Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny

MaThiR 08 Cze 2009 20:50 13649 14
  • Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny

    Zasilacz laboratoryjny to niezastąpione urządzenie na każdym warsztacie elektronika amatora. O tym raczej nikogo przekonywać nie trzeba, zwłaszcza kiedy wykonujemy wiele eksperymentalnych prototypowych układów. Budowa poniższego urządzenia jest więc podyktowana względami praktycznymi.
    Schemat stabilizatora liniowego został zaczerpnięty ze znanej strony http://www.electronics-lab.com/projects/power/003/index.html . Płytkę jednakże zaprojektowałem sam, ponieważ zależało mi na nieco innym kształcie i zastosowałem inne elementy. Napięcie ujemne w zasilaczu pochodzi z osobnego źródła i jest stabilizowane przez układ 7905. Całość jest ogólnie dopasowana do rozdzielonego radiatora z procka z PC'ta. Zamiast rezystora 0,47Ohm zastosowałem 0,1Ohm + 0,33Ohm (na rezystorze 0,1Ohm'a jest zrealizowany amperomierz). Stabilizacja napięcia znajduje się za opornikiem, więc układ pomiaru prądu nie wpływa na napięcie wyjściowe. Oporność zastępcza wynosi 0,43Ohm'a przez co maksymalny prąd wyjściowy wzrósł do ok. 4,7A. Dlatego też radiator został podzielony i odizolowany, a tranzystory umieszczone na paście silikonowej (podkładki się nie sprawdziły...). Do potencjometrów regulacyjnych dolutowałem również mały potencjometr nastawny w celu kalibracji, chodzi o zerowe napięcie wyjściowe.
    Do chłodzenia wykorzystałem wentylator 15x70mm i samodzielnie zaprojektowałem i wykonałem sterownik temperaturowy oparty o dwa LM35DZ (na każdą połówkę radiatora). Wyjścia czujników połączone równolegle (układ wyjściowy w LM35 zrealizowany na 1 tranzystorze pozwala na takie połączenie, a przynajmniej tak mnie się wydaje po przejrzeniu noty katalogowej :D) jest doprowadzone do dwóch bramek wzmacniacza operacyjnego na wejścia nieodwracające. Napięcie odniesienia załączania wentylatora i wyłączenia napięcia głównego układów stabilizujących (skuteczne zabezpieczenie przed uszkodzeniem) są podane na wejścia odwracające. Wynoszą kolejno 500mV - 50C° i 650mV - 65C°. Z wyjścia jest poprowadzone przez rezystor 100K dodatnie sprzężenie zwrotne powodującą parostopniową (kilkunastostopniową??? - nie liczyłem :D) bezwładność układu. Układ wzbogaciłem również o generator do migoczącej diody led i syreny (głośnika i diody jednak nie podłączałem). Układ sprawdza się znakomicie i praktycznie nie pozwala na zniszczenie zasilacza poprzez przegrzanie tranz. mocy.
    Woltomierze i amperomierze to kity AVT2126, płytki i elementy kupiłem osobno. Dodatkowe dwie płytki w zasilaczu to przełączniki zakresów (0,2V-2V-20V-200V ; 2A-20A). Przekaźniki włączają w obwód pomiaru dodatkowe rezystory a transoptory (z zewnętrznymi kondensatorami i rezystorami - gdzieś na zdjęciach powinny być widoczne) są odpowiedzialne za kropki na wyświetlaczu. Nie wszystkie kropki dobrze działają, złącze CE transoptora przewodzi w jednym kierunku, a do sterowania wyświetlacza jest potrzebne zmienne napięcie, po elektrolitach jest o połowę mniejsze. Najistotniejszą częścią tego układu jest ATtiny2313, chciałem również zrobić automatyczny przełącznik zakresu pomiaru napięcia. Na płytce wszystko jest: wzmacniacze operacyjne LM358 + helitrimy, ale zatrzymałem się na pisaniu softu, a później jakoś nie przyszedłem na jego dokończenie. Dodatkowa zielona dioda z przyciskiem na panelu przednim to przełącznik auto/manual.
    Do zasilania całości zastosowałem 2 transformatory:
    -toroid 200W - 2x24V(stabilizator) + dowinięte przeze mnie 4x5V(stabilizator i układy przełączania zakresów)
    -mały transformator z blaszkami E-kształtnymi przezwajany również przeze mnie - 2xok.28V(przełącznik zakresów), 4x9V(układy do pomiaru napięcia i prądu).
    Obudowę wykonałem z aluminium (przód i podstawa) i brązowych paneli podłogowych. Pokrywę i aluminiową podstawę wykonywałem 2 razy - podstawę krzywo zgiąłem, a górę przez przypadek zrobiłem o 2mm za wąską i ciut za niską. Okienka to zwykły pleksiglass, przed ich wciskaniem w wyszlifowane okienka podgrzałem panel opalarką (żeby się rozszerzył) i jak dotąd trzymają bardzo dobrze.
    Całość pochłonęła ok. 300zł i niezliczoną ilość godzin pracy spędzonej nad budową.

    Wymiary urządzenia 32cmx19cmx11,5; waga 5,2kg.

    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny



    Wszystkie materiały (zdjęcia) muszą znajdować się na serwerze elektrody.
    (joy_pl)

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    MaThiR
    Poziom 16  
    Offline 
    mathir.cba.pl
    MaThiR napisał 279 postów o ocenie 254, pomógł 2 razy. Mieszka w mieście Racibórz. Jest z nami od 2006 roku.
  • Relpol przekaźniki
  • #2
    AMON86
    Poziom 22  
    Zasilacz ładny i praktyczny przede wszystkim. Jest kilka rzecz które bym zmienił , ale są to tylko drobne zabiegi kosmetyczne( kwestia gustu) więc nie będę pisał. Z tych dokładniejszych zdjęć widać, że bardzo ładnie wyszło ci wycięcie na front panelu otworów na mierniki sam je robiłeś?.
  • Relpol przekaźniki
  • #3
    seba_x
    Poziom 31  
    miswierz napisał:
    Zasilaczowy serial trwa niczym moda na sukces


    bo to najważniejsze urządzenie ! ( :D zaraz po lutownicy :D )



    ładna konstrukcja , czy planujesz zrobić opisy na panelu ?
  • #4
    VaM VampirE
    Poziom 17  
    Bez opisów na froncie możesz kiedyś się pogubić. Ogólem fajnie, ale obudowa chyba jeszcze czeka na wykończenie :]
  • #5
    skaktus
    Poziom 37  
    Mam wrażenie że te wloty powietrza od dołu są za małe aby dać wentylatorom na tyle dużo powietrza.

    No i wypadało by zrobić kilka innych otworów na chłodzenie reszty obudowy.

    A tak to ładne. No i jak wspomniano - brak opisów na obudowie.
  • #6
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #7
    MaThiR
    Poziom 16  
    Cytat:
    Z tych dokładniejszych zdjęć widać, że bardzo ładnie wyszło ci wycięcie na front panelu otworów na mierniki sam je robiłeś?.

    Najpierw wywierciłem dziury w kształcie prostokąta, środek wybiłem młotkiem, a na sam koniec wyrównałem pilnikiem. Oczywiście otwór był uprzednio dokładnie wymierzony i nakreślony rysikiem.

    Nie mam jeszcze doświadczenia z wykańczaniem paneli, brakuje mi koncepcji na jego przyozdobienie. Na razie chyba zostanie tak jak jest, goła blacha.

    Popełniłem w tej konstrukcji jeden poważny błąd - potencjometry są zbyt blisko siebie. Bez gałek wydawało mi się że taka odległość będzie OK, w sumie wyszło niezbyt dobrze.
  • #8
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #9
    markosik20
    Poziom 33  
    Zasilacz niestety może i ładnie wygląda ale w środku pomimo że płytki są ładnie , równo i przemyślanie ułożone to konstrukcja przypomina urządzenie z lat PRL'u gdzie chcąc uzyskać jak największą funkcjonalność, łączono wiele płytek , układów, przełączników etc. Urządzenie naszpikowane elektroniką wyglądało na mocno zaawansowane technologicznie. Podobnie jest tutaj z zasilaczem, w środku wygląda na mocno zaawansowane a w rzeczywistości jest tylko prostym zasilaczem z odczytem parametrów pracy.
    W dziedzinie literatury powiedzieliby że to "przerost formy nad treścią".
    Autor do każdej funkcji/modułu wykonywał osobną płytkę...sam sobie niepotrzebnie dodawał pracy.
    Prosiłbym o zdjęcia załączonego zasilacza, podanie dokładności nastaw/odczytów napięć i prądów, skoro to zasilacz dwukanałowy czy można łączyć kanały równolegle lub szeregowo, i jakie max prądy i napięcia można uzyskać. O ch-tyki odpowiedzi wyjść na skoki obciążenia już nie pytam :wink:.

    PS: Ten przełącznik zakresów odczytu to automatycznie działa?....mam nadzieje :wink:.
  • #10
    grzego19
    Poziom 9  
    Widać że włożyłeś w budowę tego zasilacza dużo pracy.Mam nadzieję że dorobisz jeszcze panel przedni chociaż ten wcale nie jest taki zły ;) Wrzuc jeśli możesz więcej fotek.
  • #11
    LORDUS
    Poziom 14  
    Wszystko ładnie przydały by sie jeszcze tylko napisy na przednim panelu ale i tak dam 6/6
  • #12
    jatzek j
    Poziom 21  
    Siemanko .Standardowo zaczynam od minusów owego cuda .Jeżeli z. laboratoryjny to napięcie ,, trochę '' za małe , następnie jeżeli zasilacz dwukanałowy to aż się prosi o możliwość pracy M S .Za jakość wykonania wielki plus [ co tam opisy przecież sam na ,,tym'' pracujesz ] ,a zasilacz dwukanałowy to po prostu ,,poezja'' ].
  • #13
    MaThiR
    Poziom 16  
    Pomiar przy średnim obciążeniu 0,5A (5V). Przebieg prostokątny 1KHz, wypełnienie 50%. Dolny oscylogram to bramka tranzystora BUZ11 działającego jako klucz załącz/wyłącz (DC 5V/div). Górny oscylogram to napięcie na zaciskach zasilacza (AC 0,5V/div). Podstawa czasu - 0,125ms/div.
    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny

    Szum przy stałym obciążeniu 3A 18V. Pierwsze zdjęcie pokazuje szum własny oscyloskopu i innych śmieci z sond (zwarte). Dopiero drugie zdjęcie to pomiar na zaciskach zasilacza. Piszę o zwartych sondach i szumach własnych ponieważ są to parametry graniczne oscyloskopu przy których producent gwarantuje dobrą dokładność pomiaru. 5mV/div 0.2us/div:
    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny
    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny
    Jest również mała składowa 50hz (nie wiem czy widać na zdjęciu) - 5mV/div 2ms/div synchronizacja z sieci. Zakłócenia pochodzą z zasilacza, wykluczyłem inne możliwości zwierając sondy i nie są to zakłócenia magnetyczne lampy oscyloskopowej.
    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny

    Cytat:
    Siemanko .Standardowo zaczynam od minusów owego cuda .Jeżeli z. laboratoryjny to napięcie ,, trochę '' za małe , następnie jeżeli zasilacz dwukanałowy to aż się prosi o możliwość pracy M S .

    Oba kanały można połączyć szeregowo. Maksymalne napięcie przy prądzie 3-4A spada do ok. 22-24V.

    Z powyższych pomiarów wynika, że zasilacz nie radzi sobie za dobrze ze skokami prądu. Czas narastania zbocza na całym odcinku powrotu do napięcia referencyjnego to ok. 24V/ms - mało... Jednakże przy stałym obciążeniu nie jest źle.
    Nie wiem czy mam rację, ale żeby poprawić ten parametr chyba należałoby zmniejszyć pojemność kondensatora na wyjściu, zastosować szybkie wzm. operacyjne i zmniejszyć pojemność ścieżek. Wtedy większe tętnienia mogłyby się pojawić przy stałym obciążeniu.

    Automatyczne zmienianie zakresów nie jest nie jest skończone od strony programowej. Napięcia odniesienia są już wyregulowane. Na płytkach sterujących woltomierzami nóżkę GND układu 7824 podłączyłem do masy przez diodę zenera, tak by na wyjściu było napięcie ok 31-32V. Inaczej układ ze względu na wzmacniacze operacyjne (LM358) nie działałby poprawnie. Piszę o LM358, bo jest on wykonany na bipolarach PNP i może pracować na wspólnym napięciu różnicowym sięgającym 0,3V poniżej napięcia zasilania. Ja swój zasilacz mimo wszystko i tak skalibrowałem i mam prawie równe 0V na wyjściu przy skręceniu gałek w lewo do oporu.

    Poniżej zdjęcia pracującego zasilacza. Po lewej napięcie w miliwoltach, prąd w amperach (podłączona diado shottky'ego 1N5822). Po prawej napięcie w woltach (zakr. do 19,99V) prąd w miliamperach (podłączona dioda 1N5402). W albumie pod linkiem z pierwszego postu jest zdjęcie z podł. żarówkami. Na zdjęciu poniżej zasilacz pracuje jako źródło prądowe dlatego diody zab. prądowego się świecą.
    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny

    I max. Jak widać oba amperomierze pokazują różne wartości, pomiary na starym analogowym mierniku dały mi wartość ok. 4,95A. Dokładność nie jest zadowalająca, zresztą nie mogę podać precyzyjnej dokładności pomiarów, bo nie dysponuję dobrym multimetrem, a oscyloskop tez nie da wystarczająco dobrych pomiarów... W takich warunkach zasilacz pracuje kilkanaście sekund po czym się na chwilkę wyłącza i tak w kółko. Prąd wraz z czasem rośnie bo grzeją się rezystory stabilizacji prądowej. Na wyświetlaczu nie działa kropka, wcześniej już o tym wspominałem. Na dokładność pomiarów mają wpływ rezystory w dzielniku w woltomierzach, ja dałem z 1%'ową tolerancją, no i jeszcze kalibracja. Do tego celu użyłem multimetra za 15zł.
    Dwukanałowy zasilacz laboratoryjny

    Reasumując nie pozostaje mi nic innego jak zakup nowego miernika i ponowna kalibracja wraz z pomiarem rezystancji oporników w dzielniku :|.
  • #14
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto