Сегодня рынок насыщен разнообразными лабораторными БП китайского производства самых различных модификаций, с различными параметрами и эксплуатационным сервисом. Однако стоимость моделей с привлекательными параметрами и возможностями довольно высока и многие радиолюбители предпочитают изготовление подобных устройств своими руками, которые зачастую выглядят и работают не хуже промышленных образцов аналогичного класса, а обходятся в изготовлении гораздо дешевле. Но одно дело – разработать и собрать электронный блок, другое – изготовить корпус с приличным дизайном, что требует определенных временных затрат, опыта и мастерства при производстве механических работ. Есть и компромиссный вариант – заказ изготовления корпуса, либо приобретение подходящей "коробки" в розничной продаже. Но лично меня не устроил ни первый, ни второй из вариантов: на первый – нет времени и места для возни с напильником, второй так же отпадает из-за дороговизны (как на заказ, так и в розницу) корпусов приемлемого качества и необходимого дизайна. Наиболее привлекательным оказался третий вариант, – покупка бюджетного экземпляра лабораторного БП в одном из интернет-магазинов с целью его доработки до уровня устройства с необходимыми для моих потребностей параметрами. Таким экземпляром оказался ЛБП с названием YG-1502DD (рис.1).

Рис.1 Передняя панель бюджетного ЛБП

Рис.2 Начинка YG-1502DD

Параметры этого ЛБП пропечатаны в названии: выходное напряжение – от 0 до 15В, выходной ток – до 2А. Сервисные функции: 1. регулировка срабатывания триггерной защиты при токе от 0,6 до 2А; 2. переключатель 5-ти фиксированных значений выходного напряжения. Из плюсов: 1. неплохой дизайн; 2. индикация выходных параметров (ток, напряжение); 3. неплохая базовая принципиальная схема, позволяющая произвести минимальное конструктивное вмешательство для доработки; 4. Невысокая совокупная цена за эти плюсы; 5. достаточно точная цифровая индикация тока и напряжения; 6. компактный корпус с достаточным для моих целей внутренним объемом. Все остальное – минусы: 1. маломощный понижающий трансформатор, "проваливающий" напряжение на выходе ЛБП при параметрах, близким к максимальным; 2. контроллер платы индикации прошит таким образом, что индикация амперметра застывает на отметке 2,55А при токе свыше этого значения, а индикация вольтметра "обнуляется" при уровне напряжения свыше 25,5В; 3. двухцветный светодиод "сопровождает" работу ЛБП красным свечением, срабатывание защиты "приветствует" зеленым; 4. позиционные обозначения компонентов на плате ЛБП по большей части заменены обозначения номиналов; 5. "одноразовая" резьба винтовых соединений корпуса; 6. символическое охлаждение регулирующего транзистора; 7. тонкие соединительные проводники от платы к регулирующему транзистору, от платы к выходным клеммам, тонкие жилы сетевого кабеля. Все эти достоинства, равно, как и недостатки, присущи всем без исключения всем ЛБП, купленным мною единовременно (включая неправильную распайку двухцветного светодиода). Причем, судя по отзывам и обсуждениям на форумах об ЭТОМ и прочих ЛБП с надписью 1502 (не взирая на буквенный префикс), эти модели собраны из одного набора комплектующих и имеют лишь незначительные различия в дизайне и принципиальной схеме. Так что, о большинстве недостатков мне было известно заранее и меня это вполне устраивало.

Параметры и сервис, которые я хотел бы получить от доработанного YG-1502DD: 1. Возможность подачи достаточно высокого напряжения на вход ЛБП; 2. регулировку напряжения в диапазоне от 0 до 35-60В; 3. выходной ток до 5А; 4. малые пульсации в пределах перекрываемых диапазонов тока и напряжения; 5. регулировку ограничения тока от 0 до максимума; 6. регулируемую триггерную защиту по току; 7. защиту от перегрева.

Принципиальная схема, перерисованная автором с печатной платы YG-1502DD изображена на рис.3

Рис.3 Принципиальная схема YG-1502DD

Примечание. Принципиальная схема YG-1502DD ввиду отсутствия большей части позиционных обозначений на плате, заменена автором на собственные, обозначенные шрифтом красного цвета для удобства описания. Эти же обозначения присутствуют и на доработанной схеме, где и графические символы добавленных в схему компонентов имеют красный цвет.

"Ядром" схемы ЛБП является микросхема LM723 (U2 в схеме), выпускаемая с 1972г и хорошо зарекомендовавшая себя за длительное время существования своей универсальностью, надежностью и дешевизной. Начинка микросхемы содержит прецизионный источник опорного напряжения, усилитель ошибки, токовый ограничитель. Способна работать, благодаря встроенному стабилизатору питания, в диапазоне от 9,5 до 40В с выходным управляющим током до 150мА и предназначена для использования в регуляторах напряжения с током до 10А при входном напряжении до 40В и выходных 2-37В (при использовании рекомендаций и схем из официальной документации от производителя). В схеме YG-1502DD возможности микросхемы используются не полностью (не задействован токовый ограничитель), зато присутствует регулируемая триггерная защелка на транзисторах VT1, VT2 (различной структуры), запрещающая работу микросхемы U2 по выводу 13 (выход усилителя ошибки) через диод D11, запирая выходной транзистор микросхемы. Как следствие, прекращение тока в цепи R15, база-эмиттер VT4 (с запиранием этого транзистора), база-эмиттер мощного регулирующего транзистора VT5 (с запиранием транзистора), полное отсутствие напряжения на выходе ЛБП (+Out). Защелка в свою очередь управляется парой операционных усилителей микросхемы U3, первый из которых (U3.2) отслеживает напряжение на датчике тока (резистор R18), усиливает его, подавая собственное выходное напряжение на вход амперметра и на вход второго ОУ (U3.1), управляющего непосредственно защелкой с помощью регулятора (R30), изменяющего уровень опорного напряжения на инвертирущем входе этого ОУ. С помощью триммера R28 подбирается диапазон регулировки срабатывания защелки. Срабатывание защелки индицируется светодиодом HL1.1 (красный). При этом светодиод HL1.2 (зеленый) шунтируется сопротивлениями открытых переходов транзисторов защелки, резистором R17 и светодиодом HL1.1. Суммы падения напряжений на этой цепи недостаточно для возникновения тока свечения зеленого светодиода из-за относительно большого значения резистора R2, ограничивающего ток свечения HL1.2. Благодаря подобранным номиналам резисторов R35-R39, показания амперметра (являющимся на самом деле без совокупности с парой ОУ – вольтметром) численно равны значению тока нагрузки. На прямой вход усилителя ошибки (вывод 5) микросхемы U2 подается регулируемое напряжение с дополнительного источника опорного напряжения (+5В), выполненного на регулируемом стабилитроне TL431 (VZ1). Запитан VZ1 от встроенного в U2 источника опорного напряжения (+7,2В). Для чего это сделано не очень-то и понятно, т.к. встроенные в микросхему ИОН – вполне самодостаточен. При крайнем "правом" положении переключателя (до упора по часовой стрелке) выбирается регулируемая по выходу от 0 до +15В функция ЛБП. При этом для вывода 5 U2 актуален делитель напряжения R54, R40 (плавный регулятор напряжения), R41 (грубый регулятор напряжения). Все предыдущие положения переключателя создают на выходе ЛБП фиксированные напряжения +1,5, +3,6В, +4,8В, +6В, +7,2В. Значения эти подбираются сопротивлениями резисторов R22-R31. Инверсный вход усилителя ошибки отслеживает выходное напряжение через делитель на резисторах R10, R13, R9. U2 запитана от выпрямителя D1 через диод D2 напряжением +24В. С этого же диода напряжение подается на коллектор регулирующего транзистора VT5. Интегральный стабилизатор L7812 (U1) является источником питания лишь для схемы защелки и ОУ U3 (LM358). Резистор R14 гасит возможную избыточную мощность на U1, работающей без радиатора практически без нагрева. Резистор R17 создает начальную нагрузку на выходе ЛБП. Вольтметр отображает значение выходного напряжения и вход его подключен в плюсовой выходной клемме через резистор R32, являющийся единственным подстроечным элементом для блока индикации. Сам блок индикации запитан переменным напряжением

10В от отдельной обмотки трансформатора. Таким образом, блок индикации практически развязан с любой из шин ЛБП и при необходимости с помощью коммутации блок индикации может быть использован и для внешних измерений.

