В ходе ремонта аппаратуры а также при конструировании и различных экспериментах в радиоэлектронике очень часто возникает потребность использования лабораторного источника питания. Источника питания, который  обеспечивал необходимые напряжения питания для различных схем. Универсальных источников питания, которые обеспечивали бы сразу широкий спектр напряжений и токов не существует. Поэтому в зависимости от задач используют несколько источников питания на низкие, высокие напряжения и токи. 

Кто-то собирает источник питания самостоятельно, под необходимые ему напряжения и токи. А кто-то приобретает готовые заводские лабораторные источники питания. Какой выбрать источник питания для лабораторных целей?

Мы рассмотрим ряд источников питания, их особенности и критерии выбора. Если вы активный радиолюбитель и проводите много испытаний, то вам нужен очень надежный источник питания.

Первое, нужно определить для себя, что лабораторный источник питания должен быть прост схемотически, недорогой, надежен и имел большой запас по мощности и запас по небрежному обращению - это важный момент включает в себя защиту при замыкании, несрабатывание защиты и при этом с источником питания все нормально, перегрузка по току много крат превышающую от заявленной,  ремонтопригоден, иметь хорошие параметры стабилизации, удобные и надежные способы регулирования напряжения а также простой и удобный мониторинг напряжения и тока. 

Самодельный источники питания - их конструируют обычно для узконаправленных целей, когда например нужно определенное напряжение и ток. В этом случае его сборка оправдана. Мною были сконструированы источники питания на базе различных по мощности трансформаторов, по обычным схемам стабилизации, их основной недостаток - просадка напряжения при большом токе. И также отсутствие удобных органов регулировки и подходящего корпуса. Просадку напряжения можно было исключить добавлением источника опорного напряжения, но это потребовало дополнительных затрат при сборке. Поэтому, если вам необходимо одно какое-то напряжение и определенный ток, то можно изготовить источник питания самостоятельно. 

Импульсный источник питания

Весьма надежная конструкция. Но он больше необходим для определенных напряжений и токов. Универсальным его назвать нельзя. Очень хорошая стабилизация по напряжению, отрабатывает заявленную мощность, если она правильно рассчитана. А также может работать и больше заявленной мощности до определенного предела. Обычно их используют, когда нужны малые габариты, большой ток. Мною были протестированы импульсные источники питания на 12Вольт для светодиодных модулей, на 100Вт и 400Вт. Эти источники питания очень хорошо держат ток и минимум просаживают напряжения. Основной недостаток  - помехи, выбрасываемые ими в сеть 220В. и мешающие работе аппаратуре, особенно приемной. Бороться с помехами помогают сетевые фильтры, однако спектр помех довольно широкий и погасить все не удается. Есть регулируемые источники питания, но они довольно грубые и испускают много помех. Есть дорогие источники, но эта другая категория, которую мы не рассматриваем. 

Линейные лабораторные источники питания -   Больше всего подходят для универсальных целей. Это источники питания, выполнены на силовых трансформаторах. Они недороги, доступны и надежны.  При этом они не испускают помехи в сеть. 

Для ремонта автоусилителей и сабвуферов, усилителей, испытаний различной радиоэлектроники, питанию микродвигателей, ламп, и т.д. нужен источник питания от 0 до 30В. с током до 10-20А. 

Какие источники питания можно рассмотреть? Мои рекомендации - использовать советские приборы военной приемки- Б5-21. 

Источник питания постоянного тока Б5-21 изготовлен Великолукским приборным заводом. 

Характеристики источника питания Б5-21:
  
Диапазон выходного напряжения - 0В-30В;
    Относительная нестабильность выходного напряжения - менее 10-2 при изменении напряжения сети на ±10%; менее 10-1 при изменении нагрузки на 100% для тока, равного 10А, и 5∙10-2% для тока, равного 5А;
    Относительный температурный коэффициент напряжения Б5-21 - ±0,1%/ºС;
    Относительное напряжение пульсации - не более 0,03%;
    Питание от сети переменного тока частотой 50Гц±0,5Гц, напряжением 220В±22В;
    Потребляемая мощность Б5-21 - 480В∙А;
    Габаритные размеры - 490х270х410мм;
    Масса Б5-21 - 28кг.
Вот так собирали источники Б5-21 женщины на Великолукском приборном заводе. 

