Набір для складання лінійного регульованого блока живлення на 35 Вольт і 5 Ампер

Чесно кажучи, замовив я цей набір радше за залишковим принципом — щоб добити посилку, але зрештою виявилося, що він може бути дуже корисним, особливо для радіоаматорів-початківців. Деякий час тому я робив огляд простого регульованого блока живлення, і, як з’ясувалося, він виявився корисним. А тепер уявіть, що це приблизно такий самий БЖ, але:
На більшу напругу
На більший струм
З перемиканням обмоток трансформатора
З керуванням вентилятором

Цікаво? Тоді, думаю, не прогадаєте.


Почну сьогоднішній огляд із розповіді про продавця, а точніше — про те, що випадково з’ясувалося: це вже четвертий огляд його товарів. Попередні, думаю, також запам’яталися, і в них були описані:
1. LCR-метр
2. Простий осцилограф
3. Електронне навантаження

Власне, тому можу порадити замовляти в цього продавця одразу кілька товарів, особливо вигідне поєднання навантаження + БЖ.


Від посередника все це приходить в одному пакеті. Судячи з інформації від нього ж, комплект важить 175 грамів; для покупок із Тао вага має значення.


Зрештою ви маєте отримати друковану плату й великий пакет із деталями. Коробки в комплекті немає, її наведено для розуміння розміру :)


Як і у випадку з електронним навантаженням, схеми в комплекті немає. Усю необхідну для складання інформацію нанесено на плату у вигляді шовкографії. Тут зазначено номінали кожного компонента, тож проблем зі складанням бути не повинно.


Монтаж повністю односторонній, SMD-компонентів немає, що, на мій погляд, може бути важливо для радіоаматора-початківця.


Якість шовкографії дуже хороша, друк чіткий, усе добре видно.


А от трасування не дуже оптимальне: місця для силових транзисторів винесено на торець плати, і там само розташований роз’єм для підключення трансформатора, тож щось одне доведеться підключати до плати дротами. Втім, до цього я ще повернуся.


Є чотири варіанти комплектації лота:
1. Повний комплект: деталі плюс плата, мій варіант, ціна близько $8.64
2. Те саме, але без пари вихідних транзисторів, ціна близько $7.76
3. Усі компоненти, але без друкованої плати, ціна близько $6.73
4. Плата без компонентів, ціна близько $1.9 долара.

Оскільки компонентів досить багато, я б рекомендував перший варіант. Але оскільки не всі компоненти хорошої якості (наприклад, конденсатори), можливо, підійде й варіант 4. Варіанти 2 і 3, як на мене, особливого сенсу не мають.


А ось тут дався взнаки мінус ТаоБао: у моєму комплекті забули покласти ручки змінних резисторів. Коштують копійки, але шкода :(


На сторінці товару наведено схему блока живлення, що також може допомогти під час складання. Мені все ж таки довелося кілька разів до неї звертатися, але про нюанси я напишу в розділі про складання. Якість схеми не дуже висока, продавець пропонує її «в HD», але як її завантажити — я так і не зрозумів.

Загалом схема не містить нічого принципово нового: на одному ОП зібрано сам БЖ, на другому — перемикач обмоток, унизу — вузол керування живленням вентилятора. Трохи бентежить «криве» живлення ОП і обмотка із середньою точкою для живлення внутрішньої електроніки, яка в цьому випадку взагалі не має сенсу.
Також дещо незвично підключено змінні резистори — двома дротами, причому збільшення напруги/струму відповідає збільшенню опору резистора.


Основні вузли блока живлення.
1. Зелений — власне регульований стабілізатор напруги та струму, слабкострумова частина плюс коло живлення
2. Червоний — силова частина регулятора, випрямлячі та реле
3. Синій — схема керування реле перемикання обмоток
4. Фіолетовий — керування вентилятором.


Не ходитиму навколо та перейду до складання, але оскільки опис процесу потрібен радше як доповнення, сховаю цю частину під спойлер.


Власне, плату повністю зібрано. За підсумками складання можу попередньо сказати, що особливих проблем не виникло, але сама плата виглядає трохи... неестетично, бракує їй краси.


