маломощный BD139 используется как промежуточный (управляющий) каскад, а силовой BD243 стоит в выходной цепи и принимает на себя рассеиваемую мощность — именно он требует радиатора. Транзистор BC548 задействован в малосигнальной части схемы.
Поскольку регулятор линейный, вся разница между входным и выходным напряжением превращается в тепло на проходном транзисторе. Это плата за простоту и низкий уровень пульсаций: такой источник заметно «чище» импульсного и не создаёт помех чувствительной аналоговой аппаратуре.
Цифровой вольтметр на ICL7107
ICL7107 — специализированный АЦП двойного интегрирования со встроенным драйвером семисегментного индикатора, то есть микросхема сама измеряет напряжение и сама выводит результат на дисплей без микроконтроллера и программирования. Это делает узел полностью автономным: его можно собрать, проверить и настроить отдельно, а затем подключить к выходу блока питания.
Разделение плат удобно и при повторении конструкции: если цифровая индикация не нужна, силовая часть работает самостоятельно, а измеритель можно добавить позже или использовать в другом приборе.
Печатная плата и разъёмы
Для новой версии лабораторного блока питания плата была уменьшена до 8,7 x 7,3 см против 12,5 x 8,7 см у исходного варианта. Компоновку при этом переработали осмысленно, а не просто ужали:
- установлены клеммные разъёмы типа ARK — на выход, а также для подключения измерения напряжения и измерения тока (последние два опциональны и ставятся по желанию);
- выводы для регулировки напряжения и тока расположены рядом друг с другом, а не разбросаны по разным краям платы, — так проще разводить провода к потенциометрам на передней панели корпуса.
Мелочь вроде соседних выводов регулировок экономит время при сборке в корпус и убирает лишние длинные проводники внутри прибора.
Файлы проекта
Схемы и печатные платы обеих частей — и самого источника питания, и вольтметра — подготовлены в Eagle, поэтому их можно открыть, отредактировать под свои габариты и корпус и вывести на изготовление. Для большинства радиолюбительских задач такой блок питания оказывается универсальным рабочим инструментом, который пригодится в самых разных проектах.
Похожие материалы на сайте
Файлы проекта
