Ампервольтметр для ПсевдоЛабораторного (импульсного) блока питания или делаем из мусора - конфету...

Ампервольтметр с встроенным шунтом с пределом до 10А и 100В. По сути этот товар нельзя назвать Ампервольтметром, скорее это показонометр (простите за жаргонное слово) с погрешностями измерения, но для моей цели сделать с нуля ПсевдоЛабораторный импульсный Блок питания подойдет… Почему «Псевдо», потому, что нормальный Лаб БП не должен быть — импульсным, только Линейный БП, с большим трансформатором с отводами, модулем автоматического переключения обмоток, что бы снизить нагрев выходных транзисторов… Короче только — хардкор!!! Но… часто нужно просто что то запитать не критичное к помехам, скажем электродвигатель или зарядить подсевший автомобильный АКБ, да мало ли задач, которые могут быть не требовательны к «чистому» питанию… Потому данный ИИП должен быть в лаборатории начинающего или не очень радиогубителя… Потому начнем…

Обоз будет интересен радиолюбителям, «самоделкиным» или просто любителям читать про электронные поделки. В обзоре много фотографий (скрытых под спойлеры), много технических терминов, возможны опечатки и даже орфографические ошибки. Если Вас не интересуют железки, и радиотехника — лучше обзор не читать, тем более есть более интересные обзоры бюстгалтеров и прочих красивых вещей…

Сразу хочу сказать, что это мой первый обзор, радиогубитель я не профессиональный, так любитель, потому прошу тапками не кидать, как мог и благодаря помощи опытных товарищей с форума «Паяльник», использовав чужие схемные решения за основу, собрал с «нуля» этот Импульсный Блок питания. Разводка и изготовление печатных плат полностью моя, возможно с точки зрения радиотехники все не правильно, кое-где дорожки низковольтной части близко расположены к дорожкам высоковольной части, но все работает уже около 2-х лет, устойчиво, без сбоев, потому и решил описать изготовление ИИП (Импульсный Источник Питания) с нуля и из кучки мусора… И так поехали…

Наверное необходимо в начале обзора описать купленный товар — Ампервольтметр, но я думаю, что на этом сайте достаточно уже обзоров на данный девайс, где описаны достоинства и недостатки измерительного прибора. От себя могу тоже дать плюсы и минусы данного прибора:
Итак
ПЛЮСЫ:
1. Низкая цена
2. Встроенный шунт с пределом измерения 10А
3. Есть подстроечник позволяющий подстроить показания под эталонный ампервольтметр
МИНУСЫ
1. Требует дополнительное питание
2. Невысокая точность измерения
3. Крутить подстроечники надо очень осторожно, они при любом приложенном чрезмерном усилии рассыпаются, соответственно прибор выходит из строя…
Но в принципе, под большинство задач, для не супер-точного определения тока и напряжения прибор вполне годный, и в конце концов мы его встроим в наш ИИП…

Теперь переходим непосредственно к ПсевдоЛабораторному Блоку Питания… Стояла задача из мусора собрать — пусть не конфету, но все же вполне годный источник питания с возможностью изменять напряжение в широких приделах от почти 0 и до 30В и что бы была возможность ограничивать ток, практически от нуля и до 5А… Для моих целей этих значений будет вполне достаточно… Донорами для поделки были использованы старые компьютерные БП, которые есть наверное у каждого, кто апгрейдил свой компьютер, несколько деталей куплено в магазине, некоторые компоненты были ранее куплены в интернет магазинах (в основном на Али), и даже коробкой будет — корпус от компьютерного БП.

СХЕМОТЕХНИКА:
Решено было использовать классическую схему ИПП — полумост на народной микросхеме TL494 с драйвером IR2110. Импульсный трансформатор добыт тоже из мусора, рассчитан по известной «программе Старичка» и перемотан в ручную согласно расчету… Но о всем по порядку…
Принципиальная и модульная схема ИИП

размер платы был выбран с учетом того, что она должна «сесть» на штатные крепления компьютерного БП.
Вкратце если описать принципиальную схему, то имеются следующие функциональные модули:
1. Входной электро-магнитный фильтр, не выпускающий помехи от ИИП в осветительную сеть и выпрямитель создающий выпрямленное напряжение в 310В. ЭМИ фильтр сделан по классической схеме и каких-либо особенностей не имеет. Все полностью выпаяно с доноров, компьютерных б/у блоков АТХ.
2. Непосредственно Силовой модуль, как я уже писал ранее это классический полумост, на классике жанра TL494 с драйвером IR2110, что позволяет отказаться от транзисторов раскачки, согласующих трансформаторов и требующих минимум дополнительного «обвеса». Все детали включая трансформатор ЕЕ-33 так же «добыто» из того же мусора — компьютерных АТХ БП. Трансформатор был разобран, с него были смотаны все обмотки до пустого каркаса. Расчет трансформатора под нужное мне напряжение и ток можно увидеть на скрине

3. Блок управления — на микросхеме LM358 (куплена в Оффлайне), этот блок позволяет задавать на выходе нужное напряжение и ограничивать ток до нужного значения. При помощи переменных резисторов задаются нужные значения напряжения и ограничения тока. Более подробно я описывать принцип работы не буду, те кто понимают в схемотехнике и так разберутся, для остальных это как было темным лесом, так и останется…
4. Дежурка на микросхеме TNY274 (Куплена на Али), которая на выходе дает 3 независимых канала напряжения для питания как компонентов схемы, так и вентилятора.
5. Блок управления Вентилятором — решил, что нечего просто так постоянно дуть и ввел схему управления вентилятором в зависимости от нагрева радиатора с выходными транзисторами. Потому использована схема позволяющая выставить включение вентилятора при достижении заданной температуры, которая отслеживается терморезистором.

Вот собственно и все. Можно разрабатывать и травить фольгу на плате, потом сверлить дырки и начинать впаивать электронные компоненты…

Переносим рисунок на фольгированный текстолит методом «ЛУТ» (Лазерно-утюжная технология) и травим плату в перекиси водорода… Очень простой, копеечный и чистый способ. Покупается в магазине пищевая лимонная кислота в пачке 15 грамм и в аптеке покупается 3% перекись водорода. На эту плату понадобилось 60мл (2 флакона на 30 мл) ну и немного поваренной соли (пол чайной ложки), которая есть на любой кухне… Растворяем лимонную кислоту и соль в перекиси водорода и опускаем туда плату. Покачиваем емкость с раствором и через 15 минут достаем готовую плату, где вся не покрытая защитным составом фольга полностью растворилась. Раствор становится — зеленого цвета. Его надо просто вылить в раковину, потому как он не хранится и уже полностью выработался…

Рассверливаем отверстия под детали и залуживаем плату…

Начинаем собирать модульно блоки на плате…
Сначала спаиваем входные цепи — ЭМИ фильтр и выпрямитель… Даем 220В на вход и проверяем, что на выходе есть +310В… Если ничего не взорвалось, то идем дальше. Опытные радиолюбители советуют включать свежеспаяный БП через лампу накаливания, тогда не будет выбивать пробки в случае ляпов, КЗ и не будет фейерверков на рабочем столе. Просто лампа загорится в полный накал…
Далее распаиваем дежурку — проверяем на выходе необходимые напряжения.

На всякий случай смотрим осциллографом что у нас на выходе трансформатора дежурки… Дужурка сделана в виде импульсного обратноходового ИИП, со стабилизированным одним каналом

Видим на оссциллограмме прямой-обратный ход и то что снаббер нормально работает…
Если сделать лирическое отступление, то при изготовлении, настройке, ремонте Импульсного Источника Питания — осциллограф необходим, хотя бы народный набор для сборки осциллографа, который уже обозревался на сайте. Без онного прибора лезть в ИИП крайне не рекомендуется. ИИП не прощает ошибок, чуть-что «бабах» и ведро сгоревших деталей… Выгорает почти все и сразу… Потому еще раз повторю — включайте через лампу накаливания 60-100Ватт, используйте защитные очки — глаза ваши, и их надо беречь… А пластмасса летит при «бабахе» как шрапнель… Потому соблюдайте Технику Безопасности!!!
Если все нормально, то начинаем впаивать микросхемы силового модуля и их обвязку… Пока не подаем высокое напряжение, даем только питание с дежурки… Смотрим что у нас на затворах силовых транзисторов…

Еще раз повторю на затворы полевиков одновременно можно вставать щупами только при отсутствии на схеме высокого напряжения!!! Иначе можно спалить осциллограф…
В данном случае все нормально, можно наматывать силовой импульсный трансформатор и впаивать его на место…
Последними впаиваем детали модуля управления и выходные цепи…

Еще фото собранной платы:


Я не смогу тут полностью рассказать как настроить модуль управления и целиком ИИП, если кто то захочет повторить этот ИИП, пишите в личку, я дам тему на сайте «Паяльник», где я собирал данный БП под пристальным контролем опытных Гуру… Там можно будет получить подробную информацию по ИИП, шаблоны печатных плат, ни и просто расширить свой кругозор, если интересуетесь радиотехникой. Здесь же я покажу финал сборки БП…

Корпус как я писал ранее из мусора — старого компьютерного БП…
Изготавливаем лицевую панель… Пока без изысков, просто кусок белой пластмассы… И встраиваем туда наш Ампервольтметр, запитанный от отдельного канала дежурки…

Корпус просто покрашен черной краской из баллончика…


Ну вот и все… Включаем?
Изначально, до окончательного монтажа платы в корпус, был настроен модуль управления. Напряжение регулиуется от 24мВ до 30В, а Ток регулируется от 10мА и до 5А. Вполне неплохо…


Цепляем нагрузку 5А при 12В…
и меряем помехи на выходе. Размах 28мВ
Многовато… Потому дополнительно был впаян еще один LC фильтр. Индуктивность дросселя 20мкГн, и конденсатор 100мкФ (место под него сразу было заложено на печатной плате). Помехи упали до 3мВ. К сожалению фото оссциллограммы не сохранилось… Для импульсного БП — это очень хороший вариант…

Далее проводим тесты на Короткое замыкание на выходе, в разрыв входного питания ИИП включена лампа 220В 100Вт. Если лампа вспыхнет, значит защита не справилась или недостаточное быстродействие защиты.
1. Выставляем напряжение 5В, органичение тока 1А. И закорачиваем выходные клеммы — что то тихо щелкнуло, лампа не вспыхнула, ИИП держит ограничение тока на выходе в 1А, хоть напряжение упало до нуля… Все отлично…
2. Выставляем напряжение 30В, органичение тока 1А. И закорачиваем выходные клеммы — опять тихий щелчек, лампа не вспыхнула ИИП держит ограничение тока 1А. Опять отлично…
3. Выставляем напряжение 30В, органичение тока 1А. На выходе подключен конденсатор 2200мкФ 50В… Закорачиваем выходные клеммы — Долбануло (простите, хотел бы написать «заискрило», но тут действительно Долбануло) знатно… Искры… Я аж отпрыгнул. Это разрядился конденсатор на выходе… Однако лампа не вспыхнула и ИИП по прежнему держит ограничение 1А…
На этом испытания были закончены… ИИП очень хорошо держит Короткое замыкание.

Выводы: Вот так из кучки старого мусора и некоторых купленных компонентов можно сделать за пару вечеров Регулируемый Импульсный Блок питания, который тем не менее имеет хорошие характеристики и пригоден для питания не критичной к помехам нагрузки… Если у кого будут вопросы и замечания пишите комментарии… Надеюсь было интересно читать обзор…