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 záložce Rady, návody). Skutečná velikost DPS je 86,3 x 46,7 mm.

Seznam součástek:

C1	4700uF/35V ele.
C2, C5	100nF ker.
C3, C4	100uF/35V ele.
D1-D4, D8	1N5408
D5, D6, D10	1N4007
D7	5mm zelená LED
D9	5mm červená LED
DZ1	4,1V zenerova
R1, R2, R7	2k7
R3	0R27/5W
R4	680R
R5	1k potenciometr lineární
R6, R9	30k
R8, R10	220R
R11	4k7
R12	100k potenciometr lineání
R13	5k potenciometr lineání
R14	1k2
T1	BC327
T2, T3	BC547
IO1	LM350
K1, K2	svorkovnice do DPS, 2 kontakty, RM 5mm

Reálné fotografie:

img_real

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