Многооборотные потенциометры WXD3-13-2W 10K. Линейный ЛабБП 0-30В 0-3А (проект выходного дня)

Привет всем! Сегодня хочу рассказать про потенциометры (переменные проволочные резисторы) WXD3-13-2W по 10К каждый. Сам по себе резистор особого интереса для обзора не представляет (но я их обязательно протестирую), потому расскажу, зачем я купил эти детали на Али. На этот раз мы будем собирать, конструкцию выходного дня, Лабораторный линейный блок питания, с регулировкой напряжения от 0 до 30В и с возможностью ограничения тока от 0 до 3А. Как оказалось я самостоятельно повторил схему китайского конструктора за 6 баксов...))) Всем кому это интересно, добро пожаловать под Кат…

Кто следит за моими обзорами, вспомнят два обзора (один, два), моих блоков питания. Много было вопросов и даже подозрений, что я такое делаю, что мне хватает линейного БП на 1А...))) Ну вот… уже не хватает… Теория всемирного заговора разрушена)))… Потому захотелось собрать что-то надежное, недорогое, легко повторяемое с лучшими характеристиками (большим током). Это должен быть линейный Блок питания с малыми помехами на выходе. Примерно 2 дня штудировал интернет и выбрал широко известную болгарскую схему, которую успешно собрали, наверное, сотни радиолюбителей. Схема простая, легко воспроизводимая, не содержит каких-либо специфических деталей, и имеет множество отзывов и советов по настройке данного источника питания.
Не буду дольше вас держать в неведении, и привожу болгарскую схему…
икации к схеме, для регулировки напряжения и тока нужно использовать линейные переменные резисторы по 10К каждый… Поскольку я хочу, что бы регулировка была плавной, то я нашел на Али многооборотные прецизионные переменные резисторы…
Подтверждение покупки под спойлером…

Посылка пришла примерно за месяц, трек не отслеживался. При транспортировке радиодетали не пострадали, т.к были завернуты в несколько слоев «пупырки». К сожалению, данного лота уже нет, потому я выбрал похожий у другого продавца, и даже чуть дешевле… Наверное, можно найти еще дешевле, но возрастает вероятность нарваться на отбраковку (я уже нарывался пару раз)…
Протестируем наши резисторы…
Сначала измерим общее сопротивление резистора… см фото…

Как мы видим, сопротивление соответствует заявленному…
Второй тест на отсутствие внутренних обрывов внутри резистора… Присоединяем омметр на один из крайних выводов резистора, а второй щуп присоединяем к бегунку (средний вывод)… И начинаем медленно крутить ручку… Внимательно следим за показаниями омметра… Сопротивление резистора должно меняться плавно, без каких-либо бросков и пропадания сопротивления… Затем повторяем тест, измеряя сопротивление между бегунком и другой крайней ножкой…

Этот тест оба резистора прошли… И это уже хорошо, не все проволочные резисторы из Китая проходят этот тест…
Я не буду разбирать резистор, кому интересно, что там внутри, могут почитать ранее написанный обзор на Муське с аналогичным резистором от уважаемого AleksPoroshin (кстати, что интересно, он тоже собрал блок питания, по древней, но надежной схеме параметрического стабилизатора)))… Пару фотографий заимствую с этого обзора и помещу под спойлер, надеюсь автор не обидится…

Эти резисторы устроены однотипно, и мои резисторы имеет такую же начинку…
Собственно, больше рассказать про потенциометры нечего, потому приступим к изготовлению ЛабБП, для которого я и заказывал данные радиодетали из Китая.
Даю сразу ссылку на тему, из которой я позаимствовал печатную плату (мне вариант от комрада DRED понравился больше, чем изначальный, т.к разработанная им печатная плата имеет меньшие размеры) По предлагаемой ссылке представлен двухполярный источник питания с самодельным ампервольтметром на микроконтроллере. Я же использовал только одно «плечо», и у меня тоже будет самодельный ампервольтметр, но по другой схеме и на микроконтроллере PIC. Это все будет во второй части обзора. В этой же (первой части) я расскажу про сборку самого силового модуля, его настройку и тестирование.
Желающие повторить схему, могут скачать схему, спецификацию радиодеталей (список с номиналами), проект печатной платы по вышеуказанной ссылке… Если возникнут какие то проблемы, можно всегда задать вопросы в профильном форуме по этой схеме… Ссылка на нее так же имеется в статье от комрада DRED
Я же приступлю к изготовлению своего варианта…

Переносим рисунок печатной платы методом ЛУТ на односторонний фольгированный материал… И вытравливаем медь в лимонной кислоте + перекиси водорода… Тут у меня вышла заминка, я точно знал, что у меня есть дома лимонная кислота, но её уже жена применила по хозяйству. Пришлось травить в уксусе, потому получилось не очень аккуратно… Кое-где появились протравы… Но это никак не скажется на работоспособности схемы, пострадала только немного эстетическая сторона)))

Раззенкуем немного дырки с лицевой строны (зенкером)

Начинаем сборку… Сначала впаиваем все резисторы и перемычки…

Затем остальные детали… Микросхемы необходимо установить в контактные площадки, т.к первый запуск лучше делать без микросхем (но об этом чуть позже)…

В конце впаиваем все крупногабаритные детали… И получилась вот такая симпатичная плата…

Вот полный комплект для сборки блока питания (интересно, если бы китайцы продавали подобный комплект с трансформатором из меди на 3 Ампера, сколько бы он (комплект) стоил?):

В качестве силового трансформатора я буду использовать ТН-56, который имеет 4 независимых обмотки по 6.3В способные отдавать ток 3.4А каждая (первая обмотка даже более 5А) В качестве силового транзистора буду использовать транзистор MJ15003, потому как он у меня уже был ранее куплен. Что бы определить подходит ли мне этот транзистор надо посмотреть Safe operating area в даташит…

И сразу видно, что при напряжении 30В транзистор способен держать ток не выше 8А, у меня же максимальный ток составляет 3А, потому транзистор подходит даже с большим запасом.
Транзистор будет установлен на игольчатый радиатор, вроде, площадь его вполне достаточная, в общем, попробуем обойтись пассивным охлаждением.


Если температура будет слишком высокая, то будем думать, как сделать обдув.

Сразу же сделаю важные замечания по данной схеме, явно об этом не указано в статье, но это очень важно!!!:
1. На вход можно давать только ПЕРЕМЕННОЕ напряжение… Подключать постоянное (выпрямленное), к примеру, от импульсного источника питания (что любят делать Муськовчане) НЕЛЬЗЯ!!!!
2. Переменное напряжение на входе не должно быть выше 24В… Выше подавать НЕЛЬЗЯ, т.к будет превышение по питанию использованных микросхем TL081. Что бы поднять напряжение требуется замена операционных усилителей и самой схемотехники.
3. Так же необходимо понимать, что это ЛИНЕЙНЫЙ блок питания, таким образом, если на вход подать 24В, которые после выпрямления превратятся в 30В «постоянки», а с выхода снимать 5В и 3А, то 75Ватт будут падать на силовом транзисторе, и вызывать его сильный нагрев… Потому нужно предусмотреть меры защиты, или сделать обдув, при помощи вентилятора, или (что лучше) сделать переключение обмоток трансформатора… Если использовать трансформатор ТН, это сделать легко… Я соединю по 2 обмотки последовательно 6.3В+6.3В=12.6В и 6.3В+5В=11,3В и сделаю простейший переключатель на тумблере, позволяющий подключать на вход или 12.6В или 23.9В (24В)… Соответственно если у меня нагрузка будет 5В и 3А, то на силовом транзисторе будет рассеиваться 39Ватт, а не 75Ватт… Разница весьма ощутима…

Подпаял последние провода

Настало время протестировать нашу конструкцию выходного дня. На вход подаем с трансформатора 19В переменного напряжения (пока решил не давать максимальные 24В переменки). Пока не вставляем микросхемы в панельки. Включаем и проверяем, что бы ничего не грелось, не дымило и не искрило… )))) Вроде все нормально. На 4 ножках микросхем U2 и U3 замеряем напряжение относительно общего провода (минусовой шины), напряжение должно быть -5.6В Если это так, значит все работает нормально…
Отключаем питание и вставляем микросхемы в панельки… Выводим оба регулятора (напряжения и тока) в крайне левое положение (минимальное напряжение и отсутствие ограничения тока), подключаем вольтметр на выход БП и подстроечным резистором выводим напряжение покоя в 0 вольт. У меня изначально показывало на выходе 45мВ, и я подстроечным резистором вывел значение на Ноль.
Собственно на этом настройка окончена. Правильно собранный блок питания работает правильно сразу. Если у вас какие то проблемы ищите ляпы на печатной плате, неправильно припаянные детали и прочие огрехи сборки. У меня БП запустился сразу без каких-либо танцев с бубном…

Теперь проведем тестирование: на выход присоединяем проволочный резистор 30 Ом и выставляем максимальное напряжение.

У меня это 22 вольт… Проверяем ток через резистор

Смотрим помехи на осциллографе

Вроде все нормально, переменным резистором можно ограничивать ток, при этом зажигается красный светодиод, сигнализируя, что Блок питания находится в режиме ограничения тока. Если повернуть ручку переменного резистора в обратную сторону, то блок питания переходит в режим стабилизации напряжения и красный светодиод тухнет.

Теперь проверим максимальный ток который способен выдать блок питания. На выход присоединяем галогенную лампу накаливания на 12В 50W Заранее выставляем напряжение на выходе 12В

Как видно на фотографии максимальный ток составил 3.9А Это максимальный ток, который может выдать трансформатор ТН56.

Смотрим помехи на выходе БП при максимальной нагрузке…

При таком токе довольно сильно греется цементный проволочный резистор и выпрямительные диоды на входе БП. Силовой транзистор греется умеренно, горячий конечно, но рука терпит некоторое время… Когда придет пора все собирать в корпус, будем думать об охлаждении. Наверное все же вентилятор ставить придется… Но это все будет во второй части обзора, где к этому БП добавится самодельный ампервольтметр (детали на него едут из Китая), вероятно плата автоматического переключения обмоток трансформатора и плата управления вентилятором…
На сегодня это все… Выводы делайте самостоятельно. А мне понравился силовой модуль БП, могу рекомендовать конструкцию к повторению… К этой силовой плате можно добавить китайский ампервольтметр и уже будет полностью функциональное устройство…

UPD: по советам опытных комрадов доработал немного напильником схему:
1. R4 уменьшил до 1К
2. Проволочный резистор уменьшил до 0.1R 5W
3. Вместо постоянного R18 поставил подстроечник 500К, и выставил ограничение тока 3.4А (дабы не мучить трансформатор)
4. Поставил диод в прямом направлении к D8…


Всем, кто дочитал обзор- Мира и добра!!! С наступающим праздником Днем Великой Победы!!!