Блок питания на 5 выходов
Для своих электронных поделок я использую самодельный регулируемый линейный блок питания на 30V 3A. Он собран на базе конструктора с AliExpress, но я добавил несколько доработок от себя. У него неплохие характеристики в плане уровня пульсаций и шума, но всего один выход. Когда я начинал проект с операционными усилителями мне потребовалось двухполярное питание. Тогда я использовал два аккумулятора формата 6F22 «Крона», включённых последовательно со средней точкой. Это хорошее решение если вам не нужен большой ток или напряжение (у аккумуляторов формата 9F22 максимально можно получить 8.4V, а в номинале 7.4V). Ну и аккумуляторы приходится периодически заряжать.
Когда пришло время соединить аналоговую часть с цифровой, пришлось использовать ещё и регулируемый блок питания для получения +5V. Всё собиралось на беспаечных макетках и не было одного выключателя чтобы отключить все питания разом. Да и напряжение +7.4V и -7.4V с аккумуляторов бывает недостаточно для операционных усилителей. Чтобы не городить батарею из аккумуляторов 18650 я решил собрать простенький линейный блок питания на 5 фиксированных напряжений: +12V, +5V, +3.3V, -5V и -12V. Такие же напряжения выдаёт компьютерный блок питания, но там есть пульсации и шумы из-за импульсного преобразователя. Для аналоговой части это бывает критично, а фильтровать помехи сложнее нежели изначально построить линейный блок.
В итоге получились следующие требования:
линейный блок питания на 5 фиксированных напряжений: +12V, +5V, +3.3V, -5V и -12V
максимальный ток до 1A
коммутация всех выходов одной кнопкой или выключателем
индикация выходного тока (мне достаточно отличать 100mA от 1A)
принудительное охлаждение с контролем температуры радиатора
Т.к. требования по току небольшие, то остановился на линейных стабилизаторах серии L78xx и L79xx, а для +3.3V выбрал LM317. Можно было всё построить на LM317/LM337, но L78xx/L79xx уже были в наличии. Схема включения стабилизаторов взята из их документации.
Принципиальная схема
Для охлаждения взял на барахолке коробочный вариант кулера от процессора AMD, который без проблем рассеивает 75W тепла. Вентилятор включается через термореле, которое срабатывает при превышении 50°C. В стабилизаторах есть встроенная защита от перегрева так что сгореть они не должны даже если откажет термореле или вентилятор. На радиатор не помещалось 7 компонентов в корпусе TO-220 (особенно после сломанного винта, который намертво застрял) и пришлось нарезать резьбу еще и на верхней кромке. Стабилизаторы L7812 и L7805 установлены без изолирующих прокладок (у них кронштейн соответствует общему выходу, которые соединёны вместе), а вот LM317, L7912, L7905 и термореле пришлось крепить через прокладки.
Ради минимизации веса применил тороидальный трансформатор на 40W и 18V на вторичной обмотке. Он может отдавать до 2A тока без перегрева. Трансформатор подключается в сеть через тумблер на лицевой панели и предохранитель на 1A. Разъём сетевого питания использовал без встроенного выключателя, т.к. по опыту с моим предыдущим блоком питания неудобно тянуться к задней панели.
Чтобы получить двухполярное питание с одной вторичной обмотки пришлось ставить фильтрующие конденсаторы большей ёмкости. Сейчас стоят четыре конденсатора 4700uF на 50V (по два на положительную и отрицательную линию) и на выходе получается +25V и -25V. Параллельно конденсаторам стоят разрядные сопротивления на 10кОм. Выход выпрямителя коммутируется тумблером, который отключает положительный и отрицательный выход от стабилизаторов. Из-за использования механического выключателя есть небольшой дребезг, но мне это не критично.
После выключателя выхода стоят шунты по 0.1 Ом, которые подключены к двум амперметрам на базе 91C16. У этих измерительных головок низкая точность, они электризуются и начинают привирать, но они дешёвые и габариты всего 40×40 мм. Их точности вполне достаточно для работы «показометрами». Напряжение максимального отклонения у моих экземпляров в районе 130mV и потому градуировка до 1.3A. Новую шкалу рисовал в Scale Master. В первом варианте был только один амперметр, который переключался между шунтами положительной и отрицательной линии, но от такой схемы пришлось отказаться, т.к. тумблер не обеспечивал надёжный контакт.
Корпус использован Kradex Z17, но вначале пытался всё затолкать в Kradex Z2A. Отдельное «фу» производителю у которого размеры креплений для платы несимметричные и указаны в долях миллиметра, но не совпадают с моим экземпляром корпуса. Пришлось растачивать отверстия на плате чтобы закрепить в корпусе. Передняя и задняя панели корпуса вырезаны лазером из картона 1.5 мм и склеены по две. Плотный картон выбран из-за скорости обработки — чтобы изготовить прототип дома потребуется около получаса, а на лазерном резаке так и вовсе минуты. В дальнейшем планирую распечатать эти панели из пластика.
Вид спереди
Вид сзади
Печатную плату изготовил методом ЛУТ и травил раствором перекиси водорода с лимонной кислотой. Это мой первый опыт с перекисью и поначалу процесс травления совсем не шёл — пришлось подогревать на водяной бане. Нужно только учитывать что раствор одноразовый, но в отличии от хлорного железа не оставляет несмываемых пятен на одежде и мебели.
Вид на печатную плату
Файлы проекта выложены на GitHub.
