Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V

wilczasty 05 Jun 2010 10:57 32013 31
Altium Designer Computer Controls
  • Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V
    Witam Serdecznie! To mój pierwszy post w dziale DIY, w którym chciałbym przedstawić moją pierwszą konstrukcję jaką wykonałem, a mianowicie znany wszystkim słynny zasilacz z electronics lab oraz dodatkowy zasilacz symetryczny -/+5V. Na początku chciałbym ogromnie podziękować użytkownikom portalu Elektroda.pl, bo bez nich ten zasilacz by nie ruszył. Należy wyróżnić tutaj dwóch użytkowników forum jednym z nich jest kolega marco47, któremu chcę ogromnie podziękować za wszystkie PCB które wykonał dla tego zasilacza bez nich on by nie powstał, oraz koledze Dar.El który pomógł mi uruchomić mierniki z electronics lab z którymi miałem największy problem, ale się udało i działają świetnie. No to zaczynamy! :D

    METODY WYKONANIA
    Na początku należy wspomnieć, że wszystkie płytki zostały wykonane metodą termo transferu po uprzednim wydrukowaniu na papierze kredowym i odbiciu. Największy problem miałem z płytką zasilacza, ponieważ była ona moją pierwszą, którą wykonałem i zapomniałem wydrukować ją w odbiciu lustrzanym. Jednak nie wolno się poddawać i trzeba było sobie poradzić wyginając nóżki tranzystorów, a scalaczków w drugą stronę. Linki do wszystkich płytek kolegi marco47 zamieszczam na końcu postu.

    ZASILACZ



    Jak już wspomniałem to słynna konstrukcja z portalu electronics lab z możliwością regulacji prądu od 0,002 – 3A oraz napięcia od 0 – 30V. Trafo które wykorzystałem pochodzić z jakiegoś prostownika. Posiadało spalone uzwojenie. Transformator został rozebrany oraz nawinięty od początku na około 24V. Dodatkowym pomocniczym zasilaczem jest prosty zasilacz symetryczny o stałym napięciu równym -/+5V zasilany z osobnego trafa. Jego wydajność prądowa wynosi około 1A. Został zasilony z osobnego transformatora, który pochodzi bodajże z magnetofonu. W celu dokładniejszej regulacji napięcia dodałem dodatkowy potencjometr 1k. W przypadku prądu jeden zgrubny sprawdza się dobrze i nie potrzebuję dodatkowej regulacji. Tranzystor 2N3055 znajduje się na niedużym radiatorze do którego jest możliwość odpalenia bardzo cichej wichury. Testowałem go przez około 30 minut przy obciążeniu około 2A i był on w miarę ciepły, ale nie gorący tak więc nie duży radiator + wiatrak sprawdzają się dobrze.

    SEKCJA POMIAROWA



    Tutaj miałem największe wahania czego użyć, żeby było porządku. Wahałem się pomiędzy miernikiem kolegi manekinen na ATtiny13, konstrukcji z portalu elfy i mierników na ICL7107 z electronics diy. Wybór padł na ICL’a, ponieważ miałem już w domu wyświetlacze i niektóre elementy pozostało tylko zakupić ICL7107. Kolega marco47 wykonał świetne płytki do tych mierników które idealnie spasowały do obudowy. Nie obyło się bez problemów z uruchomieniem. Kolega Dar.El doradził mi jakie dobrać elementy, ponieważ schemat z electronics diy nie był poprawny. Zakres woltomierza jaki wybrałem to pomiar do 20V (na razie nie jest mi potrzebny do 30, ponieważ nie pracuje na takich wysokich napięciach. Jednak w przyszłości zamierzam rozszerzyć go do 200V). Natomiast amperomierz jest bardzo dokładny, bo aż do trzech miejsc po przecinku. Jego zakres wynosi 2A i jest dla mnie wystarczający. Jedyne co planuje zmienić w amperomierzu to zrobić lub dokupić inny bocznik. Oba mierniki zasilane są z 5V z transformatora, który pochodzi z magnetofonu i są odseparowane galwanicznie. (Na końcu również link do płytki.)

    OBUDOWA I PANEL PRZEDNI



    Obudowa została wykonana od podstaw pod konkretne wymiary z blachy bodajże jedynki. Pomalowana sprayem zakupionym w OBI. Jest on w miarę odporny na zadrapania jednak nie wystarczyła mi jedna mała puszka żeby dobrze pomalować dokładnie całą obudowę. Farba kosztowała o ile pamiętam 12zł. Nad panelem przednim wahałem się długo jak ma wyglądać, ale miałem duże możliwości, ponieważ powstał przed obudową i mogłem zrobić w dowolnym rozmiarze. No i wyszło co wyszło, można zobaczyć efekt na zdjęciach i jestem zadowolony z jego wyglądu. Został wydrukowany na kolorowej drukarce laserowej, za laminowany i przyklejony na taśmie dwustronnej. Maskownica na wyświetlacze, jeśli można to w ogóle tak nazwać to pleksi o grubości 0,5cm sfrezowana do wymiarów okienka i przyciemniona folią samochodową. Jeżeli będzie ktoś zainteresowany to jestem wstanie wysłać pliki panelu przedniego z programu Photoshop.

    GALERIA
    Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V
    Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V

    PODSUMOWANIE
    Zasilacz powstawał dość długo, bo na raty. Swój początek miał już w grudniu jednak nie dawno wziąłem się za obudowę, dodatkowy zasilacz, mierniki i są tego efekty. Jeśli chodzi o koszta to nie jestem w stanie podać dokładnej kwoty, ponieważ paragony się wytarły i nie wydać już ceny :D. Myślę, że będzie to około 120zł, ponieważ sporo elementów było z odzysku. Polecam wszystkim wykonanie tego zasilacza choćby nawet miał on kosztować więcej niż nowy w pięknej obudowie, bo idzie się wiele nauczyć przy jego budowie i gdy ulegnie coś uszkodzeniu szybko da się to naprawić. Chciałbym jeszcze wspomnieć, że mam 17 lat, jednak proszę tego nie brać pod uwagę i chcę aby moja praca została oceniona przez Was. No i wiadomo jeśli spodobał Ci się mój projekt proszę o docenienie mojej pracy klikając wiadomy przycisk :-). To chyba na tyle i bardzo proszę o opinie!

    Jak wcześniej już wspomniałem wszystkie linki do użytych pytek zamieszczam poniżej i zachęcam do wykonania słynnego zasilacza :D

    Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V Zasilacz laboratoryjny 0-30V 3A, -/+5V
    Pozdrawiam,
    wilczasty!

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    wilczasty
    Level 19  
    Offline 
    wilczasty wrote 412 posts with rating 239, helped 1 times. Live in city Kraków. Been with us since 2010 year.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    Rafał 116
    Level 17  
    Witam
    Czy zasilanie 0-30V masz również symetryczne ponieważ widzę podpis GND albo się mylę. Ogólnie konstrukcja niezła tylko trafo jakies małe mi się wydaje.
    Panel przedni wygląda jak fabryczny ;)
  • Altium Designer Computer Controls
  • #3
    sebxxx
    Level 13  
    Zasilacz wykonany wzorowo :)

    Co do pytania kolegi - symetryczne jest tylko 5V. 0-30V to zasilanie pojedyńcze.