Крім того, роз’єми було б добре винести на край плати, а не розміщувати посередині. І ще один невеликий мінус: з’ясувалося, що вихід блока живлення під’єднується паянням, а не клемником.



Після паяння флюс краще змити, але не стільки через його вплив на електроніку, скільки заради зовнішнього вигляду. За бажанням потім можна покрити лаком Пластик-70


Паяти плату — одне задоволення, я використовував припій із флюсом і найзвичайніший паяльник із контролем температури.


А це, судячи з усього, фото прототипу, знайдене на сторінці товару. Вигляд простіший, зате радіатори помітно більші.


Отже, у мене залишилися дроти, вихідні транзистори, діодний міст та інша дрібнота.


А тепер — підключення та налаштування плати.
1. 0-15-25-35 Вольт — підключення силового трансформатора. Напруги відраховуються відносно точки 0.
2. Діодний міст і транзистори — тут, думаю, і так усе зрозуміло
3. Рег. реле 25 і 35 Вольт — налаштування напруги, за якої підключаються відповідні додаткові обмотки.
4. Рег. температури та термістор — відповідно, налаштування ввімкнення вентилятора і роз’єм для підключення термістора. Полярність термістора значення не має.
5. 12-15 Вольт — вхід додаткового живлення змінним струмом 12-15 Вольт, можна використовувати одну обмотку.
6. Живл. амперметра — підключення живлення амперметра для вимірювання вихідного струму, стабілізовані 12 Вольт
7. Вентилятор — роз’єм для підключення вентилятора.
8. Кор. струму — встановлення діапазону регулювання вихідного струму
9. Налашт. струму — регулювання вихідного струму (резистор 10к)
10. LED CC — світлодіод індикації режиму обмеження струму
11. Кор. напруги — встановлення діапазону регулювання вихідної напруги.
12. Налашт. напруги — регулювання вихідної напруги (резистор 10к)
13. Вихід — вихідні контактні майданчики для підключення навантаження до блока живлення.
14. Амперметр — підключення амперметра; якщо він не використовується, замкнути перемичкою.

Тепер про налаштування.
Напруга перемикання обмоток.
1. Повертаємо резистори вліво до крайнього положення або приблизно до нього; можна — до вимкнення обох реле.
2. Встановлюємо на виході напругу близько 9-10 Вольт і повертаємо резистор 25 Вольт вправо, доки не ввімкнеться перше реле.
3. Встановлюємо на виході напругу близько 20-22 Вольт і повертаємо вправо резистор 35 Вольт, доки не ввімкнеться друге реле.
4. Готово.

Діапазон регулювання вихідної напруги/струму.
1. Повертаємо до упору вправо резистор регулювання напруги.
2. Обертаючи відповідний підлаштувальний резистор, встановлюємо на виході потрібну нам напругу, наприклад 35 Вольт
3. Повторюємо те саме для регулювання струму; як навантаження можна використовувати мультиметр.

Щоб збільшити струм, підлаштувальний резистор потрібно обертати вліво, напругу — вправо.

Увімкнення вентилятора.
1. Під навантаженням нагріваємо радіатор до температури, за якої він починає обпікати руку, — це близько 50-55 градусів
2. Повертаємо резистор вліво, доки не ввімкнеться вентилятор. Температуру можна підняти до 60-70 градусів, але тоді вже потрібно вимірювати її термометром.
До речі, вентилятором керує досить потужний транзистор, який, схоже, встановили радше через великий корпус. Схема керування вентилятором примітивна, чіткого ввімкнення/вимкнення немає: перехід плавний, і він може працювати на малій швидкості, але діапазон температур від вимкненого стану до повної потужності досить вузький.



Якщо у вас трансформатор лише з двома обмотками, наприклад від підсилювача, де є пара обмоток по 18 Вольт із середньою точкою, його теж можна використовувати, хоча нагрівання, звісно, буде більшим. У такому разі замість другого реле встановлюється перемичка.


У змінних резисторів з’єднуються два ліві виводи, а сам резистор підключається двома дротами.
Термістор також підключається двома дротами; після паяння ізолюємо з’єднання термоусадкою.
Вхід для підключення додаткового живлення розрахований на обмотку з відводом від середини. Як на мене, це вкрай незручно: можна з’єднати крайні виводи роз’єму й живити від однієї обмотки 12-15 Вольт — працюватиме так само.


