Laboratorní zdroj 0-30V 0-3A

Jako jedno ze základních vybavení každého bastlíře je regulovatelný laboratorní zdroj. Schémat je na internetu mnoho, ale každý má svoje pro a proti. Některé jsou jednoduché, ale nemají regulaci proudu, některé mají vše potřebné, ale jsou obtížné na výrobu. Tento regulovatelný zdroj má od všeho něco a dá se považovat za „laboratorní 0-30V 0-3A“. Zdroj má pár vylepšení, které ho odlišují od všech ostatních.

Většina zdrojů lze regulovat od 1,5 V a více. Tento zdroj lze regulovat přímo od nuly. Aby to bylo možné, je k napájení stabilizátoru využité záporné referenční napětí (cca -6V), které je odebíráno ze stabilizátoru tvořeného zenerovou diodou DZ1 a LED diodou D7, ta je zároveň použita jako indikace zapnutého zdroje. LED dioda D9 slouží jako indikace proudového omezení.

Aby referenční stabilizátor spolu s hlavním usměrňovače pracovali správně, je potřeba aby se z hlavního usměrňovače odebíral alespoň stejný proud jako z toho pomocného, jinak by se na kondenzátoru C1 zvyšovalo napětí naprázdno a mohl by se zdroj poškodit. Vyšší odběr proudu z hlavního usměrňovače je zaručen pomocí rezistorů R1 a R2.

Zdroj je uzpůsoben pro napájení střídavým napětím ze síťového transformátoru 230/24V. Pro správnou funkci a tvrdost zdroje by měl být užit transformátor o výkonu 100W. Sekundár transformátoru připojíme na svorkovnici K1. Výstupní napětí odebíráme ze svorkovnice K2.

Stabilizátor IO1 je nutné umístit na dostatečně dimenzovaný chladič. Potenciometr R5 slouží k regulaci výstupního proudu. Potenciometr R12 slouží k hrubému nastavení výstupního napětí a R13 k jemnému nastavení.

Schéma zapojení:

Tento zdroj jsem již postavil v roce 2015 a do dnešního dne je pravidelně využíván. V plastové krabici mám zapracované 2 tyto zdroje, každý funguje samostatně, nebo je lze propojit a získat tak zdroj symetrického napájení.

Jako další užitečný typ je použití transformátoru s odbočkou. Do konstrukce laboratorního zdroje jsem využil 24V transformátor s vyvedeným středem, jinak řečeno 12-0-12V. Pomocí přepínače přepínám na vstup zdroje buď 12V nebo 24V střídavých. Užitečné je to ve chvíli kdy potřebuji napětí ve spodní polovině rozsahu a nemusím tak v teplo převádět takový ztrátový výkon. Příklad: Zdroj mám nastaven na 5V a odebírám 1,5A, příkon tedy 7,5W. Napětí po usměrnění je 32,4V, se stejným protékajícím proudem je příkon 48,6W. Rozdíl obou příkonu musím proměnit ve ztrátové teplo na chladiči, tedy 41,1W. V případě použití 12V střídavých na vstupu bude po usměrnění 15,5V, příkon tedy 23,3W, rozdíl v tomto případě činí 15,8W což je více než 2x méně než v předchozím případě.

Osazovací plán:

Deska plošných spojů – vrchní vrstva (top):

Deska plošných spojů – spodní vrstva (bottom):

Osazovací plán i DPS jsou v 600 dpi (jak vytisknout DPS naleznete v článku Jak vytisknout DPS). Skutečná velikost DPS je 86,3 x 46,7 mm.

Seznam součástek:

Na tuto konstrukci je možné zakoupit plošný spoj (profi výroba – nepájivá maska, servisní potisk) za 92 Kč včetně DPH (76 Kč bez DPH).

Schéma laboratorního zdroje vychází z této konstrukce, prošlo však nějakými změnami, hlavně v oblasti navýšení maximálního proudu: Kubánec elektronik