Рис.4 Принципиальная схема доработанного YG-1502DD

Доработка. Схема доработанного ЛБП приведена на рис.4.

Внесенные в схему изменения и дополнения:

• Вместо маломощного штатного трансформатора (мощность – не более 25Вт) был установлен тороидальный трансформатор мощностью 200Вт/2Х16,5В/5А.
• Как уже отмечалось выше, доработанный ЛБП должен работать в диапазоне повышенных значений входных и выходных напряжений. Для этого в схему был введен дополнительный транзистор (VT3) в разрыв между R15 и базой транзистора VT4, а сопротивление резистора R15 было увеличено до 5,1кОм. При этом микросхема U2 своим питающим выводом (12) была подключена к выходу стабилизатора U1. Таким образом, питание микросхемы U2 составило +12В, что сделало ее работу совершенно безопасной независимо от величины входного напряжения (+In).
• Интегральный стабилизатор U1 так же был отключен от входного напряжения и был подсоединен к средней точке "нового" трансформатора, напряжение на которой составляет половину (+23В) от полного выпрямленного напряжения (+46В) относительно минусового провода выпрямителя.
• Диод D2 был удален за ненадобностью и заменен перемычкой.
• В узел защелки на транзисторах VT1, VT2 так же были внесены минимальные изменения, расширяющие возможности ЛБП.
• Фиксируемая кнопка, при замыкании контактами которой перехода база-эмиттер транзистора VT2 вводится режим ограничения тока, исключая открывание VT2 и, как следствие, режим защелкивания, разрешая плавную регулировку выходного тока;
• R5 заменен номиналом 100кОм, а резистор R7 был заменен перемычкой, что позволило расширить диапазон регулировки тока от 1мА до максимального значения (в данном случае до максимума возможных показаний амперметра – 2,55А);
• Удален конденсатор С3, приводивший ЛБП к релаксации в режиме ограничения тока (узел на VT1, VT2 переходил в режим генерации);
• Был перепаян светодиод HL1, изначально неправильно распаянный;
• Был удален диод D11, обеспечивающий управление выводом 13 U2 при срабатывании токовой защиты, а узел токовой защиты / ограничения стал управлять базой вновь введенного транзистора VT3, подключенной к эмиттеру VT2 (хотя это именно это изменение непринципиально и можно было бы его не вводить).
• К выводу 13 U2 относительно минусового провода питания был подключен биметаллический термовыключатель с нормально разомкнутыми контактами и температурой срабатывания 70С о ;
• В процессе изменения был так же удален узел коммутации фиксированных напряжений за ненадобностью, дополнительный ИОН на VZ1.
• Резистор R54 для изменения диапазона выходных напряжений был зашунтирован резистором 3,3кОм.
• Транзистор VT4 был заменен транзистором 2SA1023.
• Имеющийся выпрямительный мост был удален с платы, а новый – вынесен за пределы платы и установлен на радиатор.
• Это все, что касается изменений на плате. Мощный регулирующий транзистор (VT5) был заменен на пару транзисторов 2SD1047, включенных впараллель и установленных на общий с диодным мостом радиатор, который, в свою очередь, был прикручен к днищу металлического основания корпуса. На лицевую панель ЛБП были установлены 5 гнезд (вместо 3-х штатных "барашков"), на которые кроме выхода ЛБП ("+"/"-") были выведены выпрямленные входные напряжения "+23В"/"0"/"-23В".
• В итоге, с параметрами ЛБП из-за неполноценной индикации пришлось пойти на некоторый компромисс:
• Входное выпрямленное напряжение . +46В
• Выходное напряжение – 0. +36В (индицируемое значение 0-25,5В)
• Диапазон плавной регулировки составляет +/-30% от полного диапазона
• Выходной ток с ограничением или триггерной отсечкой 1мА. 2,55А
• Защита от перегрева
• Измеренные пульсации 100Гц при токе 2,5А в диапазоне напряжений 10-36В – 5-12мВ

Рис.5 Панель доработанного ЛБП

Рис.6 Изменения внутреннего конструктива

Рис.7 Изменения на плате

Рис.8 Органы регулировки и коммутации

PS-1502DD – стабилизированный одноканальный источник питания с триггерной защитой от перегрузки.

[Параметры]

– выходное напряжение 0..15 вольт, выставляется в ряд фиксированных значений, либо с помощью плавной регулировки (текущее напряжение индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– выходной ток до 2 ампер, регулируемый ток срабатывания триггерной защиты 0.6..2 А (текущий ток нагрузки индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– стабильность напряжения 0.01%.
– напряжение пульсаций при токе 2 А не более 0.5 мВ.
– размеры 120x145x195 мм.
– вес 1.2 кг.

Принципиальная схема, которую удалось найти в Интернете. Внимание! Позиционные обозначения элементов на схеме могут не соответствовать тем, что будут в Вашем блоке питания (именно так случилось у меня). Могут быть также и другие ошибки (например, у меня вызывает сомнения правильность схемы узла защиты по току). Силовое переменное напряжение питания схемы – 21 вольт (подается на вход силового выпрямителя).

Другой вариант схемы:

Что понравилось в источнике питания:
1. Неплохие технические параметры (подозрительно маленькое напряжение пульсаций).
2. Симпатичный корпус. Внутри много свободного места, что позволяет его легко переделывать и улучшать.
3. Наличие цифровых индикаторов тока и напряжения.
4. Грубая и плавная регулировка напряжения, регулировка срабатывания тока защиты.
5. Имеется шнурок с хвостами для зарядки мобильных телефонов. Мне это не нужно, просто сей факт меня удивил.
6. Цена – 549 рублей в розницу. Приятель говорил, что видел месяц назад этот блок питания за 470 (!) рублей.

Недостатки, хотя при такой цене смешно о них говорить (причем большинство недостатков устранимы с минимальными усилиями):
1. Короткий и хлипкий шнур питания (легко фиксится).
2. Корпус сделан из тонкого железа, слишком много винтов-саморезов, крепящих крышку (неудобно блок разбирать), слабое качество резьбы – резьба фактически отсутствует, что после нескольких разборок может привести к выпаданию саморезов (фиксится при надобности путем напайки гаек с резьбой M3).
3. Резистор датчика защиты на максимальном токе сильно греется – так сильно, что может отпаяться, с обугливанием платы (фиксится).
4. Защита по току триггерная, чтобы её сбросить, надо выключить питание (фиксится).
5. Индикация рабочего режима и срабатывания защиты сделана "наоборот" – когда блок находится в рабочем режиме, то цвет свечения светодиода красный, а когда сработала защита – меняется на зеленый (фиксится путем доработки схемы).
6. Силовому транзистору не помешал бы радиатор (легко фиксится).
7. Конденсатор на выходе выпрямителя слишком маленький – там стоит 2200 мкФ 35 вольт (фиксится). Диодный мост тоже слабоват, без запаса по току (фиксится).
8. Ручки на переменных резисторах и особенно на переключателе сидят очень туго, и их тяжело снимать (я их даже слегка повредил и помял пластмассу передней панели). Это придется делать, если будете реализовывать апгрейд блока питания или если придется его ремонтировать.
9. Хлипкие выходные клеммы – резьба на гаечках зажимов проводов сделана из пластмассы, и долго она не продержится.