Дроти для підключення вентилятора й ампервольтметра я не використовував, а решту перед паянням скрутив, щоб було акуратніше й менше наводилися завади. Чорна термоусадка була в комплекті.


Тут зроблю невеликий відступ. На платі є місце для встановлення діодного моста, але за струму 5 А він швидко перегріється, тому я вирішив винести його за межі плати. Саме тому на цьому фото не лише транзистори, а й діодний міст.
Транзистори TIP3055, 15 А, 60 В, 90 Вт. При цьому в блоці живлення кожен транзистор працює за струму 2,5 А і напруги до 50 В, розсіюючи потужність до 35–40 Вт, тож невеликий запас ще є.


Для тестів я використав відносно невеликий радіатор. У реальних умовах цілком можна застосувати кулер від досить потужного комп’ютерного процесора. Завдяки перемиканню обмоток навіть у найгіршому режимі (КЗ) на ньому розсіюватиметься близько 75–80 Вт, що цілком можна порівняти з процесором.
Транзистори ізольовані від радіатора. Якщо цього не робити, тепловий опір буде меншим, але на радіаторі буде плюс силового живлення.


Можна сказати, що до тестів готові :)


Під час тестів використовувався вентилятор із триконтактним роз’ємом. У цьому випадку він під’єднується контактами з червоним і чорним проводами, як показано на фото.


Виробник на сторінці товару показав варіант використання з не дуже поширеним, але цікавим ампервольтметром. Та от щось на момент написання огляду він мені не трапився. Здається, там струм був до 5 А, а ціна доступна.


Зате в іншого продавця я бачив не менш цікавий прилад. Давно хочу купити його, щоб погратися, тим паче що він вимірює струм до 10 А, напругу до 95 В і може під’єднуватися до комп’ютера для моніторингу. Але коштує 13 баксів — посилання .


Гаразд, щось я захопився. Під’єдную до плати перевірений комплект із двох трансформаторів і невеликого трансформатора для допоміжного живлення. Разом трансформатори дають три напруги, кратні 12 В. До речі, виробник плати рекомендує не комбінацію 12+12+12, а 15+10+10, як я приблизно писав в огляді плати для потужного регульованого блока живлення. Така комбінація напруг оптимальніша.


А тепер перевіримо, на що здатна ця платка.
1. Мінімально можна встановити −0,1 В. Так, саме від’ємну напругу — я стикаюся з таким не вперше.
2. Максимум — 21 В за мінімального положення підлаштувального резистора діапазону.
3. Далі я спробував відрегулювати максимальну напругу підлаштувальним резистором і отримав лише 26 В — замало.
4. Спочатку думав припаяти якісь резистори для перевірки, але згадавши, що зі збільшенням опору резистора регулювання зростає значення напруги або струму, просто витягнув роз’єм і без проблем отримав повну вихідну напругу.
5. Мінімальний струм — 0, при цьому світиться світлодіод індикації CC, а навантаженням є вихідний резистор блока живлення.
6. Тут проблем із калібруванням не було — встановив 5 А.


Потім вирішив покрутити підлаштувальний резистор далі й так само без проблем отримав 6 А.


Але мене не влаштовувало обмеження вихідної напруги, і з цим треба було щось робити. Запідозрив допоміжне живлення, виміряв напругу на виході трансформатора й з’ясував, що там лише 11 В. Взяв інший трансформатор із вихідною напругою близько 24 В — із ним без проблем встановив на виході навіть 42 В.
Річ у тім, що допоміжна напруга стабілізується за допомогою стабілізатора на 12 В, а на його вході має бути щонайменше 15 В. Крім того, на платі є живлення зі стабілітроном на 15 В. Але за вхідної напруги 11 В отримати понад 15–16 В складно, тож зрештою напруга просідала.


Після цього захотілося перевірити максимальну вихідну потужність, яку можна отримати в такому варіанті, але приблизно через 20 секунд тестування пролунав гучний хлопок, і я отримав ось таке диво....
Так, коли я замінив трансформатор, то зовсім забув про ці конденсатори й отримав цілком закономірний результат: на них було близько 32 В.