    A co do samego zasilacza - nie stosowałbym 2N3055 - ma on szczególną zdolność do "awarii"... Zastosowałbym coś w obudowie TO-220 albo podobnej. Oraz założyłbym jakieś proste, aktywne chłodzenie (termiczny regulator obrotów wiatraka), np na LM317 (jakby ktoś chciał projekt to pisać na PW)
  • #4
    bubi89
    Level 21  
    Całkiem ładny panel przedni, ale skoro napisałeś current to gdzie podziało się voltage? Wątpię czy radiator wystarczy ustaw 1 V na wyjściu i podłącz odbiornik tak aby pobrał Ci 3A, zobaczymy co się stanie. Powinieneś zastosować conajmniej 2 tranzystory, wytracenie w skrajnym przypadku prawie 90W zabije 2N3055, lepiej zastosować BD249. Dlaczego w zasilaczu masz kondensator 3300uF? To mało. Plusem jest ładny montaż w obudowie, dość dobrze przemyślany i ładnie pospinane przewody.
  • #5
    kamilams303
    Level 10  
    jakim programem były rysowane płytki piękna konstrukcja jak z fabryki
  • #6
    bojp
    Level 13  
    Czarnym kolorem zwykło się oznaczać masę a czerwonym napięcie dodatnie. Inny kolor to przeważnie napięcia ujemne. Zamień końcówki przy wyjściu symetrycznym - masę zrób czarną, a napięcie ujemne żółtą. W ten sposób nikt, kto będzie korzystał z Twojego zasilacza się nie pomyli.

    Pozatym bardzo staranne wykonanie.
  • #7
    Mark II
    Level 22  
    Maksymalna moc dla 2n3055 to 115W przy idealnych warunkach chłodzenia.
    Należy pamiętać, że dla spadku na złączu ok. 40V i 3A (zwarcie wyjścia) tranzystor wychodzi już z bezpiecznego obszaru SOAR, wykres: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/motorola/2N3055.pdf
    Co do wspomnianej przez kogoś szczególnej zdolności do awarii, nie jest to prawdą. Najczęściej popełnianym błędem jest przeciążanie termiczne tego tranzystora i praca poza bezpiecznym zakresem pracy, czyli przy zbyt dużej temperaturze i ze zbyt dużym spadkiem napięcia na złączu CE przy za dużym prądzie. Nie bez powodów w wielu starszych konstrukcjach zasilaczy można zobaczyć dwa lub trzy tranzystory na jednym dużym radiatorze, mimo iż patrząc na parametry zasilacza wydawać by się mogło, że wystarczy jeden element.
  • #8
    wilczasty
    Level 19  
    sebxxx wrote:
    Zasilacz wykonany wzorowo :)

    Co do pytania kolegi - symetryczne jest tylko 5V. 0-30V to zasilanie pojedyńcze.

    A co do samego zasilacza - nie stosowałbym 2N3055 - ma on szczególną zdolność do "awarii"... Zastosowałbym coś w obudowie TO-220 albo podobnej. Oraz założyłbym jakieś proste, aktywne chłodzenie (termiczny regulator obrotów wiatraka), np na LM317 (jakby ktoś chciał projekt to pisać na PW)

    Regulator obrotów jest w planach, podobnie mocniejszy tranzystor.
    kamilams303 wrote:
    jakim programem były rysowane płytki piękna konstrukcja jak z fabryki

    W eagle.
    bubi89 wrote:
    Całkiem ładny panel przedni, ale skoro napisałeś current to gdzie podziało się voltage? Wątpię czy radiator wystarczy ustaw 1 V na wyjściu i podłącz odbiornik tak aby pobrał Ci 3A, zobaczymy co się stanie. Powinieneś zastosować conajmniej 2 tranzystory, wytracenie w skrajnym przypadku prawie 90W zabije 2N3055, lepiej zastosować BD249. Dlaczego w zasilaczu masz kondensator 3300uF? To mało. Plusem jest ładny montaż w obudowie, dość dobrze przemyślany i ładnie pospinane przewody.

    Co do podpisania woltów to zawaliłem przy projektowaniu panelu przedniego, jeśli chodzi o prąd to 2A w zupełności mi wystarczają. W wolnym czasie postaram się zmienić ten tranzystor na mocniejszy i ewentualnie dołożyć drugi podobnie postąpię z elektrolitem, 6800uF będzie wystarczający?
    bojp wrote:
    Czarnym kolorem zwykło się oznaczać masę a czerwonym napięcie dodatnie. Inny kolor to przeważnie napięcia ujemne. Zamień końcówki przy wyjściu symetrycznym - masę zrób czarną, a napięcie ujemne żółtą. W ten sposób nikt, kto będzie korzystał z Twojego zasilacza się nie pomyli.

    Pozatym bardzo staranne wykonanie.

    Początkowo tak było, jednak żółty banan jest większy i nie za pięknie to wygląda :D. Postaram się kupić o podobnej wielkości innego koloru niż czarny i czerwony.

    Dziękuję i pozdrawiam!
  • #9
    ArturAVS
    Moderator HP/Truck/Electric
    Wygląd wzorowy. Upakowanie też. Po pierwszym spojrzeniu , miałem wrażenie że patrzę na fabryczną konstrukcję.

    2N3055 ? Co to jest?
    Lepszy w tym miejscu byłby KD502. Ewentualnie , dwa , trzy np. BD911 z rezystorami wyrównującymi w emiterach. No i fakt : aktywne chłodzenie.
    Dopóki temperatura radiatora nie przekroczy , powiedzmy 40 st. C wiatrak nie pracuje. Powyżej , albo włącza się aż schłodzi , albo ( przy ciągłym i stałym obciążeniu ) działa cały czas.

    Kol. Mark II : Zawsze przyjmowałem patrząc na noty katalogowe to , że w/g tej noty to mogę sobie przyjąć spokojnie połowę tego ( patrząc na Max. ). Miałem kiedyś ( dawno , dawno temu ) "przyjemność" kupić parę wytłoczek 2N3055 ( Oryginalne Tesli , I było to w latach 90'tych) , z około 300 szt. do dziś pracuje może 1/10 ? Nie wiem , może na jakąś trefną serię trafiłem. Ale sypały się jak muchy po muchozolu.
    Po części przyznam jednak koledze rację. Są bardzo czułe na temperaturę.

    Jednak zastosowane w tym samym miejscu KD , pracują do dziś.

    Pozdrawiam
    Życzę wielu udanych i działających konstrukcji.
  • #10
    wilczasty
    Level 19  
    arturavs wrote:
    Wygląd wzorowy. Upakowanie też. Po pierwszym spojrzeniu , miałem wrażenie że patrzę na fabryczną konstrukcję.

    2N3055 ? Co to jest?
    Lepszy w tym miejscu byłby KD502. Ewentualnie , dwa , trzy np. BD911 z rezystorami wyrównującymi w emiterach. No i fakt : aktywne chłodzenie.
    Dopóki temperatura radiatora nie przekroczy , powiedzmy 40 st. C wiatrak nie pracuje. Powyżej , albo włącza się aż schłodzi , albo ( przy ciągłym i stałym obciążeniu ) działa cały czas.

    Kol. Mark II : Zawsze przyjmowałem patrząc na noty katalogowe to , że w/g tej noty to mogę sobie przyjąć spokojnie połowę tego ( patrząc na Max. ). Miałem kiedyś ( dawno , dawno temu ) "przyjemność" kupić parę wytłoczek 2N3055 ( Oryginalne Tesli , I było to w latach 90'tych) , z około 300 szt. do dziś pracuje może 1/10 ? Nie wiem , może na jakąś trefną serię trafiłem. Ale sypały się jak muchy po muchozolu.
    Po części przyznam jednak koledze rację. Są bardzo czułe na temperaturę.

    Jednak zastosowane w tym samym miejscu KD , pracują do dziś.

    Pozdrawiam
    Życzę wielu udanych i działających konstrukcji.

    Dziękuje :-)
    Jeden 2N3055 przy testach już załatwiłem :D. Zmiana na inny będzie jednak koniecznością.
  • #11
    misturek
    Level 15  
    Tak ładnie, w środku jest porządek, ale co robi ta dioda zielona z tyłu?
    Jak dla mnie to nie jest w ogóle praktyczne :)
    Pzdr.
  • #12
    Dj Joker
    Level 26  
    Proponował bym zastosować kd503 :) Zasilacz bardzo ładnie wykonany, sam muszę sobie taki zbudować :)

    Pozdrawiam. DJ JOKER
  • #13
    sebxxx
    Level 13  
    KD503 jest dobrym zamiennikiem dla 2N3055, ale autor chyba użył tutaj dwóch 2N3055 równolegle więc chyba mocniejszy tranzystor nie jest potrzebny.
  • #14
    misturek
    Level 15  
    A pośrednim tranzystorem miedzy kd502 a 2n3055 jest 2n3773 które sprawują się znakomicie ...
  • #15
    pipałosia
    Level 27  
    Nie wiem dlaczego jakoś u mnie działają 2n3055 czy tylko dlatego że mają nazwę toshiba koloru czerwonego? nie przesadzajmy inne też były nie złe .
  • #16
    bubi89
    Level 21  
    Płytka krzemu w 2N3055 jest mniejsza w porównaniu z KD502 czy BD249. Z reguły jak już ktoś w tym temacie napisał, padanie 2N3055 jest winą konstruktora, danego układu. Bo 90W strat dla 2N30555 to o dużo za dużo. Warto spojrzeć w nocie na wykresy dotyczące SOA.
  • #17
    pipałosia
    Level 27  
    Ale jakoś pomimo tego że mniejsza wytrzymuje mam 3 równolegle wiadomo że z opornikami ale 5 A jakoś spokojnie wytrzymuje owszem z chłodzeniem .
  • #18
    bubi89
    Level 21  
    Zależy od mocy jaką wytracasz na pojedynczym tranzystorze.
  • #19
    krystian08
    Level 16  
    Ciekawi mnie do czego wykorzystujesz symetryczne 5V. Moim zdaniem to chybiony pomysł, jeśli już to pojedyncze 5V (cyfrówka, uC) lub symetryczne 12V dla układów analogowych. Poza tym strasznie rażą mnie zakresy mierników. W temacie piszesz - Zasilacz 30V/3A. Skoro tak, to wbudowane mierniki powinny mieć odpowiedni zakres a nie zatrzymywać się na 20V i 2A tylko dlatego że Ci to wystarcza. Czepiam się bo zbudowałeś naprawdę fajny zasilacz, szkoda żeby takie niedociągnięcia szpeciły tak ładną konstrukcję.
    Muszę natomiast pochwalić estetykę wykonania. Imponujący panel przedni, niemalże jak z fabryki, porządek w środku, wszystko wzorowo ułożone.
    A co do dyskusji na temat 2N3055 - dobry tranzystor jeśli się go nie przegrzeje i nie przeciąży (SOA). W moim zasilaczu ( https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1146976.html ) pracują już ponad rok i nic im nie jest. Drobna sugestia - daj trochę większy radiator i dwa tranzystory połączone równolegle - będziesz miał niezawodny zasilacz. Pozdrawiam i życzę kolejnych udanych konstrukcji.
  • #20
    wilczasty
    Level 19  
    krystian08 wrote:
    ...
    Ciekawi mnie do czego wykorzystujesz symetryczne 5V. Moim zdaniem to chybiony pomysł, jeśli już to pojedyncze 5V (cyfrówka, uC) lub symetryczne 12V dla układów analogowych. Poza tym strasznie rażą mnie zakresy mierników. W temacie piszesz - Zasilacz 30V/3A. Skoro tak, to wbudowane mierniki powinny mieć odpowiedni zakres a nie zatrzymywać się na 20V i 2A tylko dlatego że Ci to wystarcza.
    ...

    Już odpowiadam ;-)
    Miałem w drugim trafie wolny odczep, więc postanowiłem dorzucić do tego zasilacza jeszcze -5V. Wiadomo, że +5 jest pomocne, ale to -5 też może się kiedyś s przydać (kiedyś zobaczyłem na elce zasilacz który miał symetryczne 5V, więc pomyślałem czemu nie dorzucić, jeżeli jest taka możliwość). Jeśli chodzi o mierniki, zakresy zmieniłem już na pomiar do 200V oraz amperomierz do 5A.

    Co do tego tranzystora to myślę o zmianie na coś mocniejszego, choć ten na razie daje radę z takim radiatorem i wentylatorem. W planach jak pisałem jest termiczna regulacja wentylatora i nie wykluczone, że wrzucę jakiś masywniejszy radiator.
    Pozdrawiam!
  • #21
    krystian08
    Level 16  
    Nie musisz go wymieniać, wystarczy że dołożysz drugi taki sam równolegle i zadbasz o odpowiednie chłodzenie aktywne.
  • #22
    wilczasty
    Level 19  
    krystian08 wrote:
    Nie musisz go wymieniać, wystarczy że dołożysz drugi taki sam równolegle i zadbasz o odpowiednie chłodzenie aktywne.

    Powinienem mieć taki drugi w domu. Jutro sprawdzę, czy te radiatory, które mam zmieszczą się ładnie do obudowy, jeszcze jedno pytanie, jaką wartość powinny mieć rezystory emiterowe? 5W myślę, że wystarczy?

    Pozdrawiam ;-)
  • #24
    grzesiusoftcorp
    Level 11  
    Zobacz na internecie układ Darlingtona. Ja też mam ten zasilacz na tym samym schemacie, działa niezawodnie od 2 lat na 2n3055 właśnie połączonych w ukł. Darlingtona. Co do tego symetryka to nie lepiej było zrobić regulowane napięcie (tamto Twoje drugie trafo bodajże daje 2x12V, a że kiedyś to działało na 220 V to teraz koło 13 paru wyciśniesz, więc po wyprostowaniu będziesz miał niecałe 15 V). Taką regulację możesz zrobić na LM317 i 337, przy dobrym chłodzeniu wyciśniesz 1,5 A.
    POZDRAWIAM.
  • #25
    DJ Pako
    Level 11  
    Ja mam pytanie odnośnie potencjometru RV1 ze schematu ideowego, gdzie są podpięte skrajne nóżki potencjometru?
  • #26
    korab44
    Level 11  
    Postudiuj schemat ideowy i dowiesz się wszystkiego.Jeśli zadajesz takie pytania, powinieneś trzymać się z daleka od elektroniki...
  • #27
    barti223
    Level 20  
    Witam, woltomierz masz w skali xx,xx V jakim cudem obsługuje to ICL skoro ma w nocie obsługę 3,5cyfry? Jak wyświetlasz np 3 na początku?
    Pozdrawiam
  • #28
    DXFM
    Level 20  
    barti223 wrote:
    woltomierz masz w skali xx,xx V jakim cudem obsługuje to ICL skoro ma w nocie obsługę 3,5cyfry? Jak wyświetlasz np 3 na początku?

    ICL7107 obsługuje 3,5 cyfry - tak się przyjęło nazywać zakres wyświetlany od 0 do 1999 z dodatkiem znaku minus przed pierwszą cyfrą. Po to są 4 wyświetlacze 7-mio segmentowe. Są też produkowane wyświetlacze LED 3,5 cyfry, które są dostosowane do takiego zakresu i nie mają zbędnych segmentów lewej cyfry.
    O to chodzi?
  • #29
    barti223
    Level 20  
    Dokładnie o to. Chodzi mi o wyświetlanie (wg tego projektu) napięcia >20V.
    Skoro mamy możliwość max 1x.xx V.
    Pytam bo miałem się zabrać za budowę tychże mierników i montaż w moim zasilaczu, też max 30V 3A.

    Dopiero teraz doczytałem że autor odczytuje wartości do 20V czyli pewnie max to wspominane 19.99. Przepraszam.

    W takim razie czy jest możliwość modyfikacji układu w ten sposób by wyświetlał on na trzech 7segm. wyświetlaczach wielkości xx.x ?? np 20.5V tylko jedno miejsce po przecinku.
  • #30
    Jaduda
    Level 32  
    barti223 wrote:
    W takim razie czy jest możliwość modyfikacji układu w ten sposób by wyświetlał on na trzech 7segm. wyświetlaczach wielkości xx.x ?? np 20.5V tylko jedno miejsce po przecinku.
    Tak, istnieje taka możliwość. Wystarczy odpowiednio dobrać dzielnik napięcia na wejściu woltomierza.