Мощный блок питания на напряжение 5-35В и ток 5A-30A и более (LM338, 741)

Приведена принципиальная схема простого в изготовлении стабилизированного и мощного блока питания с регулируемым выходным напряжением от 5В до 35В и током нагрузки 5А, 10А, 20А, 30А, 40А и более (в зависимости от количества микросхем).

Источник питания может обеспечить токи до 5А (одна микросхема), 10А(две микросхемы), 20А(4шт), 30А(6шт), 40А(8шт) и т.д. Напряжение можно регулировать, например можно выставить часто используемые напряжения 5В, 12В, 24В, 28В, 30В и другие.

Принципиальная схема

В основе блока питания лежат мощные интегральные стабилизаторы LM338, каждый из которых может обеспечить выходной ток до 5А при напряжении от 1,2 до 35В (данные из даташита).

Принципиальная схема мощного блока питания на напряжение 5В-30В и ток 5А, 10А, 20А, 30А и более

Рис. 1. Принципиальная схема мощного блока питания на напряжение 5В-30В и ток 5А, 10А, 20А, 30А и более.

Вторичная обмотка силового трансформатора должна выдавать переменное напряжение со значением не менее 18-25В. Мощность трансформатора желательно выбрать с запасом, в зависимости от требуемого напряжения и тока на выходе будущего блока питания.

Детали

Транзистор BD140 нужно установить на небольшой радиатор. Все интегральные стабилизаторы LM338 должны быть установлены на отдельные радиаторы достаточной площади для надежного отвода тепла.

Внешний вид мощных интегральных стабилизаторов LM338

Рис. 2. Внешний вид мощных интегральных стабилизаторов LM338.

Цоколевка (расположение выводов) у микросхем LM338

Рис. 3. Цоколевка (расположение выводов) у микросхем LM338.

Все мощные микросхемы можно установить на один общий радиатор через слюдяные прокладки, поскольку корпуса микросхем не должны соединяться вместе.

Ток выдаваемый на выходе блока питания может быть увеличен или уменьшен соответственно добавлением или уменьшением количества применяемых пар "стабилизатор LM338 + резистор Rx".

К радиатору можно применить активное охлаждение - установить небольшой вентилятор от компьютера, подав для него питание через стабилизатор на 5-12В (7805, 7812), это позволит уменьшить размеры радиатора и увеличить эффективность теплоотвода.

Диодный мост можно применить готовый на нужный ток, также его можно собрать из четырех отдельных мощных диодов (D1-D4). Эти диоды должны быть рассчитаны на ток, который планируется получить на выходе стабилизатора.

Цоколевка транзистора BD140 (P-N-P)

Рис. 4. Цоколевка транзистора BD140 (P-N-P).

Например, диодный мост из четырех выпрямительных диодов Д242 обеспечит рабочие токи до 10А. Диоды или диодный мост желательно установить на отдельный небольшой радиатор.

В качестве резисторов R3, R4...Rx можно установить керамические цементные или использовать проволочные, поскольку на каждом таком резисторе будет рассеиваться примерно 4-7 Ватт мощности (в зависимости от общей нагрузки на стабилизатор).

Печатная плата

Разводку печатной платы в формате Sprint Layout 6 нам прислал Александр. На ней отсутствует конденсатор С4 - его припаиваем к выводам переменного резистора R1, который будет крепиться на корпусе устройства и послужит для регулировки напряжения.

Печатная плата для схемы мощного блока питания на микросхемах LM338

Рис. 4. Печатная плата для схемы мощного блока питания на микросхемах LM338.

Печатная плата в формате Sprint Layout 6 - Скачать (330 КБ):

  • PCB+High+power+regulater+0-30V+20A.jpg  - печатная плата с зарубежного сайта, конденсатор 4700мкФ установлен на выходе стабилизатора.
  • lm338-power-supply-layout-v1 - первый вариант печатной платы: на входе и выходе стабилизатора установлены конденсаторы 4700мкФ (C1 и C6), защитный диод (D6) отсутствует. Мощные резисторы по 0,3 Ом.
  • lm338-power-supply-layout-v2 - конечный вариант печатной платы: на входе два конденсатора по 4700мкФ (C1), на выходе - 22мкФ (C6), установлен защитный диод D6. Мощные резисторы по 0,1 Ом.

Даташит на микросхему LM338 - Скачать (220 КБ).

Подготовлено для сайта RadioStorage.net.

5 2120 Блок питания
блок питания стабилизатор напряжения
Комментарии (45):
#1 Александр Январь 25 2017
+2

Скажите, а есть ли печатка для этой схемы? Очень надо!

#2 Бкгкмот Январь 27 2017
+10

мост из Д242 способен отдать 10 А, замените на что нибудь более серьёзное.ну типа KBPC5002 ,KBPC5010

#3 root Январь 28 2017
+6

Александр, спасибо за присланную печатную плату! Разместили ее в публикации.

#4 Антон Март 19 2017
+3

Бкгкмот, д242 с радиаторами 15 ампер выдают и больше

#5 Игорь Апрель 20 2017
0

Спасибо за схему и печатку. Все собрал, но к сожалению не регулируется напряжение и при нагрузке на выходе просаживается с 25В до 6В. Подскажите пожалуйста в чем может быть причина.

#6 root Апрель 20 2017
+2

Игорь, сперва узнайте какой ток потребляет ваша нагрузка при необходимом значении напряжения, возможно что  значение тока превышает возможности собранного стабилизатора напряжения.
Внимательно осмотрите монтаж, проверьте соответствие номиналов всех резисторов на плате, прозвоните тестером транзистор и диод, сверьте монтаж со схемой.
Также обратите внимание на резисторы Rx - они должны быть одинакового сопротивления. В схеме указаны 0.3 Ома, но можно попробовать установить по 0,1-0,2 Ома. Корпуса всех микросхем (и транзистора) не должны быть соединены вместе!

#7 Алексей Апрель 28 2017
0

Ребят, подскажите начинающему, пожалуйста. Все вроде реально собрать, но что за элемент 741? Тот, что в центре схемы. Спасибо!

#8 root Апрель 29 2017
+3

Микросхема 741 (LM741) - это одноканальный операционный усилитель.

#9 Almas Май 04 2017
+4

Добрый день! сделал. работает.
прошу подскажите пожалуиста, как в этой схеме сделать регулируемое ограничение по току.

#10 Владимир Май 13 2017
+17

Добрый день! В печатной плате есть ошибка, полдня убил пока разобрался. Пятая нога операционного усилителя должна висеть в воздухе. На печатке она соединена с шестой и в таком виде не работает... После выкусывания этой пятой ноги все заработало на ура!

#11 root Май 15 2017
0

Здравствуйте, Владимир! Благодарим за замечание, внесли исправление в печатную плату.

#12 Александр Июль 06 2017
+2

Подскажите микросхема LM78H24K как подключить правильно или она такая как у LM 388.
Корпус то же ( то-3).

#13 Олег Июль 14 2017
+2

а можно сделать так:
Если у трансформатора 3 напряжения (+25,0,-25)
К + первого стабилизатора, 0 к - первого стабилизатора и +второго , -25 к - второго стабилизатора, а выход - первого соединить с +второго и поставить сдвоенный резистор регулировки, то можно добиться того, чтобы на выходе было 0..50В 10А(между +первого и - второго)?

#14 Сергей Июль 14 2017
+2

Добрый вечер. Собрал схему на операционном усилителе UA741 и трёх LM338, все компоненты перед монтажом проверил мультиметром все номиналы совпадают со схемой. Но регулировка напряжения не работает и при нагрузке в 2А просаживается напряжение с 34В до 30В. Подскажите пожалуйста в чём может быть причина, и можно ли отладить схему после монтажа.

#15 Алексей Сентябрь 09 2017
0

Привет, коллеги!
Собрал эту схему для питания от источника постоянного напряжения 28 В. Поэтому конденсаторы не применял. На выходе полное входное напряжение и не регулируется. Сильно греется резистор R5 100 Ом. В чем проблема? Какой мощности должен быть R5?

