Трьохканальний лабораторний блок живлення на TL081

     Для потреб ремонту техніки, та розробки нових пристроїв автор тривалий час  використовував три різних лабораторних блоків живлення:

• Одноканальний: 1–15В / 1А
• Двохполярний регульований: +/- 1–20В / 1А
• Двохканальний потужний, імпульсний: 1–25В / 4А

    Ці три прилади займали чимало робочого простору. У деяких використовувались вентилятори активного охолодження які створювали шум в роботі, у одному з них був перемотаний ТС-180 який славиться шумом в процесі роботи, якщо його вже розбирали і перемотували.  

    І одного теплого весняного вечора 2024 року в мене з’явилася ідея: об’єднати ці три ЛБЖ (лабораторні блоки живлення) в один корпус. Хотілося зробити компактно, без зайвого шуму при роботі — тому вирішив обійтись без вентиляторів для примусового охолодження і з тороїдальним трансформатором, який, коли грамотно спроектований, взагалі тихіший за траву в роботі.

    Тривалий час я шукав відповідний корпус, і ось одного дня мені трапився на очі корпус від старого радянського трансляційного підсилювача. Те, що підкупило найбільше:

• Достатні габарити

• Наявність двох великих алюмінієвих радіаторів з боків

• Відмінна міцність конструкції

Основні характеристики мого ЛБЖ:

• Один канал: 1–15 В / 1 А, з регулюванням струму

• Два канали: 1–25 В / 4 А, також з регулюванням струму

• Можливість об’єднання двох потужних каналів у режим двополярного живлення (послідовне включення)

• Пасивне охолодження для повністю безшумної роботи — іноді при відладці схем їх треба ще й «слухати» 🙂

За основу ЛБЖ було взято відомий багатьом радіолюбителям китайський кіт-набір ЛБЖ на TL081:

Його принципова електрична схема:

Схема принципова одного модуля

У конструкції було використано три плати — по одній на кожен з трьох каналів. Описувати схемотехніку не бачу сенсу — за мене це вже зробили багато колег у мережі.

Втім, у ці модулі я вніс кілька змін:

• Операційні підсилювачі замінив на оригінальні TL081, оскільки комплектні мали сумнівну якість — навіть без маркування.

• Конденсатори С1 встановив ємністю 4700 мкФ / 50 В.

• Струмознімальні резистори R6 у силових каналах замінив на С5-16МВ 0.11 Ом, 1%. Закріпив їх на висоті 5 мм над текстолітом — для кращого охолодження.

• Стабілізатор VR1 замінив на 7815 — саме від нього живляться цифрові амперметри силових каналів.

• У силових каналах замість транзисторів VT1 встановив КТ827А — ці малютки доволі потужні й добре себе показують.

• У каналі на 15 В використав КТ819 в корпусі TO-220.

• На всіх трьох платах замість VT2 (D822) встановив КТ815, і через ізолюючі прокладки прикрутив їх до внутрішнього радіатора.

• У силових каналах використав  діоди Д242А

    Було закуплено необхідні комплектуючі, перемотано вторинні обмотки потужного тороїдального трансформатора на дві незалежні обмотки по ~25В.
Виготовлено кріплення для діодів випрямляча. В якості яких я використав 8шт совкових Д242А:

Діодні мости я зібрав на дискретних компонентах — просто тому, що таких деталей у мене було багато. Здавати на металолом — рука не піднімається, а використати хоч десь усе ж хочеться. Та й не абищо це, а поважні Д242А — справжня класика. Вони витримують прямий струм до 10 А, тож чудово підходять для потужного живлення.

При навантаженні на каналі близько 4 А ці діоди майже не нагріваються, що приємно здивувало. У ролі радіатора я використав алюмінієвий кутник 20×20×2 мм —його виявилось цілком достатньо для відведення тепла в такому режимі. Кожен міст зібраний на чотирьох діодах по два з яких, встановлено на цей кутник через ізоляційні втулки та слюдяні прокладки — для уникнення короткого замикання на радіатор.

Фото процесу монтажу блоку живлення:

Наступний етап, якому варто було приділити належну увагу, — це відведення тепла від регулюючих елементів ЛБЖ. Оскільки в ім’я безшумності та чистоти вихідної напруги я обрав саме лінійну топологію, стало очевидно: на силових транзисторах у процесі роботи виділятиметься чимало тепла.

У моєму розпорядженні були два чудові радіатори, але перед використанням їх довелося трохи підготувати для встановлення транзисторів. А саме:

    1) Ретельно зачистити посадкове місце під силовий транзистор. Як видно на фото радіатори ці призначені для встановлення транзисторів в корпусі TO-3:

    2) Підготувати та вирізати електроізоляційну, теплопровідну прокладку:

    3) Змонтувати через електроізоляційні втулки силові транзистори + забезпечити контакт на колектори:

 

Далі — чи не найважливіше: виготовлення передньої панелі. За основу я взяв алюмінієвий лист товщиною 3 мм. Озброївшись напильником, сверлами і терпінням, я взявся до роботи.

Результат — ось такий:

Якщо зліва направо то 

1) Органи керування ЛБЖ 1..15В / 1А

2) Перемикач режимів роботи 2-канального ЛБЖ (Окремі 2 канала, або двохполярний режим)

3) Органи керування першим каналом

4) Ограни керування другим каналом

5) Вмикач та мережевий запобіжник 220В.

Фото нутрощів: