Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

[EAGLE] Układ regulatora mocy - poprawność

xa19 10 Lip 2015 09:06 1365 7
  • #1 10 Lip 2015 09:06
    xa19
    Poziom 9  

    Wykonuję regulator mocy (regulacja grupowa) grzałki 1500W (prąd 6,5 A).
    Schemat:
    [EAGLE] Układ regulatora mocy - poprawność
    PCB:
    [EAGLE] Układ regulatora mocy - poprawność
    Będą to 4 osobne płytki: 2 na panelu przednim, jedna z mikrokontrolerem i jedna z większymi prądami. Czerwone połączenia między płytkami to kable. Po prawej są 2 przeplotki.
    Chodzi mi przede wszystkim o płytkę "dużoprądową". Do połączeń z siecią, przełącznikiem, grzałką i triakiem zamierzam uzyć złącz typu ARK. Wg. specyfikacji uciągną prąd 250V 10A, ale martwi mnie kwestia bliskości ich pinów - czy nie będzie przebić. Grubości najgrubszych ścieżek: 0,12 inch. Transformator na środku to 230V/9V 4VA
    Połączenia między płytkami odbędą się przez złącza goldpin.
    Na płytce z Atmegą dałem zgodnie z zaleceniami kondensatory filtrujące zasilanie maksymalnie blisko nóżek.
    Prosiłbym o weryfikację projektu PCB.

    Edit:
    Poprawiłem nieco płytkę. Zwiększyłem odległości między ścieżkami z dużymi napięciami od sterujących.
    [EAGLE] Układ regulatora mocy - poprawność

  • #2 10 Lip 2015 11:00
    pawlik118
    Poziom 21  

    co do schematu to R4 i R5 można zasilic z wtórnego uzwojenia transformatora, przed mostkiem prostowniczym, wówczas mniej mocy wydzieli się na tych rezystorach.
    Co do PCB to warto pamiętać o odpowiedniej ogległości izolacyjnej pomiędzy scieżkami po stronie galwanicznie połączonej z siecią jak i tej izolowanej, tak dla własnego bezpieczeństwa. Pod tym kątem bym proponował tę płytkę przeprojektować. Kwarc powinno dać się możliwie blisko siebie, a masa od kondensatorów kwarcu powinna być osobna, i podłączona bezpośrednio do procka, zwiększy to odporność na EMC. W dokumentacjach atmela jest podane jak się projektuje ten obwód. Układ MOC3041 nie umożliwia sterowania fazowego, jeśli ma być.na płytce z uP można by wylać poligon GND.Układ 7805 wymaga z tego co pamiętam większych pojemności, chyba 330nF - do sprawdzenia, bo może się wzbudzać. Optoriaki też jest dobrze dać blisko triaka.

  • #3 10 Lip 2015 12:43
    xa19
    Poziom 9  

    pawlik118 napisał:
    co do schematu to R4 i R5 można zasilic z wtórnego uzwojenia transformatora, przed mostkiem prostowniczym, wówczas mniej mocy wydzieli się na tych rezystorach.

    Nie wpadłem na to :P
    pawlik118 napisał:
    Kwarc powinno dać się możliwie blisko siebie.
    ??
    Tzn. możliwie blisko uC?
    pawlik118 napisał:
    masa od kondensatorów kwarcu powinna być osobna, i podłączona bezpośrednio do procka
    Jak je oddzielić od siebie?
    pawlik118 napisał:
    Układ MOC3041 nie umożliwia sterowania fazowego, jeśli ma być
    To będzie sterowanie grupowe (napisałem to w pierwszym poście)
    pawlik118 napisał:
    Optoriaki też jest dobrze dać blisko triaka
    Dałem optotriaka blisko terminalu do pinu sterującego bramką triaka.

    Nowa wersja płytki wysokonapięciowej:
    [EAGLE] Układ regulatora mocy - poprawność

  • #4 10 Lip 2015 18:08
    Christophorus
    Poziom 39  

    Dla prądu 6,5A szerokość ścieżek w/g wyliczeń kalkulatora programu KiCad powinna wynosić około 4 mm. Przyjmując pewien margines bezpieczeństwa ścieżki te powinny być szersze, np. z uwagi na wahania napięcia. Dla 7A ich szerokość to 4,4 mm, a dla 8A to już 5,2 mm. Przy domowym wykonywaniu płytki drukowanej na wskutek jej czyszczenia papierem ściernym grubość warstwy miedzi może się zmniejszyć z 0,035 mm. Więc tym bardziej ścieżki prądowe powinny mieć margines bezpieczeństwa - być szersze. Jest też dostępny laminat o grubości warstwy miedzi 0,070 mm. Przy takim laminacie ścieżki mogą być węższe o około 50%. Ewentualnie ścieżki można wzmocnić warstwą cyny lub przylutowanym do ścieżek przewodem miedzianym o odpowiednim przekroju.

    Natomiast co do bezpiecznej odległości między ścieżkami dla napięcia sieciowego 230V według kalkulatora dołączonego do programu KiCad dla napięcia 230V na płytce drukowanej bez warstwy ochronnej płytki minimalna odległość między ścieżkami wynosi 1,25 mm.

    Bezpiecznik 10A moim zdaniem warto umieścić w oprawce na obudowie urządzenia, a nie na płytce drukowanej. W przypadku jego przepalenia będzie do niego łatwiejszy dostęp.

    Odpowiednio projektując płytkę prądową powinno się udać ją zaprojektować bez zworek. W przypadku złącz śrubowych można zastosować złącza o trzech zaciskach. Środkowy zacisk jest nie wykorzystany i usuwa się go ze złącza. W ten sposób pomiędzy skrajnymi zaciskami złącza będzie bezpieczna odległość.

    Nie wiem czy nie wygodniejsze będzie umieszczenie od razu na płytce wyświetlacza tych trzech mikrostyków. Może to później ułatwić montaż mechaniczny, gdzie wystarczy zamontować w obudowie jedną płytkę zamiast dwóch płytek.

    Połączenia między modułami (płytkami) możesz zakończyć polami lutowniczymi z biblioteki wirepad. Wówczas nie będzie trzeba pomiędzy płytkami stosować tych ścieżek na warstwie górnych.

    Jeśli transoptor OK2 będzie dołączony do wyjścia transformatora to rezystory R4 i R5 mogą być mniejszej mocy zamiast tych 5W. Dostępne są optotriaki z funkcją załączania w zerze w celu minimalizacji zakłóceń. Może zastosowanie takiego optotriaka będzie wystarczające w celu zminimalizowania zakłóceń? Wówczas elementy OK2, R4 i R5 mogą okazać się zbędne.

    Triak jeśli będzie montowany na płytce drukowanej to warto dla niego przewidzieć miejsce na ewentualny radiator.

  • Pomocny post
    #5 10 Lip 2015 18:47
    pawlik118
    Poziom 21  

    Teraz to PCB wygląda lepiej. Co do odległości izolacyjnych, to pamiętajmy że coś projektując sami dla siebie sprawiamy na ile będzie to bezpieczne.

    Oddaliłbym jeszcze C1 od złącza TRIAC.

    W sprawie masy dla kwarcu to http://www.atmel.com/Images/doc8128.pdf
    Generalnie odległości mają być małe, i ścieżka masy ma prowadzić tylko do kondensatorów kwarcu, nie powinien płynąć przez nią prąd do innych miejsc. Scieżki masy kondensatorów kwarcu jak i scieżka masy zasilającej procek mogą łączyć w pobliżu pinu GND procka, oraz kondensatora odkłucającego http://www.atmel.com/images/atmel-2521-avr-ha...ign-considerations_applicationnote_avr042.pdf .
    Są to wytyczne dla projektowania z uwzględnieniem zaleceń EMC. Nie przestrzeganie ich nastercza wielu problemów z zawieszaniem, zakłócaniem itp, projektowanych urządzeń. Warto, wszędzie gdzie się da mieć na uwadze EMC.

    Natomiast ścieżki prądowe warto pokryć cyną lub zakutować do nich kawałki srebrzanki.
    Złącza też warto scalić w jedno większe, wówczas będzie ono mechanicznie wytrzymalsze przy dokręcaniu.



    powodzenia

  • #6 10 Lip 2015 18:53
    xa19
    Poziom 9  

    Dzięki za porady.

    Christophorus napisał:
    Natomiast co do bezpiecznej odległości między ścieżkami dla napięcia sieciowego 230V według kalkulatora dołączonego do programu KiCad dla napięcia 230V na płytce drukowanej bez warstwy ochronnej płytki minimalna odległość między ścieżkami wynosi 1,25 mm.
    U siebie mam sporo większe odstępy - kilka mm.
    Christophorus napisał:
    W przypadku złącz śrubowych można zastosować złącza o trzech zaciskach. Środkowy zacisk jest nie wykorzystany i usuwa się go ze złącza. W ten sposób pomiędzy skrajnymi zaciskami złącza będzie bezpieczna odległość.

    Dobry pomysł, zastosuję :)
    Christophorus napisał:
    Nie wiem czy nie wygodniejsze będzie umieszczenie od razu na płytce wyświetlacza tych trzech mikrostyków. Może to później ułatwić montaż mechaniczny, gdzie wystarczy zamontować w obudowie jedną płytkę zamiast dwóch płytek.
    Wyszło, że przyciski będą za małe, więc będą to osobne przyciski montowane na przednim panelu. Płytka z przyciskami więc znika.
    Christophorus napisał:
    Połączenia między modułami (płytkami) możesz zakończyć polami lutowniczymi z biblioteki wirepad. Wówczas nie będzie trzeba pomiędzy płytkami stosować tych ścieżek na warstwie górnych.
    Tak właśnie mam zrobione. Rzeczywiście może wyglądać jak przeplotka, ale jak napisałem w pierwszym poście, to przewody łączące 2 płytki.
    Christophorus napisał:
    Jeśli transoptor OK2 będzie dołączony do wyjścia transformatora to rezystory R4 i R5 mogą być mniejszej mocy zamiast tych 5W.
    Wiem - zostawiłem te 5W bo sklep, z którego zamawiam, nie ma akurat 47k mniejszej mocy niż 5W (ale i większych niż 0,125W)
    Christophorus napisał:
    Dostępne są optotriaki z funkcją załączania w zerze w celu minimalizacji zakłóceń. Może zastosowanie takiego optotriaka będzie wystarczające w celu zminimalizowania zakłóceń? Wówczas elementy OK2, R4 i R5 mogą okazać się zbędne.
    Mam własnie zastosowany taki optotriak: MOC3041. Czemu więc chcę zostawić osobny układ wykrywania zera? Aby zsynchronizować przebieg sinusoidalny z sieci. Atmega będzie wiedziała, kiedy rozpocząć i zakończyć sygnał dla triaka, aby przepuściło daną liczbę połówek sinusoidy.
    Ale jakby się nad tym zastanowić, czy rzeczywiście błąd rzędu 1 połówki robi różnicę.:cunning:
    Triak jeśli będzie montowany na płytce drukowanej to warto dla niego przewidzieć miejsce na ewentualny radiator.

  • #7 10 Lip 2015 22:35
    pawlik118
    Poziom 21  

    Trudno mi tu przywołać jakieś normy, ale jeśli ja bym projektował tego typu urządzenie, to najmniejszy odstęp jaki zastosowałbym pomiędzy "siecią" a prockiem, byłby to odstęp pomiędzy padami optotriaka, czyli około 4 - 5mm. Mam podobny układ w domu, z wyświetlaczem LCD w sypialni. Jak go niekiedy dotykam, to nieraz zastanawiam się czy aby te około 4-5mm odstępu to wystarczająco :)

  • #8 11 Lip 2015 00:08
    marco47
    Poziom 41  

    Wszystkie płytki do całkowitego przeprojektowania :cry:

    Nie wiem do jakiej obudowy masz zamiar włożyć te płytki, ale przy prawidłowym zaprojektowaniu, można wszystkie elementy zmieścić na jednej, która powinna być mniejsza niż ta na której masz teraz umieszczony transformator :|

    Oczywiście możesz pozostać przy trzech płytkach, ale powinieneś poprzenosić niektóre elementy między płytkami.
    Na płytce wyświetlacza powinny pozostać tylko tranzystory, dwa gniazda 7 i 3 pinowe, lub jedno 2x5, i wyświetlacz.
    Wielkość płytki powinna być tylko nieznacznie większa od samego wyświetlacza.

    Na płytce uP rezystory od katod wyświetlacza, takie same gniazda jak na płytce wyświetlacza.
    Wszystkie inne elementy współpracujące z uP.
    Sam uP, wystarczy jak będzie Atmega8, bo nie widzę powodu, aby stosować Atmega16.

    Płytki powinny być połączone ze sobą za pomocą gniazd i wtyczek o jak największej ilości pinów w jednej obudowie.

 
Promocja -20%
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
tme