Jednoduchý laboratorní zdroj 0 až 25 V s možností nastavení proudového omezení do 1,5 A.
Přesto, že spínané zdroje přináší řadu výhod a jsou běžně dostupné i pro regulované zdroje, stále se používají i klasické laboratorní zdroje. Na webu je možné nalézt velké množství různých konstrukcí používajících jak diskrétní součástky, tak i různé integrované obvody. Další informace můžete nalézt také na zde.
Rozumným kompromisem mezi složitostí konstrukce, pořizovací cenou a parametry je dále popisovaný laboratorní zdroj. Před tím než, se pustíte do jeho stavby uvažte, zdali se vám to vyplatí. Hotový spínaný laboratorní zdroj (čínského původu) je možné koupit již za cca 1 500 Kč. Nejdražšími položkami při vlastní konstrukci jsou síťový transformátor, chladič, digitální měřidla a krabička, do které to všechno umístíte.
Příklad:
- Toroidní transformátor HEFEI TR-T025/2X12V 232 Kč
- Pomocný transformátor EI transformátor do DPS HAHN BV 201 0144 (2x9) 85 Kč
- Konstrukční krabička U-SP7771 231 Kč
- Digitální voltmetr a ampérmetr cca 400 Kč
Celková cena bez chladiče je téměř 950 Kč
Můžete si také koupit stavebnici, ta ale obvykle neobsahuje výše uvedené nejdražší díly.
Příklad:
- Regulovatelný stabilizovaný zdroj EZK SRJ2A30SX 360 Kč
Popis funkce
Na vstupní svorky (K1 a K2) je přivedeno stejnosměrné napětí (max. 40 V). Vhodný je například toroidní síťový transformátor HEFEI TR-T025/2X12V doplněný usměrňovačem a filtrem.
Jako regulační prvek slouží unipolární tranzistor IRF540 s N-Kanálem (PD = 130 W), který je připojen v záporném přívodu napájení. Tranzistor je třeba opatřit chladičem (např. z procesoru v PC) a zajistit jeho ofukování ventilátorem.
Integrovaný obvod IO1 (LM7809) stabilizuje napájecí napětí pro IO2, IO3 a slouží také jako zdroj referenčního napětí. Na neinvertující vstup operačního zesilovače IO2 je přivedeno referenční napětí, jehož velikost je závislá na nastavení potenciometru P1 (regulace napětí) a trimru P3, kterým se nastavuje maximální hodnota výstupního napětí v rozsahu cca 17 až 24 V. Z výstupu je přes D1 řízen výkonový regulační tranzistor T1. Nedochází-li k proudovému omezení svítí zelená LED dioda (levá část D2).
IO3 je zapojen jako komparátor. Na invertující vstup je přivedeno napětí z R12, jehož velikost je závislá na výstupním proudu. Při dosažení maximálního výstupního proudu nastaveného potenciometrem P2 se rozsvítí se červená LED dioda (pravá část D2), přes diodu D3 dojde k uzavření T1 a tím i omezení výstupního proudu. Trimr P4 slouží k nastavení maximální hodnoty výstupního proudu (cca 0,7 až 1,4 A).
Simulace
Následující obrázek ukazuje simulaci funkce v programu MULTISIM
Schéma zapojení
Možné úpravy
Pro zvýšení maximálního proudu je třeba použít výkonnější transformátor i tranzistor T1, například IRFB320 (PD = 300W) a hodnotu rezistoru R8 snížit na 6,8 kΩ.
Pro jinou hodnotu potenciometru pro regulaci napětí (P1) je nutné také změnit velikost rezistoru R1. Například při použití více otáčkového potenciometru (Aripot) hodnoty 2 kΩ, je třeba zvýšit i hodnotu R1 na 2 kΩ.
Rozpiska součástek
| položka | označení | název | typ | hodnota | kusů |
| 1 | R1, R7, R10 | REZISTOR | MRR 1K | 1 kΩ | 3 |
| 2 | R2, R4 | REZISTOR | MRR 47K | 47 kΩ | 2 |
| 3 | R3, R6 | REZISTOR | MRR 270K | 270 kΩ | 2 |
| 4 | R5 | REZISTOR | MRR 3K9 | 3,9 kΩ | 1 |
| 5 | R8 | REZISTOR | MRR 10K | 1 kΩ | 1 |
| 6 | R9 | REZISTOR | MRR 4K7 | 4,7 kΩ | 1 |
| 7 | R11 | REZISTOR | MRR 220R | 220 Ω | 1 |
| 8 | R12 | REZISTOR | RR W5-0.56R | 0,56 Ω | 1 |
| 9 | R13 | REZISTOR | MRR 3K3 | 3,3 kΩ | 1 |
| 10 | P1, P2 | POTENCIOMETR | PC1621NK001 | 1 kΩ | 2 |
| 11 | P3 | TRIMR | PT10HK001 | 1 kΩ | 1 |
| 12 | P4 | TRIMR | PT10HK010 | 10 kΩ | 1 |
| 13 | C1 | EL. KONDENZÁTOR | CE 470M/50V | 470 μF | 1 |
| 14 | C2 | EL. KONDENZÁTOR | CE 10M/35V | 10 μF | 1 |
| 15 | C3, C5 | KER. KONDENZÁTOR | CK 100N/50V | 100 nF | 2 |
| 16 | C4, C6 | EL. KONDENZÁTOR | CE 100M/35V | 100 μF | 2 |
| 17 | D1, D3 | DIODA | BAT 85 | 2 | |
| 18 | D2 | LED DIODA | L-59EGW-CA | 1 | |
| 19 | D4 | ZENEROVA DIODA | BZX83V006,2 | 1 | |
| 20 | D5, D6 | DIODA | 1N4001 | 2 | |
| 21 | D7 | ZENEROVA DIODA | BZX83V005,6 | 1 | |
| 22 | T1 | TRANZISTOR | IFR50 | 1 | |
| 23 | IO1 | INTEGROVANÝ OBVOD | 7809 | 1 | |
| 24 | IO2, IO3 | INTEGROVANÝ OBVOD | TLC271 | 2 | |
| 25 | K1, K2, K6 | FASTON DO DPS | LS1537 | 3 | |
| 26 | K3 | PŘÍSTROJOVÁ SVORKA | 4mm červená | 1 | |
| 27 | K4 | PŘÍSTROJOVÁ SVORKA | 4mm modrá | 1 | |
| 28 | K5 | SVORKOVNICE | ARK500/3 | 1 | |
| 29 | IO1_1 | CHLADIČ NA IO1 | DO1A | 1 |
Deska plošných spojů – strana součástek
Deska plošných spojů – strana spojů
Transformátor s usměrňovačem
Regulovaný zdroj je třeba napájet stejnosměrným napětím maximálně 40 V. Vhodný je transformátor se sekundárním napětím 24 V a výkonem 24 až 48 VA podle výstupního proudu zdroje. Přes pojistku F1 je sekundární napětí přivedeno na usměrňovací můstek. K výstupu je připojen filtrační kondenzátor kapacity 4,7 mF.
K napájení panelových měřidel a ventilátoru je použit zdroj se samostatným transformátorem se sekundárním napětím 2 x 9 V. Postačí nejmenší provedení EI20 s výkonem 0,35 VA. Didy D1 a D2 jsou zapojeny jako dvoucestný usměrňovač. K filtraci je použit kondenzátor s kapacitou 1 mF. Kondenzátory kapacity 100 nF slouží k potlačení rušivých napětí pronikajících ze sítě.
Z hlediska bezpečnosti je nutné použít kvalitní síťové transformátory s označením dle příslušné normy.
Schéma zapojení a deska plošných spojů
Propojení jednotlivých částí zdroje
Ukázka hotového zdroje v krabici U-SP7771