Але «шоу має тривати», тож пошкоджені конденсатори замінив на якісніші Samwha 1000 мкФ 35 В.


У результаті я отримав на виході понад 200 Вт за струму навантаження 5 А і напруги 41 В. Як на мене, зовсім непогано.


Далі — тест стабільності підтримання вихідної напруги залежно від струму навантаження. Тут також усе досить непогано, хоча напруга все-таки трохи плавала, але, можливо, це було через контакт між навантаженням і платою, адже навантаження було під’єднане до щупів мультиметра, а ті, своєю чергою, просто вставлені в отвори плати.
Тест зі струмом 1, 2, 3.5 і 5 Ампер.


Під час роботи плата помітно нагрівається. Найбільше гріються потужні резистори.
1. За низької напруги гріються резистори допоміжного живлення, увімкнені разом зі стабілітронами на 6.2 і 15 Вольт. Особливо нагрівається той, що ближче до краю плати: через нього живиться стабілітрон на 6.2 Вольта.
2. Якщо встановити на виході напругу понад 20-30 Вольт, починають сильно грітися резистори на 2.2 кОм, розташовані у правому верхньому куті. Нагрівання одного залежить від вихідної напруги, а другого — від вхідної, яка досягає максимуму, коли вихідна напруга перевищує 20-22 Вольт. Думаю, краще замінити їх на щось близько 3.3-4.7 кОм.

В обох випадках температура резисторів становить близько 100-110 градусів.


І останній тест — оцінювання розмаху пульсацій на виході. На жаль, вони є, з частотою 100 Гц. В обох випадках навантаження становило близько 4 Ампер (автомобільна лампа), але в першому випадку встановлені лише штатні вхідні конденсатори, а в другому я під’єднав паралельно до них ще один, ємністю 10000мкФ, щоправда, на проводах завдовжки близько 10см.
У першому випадку розмах становить 50 мВ, у другому — 25 мВ.


На мій погляд, пульсації на виході спричинені не стільки недостатньою вхідною ємністю — тут, як на мене, усе гаразд, — скільки дещо дивною схемою зворотного зв’язку (позначена червоним).
Крім того, мені не подобається, що на виході встановлено конденсатор аж на 100 мкФ (позначений зеленим). Думаю, краще зменшити його ємність до 10-22 мкФ. На пульсації він, по суті, не впливає, але впливає на кидок струму під час переходу з режиму CV у режим CC.


Відеоверсія огляду


І, звісно, кілька висновків за результатами складання та тестування.
Спочатку про сам набір для складання.
Зауважень не так багато, але вони є. Забули покласти ручки для резисторів, незручні ізоляційні прокладки, діодний міст треба виносити на радіатор, конденсатори посередньої якості.
Але є й переваги: усе збирається без особливих труднощів, ба більше, потім воно ще й працює, забезпечуючи навіть більше за заявлені 35 Вольт і 5 Ампер. Мені вдалося отримати напругу до 42 Вольт, а струм — до 6 Ампер, і не думаю, що це межа.

За результатами тестів реально причепитися можна лише до підвищеного рівня пульсацій, але, думаю, є шанс це виправити.

Загалом набір трохи сируватий, але, на мій погляд, цікавіший за відому плату на 30 Вольт і 3 Ампера, огляд якої я колись робив. Основні відмінності:
1. Напруга до 35 Вольт, реально можна підняти й вище.
2. Струм до 5 Ампер, але його також можна збільшити.
3. Ємність вхідного конденсатора — 6600 мкФ проти 3300 у варіанті на 3 Ампера
4. У блоці живлення на 3 Ампера був один силовий транзистор, тут їх два.
5. Є перемикання обмоток трансформатора — три ступені.
6. Додано керування вентилятором залежно від температури.
7. Шунт для вимірювання струму встановлено в позитивному полюсі, а не в полюсі землі.

Істотний недолік лише один: у розглянутого варіанта вищий рівень пульсацій, найімовірніше, через недопрацювання схеми.


Товар на AliExpress — посилання