V tomto článku bych chtěl mluvit o mém laboratorním napájecím zdroji, který byl založen na schématu “Jednoduché a cenově dostupné napájení”. Možností pro toto zařízení je poměrně dost, autoři neustále něco přidávají, dělají změny, v době, kdy jsem začal sbírat, byla poslední verze v 13. Trochu jsem však změnil schéma, ve svůj prospěch, protože. Plánoval jsem použít napájecí zdroj pro vysoké proudy a chtěl jsem přidat obvod spínání vinutí transformátoru. Zde je původní schéma:
Ve své verzi jsem odstranil „Indikátor přetížení“ na DA 1.3 a „Obvod měřiče proudu“ na DA 1.4 a protože. nyní jsou dva operační zesilovače volné, rozhodl jsem se na ně sestavit „Transformer Winding Switching Scheme“, ale o tom později. Kvůli tomu byl změněn stabilizační obvod +12V pro mikroobvod op-amp, byl použit samostatný zdroj se stabilizátorem 7812. Přidal jsem i výkonové tranzistory, místo jednoho 2N3055 jsem dal pár 2SC5200. Maximální výstupní proud je nyní 5,6A. Zde je moje verze schématu:
Díky tomu moje verze reguluje napětí od 0 do 25V a dokáže omezit maximální proud na úrovni od 0,01A do 5,6A. Pro dokončení obvodu je třeba nastavit maximální napětí pomocí rezistoru R13 a vybrat odpory R14 a R16 pro max. a min. aktuální resp.
Ovládání vinutí transformátoru
Existují případy, kdy potřebujete k LBP připojit nějakou nízkonapěťovou zátěž, ale s poměrně velkým proudem, například 5V při proudu 5A. Pak se ukáže, že na výkonové tranzistory dopadne několik desítek voltů. Například po diodovém můstku a kondenzátoru ve filtru máme 30V a výstup LBP je pouze 5V, což znamená, že na tranzistoru klesne 25V a to při proudu 5A se ukáže, že chudák tranzistor musí nějak přeměnit 125W akorát na teplo. Jeden výkonný tranzistor to nedokáže, jen dojde k tepelnému průrazu a selže, a pro dva to bude těžké. V tomto případě byl vynalezen obvod, který spíná vinutí transformátoru v závislosti na výstupním napětí LBP. Například, pokud potřebujete 5V, tak proč aplikovat 30V na LBP?
Spínací obvod vinutí je zobrazen níže:
Samotné LBP a „spínací obvod“ mám namontované na stejné desce. Ke spínání vinutí dochází při výstupních napětích 12V a 18V. Nastavení obvodu spočívá v nastavení požadovaných napětí s proměnnými odpory. Rezistor R2 nastavuje dělení výstupního napětí 10, tzn. pokud je výstup LBP 25V, pak střední výstup R2 (jezdec) by měl být 2,5V. Dále nastavte prahové hodnoty relé. Například při 12V mi funguje první relé, to znamená, že na 2. větvi mikroobvodu musí být instalováno 1,2V, respektive při 18V nastavujeme 6V na 1,8. větvi. Později bude možné vyměnit variabilní rezistory R3 a R5 za dva konstantní a připájet je jako dělič napětí.
Chlazení
Jako radiátory byly experimentální varianty sestaveny z hliníkových garnýží na závěsy, profily jsou přišroubovány k hliníkové desce (přiznám se, chtěl bych silnější) a přirozeně potřeny teplovodivou pastou. Účinnost takových radiátorů je docela dobrá. V horním krytu pouzdra jsou chladicí otvory.
Ampér-voltmetry
Jako měřič napětí a proudu byl použit poměrně známý obvod založený na specializovaném ICL7107 ms. Sbíral jsem podle tohoto schématu:
Samostatné jídlo
K napájení indikace a mikroobvodů LM324 používá LBP samostatný transformátor a stabilizátory + 5V a + 12V.
O těle
Základem pouzdra byl kus sklolaminátu o tloušťce asi 6-7 mm. Na něm se vše smontovalo, následně se přišrouboval přední panel se všemi ovládacími prvky a indikacemi a zadní panel s ventilátory a síťovým konektorem. A nahoře je víko ve tvaru U, přelepené modrou samolepkou.
Použil jsem transformátory TN 60. Mají poměrně výkonné vinutí 6,3V každé. Proud až 7A. Hmotnost tohoto zařízení se ukázala být asi 10 kg.
Diodové můstky řady KVRS, 35ampér, také osazené na společném radiátoru s výkonovými tranzistory.
Požadavky byly následující: nastavitelné výstupní napětí do 30 V s nastavitelným omezením proudu do 5 A. Samozřejmostí je použití digitálního zobrazení. Design by měl připomínat MASTECH HY3005D a podobně. Jediná věc je, že se mi nikdy nelíbilo, že první zařízení ukazuje proud. No, to je špatně – napětí je vždy primární, takže první zařízení by mělo ukazovat přesně napětí.
Zpočátku navrhl obvod založený na lineárním stabilizátoru K142EN2A, ale nakonec tuto myšlenku opustil – nízká účinnost, regulační výkonový tranzistor byl velmi horký, a to i s ohledem na skutečnost, že na sekundární straně transformátoru byl umístěn přepínač . A vůbec, všechno fungovalo nějak nakřivo. Musel jsem to vystřihnout.
Druhá verze obvodu byla vyvinuta na základě legendárního řadiče TL494 PWM, který se v různých variantách nachází v mnoha počítačových zdrojích. Tentokrát vše klaplo, jak mělo.
Krátce o designu:
Schematický diagram (lze kliknout)
Jak jsem již řekl, zařízení bylo sestaveno z náhradních dílů, z nichž většina byla v okruhu 5 metrů ode mě.
Snižovací transformátor byl nalezen pod stolem, neznám značku. Napětí na sekundáru je cca 40V.
D1 – TL494, VD1 – Schottkyho dioda a toroidní tlumivka L1 vypadla z vadného zdroje počítače: Schottkyho dioda je použita v usměrňovacím obvodu, je instalována na radiátoru v blízkosti pulzního transformátoru, toroidní tlumivka je umístěna vedle ní .
LM358 je velmi dobrý a běžný operační zesilovač. Prodává se téměř na každém rohu. Doporučeno k nákupu.
Shunt R12 – převzato z některých starých komunikačních zařízení: skládá se ze 3 silných zakřivených drátů.
Rezistory R9, R10 slouží k regulaci výstupního napětí (hrubé, jemné). Rezistory R3, R4 se používají k regulaci proudového limitu (zhruba, přesně).
Při nastavování zdroje upravuje trimovací odpor R15 práh sepnutí signalizace LED. Problémy byly i s integrovaným stabilizátorem 7805 – při vstupním napětí cca 40 V začal příšerně selhávat – plýtval výstupním napětím, problém vyřešil nastavením zhášecího rezistoru R1 na vstupu 13W.
Samotný případ je převzat od starověkého samozapisujícího registrátora. Uspořádání dopadlo následovně – uprostřed skříně je instalován výkonový transformátor, který tam vstoupil jako domorodec, zřejmě byly vytvořeny pro sebe. Před napájecí jednotkou je elektronický řídicí obvod, ovládací prvky a alarmy. Veškerá výkonová elektronika je umístěna na zadní straně skříně. Transformátor tedy jakoby rozděluje PSU na 2 části – slaboproudé a výkonové.
Přední strana pouzdra se složeným předním krytem. Digitální měřicí přístroje pocházejí z Číny, jsou tovární výroby. Elektronický řídicí obvod se skládá ze 2 desek: deska regulátoru napětí – TL494 s kabeláží a deska alarmu – obsahuje mikroobvody D3, D4. Proč jsi to neudělal na jedné desce? Jen jsem udělal poplach o něco později než regulátor a zvlášť jsem si ho připomněl. Vyskytly se také nějaké chyby.
Zadní část těla. Diodový můstek KBPC 3510, výkonový tranzistor KT827A, tlumivka L1 a bočník R12 jsou instalovány na společném radiátoru. Celé je to zevnitř ofukováno 12 cm ventilátorem. V zadní části skříně jsou dále instalovány pojistky, vyhlazovací kondenzátory C1, C4 a malý pomocný spínaný zdroj pro chod ventilátoru a digitální měřiče.
Samozřejmě si můžete koupit značkový napájecí zdroj a nestarat se o to. Ale někdy chcete znovu vynalézt kolo sami
Pokud se někdo rozhodne návrh zopakovat, zde jsem zveřejnil schéma zapojení ve vysokém rozlišení a výkresy plošných spojů ve formátu Sprint Layout.
Aktualizace 09.01.2019.
Jak čas plynul, uživatelé sdíleli své úpravy napájecích zdrojů v komentářích. Podívejme se blíže na navrhované možnosti. Diskuse ke všem návrhům je stále k dispozici v komentářích
Řidič terénního pracovníka (přesněji dva paralelně – samotní terénní pracovníci se zabývají vyrovnáváním proudů) je napájen ze samostatného 15v zdroje. Vzal jsem od sebe průmyslovou jednotku 9-36v / 15v TEN 12-2413. Z něj jsou napájeny chladiče.
TL494 je napájen samostatným 24V zdrojem.
Libovolný napěťový potenciometr, měření proudu z bočníku ampérmetru. Transformátor vydává 34 voltů, usměrněno asi 45.
Problém výkonu spočíval v plynu. Pokud 5-amp běžel normálně, pak mučil 20.
V praxi jsem našel možnost dvě paralelně na kroužcích z počítače. 23 závitů drátu 1,15 mm.
Nedávno jsem narazil na tento článek o LBP na TL494. Měl jsem vroucí touhu sestavit napájecí jednotku podle tohoto schématu, zejména proto, že transformátor z polského napájecího zdroje pro 24 V a 4a už dlouho ležel. Sekundár vydává 34v přestávky, po můstku s konderem 10000x63v – 42v. Sestavil jsem to s kloubovou instalací podle tohoto schématu, okamžitě jsem zapnul kouř ze 494. Všechno jsem zkontroloval, vyměnil mikroobvod, zapnul ho – funguje při volnoběhu, napětí na výstupu se snaží regulovat, dotkl se 494 – horké! Na rezistor R4.7 jsem přidal hodnotu 1 – jednotka funguje, ale jakmile jsem připojil žárovku 24v 21w, mikroobvod explodoval v oblasti 9, 10 nohou. Odmotal jsem pár závitů ze sekundárního vinutí trans-ra (snížil napětí o 4 volty) a mikroobvody stále hoří. Napájení pro nohy 8,11,12 bylo napájeno 12v z jiného PSU, škrticí klapka byla namotaná drátem různého průměru a počtu závitů – nemělo to smysl (spáleno 6 mikruhů). Mám určité zkušenosti s přeměnou počítačových jednotek na nabíječky a nastavitelné napájecí zdroje založené na TL494 a jeho analogech. Začal jsem sestavovat PWM páskování podle schémat pro počítač PSU. Změnil jsem ovládání výkonového tranzistoru, napjal PWM ze samostatného zdroje 12v (předělal jsem nabíjení z mobilu) a je to – jednotka začala pracovat! Pár dní jsem ho nastavoval na seřízení a píšťalku plynu (bez oscilátoru), nyní je potřeba vyjmout řídící desku a můžete ji sestavit do pouzdra.
Dnes jsem nastavil svůj PSU. Díky moc shc68 pro nápovědu ke kontrole zvlnění výstupu pomocí reproduktoru, pokud není k dispozici osciloskop. Při nízké zátěži (žárovka 12v, 21w) se při otočení regulátoru proudu ozývalo z reproduktoru hučení a vytí. Tuto ostudu jsem odstranil instalací dalších kondenzátorů (ve schématu zakroužkovaných červeně).
Podle doporučení shc68 Kondenzátor C15 je opravdu životně důležitý. I s pomocí reproduktoru jsem určil vadný potenciometr pro úpravu proudu. Když se otočil, z reproduktoru bylo slyšet šustění a praskání. Po jeho výměně a instalaci kondenzátory od ticha reproduktoru (lehce slyšitelného syčení) při různé zátěži na výstupu PSU.
Provedl test ohřevu částí bloku. Při takové zátěži se 1.5 hodiny zahříval pouze tranzistor (dotkl jsem se jeho těla prstem) a radiátor, kde byl instalován, byl mírně teplý (profukoval ventilátor). Induktor je studený, transformátor také.
Jako základ bylo vzato schéma s terénním pracovníkem https://ic.pics.livejournal.com/rond_60/78751049/3328/3328_original.jpg
Při odlaďování se vyskytly problémy s ovládáním terénního pracovníka přes transformátor. Pracoval při nízkých zatěžovacích proudech, při nárůstu o více než 2 ampéry došlo k poruše a poklesu proudu (s pracovním cyklem PWM > 30 %). Musel jsem odstranit transformátor a místo toho nainstalovat optodriver ACPL3180 napájený samostatným vinutím transformátoru.
Vytvořil jsem 2 nezávislé kanály s regulací napětí do 30V a proudovým omezením do 10A. Druhý kanál začal okamžitě, jen jsem musel upravit maximální hodnoty napětí a proudu. Nastavovací odpory – 10 otáček
https://ru.aliexpress.com/item/Free-Shipping-3590S-2-103L-3590S-10K-ohm-Precision-Multiturn-Potentiometer-10-Ring-Adjustable-Resistor/32673624883.html?spm=a2g0s.11045068.rcmd404.3.de3456a4CSwuV3&pvid=b572f0cb-2d84-4353-a657-a28824b99672&gps-id=detail404&scm=1007.16891.96945.0&scm-url=1007.16891.96945.0&scm_id=1007.16891.96945.0
Čínský modul používaný jako VA metr
https://ru.aliexpress.com/item/DC-100-10A-50A-100A/32834619911.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.466b33edLWGUwZ с доработкой, достигнута точность показаний 2% при больших токах и 10 мА при токах до 1А.
Radiátor na tranzistoru a diodě je jeden z napájení počítače. Při zátěži lampy 15V 150W se zahřeje až na 80 stupňů (dioda se zahřívá více). Nastavte chladicí ventilátor na 50 stupňů. (jeden pro 2 kanály)
Konečné schéma jednoho kanálu
R bočník 0,0015 Ohm – Jedná se o vestavěný bočník zařízení, k němu se připočítává odpor vodičů od indikátoru ke svorkám XS104 a „-“, při vysokém proudu mají výrazný vliv. Drát 1,5 mmXNUMX
Nastavení:
1 Spustíme hlavní oscilátor na TL494 a driver s vypnutým hradlem VT101. Výstup ovladače bude asi 90 % PWM. Frekvenci TL upravíme v rozmezí 80 – 100 kHz volbou R107
2 Zapojíme hradlo tranzistoru (pro jistotu dodáváme výkon +45 přes předřadník omezující proud, vzal jsem 2 24V 150W výbojky do série) a podíváme se na výstup zdroje. Připojujeme malou zátěž (vzal jsem 100 Ohmů). Pokud je výstupní napětí nastavitelné, nastavte maximální výstupní hodnotu pomocí R122.
3 Odstraníme proud omezující předřadník, zatížíme výstup vysokoproudovou zátěží (vzal jsem 15V 150W výbojku) a nastavíme maximální proud v zátěži: R106 postupně uvedeme do spodní polohy dle schématu, vybereme R104 a R105 pro dosažení proudové ochrany (mám proudový limit 10A). Při spuštění proudové ochrany nevede úprava napětí pomocí R101 nahoru k jeho nárůstu na výstupu.
4 Indikační jednotku na operačním zesilovači a LED není třeba konfigurovat (její jedinou nevýhodou je malé svícení červené LED při zelené, opravíte to zapnutím běžné diody v sérii s červenou.
5, nastavte P101 na požadovanou teplotu ventilátoru zatížením zdroje na slušnou zátěž a měřením teploty diody a tranzistoru na chladiči.