Список реализованных переделок:

1. Замена сопливого сетевого шнурка (60 см) на нормальный 1.2-метровый.
2. Замена резистора датчика тока защиты (1 Ом 5 Вт) на более мощный.
3. Переделка триггерной защиты по току – заменил на регулируемое ограничение тока.
4. Установка силового транзистора на радиатор.

Список запланированных на будущее переделок:

5. Увеличение емкости конденсатора фильтра после диодного моста (сейчас стоит 2200 мкФ 35 вольт), увеличение предельного тока диодного моста (там сейчас стоит мост на 2 А).
6. Замена силового трансформатора на более мощный.
7. Переделка токовой защиты на более чувствительную (позволит уменьшить сопротивление датчика тока и увеличить пределы регулировки тока ограничения).
8. Применить качественную индикацию срабатывания защиты (сейчас она практически не работает).

[Подробнее о переделках]

Родной сетевой шнур был неприлично коротким (когда блок стоит на столе, то вилка не доставала даже до пола). Заменил на стандартный, с заземлением. Для этого пришлось немного расточить полиэтиленовый фиксатор шнура.

Резистор датчика тока защиты (1 Ом) заменил на самодельный из нихрома диаметром 0.8 мм, несколько меньшего номинала (0.6 Ом). Исчезла проблема с перегревом резистора и платы на больших токах нагрузки.

Самая неприятная вещь в источнике питания PS-1502DD – триггерная защита по току. Она очень неудобная, для её сброса нужно полностью выключать питание и ждать пару секунд. С такой защитой ручка регулировки тока почти теряет смысл. Триггерный эффект отключается просто – достаточно выпаять транзистор V1 и замкнуть резистор R3 (здесь и далее позиционные обозначения соответствуют приведенной выше принципиальной схеме). После этого схема заработала в режиме регулировки ограничения тока в пределах 0.7..2.2 А (максимум ограничивается нагрузочной способностью трансформатора).

Установка силового транзистора на радиатор никакой проблемы не составила. Купил на рынке первый понравившийся радиатор, просверлил в задней стенке и подправил дремелем несколько дырок, и прикрутил.

Схему защиты есть смысл полностью переделать на более эффективную. Схема не многим сложнее, зато пределы регулировки тока увеличиваются на порядок (можно легко регулировать ток ограничения в пределах 0.05..2 А). Статья, описывающая принцип защиты, была опубликована в журнале "Радио" №6, 1987 г., автор А. Чурбаков. Я пробовал ранее делать такую схему, она отлично работает. Отличие новой схемы от старой в том, что падение напряжения на датчике тока не открывает подключенный к датчику транзистор, а наоборот – закрывает.

[Блок индикации]

Единственное, что точно не требует переделки (разве что ремонта) – это блок индикации YIZHAN-3000BTB. Он, конечно, тоже не лишен недостатков (см. схему). Например, опорное напряжение генерируется из напряжения питания +5 вольт, которое дает обычный стабилизатор L7805CV. Внимание! Обмотка трансформатора 9 вольт (которая питает схему индикации) должна быть развязана от всех остальных обмоток, иначе попалите входные цепи микросхем GC7137AD (это китайский урезанный аналог микросхемы MAXIM ICL7137).

Индикаторы применены с общим анодом HS310561K-2A (китайский аналог LD4031B).

Если у Вас нет микросхем GC7137AD (ICL7137) и нечем их заменить, можете воспользоваться контроллером на макетной плате AVR-USB-MEGA16 [3].

UPD130322

Для переделки оригинальной схемы PS-1502DD хорошо подойдет схема лабораторного источника 0..25V, с регулировкой тока защиты 0..5A. Защита по току сделана по принципу ограничения тока. Далее приведен перевод материала из оригинальной статьи автора [4].

Вот схема силовой части одного канала:

Для этой схемы нужен один трансформатор на 24V переменного тока 5A, и еще один на 6.3V переменного тока 0.1A. Два трансформатора нужны, чтобы получить 2 постоянных напряжения с уровнем 30V и 40V. Можно использовать две обмотки на одном трансформаторе. Напряжение 30V нужно как мощный источник постоянного тока для выхода, и 40V нужно для питания управляющей схемы. Можно конечно использовать один мощный источник нестабилизированного постоянного тока на 40V 5A, но тогда полезная мощность трансформатора будет рассеиваться неэффективно, и для выходных силовых транзисторов потребуется радиатор увеличенного размера.

Операционный усилитель LT7013 выполняет две функции – часть A является регулятором напряжения, а часть B управляет током. Оба выхода операционных усилителей A и B соединены друг с другом через диоды, так что результирующее напряжение на выходе определяется самым низким напряжением на выходе операционных усилителей. Так что если Вы установите выходное напряжение 10V, и выходной ток 1A, и затем замкнете выход, то операционный усилитель B своим выходом ограничит выходное напряжение, и выходной ток стабилизируется. Для работы датчика тока используется очень хорошая деталь ZXCT1009, которая работает как токовое зеркало. Оно генерирует ток пропорционально току, протекающему через резистор датчика тока, и этот ток передается на резистор R8, который преобразует его в напряжение. На выходе блока питания применено много транзисторов (включенных по схеме составного транзистора), потому что выходы операционных усилителей дают небольшой ток. Имейте в виду, что резистор R23 очень важен, так как он защищает выходные силовые транзисторы от слишком больших импульсов тока короткого замыкания. Если Вы соберете эту схему, то убедитесь, насколько хорошо она работает.

Как видно на фотографии, этот лабораторный источник питания подключен к LCD для отображения установленного текущего тока и напряжения, а также для отображения реального текущего выходного тока и напряжения. Управление LCD реализовано на микроконтроллере ATmega32 с 4 входами АЦП для получение аналоговых значений тока и напряжения от силовой части (можно также использовать макетную плату AVR-USB-MEGA16, на которой установлен микроконтроллер ATmega32A).

PS-1502DD – стабилизированный одноканальный источник питания с триггерной защитой от перегрузки.

[Параметры]

– выходное напряжение 0..15 вольт, выставляется в ряд фиксированных значений, либо с помощью плавной регулировки (текущее напряжение индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– выходной ток до 2 ампер, регулируемый ток срабатывания триггерной защиты 0.6..2 А (текущий ток нагрузки индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– стабильность напряжения 0.01%.
– напряжение пульсаций при токе 2 А не более 0.5 мВ.
– размеры 120x145x195 мм.
– вес 1.2 кг.

Принципиальная схема, которую удалось найти в Интернете. Внимание! Позиционные обозначения элементов на схеме могут не соответствовать тем, что будут в Вашем блоке питания (именно так случилось у меня). Могут быть также и другие ошибки (например, у меня вызывает сомнения правильность схемы узла защиты по току). Силовое переменное напряжение питания схемы – 21 вольт (подается на вход силового выпрямителя).

Другой вариант схемы:

Что понравилось в источнике питания:
1. Неплохие технические параметры (подозрительно маленькое напряжение пульсаций).
2. Симпатичный корпус. Внутри много свободного места, что позволяет его легко переделывать и улучшать.
3. Наличие цифровых индикаторов тока и напряжения.
4. Грубая и плавная регулировка напряжения, регулировка срабатывания тока защиты.
5. Имеется шнурок с хвостами для зарядки мобильных телефонов. Мне это не нужно, просто сей факт меня удивил.
6. Цена – 549 рублей в розницу. Приятель говорил, что видел месяц назад этот блок питания за 470 (!) рублей.

Недостатки, хотя при такой цене смешно о них говорить (причем большинство недостатков устранимы с минимальными усилиями):
1. Короткий и хлипкий шнур питания (легко фиксится).
2. Корпус сделан из тонкого железа, слишком много винтов-саморезов, крепящих крышку (неудобно блок разбирать), слабое качество резьбы – резьба фактически отсутствует, что после нескольких разборок может привести к выпаданию саморезов (фиксится при надобности путем напайки гаек с резьбой M3).
3. Резистор датчика защиты на максимальном токе сильно греется – так сильно, что может отпаяться, с обугливанием платы (фиксится).
4. Защита по току триггерная, чтобы её сбросить, надо выключить питание (фиксится).
5. Индикация рабочего режима и срабатывания защиты сделана "наоборот" – когда блок находится в рабочем режиме, то цвет свечения светодиода красный, а когда сработала защита – меняется на зеленый (фиксится путем доработки схемы).
6. Силовому транзистору не помешал бы радиатор (легко фиксится).
7. Конденсатор на выходе выпрямителя слишком маленький – там стоит 2200 мкФ 35 вольт (фиксится). Диодный мост тоже слабоват, без запаса по току (фиксится).
8. Ручки на переменных резисторах и особенно на переключателе сидят очень туго, и их тяжело снимать (я их даже слегка повредил и помял пластмассу передней панели). Это придется делать, если будете реализовывать апгрейд блока питания или если придется его ремонтировать.
9. Хлипкие выходные клеммы – резьба на гаечках зажимов проводов сделана из пластмассы, и долго она не продержится.

Список реализованных переделок:

1. Замена сопливого сетевого шнурка (60 см) на нормальный 1.2-метровый.
2. Замена резистора датчика тока защиты (1 Ом 5 Вт) на более мощный.
3. Переделка триггерной защиты по току – заменил на регулируемое ограничение тока.
4. Установка силового транзистора на радиатор.

Список запланированных на будущее переделок:

5. Увеличение емкости конденсатора фильтра после диодного моста (сейчас стоит 2200 мкФ 35 вольт), увеличение предельного тока диодного моста (там сейчас стоит мост на 2 А).
6. Замена силового трансформатора на более мощный.
7. Переделка токовой защиты на более чувствительную (позволит уменьшить сопротивление датчика тока и увеличить пределы регулировки тока ограничения).
8. Применить качественную индикацию срабатывания защиты (сейчас она практически не работает).

[Подробнее о переделках]

Родной сетевой шнур был неприлично коротким (когда блок стоит на столе, то вилка не доставала даже до пола). Заменил на стандартный, с заземлением. Для этого пришлось немного расточить полиэтиленовый фиксатор шнура.

Резистор датчика тока защиты (1 Ом) заменил на самодельный из нихрома диаметром 0.8 мм, несколько меньшего номинала (0.6 Ом). Исчезла проблема с перегревом резистора и платы на больших токах нагрузки.

Самая неприятная вещь в источнике питания PS-1502DD – триггерная защита по току. Она очень неудобная, для её сброса нужно полностью выключать питание и ждать пару секунд. С такой защитой ручка регулировки тока почти теряет смысл. Триггерный эффект отключается просто – достаточно выпаять транзистор V1 и замкнуть резистор R3 (здесь и далее позиционные обозначения соответствуют приведенной выше принципиальной схеме). После этого схема заработала в режиме регулировки ограничения тока в пределах 0.7..2.2 А (максимум ограничивается нагрузочной способностью трансформатора).

Установка силового транзистора на радиатор никакой проблемы не составила. Купил на рынке первый понравившийся радиатор, просверлил в задней стенке и подправил дремелем несколько дырок, и прикрутил.

Схему защиты есть смысл полностью переделать на более эффективную. Схема не многим сложнее, зато пределы регулировки тока увеличиваются на порядок (можно легко регулировать ток ограничения в пределах 0.05..2 А). Статья, описывающая принцип защиты, была опубликована в журнале "Радио" №6, 1987 г., автор А. Чурбаков. Я пробовал ранее делать такую схему, она отлично работает. Отличие новой схемы от старой в том, что падение напряжения на датчике тока не открывает подключенный к датчику транзистор, а наоборот – закрывает.

[Блок индикации]

Единственное, что точно не требует переделки (разве что ремонта) – это блок индикации YIZHAN-3000BTB. Он, конечно, тоже не лишен недостатков (см. схему). Например, опорное напряжение генерируется из напряжения питания +5 вольт, которое дает обычный стабилизатор L7805CV. Внимание! Обмотка трансформатора 9 вольт (которая питает схему индикации) должна быть развязана от всех остальных обмоток, иначе попалите входные цепи микросхем GC7137AD (это китайский урезанный аналог микросхемы MAXIM ICL7137).

Индикаторы применены с общим анодом HS310561K-2A (китайский аналог LD4031B).

Если у Вас нет микросхем GC7137AD (ICL7137) и нечем их заменить, можете воспользоваться контроллером на макетной плате AVR-USB-MEGA16 [3].

UPD130322

Для переделки оригинальной схемы PS-1502DD хорошо подойдет схема лабораторного источника 0..25V, с регулировкой тока защиты 0..5A. Защита по току сделана по принципу ограничения тока. Далее приведен перевод материала из оригинальной статьи автора [4].

Вот схема силовой части одного канала:

Для этой схемы нужен один трансформатор на 24V переменного тока 5A, и еще один на 6.3V переменного тока 0.1A. Два трансформатора нужны, чтобы получить 2 постоянных напряжения с уровнем 30V и 40V. Можно использовать две обмотки на одном трансформаторе. Напряжение 30V нужно как мощный источник постоянного тока для выхода, и 40V нужно для питания управляющей схемы. Можно конечно использовать один мощный источник нестабилизированного постоянного тока на 40V 5A, но тогда полезная мощность трансформатора будет рассеиваться неэффективно, и для выходных силовых транзисторов потребуется радиатор увеличенного размера.

Операционный усилитель LT7013 выполняет две функции – часть A является регулятором напряжения, а часть B управляет током. Оба выхода операционных усилителей A и B соединены друг с другом через диоды, так что результирующее напряжение на выходе определяется самым низким напряжением на выходе операционных усилителей. Так что если Вы установите выходное напряжение 10V, и выходной ток 1A, и затем замкнете выход, то операционный усилитель B своим выходом ограничит выходное напряжение, и выходной ток стабилизируется. Для работы датчика тока используется очень хорошая деталь ZXCT1009, которая работает как токовое зеркало. Оно генерирует ток пропорционально току, протекающему через резистор датчика тока, и этот ток передается на резистор R8, который преобразует его в напряжение. На выходе блока питания применено много транзисторов (включенных по схеме составного транзистора), потому что выходы операционных усилителей дают небольшой ток. Имейте в виду, что резистор R23 очень важен, так как он защищает выходные силовые транзисторы от слишком больших импульсов тока короткого замыкания. Если Вы соберете эту схему, то убедитесь, насколько хорошо она работает.

Как видно на фотографии, этот лабораторный источник питания подключен к LCD для отображения установленного текущего тока и напряжения, а также для отображения реального текущего выходного тока и напряжения. Управление LCD реализовано на микроконтроллере ATmega32 с 4 входами АЦП для получение аналоговых значений тока и напряжения от силовой части (можно также использовать макетную плату AVR-USB-MEGA16, на которой установлен микроконтроллер ATmega32A).

Сегодня рынок насыщен разнообразными лабораторными БП китайского производства самых различных модификаций, с различными параметрами и эксплуатационным сервисом. Однако стоимость моделей с привлекательными параметрами и возможностями довольно высока и многие радиолюбители предпочитают изготовление подобных устройств своими руками, которые зачастую выглядят и работают не хуже промышленных образцов аналогичного класса, а обходятся в изготовлении гораздо дешевле. Но одно дело – разработать и собрать электронный блок, другое – изготовить корпус с приличным дизайном, что требует определенных временных затрат, опыта и мастерства при производстве механических работ. Есть и компромиссный вариант – заказ изготовления корпуса, либо приобретение подходящей "коробки" в розничной продаже. Но лично меня не устроил ни первый, ни второй из вариантов: на первый – нет времени и места для возни с напильником, второй так же отпадает из-за дороговизны (как на заказ, так и в розницу) корпусов приемлемого качества и необходимого дизайна. Наиболее привлекательным оказался третий вариант, – покупка бюджетного экземпляра лабораторного БП в одном из интернет-магазинов с целью его доработки до уровня устройства с необходимыми для моих потребностей параметрами. Таким экземпляром оказался ЛБП с названием YG-1502DD (рис.1).

Рис.1 Передняя панель бюджетного ЛБП

Рис.2 Начинка YG-1502DD

Параметры этого ЛБП пропечатаны в названии: выходное напряжение – от 0 до 15В, выходной ток – до 2А. Сервисные функции: 1. регулировка срабатывания триггерной защиты при токе от 0,6 до 2А; 2. переключатель 5-ти фиксированных значений выходного напряжения. Из плюсов: 1. неплохой дизайн; 2. индикация выходных параметров (ток, напряжение); 3. неплохая базовая принципиальная схема, позволяющая произвести минимальное конструктивное вмешательство для доработки; 4. Невысокая совокупная цена за эти плюсы; 5. достаточно точная цифровая индикация тока и напряжения; 6. компактный корпус с достаточным для моих целей внутренним объемом. Все остальное – минусы: 1. маломощный понижающий трансформатор, "проваливающий" напряжение на выходе ЛБП при параметрах, близким к максимальным; 2. контроллер платы индикации прошит таким образом, что индикация амперметра застывает на отметке 2,55А при токе свыше этого значения, а индикация вольтметра "обнуляется" при уровне напряжения свыше 25,5В; 3. двухцветный светодиод "сопровождает" работу ЛБП красным свечением, срабатывание защиты "приветствует" зеленым; 4. позиционные обозначения компонентов на плате ЛБП по большей части заменены обозначения номиналов; 5. "одноразовая" резьба винтовых соединений корпуса; 6. символическое охлаждение регулирующего транзистора; 7. тонкие соединительные проводники от платы к регулирующему транзистору, от платы к выходным клеммам, тонкие жилы сетевого кабеля. Все эти достоинства, равно, как и недостатки, присущи всем без исключения всем ЛБП, купленным мною единовременно (включая неправильную распайку двухцветного светодиода). Причем, судя по отзывам и обсуждениям на форумах об ЭТОМ и прочих ЛБП с надписью 1502 (не взирая на буквенный префикс), эти модели собраны из одного набора комплектующих и имеют лишь незначительные различия в дизайне и принципиальной схеме. Так что, о большинстве недостатков мне было известно заранее и меня это вполне устраивало.

Параметры и сервис, которые я хотел бы получить от доработанного YG-1502DD: 1. Возможность подачи достаточно высокого напряжения на вход ЛБП; 2. регулировку напряжения в диапазоне от 0 до 35-60В; 3. выходной ток до 5А; 4. малые пульсации в пределах перекрываемых диапазонов тока и напряжения; 5. регулировку ограничения тока от 0 до максимума; 6. регулируемую триггерную защиту по току; 7. защиту от перегрева.

Принципиальная схема, перерисованная автором с печатной платы YG-1502DD изображена на рис.3

Рис.3 Принципиальная схема YG-1502DD

Примечание. Принципиальная схема YG-1502DD ввиду отсутствия большей части позиционных обозначений на плате, заменена автором на собственные, обозначенные шрифтом красного цвета для удобства описания. Эти же обозначения присутствуют и на доработанной схеме, где и графические символы добавленных в схему компонентов имеют красный цвет.

"Ядром" схемы ЛБП является микросхема LM723 (U2 в схеме), выпускаемая с 1972г и хорошо зарекомендовавшая себя за длительное время существования своей универсальностью, надежностью и дешевизной. Начинка микросхемы содержит прецизионный источник опорного напряжения, усилитель ошибки, токовый ограничитель. Способна работать, благодаря встроенному стабилизатору питания, в диапазоне от 9,5 до 40В с выходным управляющим током до 150мА и предназначена для использования в регуляторах напряжения с током до 10А при входном напряжении до 40В и выходных 2-37В (при использовании рекомендаций и схем из официальной документации от производителя). В схеме YG-1502DD возможности микросхемы используются не полностью (не задействован токовый ограничитель), зато присутствует регулируемая триггерная защелка на транзисторах VT1, VT2 (различной структуры), запрещающая работу микросхемы U2 по выводу 13 (выход усилителя ошибки) через диод D11, запирая выходной транзистор микросхемы. Как следствие, прекращение тока в цепи R15, база-эмиттер VT4 (с запиранием этого транзистора), база-эмиттер мощного регулирующего транзистора VT5 (с запиранием транзистора), полное отсутствие напряжения на выходе ЛБП (+Out). Защелка в свою очередь управляется парой операционных усилителей микросхемы U3, первый из которых (U3.2) отслеживает напряжение на датчике тока (резистор R18), усиливает его, подавая собственное выходное напряжение на вход амперметра и на вход второго ОУ (U3.1), управляющего непосредственно защелкой с помощью регулятора (R30), изменяющего уровень опорного напряжения на инвертирущем входе этого ОУ. С помощью триммера R28 подбирается диапазон регулировки срабатывания защелки. Срабатывание защелки индицируется светодиодом HL1.1 (красный). При этом светодиод HL1.2 (зеленый) шунтируется сопротивлениями открытых переходов транзисторов защелки, резистором R17 и светодиодом HL1.1. Суммы падения напряжений на этой цепи недостаточно для возникновения тока свечения зеленого светодиода из-за относительно большого значения резистора R2, ограничивающего ток свечения HL1.2. Благодаря подобранным номиналам резисторов R35-R39, показания амперметра (являющимся на самом деле без совокупности с парой ОУ – вольтметром) численно равны значению тока нагрузки. На прямой вход усилителя ошибки (вывод 5) микросхемы U2 подается регулируемое напряжение с дополнительного источника опорного напряжения (+5В), выполненного на регулируемом стабилитроне TL431 (VZ1). Запитан VZ1 от встроенного в U2 источника опорного напряжения (+7,2В). Для чего это сделано не очень-то и понятно, т.к. встроенные в микросхему ИОН – вполне самодостаточен. При крайнем "правом" положении переключателя (до упора по часовой стрелке) выбирается регулируемая по выходу от 0 до +15В функция ЛБП. При этом для вывода 5 U2 актуален делитель напряжения R54, R40 (плавный регулятор напряжения), R41 (грубый регулятор напряжения). Все предыдущие положения переключателя создают на выходе ЛБП фиксированные напряжения +1,5, +3,6В, +4,8В, +6В, +7,2В. Значения эти подбираются сопротивлениями резисторов R22-R31. Инверсный вход усилителя ошибки отслеживает выходное напряжение через делитель на резисторах R10, R13, R9. U2 запитана от выпрямителя D1 через диод D2 напряжением +24В. С этого же диода напряжение подается на коллектор регулирующего транзистора VT5. Интегральный стабилизатор L7812 (U1) является источником питания лишь для схемы защелки и ОУ U3 (LM358). Резистор R14 гасит возможную избыточную мощность на U1, работающей без радиатора практически без нагрева. Резистор R17 создает начальную нагрузку на выходе ЛБП. Вольтметр отображает значение выходного напряжения и вход его подключен в плюсовой выходной клемме через резистор R32, являющийся единственным подстроечным элементом для блока индикации. Сам блок индикации запитан переменным напряжением

10В от отдельной обмотки трансформатора. Таким образом, блок индикации практически развязан с любой из шин ЛБП и при необходимости с помощью коммутации блок индикации может быть использован и для внешних измерений.

Рис.4 Принципиальная схема доработанного YG-1502DD

Доработка. Схема доработанного ЛБП приведена на рис.4.

Внесенные в схему изменения и дополнения:

• Вместо маломощного штатного трансформатора (мощность – не более 25Вт) был установлен тороидальный трансформатор мощностью 200Вт/2Х16,5В/5А.
• Как уже отмечалось выше, доработанный ЛБП должен работать в диапазоне повышенных значений входных и выходных напряжений. Для этого в схему был введен дополнительный транзистор (VT3) в разрыв между R15 и базой транзистора VT4, а сопротивление резистора R15 было увеличено до 5,1кОм. При этом микросхема U2 своим питающим выводом (12) была подключена к выходу стабилизатора U1. Таким образом, питание микросхемы U2 составило +12В, что сделало ее работу совершенно безопасной независимо от величины входного напряжения (+In).
• Интегральный стабилизатор U1 так же был отключен от входного напряжения и был подсоединен к средней точке "нового" трансформатора, напряжение на которой составляет половину (+23В) от полного выпрямленного напряжения (+46В) относительно минусового провода выпрямителя.
• Диод D2 был удален за ненадобностью и заменен перемычкой.
• В узел защелки на транзисторах VT1, VT2 так же были внесены минимальные изменения, расширяющие возможности ЛБП.
• Фиксируемая кнопка, при замыкании контактами которой перехода база-эмиттер транзистора VT2 вводится режим ограничения тока, исключая открывание VT2 и, как следствие, режим защелкивания, разрешая плавную регулировку выходного тока;
• R5 заменен номиналом 100кОм, а резистор R7 был заменен перемычкой, что позволило расширить диапазон регулировки тока от 1мА до максимального значения (в данном случае до максимума возможных показаний амперметра – 2,55А);
• Удален конденсатор С3, приводивший ЛБП к релаксации в режиме ограничения тока (узел на VT1, VT2 переходил в режим генерации);
• Был перепаян светодиод HL1, изначально неправильно распаянный;
• Был удален диод D11, обеспечивающий управление выводом 13 U2 при срабатывании токовой защиты, а узел токовой защиты / ограничения стал управлять базой вновь введенного транзистора VT3, подключенной к эмиттеру VT2 (хотя это именно это изменение непринципиально и можно было бы его не вводить).
• К выводу 13 U2 относительно минусового провода питания был подключен биметаллический термовыключатель с нормально разомкнутыми контактами и температурой срабатывания 70С о ;
• В процессе изменения был так же удален узел коммутации фиксированных напряжений за ненадобностью, дополнительный ИОН на VZ1.
• Резистор R54 для изменения диапазона выходных напряжений был зашунтирован резистором 3,3кОм.
• Транзистор VT4 был заменен транзистором 2SA1023.
• Имеющийся выпрямительный мост был удален с платы, а новый – вынесен за пределы платы и установлен на радиатор.
• Это все, что касается изменений на плате. Мощный регулирующий транзистор (VT5) был заменен на пару транзисторов 2SD1047, включенных впараллель и установленных на общий с диодным мостом радиатор, который, в свою очередь, был прикручен к днищу металлического основания корпуса. На лицевую панель ЛБП были установлены 5 гнезд (вместо 3-х штатных "барашков"), на которые кроме выхода ЛБП ("+"/"-") были выведены выпрямленные входные напряжения "+23В"/"0"/"-23В".
• В итоге, с параметрами ЛБП из-за неполноценной индикации пришлось пойти на некоторый компромисс:
• Входное выпрямленное напряжение . +46В
• Выходное напряжение – 0. +36В (индицируемое значение 0-25,5В)
• Диапазон плавной регулировки составляет +/-30% от полного диапазона
• Выходной ток с ограничением или триггерной отсечкой 1мА. 2,55А
• Защита от перегрева
• Измеренные пульсации 100Гц при токе 2,5А в диапазоне напряжений 10-36В – 5-12мВ

Рис.5 Панель доработанного ЛБП

Рис.6 Изменения внутреннего конструктива

Рис.7 Изменения на плате

Рис.8 Органы регулировки и коммутации

PS-1502DD – стабилизированный одноканальный источник питания с триггерной защитой от перегрузки.

[Параметры]

– выходное напряжение 0..15 вольт, выставляется в ряд фиксированных значений, либо с помощью плавной регулировки (текущее напряжение индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– выходной ток до 2 ампер, регулируемый ток срабатывания триггерной защиты 0.6..2 А (текущий ток нагрузки индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– стабильность напряжения 0.01%.
– напряжение пульсаций при токе 2 А не более 0.5 мВ.
– размеры 120x145x195 мм.
– вес 1.2 кг.

Принципиальная схема, которую удалось найти в Интернете. Внимание! Позиционные обозначения элементов на схеме могут не соответствовать тем, что будут в Вашем блоке питания (именно так случилось у меня). Могут быть также и другие ошибки (например, у меня вызывает сомнения правильность схемы узла защиты по току). Силовое переменное напряжение питания схемы – 21 вольт (подается на вход силового выпрямителя).

Другой вариант схемы:

Что понравилось в источнике питания:
1. Неплохие технические параметры (подозрительно маленькое напряжение пульсаций).
2. Симпатичный корпус. Внутри много свободного места, что позволяет его легко переделывать и улучшать.
3. Наличие цифровых индикаторов тока и напряжения.
4. Грубая и плавная регулировка напряжения, регулировка срабатывания тока защиты.
5. Имеется шнурок с хвостами для зарядки мобильных телефонов. Мне это не нужно, просто сей факт меня удивил.
6. Цена – 549 рублей в розницу. Приятель говорил, что видел месяц назад этот блок питания за 470 (!) рублей.

Недостатки, хотя при такой цене смешно о них говорить (причем большинство недостатков устранимы с минимальными усилиями):
1. Короткий и хлипкий шнур питания (легко фиксится).
2. Корпус сделан из тонкого железа, слишком много винтов-саморезов, крепящих крышку (неудобно блок разбирать), слабое качество резьбы – резьба фактически отсутствует, что после нескольких разборок может привести к выпаданию саморезов (фиксится при надобности путем напайки гаек с резьбой M3).
3. Резистор датчика защиты на максимальном токе сильно греется – так сильно, что может отпаяться, с обугливанием платы (фиксится).
4. Защита по току триггерная, чтобы её сбросить, надо выключить питание (фиксится).
5. Индикация рабочего режима и срабатывания защиты сделана "наоборот" – когда блок находится в рабочем режиме, то цвет свечения светодиода красный, а когда сработала защита – меняется на зеленый (фиксится путем доработки схемы).
6. Силовому транзистору не помешал бы радиатор (легко фиксится).
7. Конденсатор на выходе выпрямителя слишком маленький – там стоит 2200 мкФ 35 вольт (фиксится). Диодный мост тоже слабоват, без запаса по току (фиксится).
8. Ручки на переменных резисторах и особенно на переключателе сидят очень туго, и их тяжело снимать (я их даже слегка повредил и помял пластмассу передней панели). Это придется делать, если будете реализовывать апгрейд блока питания или если придется его ремонтировать.
9. Хлипкие выходные клеммы – резьба на гаечках зажимов проводов сделана из пластмассы, и долго она не продержится.

Список реализованных переделок:

1. Замена сопливого сетевого шнурка (60 см) на нормальный 1.2-метровый.
2. Замена резистора датчика тока защиты (1 Ом 5 Вт) на более мощный.
3. Переделка триггерной защиты по току – заменил на регулируемое ограничение тока.
4. Установка силового транзистора на радиатор.

Список запланированных на будущее переделок:

5. Увеличение емкости конденсатора фильтра после диодного моста (сейчас стоит 2200 мкФ 35 вольт), увеличение предельного тока диодного моста (там сейчас стоит мост на 2 А).
6. Замена силового трансформатора на более мощный.
7. Переделка токовой защиты на более чувствительную (позволит уменьшить сопротивление датчика тока и увеличить пределы регулировки тока ограничения).
8. Применить качественную индикацию срабатывания защиты (сейчас она практически не работает).

[Подробнее о переделках]

Родной сетевой шнур был неприлично коротким (когда блок стоит на столе, то вилка не доставала даже до пола). Заменил на стандартный, с заземлением. Для этого пришлось немного расточить полиэтиленовый фиксатор шнура.

Резистор датчика тока защиты (1 Ом) заменил на самодельный из нихрома диаметром 0.8 мм, несколько меньшего номинала (0.6 Ом). Исчезла проблема с перегревом резистора и платы на больших токах нагрузки.

Самая неприятная вещь в источнике питания PS-1502DD – триггерная защита по току. Она очень неудобная, для её сброса нужно полностью выключать питание и ждать пару секунд. С такой защитой ручка регулировки тока почти теряет смысл. Триггерный эффект отключается просто – достаточно выпаять транзистор V1 и замкнуть резистор R3 (здесь и далее позиционные обозначения соответствуют приведенной выше принципиальной схеме). После этого схема заработала в режиме регулировки ограничения тока в пределах 0.7..2.2 А (максимум ограничивается нагрузочной способностью трансформатора).

Установка силового транзистора на радиатор никакой проблемы не составила. Купил на рынке первый понравившийся радиатор, просверлил в задней стенке и подправил дремелем несколько дырок, и прикрутил.

Схему защиты есть смысл полностью переделать на более эффективную. Схема не многим сложнее, зато пределы регулировки тока увеличиваются на порядок (можно легко регулировать ток ограничения в пределах 0.05..2 А). Статья, описывающая принцип защиты, была опубликована в журнале "Радио" №6, 1987 г., автор А. Чурбаков. Я пробовал ранее делать такую схему, она отлично работает. Отличие новой схемы от старой в том, что падение напряжения на датчике тока не открывает подключенный к датчику транзистор, а наоборот – закрывает.

[Блок индикации]

Единственное, что точно не требует переделки (разве что ремонта) – это блок индикации YIZHAN-3000BTB. Он, конечно, тоже не лишен недостатков (см. схему). Например, опорное напряжение генерируется из напряжения питания +5 вольт, которое дает обычный стабилизатор L7805CV. Внимание! Обмотка трансформатора 9 вольт (которая питает схему индикации) должна быть развязана от всех остальных обмоток, иначе попалите входные цепи микросхем GC7137AD (это китайский урезанный аналог микросхемы MAXIM ICL7137).

Индикаторы применены с общим анодом HS310561K-2A (китайский аналог LD4031B).

Если у Вас нет микросхем GC7137AD (ICL7137) и нечем их заменить, можете воспользоваться контроллером на макетной плате AVR-USB-MEGA16 [3].

UPD130322

Для переделки оригинальной схемы PS-1502DD хорошо подойдет схема лабораторного источника 0..25V, с регулировкой тока защиты 0..5A. Защита по току сделана по принципу ограничения тока. Далее приведен перевод материала из оригинальной статьи автора [4].

Вот схема силовой части одного канала:

Для этой схемы нужен один трансформатор на 24V переменного тока 5A, и еще один на 6.3V переменного тока 0.1A. Два трансформатора нужны, чтобы получить 2 постоянных напряжения с уровнем 30V и 40V. Можно использовать две обмотки на одном трансформаторе. Напряжение 30V нужно как мощный источник постоянного тока для выхода, и 40V нужно для питания управляющей схемы. Можно конечно использовать один мощный источник нестабилизированного постоянного тока на 40V 5A, но тогда полезная мощность трансформатора будет рассеиваться неэффективно, и для выходных силовых транзисторов потребуется радиатор увеличенного размера.

Операционный усилитель LT7013 выполняет две функции – часть A является регулятором напряжения, а часть B управляет током. Оба выхода операционных усилителей A и B соединены друг с другом через диоды, так что результирующее напряжение на выходе определяется самым низким напряжением на выходе операционных усилителей. Так что если Вы установите выходное напряжение 10V, и выходной ток 1A, и затем замкнете выход, то операционный усилитель B своим выходом ограничит выходное напряжение, и выходной ток стабилизируется. Для работы датчика тока используется очень хорошая деталь ZXCT1009, которая работает как токовое зеркало. Оно генерирует ток пропорционально току, протекающему через резистор датчика тока, и этот ток передается на резистор R8, который преобразует его в напряжение. На выходе блока питания применено много транзисторов (включенных по схеме составного транзистора), потому что выходы операционных усилителей дают небольшой ток. Имейте в виду, что резистор R23 очень важен, так как он защищает выходные силовые транзисторы от слишком больших импульсов тока короткого замыкания. Если Вы соберете эту схему, то убедитесь, насколько хорошо она работает.

Как видно на фотографии, этот лабораторный источник питания подключен к LCD для отображения установленного текущего тока и напряжения, а также для отображения реального текущего выходного тока и напряжения. Управление LCD реализовано на микроконтроллере ATmega32 с 4 входами АЦП для получение аналоговых значений тока и напряжения от силовой части (можно также использовать макетную плату AVR-USB-MEGA16, на которой установлен микроконтроллер ATmega32A).

PS-1502DD – стабилизированный одноканальный источник питания с триггерной защитой от перегрузки.

[Параметры]

– выходное напряжение 0..15 вольт, выставляется в ряд фиксированных значений, либо с помощью плавной регулировки (текущее напряжение индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– выходной ток до 2 ампер, регулируемый ток срабатывания триггерной защиты 0.6..2 А (текущий ток нагрузки индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
– стабильность напряжения 0.01%.
– напряжение пульсаций при токе 2 А не более 0.5 мВ.
– размеры 120x145x195 мм.
– вес 1.2 кг.

Принципиальная схема, которую удалось найти в Интернете. Внимание! Позиционные обозначения элементов на схеме могут не соответствовать тем, что будут в Вашем блоке питания (именно так случилось у меня). Могут быть также и другие ошибки (например, у меня вызывает сомнения правильность схемы узла защиты по току). Силовое переменное напряжение питания схемы – 21 вольт (подается на вход силового выпрямителя).

Другой вариант схемы:

Что понравилось в источнике питания:
1. Неплохие технические параметры (подозрительно маленькое напряжение пульсаций).
2. Симпатичный корпус. Внутри много свободного места, что позволяет его легко переделывать и улучшать.
3. Наличие цифровых индикаторов тока и напряжения.
4. Грубая и плавная регулировка напряжения, регулировка срабатывания тока защиты.
5. Имеется шнурок с хвостами для зарядки мобильных телефонов. Мне это не нужно, просто сей факт меня удивил.
6. Цена – 549 рублей в розницу. Приятель говорил, что видел месяц назад этот блок питания за 470 (!) рублей.

Недостатки, хотя при такой цене смешно о них говорить (причем большинство недостатков устранимы с минимальными усилиями):
1. Короткий и хлипкий шнур питания (легко фиксится).
2. Корпус сделан из тонкого железа, слишком много винтов-саморезов, крепящих крышку (неудобно блок разбирать), слабое качество резьбы – резьба фактически отсутствует, что после нескольких разборок может привести к выпаданию саморезов (фиксится при надобности путем напайки гаек с резьбой M3).
3. Резистор датчика защиты на максимальном токе сильно греется – так сильно, что может отпаяться, с обугливанием платы (фиксится).
4. Защита по току триггерная, чтобы её сбросить, надо выключить питание (фиксится).
5. Индикация рабочего режима и срабатывания защиты сделана "наоборот" – когда блок находится в рабочем режиме, то цвет свечения светодиода красный, а когда сработала защита – меняется на зеленый (фиксится путем доработки схемы).
6. Силовому транзистору не помешал бы радиатор (легко фиксится).
7. Конденсатор на выходе выпрямителя слишком маленький – там стоит 2200 мкФ 35 вольт (фиксится). Диодный мост тоже слабоват, без запаса по току (фиксится).
8. Ручки на переменных резисторах и особенно на переключателе сидят очень туго, и их тяжело снимать (я их даже слегка повредил и помял пластмассу передней панели). Это придется делать, если будете реализовывать апгрейд блока питания или если придется его ремонтировать.
9. Хлипкие выходные клеммы – резьба на гаечках зажимов проводов сделана из пластмассы, и долго она не продержится.

Список реализованных переделок:

1. Замена сопливого сетевого шнурка (60 см) на нормальный 1.2-метровый.
2. Замена резистора датчика тока защиты (1 Ом 5 Вт) на более мощный.
3. Переделка триггерной защиты по току – заменил на регулируемое ограничение тока.
4. Установка силового транзистора на радиатор.

Список запланированных на будущее переделок:

5. Увеличение емкости конденсатора фильтра после диодного моста (сейчас стоит 2200 мкФ 35 вольт), увеличение предельного тока диодного моста (там сейчас стоит мост на 2 А).
6. Замена силового трансформатора на более мощный.
7. Переделка токовой защиты на более чувствительную (позволит уменьшить сопротивление датчика тока и увеличить пределы регулировки тока ограничения).
8. Применить качественную индикацию срабатывания защиты (сейчас она практически не работает).

[Подробнее о переделках]

Родной сетевой шнур был неприлично коротким (когда блок стоит на столе, то вилка не доставала даже до пола). Заменил на стандартный, с заземлением. Для этого пришлось немного расточить полиэтиленовый фиксатор шнура.

Резистор датчика тока защиты (1 Ом) заменил на самодельный из нихрома диаметром 0.8 мм, несколько меньшего номинала (0.6 Ом). Исчезла проблема с перегревом резистора и платы на больших токах нагрузки.

Самая неприятная вещь в источнике питания PS-1502DD – триггерная защита по току. Она очень неудобная, для её сброса нужно полностью выключать питание и ждать пару секунд. С такой защитой ручка регулировки тока почти теряет смысл. Триггерный эффект отключается просто – достаточно выпаять транзистор V1 и замкнуть резистор R3 (здесь и далее позиционные обозначения соответствуют приведенной выше принципиальной схеме). После этого схема заработала в режиме регулировки ограничения тока в пределах 0.7..2.2 А (максимум ограничивается нагрузочной способностью трансформатора).

Установка силового транзистора на радиатор никакой проблемы не составила. Купил на рынке первый понравившийся радиатор, просверлил в задней стенке и подправил дремелем несколько дырок, и прикрутил.

Схему защиты есть смысл полностью переделать на более эффективную. Схема не многим сложнее, зато пределы регулировки тока увеличиваются на порядок (можно легко регулировать ток ограничения в пределах 0.05..2 А). Статья, описывающая принцип защиты, была опубликована в журнале "Радио" №6, 1987 г., автор А. Чурбаков. Я пробовал ранее делать такую схему, она отлично работает. Отличие новой схемы от старой в том, что падение напряжения на датчике тока не открывает подключенный к датчику транзистор, а наоборот – закрывает.

[Блок индикации]

Единственное, что точно не требует переделки (разве что ремонта) – это блок индикации YIZHAN-3000BTB. Он, конечно, тоже не лишен недостатков (см. схему). Например, опорное напряжение генерируется из напряжения питания +5 вольт, которое дает обычный стабилизатор L7805CV. Внимание! Обмотка трансформатора 9 вольт (которая питает схему индикации) должна быть развязана от всех остальных обмоток, иначе попалите входные цепи микросхем GC7137AD (это китайский урезанный аналог микросхемы MAXIM ICL7137).

Индикаторы применены с общим анодом HS310561K-2A (китайский аналог LD4031B).

Если у Вас нет микросхем GC7137AD (ICL7137) и нечем их заменить, можете воспользоваться контроллером на макетной плате AVR-USB-MEGA16 [3].

UPD130322

Для переделки оригинальной схемы PS-1502DD хорошо подойдет схема лабораторного источника 0..25V, с регулировкой тока защиты 0..5A. Защита по току сделана по принципу ограничения тока. Далее приведен перевод материала из оригинальной статьи автора [4].

Вот схема силовой части одного канала:

Для этой схемы нужен один трансформатор на 24V переменного тока 5A, и еще один на 6.3V переменного тока 0.1A. Два трансформатора нужны, чтобы получить 2 постоянных напряжения с уровнем 30V и 40V. Можно использовать две обмотки на одном трансформаторе. Напряжение 30V нужно как мощный источник постоянного тока для выхода, и 40V нужно для питания управляющей схемы. Можно конечно использовать один мощный источник нестабилизированного постоянного тока на 40V 5A, но тогда полезная мощность трансформатора будет рассеиваться неэффективно, и для выходных силовых транзисторов потребуется радиатор увеличенного размера.

Операционный усилитель LT7013 выполняет две функции – часть A является регулятором напряжения, а часть B управляет током. Оба выхода операционных усилителей A и B соединены друг с другом через диоды, так что результирующее напряжение на выходе определяется самым низким напряжением на выходе операционных усилителей. Так что если Вы установите выходное напряжение 10V, и выходной ток 1A, и затем замкнете выход, то операционный усилитель B своим выходом ограничит выходное напряжение, и выходной ток стабилизируется. Для работы датчика тока используется очень хорошая деталь ZXCT1009, которая работает как токовое зеркало. Оно генерирует ток пропорционально току, протекающему через резистор датчика тока, и этот ток передается на резистор R8, который преобразует его в напряжение. На выходе блока питания применено много транзисторов (включенных по схеме составного транзистора), потому что выходы операционных усилителей дают небольшой ток. Имейте в виду, что резистор R23 очень важен, так как он защищает выходные силовые транзисторы от слишком больших импульсов тока короткого замыкания. Если Вы соберете эту схему, то убедитесь, насколько хорошо она работает.

Как видно на фотографии, этот лабораторный источник питания подключен к LCD для отображения установленного текущего тока и напряжения, а также для отображения реального текущего выходного тока и напряжения. Управление LCD реализовано на микроконтроллере ATmega32 с 4 входами АЦП для получение аналоговых значений тока и напряжения от силовой части (можно также использовать макетную плату AVR-USB-MEGA16, на которой установлен микроконтроллер ATmega32A).