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

Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego

pinkin 24 Mar 2012 15:44 5549 6
Altium Designer Computer Controls
  • Witam.
    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego
    Chciałem przedstawić mój kolejny wynalazek. Jest to zasilacz warsztatowy zaprojektowany i skonstruowany na specjalne zamówienie. Na początku nie byłem do końca pewien czy można zrobić to w jakiś prosty sposób bez użycia jakichś skomplikowanych układów programowalnych, jednak po dłuższym przemyśleniu sedna funkcjonowania wpadłem na zarys pomysłu. Po opracowaniu projektu w programie, po około tygodniu udało mi się osiągnąć zadowalające parametry znamionowe. Dalej było samo wykonanie i przeprowadzenie projektu pod kątem konstrukcyjnym. Czyli żeby na działanie zasilacza nie wpływały żadne zakłócenia, sprawność zasilacza impulsowego, odprowadzanie ciepła, dobranie elementów o odpowiednich parametrach wtórnych itp. Kolejnym etapem było projektowanie płytki, oraz montaż. Projektowanie oraz trawienie przebiegło w kilku podetapach: a)zasilacz b)wyjście zasilacza, układ sterowania, oraz końcówka. Pomimo tego znalazła się tam jeszcze jedna płytka z miernikiem i wyświetlaczem. Wszystko udało mi się pomieścić "na styk": płytki, elementy, kable, śrubki, radiator i miejsce dla przepływu aktywnie chłodzącego powietrza. Wszystko zamknięte w obudowie od zasilacza komputerowego. Bardziej ścisły opis przedstawiam poniżej.

    Parametry zasilacza:
    *przebieg prądowy sinusoidalny
    *częstotliwość 50Hz(+/- 0,5)
    *stabilizowany prąd 0-7,45A (sin)
    *układ pauzy dla przebiegu wyjściowego (hold)
    *wbudowany woltomierz z wyświetlaczem led
    *wyprowadzenia na woltomierz napięcia sin. 0-20V
    *przełącznik funkcji woltomierz(we.) amperomierz(wy.)
    *dostrajanie amplitudy przebiegu 2potencjometrami(główny i precyzyjny)

    Konstrukcja:
    Jako zasilacz impulsowy zastosowałem Czeski schemat ze sterownikiem IR2153, na tranzystorach IRF840. Napięcia wtórne, to 2*18V i 12V.
    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego
    Płytkę robiłem markerem. Na połowie znalazł się zasilacz, a drugą połowę zamalowałem, do zaprojektowania i wytrawienia później. W końcówce zastosowałem parę tranzystorów 2SC5200 & 2SA1943. Oddają one ciepło na radiator, na który starałem się skierować maksymalny strumień powietrza. Radiator przykręciłem do obudowy. Układ działa nawet przy zwarciu. Zasilacz utrzymuje zwarciu do 8,5A, a może nawet więcej. Wziąłem jednak pewien margines bezpieczeństwa. Kable wyjściowe 2,5mm zakończone krokodylkami. Obudowa nie jest połączona z masą, tylko z uziemieniem z gniazdka. Jest to tak wykonane z uwagi na bezpieczeństwo przed przypadkowym zwarciem wyprowadzenia fazowego. Powinien on trafiać na bocznik, według którego operuje komparator. Przy zwarciu masy z fazą przebieg byłby zbliżony do kwadratowego, przy otwieranych "na oścież" tranzystorach mocy naprzemiennie.
    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego
    Woltomierz jest na osobnej płytce przykręcony do obudowy przedłużkami 3mm. Jego wyświetlacz osłania osłonka z wykonana plastikowej butelki. Ustawiony na zakres pomiaru 2V, wskazuje napięcie z prostownika, na który należy wysłać napięcie sinusoidalne.
    Wszystkie układy zasilane sa napięciami symetrycznymi ze stabilizatorów 78xx i 79xx.
    Płytki polakierowałem, a obudowę lakierem przezroczystym w miejscach podpisania elementów.

    SCHEMAT:
    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego

    Kilka zdjęć z budowy:
    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego

    Zasada działania:
    Zasada działania jest dosyć prosta. Wszystko się opiera na boczniku. Bocznik wykonany z 10 rezystorów węglowych 2W 1om, połączonych równolegle. Stoi on między wyprowadzeniem "czarne" zasilacza, a masą. W ten sposób powstaje na nim napięcie wprost proporcjonalne do wydzielanego na nim ciepła. Czyli prądu. Napięcie owe staje sie napięciem operacyjnym dla komparatora, który porównuje go z sygnałem. Komparator wysyła sygnał na końcówkę mocy. Nie będę przedstawiał tutaj obliczeń, bo jest ich sporo. Wszystko jest tu solidnie policzone i nic nie jest przez przypadek.
    Bocznik również oddaje napięcie na prostownik do woltomierza, z którego uzyskiwana jest wartość skuteczna.

    Wady:
    - Zastosowany komparator niskonapięciowy w którym na wyjściu otrzyma sie maksymalnie 10V. Daje nam to maksymalne obciążenie ok1om przy prądzie(7,5A). Zastosowanie komparatora wysokonapięciowego(który by się nie zmieścił na płytce) umożliwiłoby zwiększenie obciążenia do zaledwie 1,7-2om. Zwiększając obciążenie, trzeba stosować mniejszy prąd.
    - Wygląd
    - Zakrycie otworów wentylacyjnych grozi uszkodzeniem
    - brak automatyzmów, np autowyłączenie przebiegu przy przesterowaniu
    - największa niestety dla mnie wada: Po jakimś czasie właściciel do mnie zadzwonił i powiedział że coś nie działa. Nie wiedziałem o co chodzi, ale po kilku dniach poleciłem wykonać mu parę zabiegów i... Okazało się ze miał to być jednak przebieg napięcia. Tłumaczę to sobie, że jak powiedział że prąd zmienny, to zrobiłem prąd zmienny... Ale powinienem był to przewidzieć(wiadomo). Mimo tego uważam to za wynalazek i jestem z niego dumny.

    Całość kosztowała około 192zt

    Zamieszczam jeszcze parę zdjęć gotowego już urządzenia.
    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego

    Odpowiadam tylko na pytania techniczne.

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    pinkin
    Level 18  
    Offline 
    pinkin wrote 356 posts with rating 65, helped 12 times. Live in city Chorzów. Been with us since 2008 year.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    wceko
    Level 11  
    Wygląd tego wszystkiego na prawdę woła o pomstę do nieba. Tym bardziej, że wydając na to "cudo" prawie 300 zł powinieneś się choć trochę postarać.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #3
    User removed account
    User removed account  
  • #4
    pinkin
    Level 18  
    wceko Poprawiłem błąd. Elektronika kosztowała 192zt, policzone na paragonach, resztę części miałem na stanie.

    Amilozych Służy do generowania przebiegu prądu sinusoidalnego, o częstotliwości 50Hz. Za pomocą potencjometrów, można regulować amplitudę prądu. Dodatkowa jego funkcja, to pomiar napięcia sinusoidalnego, pochodzącego z innego źródła siły elektromotorycznej.
  • #5
    De_Jot
    Level 10  
    Trochę pogwatmany opis, czy napięcie jest stałe, niezależnie od prądu?
  • #6
    Mark II
    Level 21  
    Odnośnie płytek.
    Jedne z wykonanych przeze mnie przed laty, jeszcze przed powszechną dostępnością Kicadów itp.
    Też do urządzenia, które w końcu pozostało niewykorzystane.
    Płytki wykonane przy pomocy planu na papierze, przepunktowania z planu i następnie rozrysowane pisakiem przy użyciu zwykłej ekierki.

    Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego Zasilacz ze stabilizowanym natężeniem sinusoidalnego przebiegu prądowego

    A teraz co do samego urządzenia. Pomysł niewątpliwie ciekawy, natomiast mam parę pytań.
    1. Co oznacza "niskonapięciowość" komparatora?
    2. Co kryje się na schemacie blokowym pod nazwą "przekaźnik"?
    3. J.w. lecz "końcówka"?
    4. Czy komparator nie jest przypadkiem wzmacniaczem różnicowym?
    5. Czy prostownik woltomierza jest prostownikiem aktywnym?
    6. Po co do opisu bocznika mieszać wydzielone na nim ciepło, tym bardziej, że wtedy jednym ze składników wyrażenia jest czas: Q=P*t?
    Tu zależność jest bardzo prosta: U=I*R, bo mamy do czynienia z niską częstotliwością i indukcyjność rezystorów jest w tym przypadku nieistotna.
    I dygresja - w Polsce właściwą nazwą jednostki oporności jest om (Ω), nie Ohm.
    Quote:
    Zastosowany komparator niskonapięciowy w którym na wyjściu otrzyma sie maksymalnie 10V. Daje nam to maksymalne obciążenie ok1Ohm przy prądzie(7,5A). Zastosowanie komparatora wysokonapięciowego(który by się nie zmieścił na płytce) umożliwiłoby zwiększenie obciążenia do zaledwie 1,7-2Ohm.

    Tu jak się wydaje, błędna pisownia już spowodowała pierwsze problemy.
    7. Jeżeli ma to być rodzaj kalibratora, to rezystory węglowe w boczniku zaniżą dokładność przyrządu. Na miejscu byłyby znacznie stabilniejsze drutowe, tym bardziej, że budżet urządzenia spokojnie na to pozwalał, a sklep z odpowiednimi częściami jest całkiem niedaleko, biorąc pod uwagę lokalizację :)
    Albo należy wziąć pod uwagę dryft, ale wtedy to już nie będzie kalibrator.
    8. Do zabezpieczania płytek służą specjalne lakiery, ale z powodzeniem można też użyć roztworu kalafonii w spirytusie. Efekt jest nieporównanie lepszy niż pokrycie przypadkowym, czerwonym lakierem.

    Urządzenie jest wykonane niechlujnie i niestety to wrażenie przeważa nad potencjalnie ciekawym pomysłem.
  • #7
    pinkin
    Level 18  
    De_Jot Napięcie na wyjściu jest uzależnione od prądu, jak najbardziej. Napięcie będzie samo dobierać swoja wartość, która się będzie odkładać na odbiorniku, po to żeby utrzymać stałość przebiegu prądowego.

    Mark II
    Odpowiadam na pytania:
    1.Dla mnie oznacza to napięcie zasilania poniżej standartowego opampa '741
    2.Przekaźnik. Włączony, zwiera końcówkę do masy, wyłączony- podaje sygnał.
    3.Końcówka mocy, wzmacniacz
    4.tak
    5.tak
    6.nie wydzielone, tylko wydzielane. (potem to była dalsza część pytania?) Tu się niezgodzę. Indukcyjność rezystorów bocznika była ważnym elementem. Pracują one w rozproszeniu magn. zasilacza imp., oprócz tego dochodzi zmienność napięcia na wyjściu. Proszę nie mylić przebiegu prądowego z napięciowym. Rezystory są bezindukcyjne. Oprócz tego są zamontowane w sposób kompensujący ew indukcję.
    (jeszcze Twoja dygresja-poprawiłem Ohm na om)
    7.Dlaczego obniżą? Dryft brałem pod uwagę. A właściwie z tego co mi wiadomo to większy dryft mają R ceramiczne. Żeby było śmiesznie, to musiałem po te rezystory jechać do Bytomia, bo tylko tam były dobrej jakości. Zapłaciłem za 10szt tyle co za 1 ceramik w sklepie na dole. PS nie ma żadnego dryftu pod pełnym obciążeniem, nawet po 45min.
    8. Nie widzę tu pytania. W każdym razie dziękuję za informację.