#16 root Сентябрь 09 2017
0

Алексей, возможно вышел из строя или был установлен неисправным один из компонентов: транзистор, диод VD5 или микросхема. Внимательно сверьте весь монтаж с принципиальной схемой, осмотрите нет ли лишних соединений и замыканий.

#17 Alex Октябрь 28 2017
0

Доброго времени суток всем какой мощности нужны резисторы в этой схеме (0.5 ват хватит)??

#18 root Октябрь 28 2017
0

Мощность резисторов для приведенной схемы:

  • R1, R5, R6 - 0,5 Вт;
  • R3, R4 .. Rx - минимум 5 Вт;
  • R7, R8 - от 0,25 Вт и более.
#19 Юрий Октябрь 30 2017
0

Добрый день root. А можно ли собрать эту схему с трансформатором, на выходе которого 12 вольт? После диодной напряжение - 14,6 вольта. Мне нужно 12 вольт.

#20 root Октябрь 30 2017
0

Добрый день, Юрий. Напряжение на входе стабилизатора должно превышать напряжения на его выходе, у вас получается запас: 14.6-12 = 2,6В. При значительном токе нагрузки и не достаточно мощном трансформаторе напряжение на вторичной обмотке может опуститься ниже 12В.
Желательно поднять напряжение на вторичной обмотке - домотать к ней некоторое количество витков такого же провода чтобы получить хотя бы 14В, после выпрямителя и конденсаторов получится примерно 19В.
Также можно собрать схему стабилизатора на макетной панели и измерить насколько будет проседать напряжение на вторичной обмотке трансформатора при нужной нагрузке.
Для минимизации потерь, соединительные проводники линий питания и земли должны быть большого сечения!

#21 Андрей Январь 05 2018
+1

Здраствуйте! Собрал схему ,все детали по номиналу.Подскажите почему не регулируется напряжение на выходе?

#22 Александр Январь 06 2018
0

Здравствуйте! Я собрал выложенную Вами схему, но регулировки нет, проверил все связи и номиналы, всё соответствует схеме! Подскажите в чём проблема?

#23 root Январь 07 2018
+2

Изготавливая печатную плату по технологии "лазерный принтер + утюг" нужно внимательно отнестись к распечатке трафарета в зеркальном отображении.

Если печатная плата изготовлена не верно, то запаять микросхему-ОУ с верным расположением ножек не получится, схема работать не будет. При верно изготовленной печатной плате ножка 2 операционного усилителя должна быть подключена к двум резисторам - R7 и R8 (по 4,7кОм).

Если схема не работает:

  1. Отключить от схемы выпрямитель, собранный на Т1, D1-D4, C1-С3. Проверить на исправность все диоды. Измерить напряжение на его выходе без нагрузки и с нагрузкой хотя-бы 1-2А, оно не должно сильно проседать, мощность трансформатора и диодов должны быть с достаточным запасом. Желательно чтобы значение напряжения на выходе достигало не более 35-37В;
  2. Прозвонить тестером на исправность VT1, D5 и все сопротивления;
  3. Проверить и при необходимости заменить ОУ;
  4. Проверить исправность конденсатора С4, попробовать его заменить.

Для проверки работоспособности ОУ можно собрать схему не сложного генератора:
Схема генератора для проверки работоспособности операционных усилителей (ОУ)

Возможно попалась бракованная микросхема LM338. Для проверки можно собрать простую схему и проверить работает ли регулировка напряжения у каждой из микросхем-стабилизаторов:
/uploads/Image/comments/lm338-shema-vklucheniya.png
Если вывод ADJ микросхемы подключить к минусу, то на выходе у нее должно быть напряжение примерно 1,2В.

Схема каскадного включения микросхем LM338 из даташита:
/uploads/Image/comments/lm338-shema-stabilizatora-napryazhenia-iz-datashita.png
Она практически повторяет схему приведенную в этой публикации.

#24 Александр Январь 08 2018
+1

Здравствуйте! Скажите, в классической схеме нет диода между 6й ногой мс и базой, может ли это влиять на управление?

#25 Евгений Февраль 16 2018
0

Здравствуйте! Скажите пожалуйста по ограничению по току, случайно нельзя Rx,R3,R4 объеденить в один переменный мощный проволочный, получиться или я чего то не понимаю?

#26 root Февраль 16 2018
+1

Здравствуйте, Евгений. Заменить резисторы Rx,R3,R4 одним мощным нельзя, они нужны для выравнивания токов через каждую из микросхем.

#27 Genadi Март 08 2018
+1

Скажите, пожалуйста ,где добавить перем. резистор что бы можно было регулировать током на выходе?

#28 ARA 01 Март 26 2018
0

Ребята добрый день. я у вас новичок и хочу спросить,скажите пож эта схема вообще рабочая или просто время коту под хвост??? мне очень нужен хороший и регулируемый мощный блок питания от минимума до максимума. скажите честно стоить собирать эту схему???

#29 Александр Компромистер Март 28 2018
0

Обычный трансформаторный блок питания с компенсационным стабилизатором.

#30 Александр Апрель 06 2018
0

Регулировка напряжения не работает. держится на 33 в хоть крути резистор переменный R1 хоть нет. Плату проверил, ничего не греется. Подскажите в чем дело?

#31 Толик Апрель 17 2018
0

Собрал схему вроде всё правильно резистор R6 поставил 150 Ом 2 Вт, подскажите пожалуйста почему он у меня сгорает :)?

#32 Толик Апрель 17 2018
0

С резисторами разобрался, если кто-нибудь вообще читает. Прошу очень надо не хочу новую схему искать.

#33 root Апрель 17 2018
0

Резистор R6 не может сгореть просто так, через него пошел большой ток - где-то совершена ошибка или какой-то из компонентов уже неисправен.

Может быть что вы не верно включили транзистор BD140 - в интернете встречались ошибочные цоколевки для этого компонента, всегда смотрите цоколевку в документации от производителей - даташитах!
На рисунке 4 показана верная цоколевка транзистора из даташита. Возможно что транзистор уже вышел из строя и требует замены - прозвоните его тестером.

Схема из рисунка 1 - аналогичная той, которая приведена производителем в даташите на микросхему LM338.

#34 root Апрель 17 2018
0

Собрали схему, что на рисунке 1 на макетнице. Вместо LM338 использовали ее более слабый по мощности аналог - LM317. Диод DS - 1N4002. Микросхема - 741CN в корпусе DIP-8. Резисторы R4, R3, Rx - были в наличии на 1Ом, использовали их для эксперимента.

Выходное напряжение отлично регулируется как под нагрузкой, так и в холостом режиме. Начальное напряжение на выходе - 4В, максимальное - напряжение питания минус несколько Вольт.

Схема абсолютно РАБОЧАЯ!

Если у вас схема не заработала - ищите ошибки в монтаже, на печатной плате, а также проверяйте на исправность все используемые электронные компоненты. В комментариях описано как проверить на исправность микросхемы и другие компоненты этой схемы.

#35 Сергей Май 14 2018
0

Здравствуйте. Собрал схему в холостую работала и регулировала напряжение от 4 до 31 вольта. Подключил нагрузку 2 секунды продержался и все. больше не работает. Не подскажите что может быть?

#36 Владимир Июнь 19 2018
0

Собрал схему. При емкости на выходе 4700 мкф. сгорает нижняя по схеме LM338. При уменьшении емкости до 22 мкф. включается и регулируется от 3,85 в до 31 в. При перегорани LM, у нее вход коротится с выходом, поэтому не регулируется напряжение на выходе. Под небольшой нагрузкой (стоит 4 шт. LM338) до 1,2А работает стабильно. НО при увеличении тока нагрузки снова перегорает LM. В чем может быть проблема??? Сжег уже 10 микросхем. Теоретически 4 шт. LM должны держать ток до 20А. А он не дотягивает и до 2А. Помогите!!!

#37 root Июнь 19 2018
0

Владимир, временно оставьте в схеме только одну LM338 (нижнюю по схеме), обязательно установите ее на радиатор. Сопротивление резистора R4 уменьшите до 0,1 Ом и в его разрыв включите амперметр на 10А. Проводите эксперименты с различными нагрузками, наблюдайте за током.

После можно подключить вторую и третью LM338. Сопротивления резисторов R3, R4...Rx должны быть одинаковыми и максимально точными. В разрыв каждого из резисторов можно включить по амперметру, это поможет узнать не берет ли на себя одна из микросхем больше нагрузки чем остальные.

В комментарии #23 приведена типовая схема включения LM338, с помощью этой схемы и амперметра можете проверить как хорошо выдерживают нагрузку каждая из купленных вами микросхем по отдельности.

#38 Владимир Июнь 19 2018
0

Сопротивления резисторов R3, R4...Rx думаю максимально точные, т.к изготовлены из нихромовой проволоки, зажатой между болтами М3 на расстоянии 3 см. Радиаторы стоят большие и с принудительным охлаждением. Еще вопрос: Есть ли защита от КЗ и перегрузки в данном БП? А вот вопрос с качеством LM338 пока остается спорным, т.к в наличии не осталось ни одной штуки. Теперь пока не куплю новые. И почему горели LM при емкости на выходе в 4700мкф?

#39 root Июнь 20 2018
0

В даташите на микросхему LM338 указано что на выходе у нее есть защита от короткого замыкания, а также имеется ограничение по пиковому току 8А(12А 0,5мс). Защита от перегрузки действует даже когда вывод Adjust никуда не подключен.

Емкости в 4700мкф на выходе стабилизатора пожалуй что многовато, от нее больше пользы будет на выходе выпрямителя. Внесли в схему и печатную плату изменения:

  • Конденсатор С1 - на 10000мкФ (на плате установлены два шт. по 4700мкф);
  • Конденсатор С6 - на 22мкФ, можно установить и больше;
  • Диод D6 служит для защиты микросхем от обратного напряжения;
  • Сопротивления R3, R4...Rx уменьшены до 0,1 Ом. В даташите и во многих подобных схемах с несколькими LM338 рекомендуют именно такое сопротивление.

Отсутствие защитного диода и наличие на выходе большой емкости при некоторых обстоятельствах могли стать причиной повреждения микросхем, но это лишь предположение. Не исключено что попалась бракованная или поддельная партия микросхем, особенно если они в корпусе TO-220.

#40 Андрей Июнь 24 2018
0

А может кто-нибудь подсказать, как сделать эту схему на 40-50 вольт?

#41 root Июнь 26 2018
+1

Максимально допустимое напряжение на входе микросхемы LM338 - 40В (данные из даташита).

#42 Андрей Июнь 26 2018
0

А в этой схеме можно управлять током если добавить переменный резистор, и куда, и на сколько?

#43 root Июнь 26 2018
+1

Андрей, просто добавив переменный резистор в эту схему превратить ее в стабилизатор тока, скорее всего что не получится. Максимальный ток через стабилизатор можно попробовать ограничить изменением сопротивлений резисторов R3, R4...Rx.

Схемы стабилизаторов тока на LM338 из даташита:
/uploads/Image/comments/lm338-stabilizator-toka-shemy.png
В схеме с регулировкой тока потребуется дополнительный источник питания с напряжением -5В..-10В относительно земли.

#44 Андрей Июнь 30 2018
0

Спасибо root, просто я в электронике не силен, а блок питания очень хочется!!! Ну чтож, без тока так без тока.(

#45 Владимир Июль 04 2018
0

В общем запустил этот БП. По порядку: Резисторы уменьшил до 0,1 ом (покупные), LM338 приобрел в магазине, установил 5 шт.(из Китая, видимо идет подделка), прежде, чем их установить каждую проверил на работоспособность с нагрузкой до 3 А. Каждая на отдельном радиаторе с общим принудительным охлаждением. На входе 2х4700 мкф, на выходе 22 мкф. Нагрузил до 6 А. Микросхемы почти не греются. Работает стабильно. Диодный мост GBJ2510 на радиаторе не греется совсем. Желательно R1 установить многооборотистый, для более точной регулировки. На вых. 3,85-30 вольт. Вопрос: для чего в этой схеме операционный усилитель? Вроде, как и без него можно обойтись? Что он делает?

Написать комментарий:

cashback