Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением - Своими руками
Своими руками

Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением

>

Всем привет! Сегодня я расскажу вам, как самостоятельно можно сделать регулируемый блок питания на микросхеме TL431, в котором присутствует автоматическое охлаждение.

Перед началом хочу посоветовать вам свой видеоролик, тут я показывал весь процесс сборки данной схемы.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПервое что нам потребуется найти так, это понижающего трансформатора, именно от него будут зависеть максимальные характеристики блока питания.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемЯ взял вот такого тороидального трансформатора (на одном стриме его прозвали ёжиком Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением ) с выходной обмоткой 19В. Напряжение на трансформаторе не должно превышать 25В!
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНапряжение потребуется выпрямить и с этой задачей хорошо справляется диодный мост. Я взял китайского моста KBU8K он на 8А и с него можно спокойно снимать 5А.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемЕго также можно сделать самостоятельно из четырех отдельных диодов.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПаять всё на я буду на самодельной печатной плате, которую сделал самостоятельно методом лут. Файл платы можете скачать по этой ссылке архив с платой и схемами.
Кстати зеркалить её не нужно, я забыл и отзеркалил, поэтому вход будет справа, а выход слева. Не допустите моей ошибки!
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДиодный мост во время работы будет греется поэтому я вынесу его на проводах, потом нам потребуется его прикрутить к радиатору.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНа выходе моста будут 100-герцовые пульсации и чтобы их убрать нам потребуется поставить конденсатор.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемЯ взял два электролита по 4700мкф каждый. Грубо говоря можно сказать так: на 1А нам нужен конденсатор на 1000мкф.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДля лучшей фильтрации неплохо было бы поставить ещё один конденсатор, но уже плёночный или керамический. Я взял плёнку на 2.2мкф этого должно хватить.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНапряжение должно вырасти в 1.4 раза, связано это с тем, что конденсаторы заряжаются до амплитудного напряжения, допустим у нас на трансформаторе напряжение 19В, а на конденсаторах напряжение уже будет 26.6В, при таком напряжении ничего не сгорит и всё будет хорошо. А если у нас на трансформаторе будет 30В то на конденсаторах будет напряжение 42В, при таком напряжении микросхема TL431 выйдет из строя, если кто-то не знал то эта микросхема выдерживает максимальное напряжение 36В, а при 42В она сгорит.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемС первой частью БП мы закончили, предоставляю вам принципиальную схему данного узла.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДальше нам потребуется сделать регулятор напряжения. Схему вы можете видеть перед собой, она не сложная и запуститься должна с первого раза.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПервое что нам потребуется запаять на плату так это три резистора: 2 резистора на 1К и один резистор на 100Ом.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемМощность резисторов не важна. Идеально подойдут резисторы с мощностью 0.125Вт.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДля регулировки напряжения нам потребуется найти резистор на 10К но можно взять и на 20К хоть на 50К работать будет, просто диапазон регулировки напряжение будет разным.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемЕго я рекомендую вынести на проводах. У меня завалялся вот такой разъем и я решил его сюда поставить.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемГлавным элементом схемы является микросхема TL431 она дешёвая и найти её будет просто.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПростыми словами можно сказать так, TL431 это управляемый стабилитрон и со своей задачей она справляется хорошо.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемВ дело пошли транзисторы. Один транзистор нужен маломощный я взял КТ602 но подойдут любые другие транзисторы с схожими характеристиками. Рекомендую брать BD139.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНу а главным силовым транзистором у меня будет 2SC5200 он мощный и для БП в принципе подходит. Схема линейная, то есть всё лишнее напряжение транзистор перерабатывает в тепло! Не стоит брать транзисторы в корпусе ТО-220 они могут отдать 30-40Вт тепла не больше, мой транзистор может рассеять примерно 70Вт, рекомендую брать транзисторы в корпусе ТО-3 они спокойно могут отдать 100Вт тепла. Лучше всего брать транзистор КТ827 он составной и ток коллектора у него хороший и тип корпуса тоже хороший. Про него мы потом чуть позже вспомним.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением
2SC5200 тоже выведу на проводах. Также не забывайте изолировать все контакты в термоусадку.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНа данном этапе схему можно уже проверять. Она у меня заработала, минимальное напряжение 2.5 вольта а максимальные почти 25в. На но самом деле максимальное напряжение около 17 вольт. Мы уже знаем что схема работает, поэтому можем паять дальше.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНа базу транзистора кт602 желательно припаять конденсатор на 100мкф с ним схема будет работать лучше.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением
Дальше на выходе схемы припаиваем резистор на 10К он будет создавать небольшую нагрузку на выходе.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНу и параллельно к резистору припаиваем электролит на 100мкф. Ну и про неполярный конденсатор тоже не забываем я взял пленку на 470 нФ. Без резистора на 10к конденсаторы будут долго разряжаться напряжение будет показываться некорректно.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемВторая часть блока питания готова.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНам осталось всего на всего спаять схему терморегулятора, она не сложная, но работает хорошо. Скажу сразу, светодиод я подключил неправильно.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемСхема питается от 12В, а на диодном мосту у нас целых 25В – это много. Поэтому схему мы будем запитывать через стабилизатор напряжения КРЕН8Б но вы можете брать любой другой современный аналог.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемСтабилизатор я тоже выведу на проводах, потом мы его прикрутим к радиатору, так как при работе он будет греется. Микросхема греется из за того что она работает в линейном режиме.
На 1 и 3 ногу стабилизатора желательно припаять керамические конденсаторы 0.1мкф с ними будет лучше.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНа выход стабилизатора я припаяю светодиод с токоограничительным резистором на 22К.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемТеперь у нас есть индикатор работы блока питания.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемВ качестве датчика температуры у нас выступает терморезистор, при нагреве его сопротивление будет падать.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДля регулировки чувствительности схемы мы используем подстроечный резистор на 10К. Можно взять обычного переменника но я вам советую брать именно подстроечного резистора. С ним мы сможем более точно выставить нужную температуру срабатывания схемы.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемА пропускать всю нагрузку через себя будет полевой транзистор irfz44n он поддельный но для данного случая он подходит сюда идеально, греется он не должен поэтому к радиатору мы его не будем прикручивать.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемТакже нам потребуются найти вентилятор я нашел его в компьютерном блоке питания. Он на 12В и дует более-менее нормально.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПодаём питание и проверяем схему и она у меня работает. Я настроил схему так что от температуры тела вентилятор начнет крутиться.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемЗа кадром я тестировал схему и к сожалению китайский транзистор вышел из строя. Он не выдержал нагрузки 4А при напряжении 12В, транзистор к радиатору был прикручен.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПоэтому я возьму ранее упомянутого кт827 он точно оригинальный и по своим характеристикам он даже лучше.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДля охлаждения деталей нам потребуется радиатор чем он будет больше тем лучше. Все-таки схема работает в линейном режиме.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждением
Сначала я прикручу транзистор, термопасту я не буду использовать так как корпус транзистора это коллектор.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемИз обычного провода делаем клемму, должно получиться что-то типо такого.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемЭтот провод нужно прикрутить к радиатору.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемСтабилизатор напряжения обязательно прикручиваем через специальную изолирующую прокладку с пластиковой шайбой.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНе забываем про диодный мост, тут я уже взял и намазал немного термопасты.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемТермодатчик я прижал вот такой вот штукой, не очень красиво, но держится крепко. Но будьте внимательны датчик довольно хрупкий и может треснуть.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНу и можно сказать что уже всё готово осталось только протестировать схему.
Большой мультиметр измеряет входное напряжение которое есть на трансформаторе, а мультиметр поменьше измеряет напряжение на выходе схемы. Схема прекрасно работает, напряжение регулируется. И это очень и очень хорошо.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемВместо трансформатора я подключу регулируемый блок питания и на входе буду регулировать напряжение и мы увидим как схема стабилизирует напряжение на выходе. На схеме я выставил напряжение 12 В на входе было почти 24В, сейчас я это напряжение буду менять, схема напряжение стабилизирует хорошо.

При напряжении 14В уже пошла просадка на выходе. Дальше на выходе я выставил 5В и на входе начал регулировать напряжение и уже при напряжении 7В пошла просадка на выходе. Получается так что на входное напряжение должно быть на несколько вольт выше чем выходное напряжение.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемНу а сейчас проведем тест под нагрузкой, в качестве нагрузки у нас будет вот такая традиционная лампочка.
Выставляем 12В и подключаем нагрузку.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПри токе 3 А напряжение просело но не очень сильно, стабилизация хорошая.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемИзмерять температуру радиатора мы будем вот такой вот штукой.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемСейчас я хочу провести десятиминутный тест схемы под нагрузкой. Напряжение тоже самое 12В и ток тоже 3А ну, а входное напряжение на трансформаторе примерно будет 19В. Температура на радиаторе растет, напряжение на трансформаторе меняется в ту или иную сторону ну, а на выходе напряжение стабильное.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемПри температуре 38°C вентилятор начал крутиться, конечно он стоит неправильно но температура перестала расти, всё таки что-то вентилятор помогает.
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемДесяти минутный тест схема прошла без никаких проблем
Регулируемый стабилизатор на TL431 с автоматическим охлаждениемСейчас будет очень жёсткий тест схемы, вместо лампочки я подключил толстую нихромовую спираль. Под нагрузкой напряжение сильно не просело а ток был аж 15А. Ну схему я не буду мучать этим током так как она не рассчитана на него.

А на этом всё, надеюсь вам понравилась моя статья, всем пока!

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.