 Источник постоянного тока Б5-21 линейного типа, имеет силовой трансформатор тороидального типа, запас мощности примерно 400Вт. Дроссель выполнен также на тороидальном сердечнике внушительных размеров. Имеет источник опорного напряжения выполненного на отдельном трансформаторе тороидального типа  с феррорезонансной стабилизацией сетевого напряжения. 

Имеет прочный металлический корпус, литое шасси, толстый штампованный металл основания, алюминиевую усиленную верхнюю крышку, передняя панель из толстого алюминиевого листа. Источник практически неубиваем, работает под нагрузкой продолжительное время, можно питать любую электронику, ток может дать больший, если подрегулировать порог  срабатывания защиты. Защита выполнена на реле РЭН-48 простая, даже если она не работает, ничего не произойдет критичного. Источник работает. 

Что внутри Б5-21?

Трансформаторы

Их три. Силовой - самый большой, опорный и дроссель. 

Все трансформаторы тороидальные, чего не сказать об источнике питания например болгарского производства ТЭС 5010. Там один Ш-образный трансформатор.  Торы имеют больший КПД и большую мощность при небольших габаритных размерах. Силовой трансформатор - мощность примерно 400Вт. Первичная обмотка подключена к галетному переключателю, таким образом регулируется напряжение на выходе источника. У многих источников питания напряжение регулируется переключателем вторичной обмотки силового трансформатора. У Б5-21 сделано по-другому. Такое решение более оптимально, т.к. на вторичной обмотке больший ток и при переключении под нагрузкой возможны искрения на контактах переключателя. Ток здесь по паспорту 10 Ампер, поэтому такое решение правильное. А вот у источника питания Б5-7 ток до 3 Ампер и переключается вторичная обмотка.   

 Выпрямительные диоды - Д242А - Стоят на радиаторах, толстых алюминиевых пластинах. 

Мощные проходные транзисторы - 4шт П210А - установлены на больших радиаторах, внизу радиатора установлен вентилятор, работающий от сети 220В. Таким образом радиатор продувается потоком воздуха. 

Конденсаторы - 8шт по 2000мкф. Менять не стоит, они оказались живыми. 

Сверху монтаж навесной, внизу в "подвале" находится одна плата со стабилизатором опорного напряжения. 

Имеется тонкая регулировка напряжения в пределах 3 Вольт. Основная регулировка напряжения галетным переключателем. 

Силовая проводка добротно сделана, там где проходит значительный ток, использовали толстый провод, остальная проводка аккуратно уложена в пучок и связана нитками. 

Удивил в этом источнике питания Дроссель - он на тороидальном разрезном сердечнике, довольно внушительных размеров. Сейчас такие дроссели найти в современной технике очень редко. Сам силовой трансформатор тоже на тороидальном сердечнике, внушительных размеров. Все трансформаторы обернуты тканью, с пропиткой. 

Какие доработки и какой ремонт возможно сделать при использовании Б5-21?

Мне достался этот источник питания в целом состоянии, рабочий, купил его я за 1500 руб. Однако при включении он сильно гудел. Оказалось, что вентилятор обдува радиаторов транзисторов работает от сети 220В. И он достаточно шумный, у него всего четыре лопасти под прямым углом, которые по своей конструкции изначально шумные. К тому же, разобрав двигатель вентилятора, я обнаружил износ подшипников - они люфтили.  Заказывать новый двигатель вентилятора не стал, т.к. он все равно издавал бы значительный шум, т.к. работал на повышенным оборотах, а мне нужен был бесшумный источник питания. Поэтому я установил вместо штатного вентилятора, вентилятор от компьютера на 120 мм, закрепив его винтами снизу. Питание компьютерного вентилятора  - 12В. Я решил питать его от собственного источника. Поэтому приобрел дополнительный трансформатор и собрал схему простого выпрямителя и сглаживающего конденсатора. Трансформатор подключил параллельно основному трансформатору Б5-21 к сети 220В. Обороты вентилятора отрегулировал резистором, включенным последовательно. Теперь  шум от вентилятора такой же, как от компьютера. 

Однако, гудение не исчезло совсем. Оказалось, что гудел трансформатор опорного напряжения, он там самый маленький по размерам. Почему он гудит, мне предстояло выяснить. Сняв его, я замерил ток холостого хода. Он оказался в норме. Значит внутри не было замыканий провода. Прочитав паспорт и инструкцию на Б5-21, выяснил, что он выполнен на разрезном сердечнике. Возможно, что со временем высох пропиточный лак в разрезе и образовался воздушный зазор, который приводил к гудению трансформатора. Пропитал трансформатор яхтным лаком, но гудение все равно осталось, хоть и убавилось. Тогда я решил исключить из схемы конденсатор, который подключается последовательно к первичной обмотки трансформатора. Такая схема включения предусмотрена для стабилизации от скачков сетевого напряжения 220В. Это по сути феррорезонансный стабилизатор. Он стабилизирует напряжение сети от перепадов, но недостатком его является, то, что при изменении частоты сетевого напряжения 50Гц он уже не работает как надо. 

Почему сердечник трансформатора опорного напряжения выполнен разрезным? Потому что это сделано для большего насыщения сердечника. На первичной обмотки, подключенной через конденсатор 0,5мкф образуется напряжение порядка 400В, поэтому трансформатор и гудит так и со временем он от вибрации гудит все громче, т.к. высыхает пропитка. Я отсоединил конденсатор от первичной обмотки и запитал ее напрямую от сети 220В. Гудение сразу перестало. Остался небольшой звук, который уже нет так раздражал. На работу источника питания в целом, это не оказало никакого влияния. Он работал стабильно, в чем меня устраивало.  Можно заказать такой трансформатор новым, или отдать старый трансформатор на вакуумную пропитку, а потом оставить конденсатор как было. 

В целом, я добился чтобы Б5-21 работал практически бесшумно, как компьютер.   

Силовой трансформатор работает бесшумно, его вообще не слышно. По работе с Б5-21, могу отметить, что источник несмотря на свой вес и размеры  очень надежен и удобен. Регулировать напряжение удобно шаговым галетным переключателем, подстраивать резистором. Кстати, галетный переключатель для профилактики нужно почистить от пыли спиртом, смазать механические части. Резистор заменить, если он регулирует напряжение скачками.  

Теперь о защите источника от замыканий. За защиту отвечает реле РЭН-48. В моем случае защита перестала работать, когда я прочистил контакты реле от пыли спиртом. Нужно аккуратно выпрямить контактные пластины, чтобы они срабатывали при замыкании выхода источника питания. Тогда все будет работать. Порог срабатывания регулируется подстроечными резисторами с обратной стороны. 

После профилактики источник питания буде служить вам долгое время. Можно заряжать всевозможные аккумуляторы, питать шуруповерты, различные двигатели, радиосхемы. Встроенные вольтметр и амперметр очень удобны, позволяют наблюдать какой ток и как потребляют различные схемы. Очень хорошо подходит для ремонта автоусилителей, автомагнитол, сабвуферов, и другой техники работающей до 30 Вольт.  Источник добротно сделан как и все военные вещи СССР. Есть запас по мощности, ток держит даже больше рассчитанного. Можно его переделать и на больший ток. Сейчас источники питания такого класса стоят дорого, а этот мне обошелся в 1500 руб. плюс сделав ему профилактику, получил достаточно мощный источник питания в возможностью регулировки напряжения и мониторинга.