Od bardzo dawna doskwierał mi brak zasilacza, który mógłby mi posłużyć do testowania różnych składanych przeze mnie prostych układów. Jestem bardzo początkującym w elektronice i często składam proste układy, które testuję i staram się zrozumieć jak działają (np zależność sygnału wejścia/wyjścia itp). Do tej pory korzystałem z zasilacza z komputera, ale z tym były same problemy, bo do dyspozycji mam tylko 12V i 5V (wystający z komputera molex) i ewentualnie prosty regulator 1.25V - 10V. Postanowiłem więc zbudować zasilacz, który spełniałby moje potrzeby, a przede wszystkim dostarczał napięcia większego niż 12V. W założeniach miał to być zasilacz, który dostarczy 15V/1.5A.
Jest to moja pierwsza tak rozbudowana konstrukcja więc proszę o wyrozumiałość.
Budowa zasilacza jest "modułowa" i składa się z 5 układów:
- zasilacz "właściwy"
- układ przełączania napięć
- układ sygnalizacji zwarcia
- termostat
- moduł woltomierza
Zasilacz "właściwy" - zbudowany jest na układzie LM350 z dodatkowym kondensatorem tłumiącym (ripple rejection). Zasilany jest z transformatora toroidalnego 50W 17V ( w rzeczywistości 20V bez obciążenia)
Układ przełączania napięć - do tego celu wykorzystałem zrobiony wcześniej układ przełącznika zależnego na 4042BE (na podstawie schematu z tego postu) do przełączania oświetlenia, ale użyłem go dwa razy, więc postanowiłem go wykorzystać w zasilaczu do przełączania pomiędzy trzema predefiniowanymi napięciami (5V, 9V 12V) oraz możliwością płynnej regulacji napięcia. Po włączeniu zasilacza układ zawsze uaktywnia płynną możliwość regulacji napięcia, co sygnalizowane jest zielonym LED obok potencjometru. Po naciśnięciu któregokolwiek czarnego przycisku zapala się dioda LED na tym przyciskiem i uaktywnia przypisane mu napięcie (po kolei 5V, 9V 12V)
Układ sygnalizacji zwarcia - ma za zadanie sygnalizować zwarcie. Sygnalizuje to 3 sekundowym piskiem i czerwoną diodą świecącą umieszczoną pomiędzy złączami wyjściowymi. Dodatkowo zastosowałem przekaźnik, który odłącza + od zacisku. Układ zbudowany jest na wzmacniaczu operacyjnym LM358 (jako komparator) i timerze 555. Działa to bardzo sprawnie i głośno. Jedyną wadą, jest to, że czasami przy włączaniu zasilacza potrafi się uaktywnić, nie jest to jednak bardzo uciążliwe, ale jest bardzo nieprzewidywalne.
Termostat - zbudowany na wzmacniaczu operacyjny i termistorze. Po uzyskaniu ustawionej temperatury radiatora (w tym przypadku 39.7C) załącza się wentylator i próbuje schłodzić radiator o około 7 stopni. Taki zakres pracy wystarcza na schłodzenie radiatora do progu wyłączenia przy poborze prądu 0.6A i napięciu pracy 12V. Pracę wentylatora sygnalizuje żółta migająca dioda LED umieszczona z lewej strony pod wyłącznikiem.
Woltomierz - chińszczyzna LED na ICL7107 o zakresie 0-99.9V, ale ma zalety - w miarę dokładny, ma estetyczną ramkę, tani. Wady - długi czas oczekiwania na dostawę (około miesiąca)
Do płynnej regulacji napięcia, w odróżnieniu od przyjętego standardu, użyłem potencjometru wieloobrotowego (10) wraz z "precyzyjnym" licznikiem obrotów - jeden obrót potencjometru zmienia napięcie o ok 2.5V
Zasilacz umożliwia regulację napięcia od ok 1.3 do ok 25V i nie posiada niestety ograniczenia prądu - taki zasilacz też planuje zbudować, ale to w przyszłym roku, bo teraz zbliża się zima a nie mam prostownika .
Budowa tego zasilacza zajęła mi ok 4 miesięcy - głównie wieczorami.
Schematy:
zasilacz układu sterowania - do zasilania przełącznika napięć, woltomierza i sterownika wentylatora. Układ sterowania (wybieranie napięć, woltomierz, wentylator) są oddzielone galwanicznie od układu głównego zasilacza (LM350) i sygnalizacji zwarcia. Przejrzałem schematy trzykrotnie - nie powinno być błędu.
Wyszła Ci całkiem zwarta konstrukcja. Jedynie radiator wydaje się być trochę za mały, mimo wentylatora. Z drugiej strony wiem, że rzadko w domu używa się dużych prądów. Podziwiam zacięcie z płytkami uniwersalnymi. Ja już od 12 lat przymierzam się do budowy porządnego zasilacza, przez wiele lat używałem układu na LM317 - ostatnio trafo wyzionęło ducha i mam dodatkowy bodziec .
Polecam mój prostownik - konstrukcja prosta i sprawdzona link na elektrodzie: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1922838-0.html .
Konstrukcja estetyczna. Troszkę sobie utrudniłeś życie tym pionowym ustawieniem toroida, przesunąłęś tym także środek ciężkości urządzenia. Zamieść schematy, wtedy opis będzie kompletny.
Konstrukcja fajna, szkoda tylko, że masz wyłącznie jedno napięcie wyjściowe. Co raz więcej układów wymaga co najmniej podwójnego zasilania, np. 3V3 dla części cyfrowej i np. 12 V dla analogowej. Warto pomyśleć o dodatkowym kanale. Ograniczenie prądowe, a przynajmniej pomiar prądu też się bardzo przydają.
Jeszcze uwaga ogólna - zastanawiam się dlaczego większość (a właściwie wszystkie) prezentowane konstrukcje zasilaczy oparte są o regulatory liniowe. Pociąga to konieczność rozpraszania sporych mocy, wkładania wentylatorów, układów chłodzących itd. A można tego uniknąć budując po prostu zasilacz impulsowy.
Troszkę sobie utrudniłeś życie tym pionowym ustawieniem toroida, przesunąłęś tym także środek ciężkości urządzenia. Zamieść schematy, wtedy opis będzie kompletny.
Schematy przygotowuję, bo muszę narysować w czytelnej postaci. Toroid specjalnie tak umieściłem, bo obudowa jest mała (KM-85B) i całośćc by się nie zmieściła, albo miałbym problemy aby wszystko zamontować - szczególnie, że ukłąd zmontowany jest na płytkach uniwersalnych - nie opanowałem jeszcze przygotowywania płytek drukowanych.
tmf wrote:
szkoda tylko, że masz wyłącznie jedno napięcie wyjściowe. Co raz więcej układów wymaga co najmniej podwójnego zasilania, np. 3V3 dla części cyfrowej i np. 12 V dla analogowej. Warto pomyśleć o dodatkowym kanale.
Jak wspomniałem jest to mój pierwszy zasilacz jaki zrobiłem. Następny pewnie będzie dwukanałowy, ale to przyszłość.
D-Bass wrote:
jaki koszt wszystkiego ?
konstrukcja udana
Mogę oszacować tylko koszty, bo nie liczyłem, a sporo części miałem
transformator 50zł
potencjometr wieloobrotowy 20zł
pokrętło do potencjometru 20zł
obudowa ok 10zł
drugi transformator ok 10zł
złącza, gniazda, przełączniki, radiatory itp 30zł
pozostałe części ok 20zł
woltomierz - ok 20zł (6,5$)
Troszkę sobie utrudniłeś życie tym pionowym ustawieniem toroida, przesunąłęś tym także środek ciężkości urządzenia.
Toroid specjalnie tak umieściłem, bo obudowa jest mała (KM-85B) i całośćc by się nie zmieściła, albo miałbym problemy aby wszystko zamontować
Jak zaczniesz przestawiać, przenosić zasilacz, to ten transformator może ci się po prostu urwać - on jest przykręcony do plastiku, a momenty sił są duże w przypadku takiego ustawienia.
Układ przełączania napięć masz dość skomplikowany i duży. Równie dobrze można próbować go zrobić na procku albo na kilku kościach TTL.
Konstrukcję ogólnie uważam za udaną. Jednak radiator na 100% jest za mały. ;/ Po zatym ja lubię gdy jest luz w środku i uważam obudowę za zamałą, ale to tylko moje upodobania.
PS: czy nie uważasz że 50w to za mało?
Schludna i estetycznie wykonana konstrukcja. Chciałbym dołączyć się do prośby o udostępnienie schematów, zaciekawił mnie układ zmiany predefiniowanych napięć. Ułatwia pracę na regulowanym zasilaczu.
Układ przełączania napięć masz dość skomplikowany i duży. Równie dobrze można próbować go zrobić na procku albo na kilku kościach TTL.
Tu masz rację, chodź muszę przyznać iż warto jest zaczynać od podstaw ( po takich doświadczeniach człowiek ma zupełnie inną wyobraźnię na temat tworzenia układów elektronicznych)
Schludna i estetycznie wykonana konstrukcja. Chciałbym dołączyć się do prośby o udostępnienie schematów, zaciekawił mnie układ zmiany predefiniowanych napięć. Ułatwia pracę na regulowanym zasilaczu.
Schematy załączone
redliniak1996 wrote:
Konstrukcję ogólnie uważam za udaną. Jednak radiator na 100% jest za mały. ;/ Po zatym ja lubię gdy jest luz w środku i uważam obudowę za zamałą, ale to tylko moje upodobania.
PS: czy nie uważasz że 50w to za mało?
50W w tym momencie to wystarczająca jak dla mnie moc (planowałem nawet zakup transformatora 35W, ale 50watowy był droższy o 2-3zł ) - może okazać się za jakiś czas, że to za mało, ale jak napisałem wcześniej, planuję już budowę następnego zasilacza, a tam będzie podobny transformator tylko o mocy 150W - taki już mam i wykorzystam go do budowy prostownika. Transformator razem z mostkiem chcę umieścić w osobnej obudowie, natomiast układ sterowania prostownika w osobnej. Potem zrobię kolejny zasilacz (bez transformatora w środku) i w zależności od potrzeb będę podłączał transformator albo do zasilacza, albo prostownika
Dodano po 4 [minuty]:
Klima wrote:
Jak zaczniesz przestawiać, przenosić zasilacz, to ten transformator może ci się po prostu urwać - on jest przykręcony do plastiku, a momenty sił są duże w przypadku takiego ustawienia.
Układ przełączania napięć masz dość skomplikowany i duży. Równie dobrze można próbować go zrobić na procku albo na kilku kościach TTL.
Transformator jest przykręcony do kątownika metalowego, a ten przyklejony Distalem do obudowy i dodatkowo przykręcony jedną śrubą - nic się nie rusza.
Układ jest prosty na jednym układzie scalonym, ale na jednej płytce jest zasilacz 12V, 5V wraz z transformatorem, 3 przekaźniki + dołożone ustawianie napięć na precyzyjnych potencjometrach montażowych (wcześniej ten układ używałem do czego innego - były 4 przekaźniki). Można przełączanie napięć zrobić jeszcze prościej - wykorzystując zamiast przekaźników tranzystory - czyli zgodnie ze schematem z noty katalogowej (Digitally selected output)
Ten transformator prawdopodobnie można by położyć poziomo odpowiednio planując płytki (i ich orientację), po prostu niepotrzebnie sobie dodałeś roboty jednocześnie nieco pogarszając konstrukcję mechaniczną. To jest oczywiście szczegół, jednak w kolejnych konstrukcjach warto zwrócić na to uwagę. Pionowe umieszczenie modułu PCB jest prostsze.
O ile dobrze zrozumiałem opis i schemat, to gdy wystąpi zwarcie, włącza się buzzer i dioda oraz odłączane jest wyjście, a po 3 sekundach znów buzer i dioda się wyłączają i następuje ponowne podłączenie wyjścia. Wtedy jak nie odłączysz źródła zwarcia, to znów nastąpi zwarcie i tak co 3 sekundy.
Według mnie lepiej buzzer włączać na chwilę (np. tak jak u ciebie na 3 sekundy), a diodę i przekaźnik na stałe, dopóki nie nastąpi naciśnięcie przycisku. Wystarczyłoby dodać przerzutnik RS, np. na ne555 i do niego podłączyć diodę i przekaźnik.
o ile dobrze zrozumiałem opis i schemat to gdy wystąpi zwarcie włącza się buzzer i dioda oraz odłączane jest wyjście, a po 3 sekundach znów buzer i dioda się wyłączają i następuje ponowne podłączenie wyjścia? wtedy jak nie odłączysz źródła zwarcia to znów nastąpi zwarcie i tak co 3 sek.
Wg. mnie lepiej buzzer włączać na chwilę (np tak jak u ciebie na 3 sek.), a diodę i przekaźnik na stałe dopuki nie nastąpi naciśnięcie przycisku. wystarczyłoby dodać przerzutnik RS np. na ne555 i do niego podłączyć diodę i przekaźnik.
Dokładnie to tak działa jak opisałeś. Po wywierceniu otworów też zacząłęm się zastanawiać, że pomysł z RESETem bułby lepszy, ale zostawiłem jak jest - 3-4 sekundy wystarczą aby wyciągnąć wtyczkę z gniazda .
Witam wszystkich!
Też właśnie, zdenerwowany walającymi się transformatorami i płytkami, złożyłem sobie zasilacz regulowany. Mam pytanie czy ktoś z forumowiczów stosował lub słyszał kiedyś jak sprawują się (długoterminowo) rozwiązania sterowania wentylatorem przy pomocy termostatów bimetalicznych np.:
TOMI napisał:
W zasilaczu brak jest zabezpieczenia przeciwprzepięciowego czyli po prostu diody prostowniczej podłączonej między wejście i wyjście LM350.
Taka dioda to akurat zabezpiecza stabilizator na wypadek zwarcia na jego wejściu.
Kolego, dioda o której pisze nie zabezpiecza przed zwarciem na wejściu tylko przed sytuacją gdy na wyjściu pojawi się napięcie większe niż na wejściu, w tym tak że przepięcia. Przetestuj a się przekonasz.
Pozwolę sobie dorzucić do tematu rozwiązanie, które ostatnio zastosowałem.
Nie będę prezentował go jako osobny projekt, gdyż takich zasilaczy jest bez liku i nie ma powodu aby dodawać kolejną konstrukcję. Jak wspominałem w poprzednim poście złożyłem zasilacz regulowany. Przyrząd przyzwoicie wykonany, jednak kolega namówił mnie na budowę wersji zaopatrzonej w pomiar prądu. Ponieważ zmiana dotyczy tylko dodania bocznika postanowiłem przedstawić płytkę bez poprzedniego sprawdzania praktycznego projektu, ten dodatkowy element nie wpłynie bowiem na działanie układu jako całości. W założeniu zasilacz miał być wykonany jak najprościej, bazując na gotowych elementach i ich wbudowanych zabezpieczeniach.
Można zastosować dwa typy stabilizatorów LM317 lub LM350. Oba układy zostały sprawdzone w płytce zasilacza, ostatecznie zdecydowałem się zastosować LM317 ze względu na mniejszy prąd zwarcia wyjścia (ok. 1,4A) w stosunku do LM350 (ponad 4A). Jako element sterujący pracą wentylatora zastosowałem układ KSD-01F. Jest to przełącznik bimetaliczny normalnie otwarty o temperaturze załączania 60°C i histerezie 20°C przykręcony do radiatora w bezpośrednim sąsiedztwie LM317. Włącza on mały (50x50) 5V wentylator, który pomaga efektywnie chłodzić radiator przy większych obciążeniach. Pomiar na styku obudowy LM i radiatora przy pomocy termoelementu wskazał punkt włączenia w zakresie (65-66)°C. Jest to bardzo proste rozwiązanie, stosunkowo tanie (5,5 zł w sklepie), niewielka wada jego polega na tym, iż dostępne są elementy o ściśle określonych temperaturach w szeregu co 10°C. Ponadto nie jest znana żywotność tego elementu, choć takie termostaty bywają niezwykle niezawodne. W załączniku podałem wzór płytki wraz ze schematem i rozmieszczeniem elementów.
Do pomiaru napięcia i prądu można zastosować typowe trzycyfrowe woltomierze oparte o ICL7107 i zakresie pomiarowym 2V. Takie ich podłączenie umożliwia zastosowanie wspólnego zasilania zapewnianego przez dodatkowy układ 7805 (izolowany bądź odizolowany od radiatora odpowiednią podkładką). Do pomiaru napięcia potrzebny jest dzielnik (100:1) - pomiar z rozdzielczością 0,1V, do pomiaru prądu taki sam moduł bez dzielnika z rozdzielczością 0,1 A (można wykorzystać jedynie dwa ostatnie wyświetlacze dla zakresu 9,9A zamiast normalnie wyświetlanej wartości 09,9).
Wskazanie woltomierza jest zwiększone w stosunku do napięcia wyjściowego o spadek napięcia na boczniku i jest zależne od prądu, jednakże błąd 20-30 mV jest bez znaczenia przy takiej klasie przyrządu i rozdzielczości pomiaru 0,1V.
Zastosowany bocznik jest dość tanim elementem wziętym z katalogu pewnej firmy zajmującej się sprzedażą podzespołów (choć stan magazynowy 0). Dużo taniej można wykonać go samodzielnie, potrzebny jest niewielki odcinek drutu grzejnego. Najlepiej do tego celu nadają się ferrochromale (Kanthal), w zależności od stopu rezystancja właściwa wynosi (1,35 - 1,45)[µΩ m], średnio 1,4. Ponieważ lutowanie takiego drutu nie wchodzi w grę do zamocowania można zastosować zaciski śrubowe wydobyte ze złącza ARK wlutowane zamiast bocznika. Równie dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie złącz P4 i P5 w wykonaniu 3pin (wszystko pasuje gdyż płytka była projektowana z myślą o takich alternatywnych podłączeniach). W wersji z wlutowanymi zaciskami długość drutu to ok. 25 mm jego średnica to 2,1 mm. Dla złącz ARK 3pin można przyjąć długość drutu w postaci litery U na 35 mm czyli grubość wyniesie 2,5 mm. Zmiany temperatury dla tego stopu w minimalnym stopniu wpływają na wynik pomiaru.
Dioda zabezpieczająca D1 = 1,5KE33A została dobrana dla transformatora, który posiadam (toroid 19V/40W). Każdy musi dostosować ten element do swojego trafa - wartość napięcia diody powinna być o 10% większa od amplitudy napięcia strony wtórnej w stanie jałowym. Pewne zastrzeżenia może budzić umieszczenie tego elementu po stronie napięcia stałego - pomaga on rozładować energię zgromadzoną w rdzeniu transformatora oraz stanowi pewne zabezpieczenie elementów zasilacza w przypadku uszkodzenia mostka prostowniczego.
Do regulacji napięcia zastosowano potencjometr wieloobrotowy 5k, do końcówek którego dolutowano równolegle mały potencjometr montażowy (podkówka) 100k. Dzięki temu można ustalić maksymalne napięcie wyjściowe zasilacza.
Z tego co znalazłem w sklepach wysyłkowych najlepiej będzie zastosować wlutowane zaciski pozyskane ARK i drut oporowy Kanthal A lub D:
dla rozstawienia 15,24 mm - średnica 1,7 mm
dla rozstawienia 25,4 mm - średnica 2,2 mm
Cierpliwi mogą przy pomocy małego pilnika doprowadzić bocznik do wartości znamionowej 10mΩ.
Jeszcze takie dodatkowe informacje:
pobór prądu przez wskaźnik napięcia dla wskazania 08,8 - 98mA *
pobór prądu przez wentylator - 60 mA
pobór prądu przez dzielnik regulacji napięcia - 5 mA
pobór maksymalny z zasilacza - 1500 mA
łącznie - 1663 mA. Zastosowany prze ze mnie transformator jest nieco za mały przy pracy ciągłej z max. obciążeniem powinien mieć 19x1,55x1,663 = 50 VA.
Jednakże trafo mocowane jest bezpośrednio do dna metalowej obudowy, która nie jest podgrzewana (radiator jest odizolowany od obudowy) a maksymalne obciążenie występuje w trakcie pracy wentylatora więc nie powinno być większych problemów. Dla wersji z dwoma wyświetlaczami całkowity prąd można oszacować na poziomie 1750 mA, transformator powinien więc umożliwiać pobór prądu rzędu 2,7 A (dla najbardziej niekorzystnego przypadku).
* Prąd segmentów został ograniczony przez włączenie szeregowe dwóch diod SM4007 w obwód zasilania wspólnych anod wyświetlaczy.
Jako się rzekło, przedstawiam ostateczną wersję wraz z pomiarami (przy 1A prądu wyjściowego i rezystorze obciążenia 2,2Ω). Załącznik zawiera dwie wersje płytek, ta oznaczona _w1 zawiera otwory do mocowania bocznika o rozstawie 15,24 i 25,4 mm. Wersja bez oznaczenia _w1 została prze ze mnie wykonana i jej dotyczą przedstawione pomiary. W wykonanej płytce bocznik ma rozstaw 15,24 mm.
Kilka słów na koniec.
Płytkę warto wykonać stosując laminat o grubości miedzi 70 µm. Dla wersji z LM350 lepiej zastosować kondensatory 3300µ/35V oraz 6A mostek prostowniczy z niewielkim radiatorem z blachy aluminiowej.
Podczas montażu zacisków śrubowych bocznika można zamocować w nich drut miedziany aby zapobiec nieosiowemu ustawieniu otworów podczas lutowania. Sygnały prądowy i napięciowy najwygodniej pobierać wprost z gniazd wyjściowych zasilacza, wspólną masę zapewnia przewód zasilający wskaźniki. Miernik prądu powinien na wejściu posiadać mały (ok. 50 - 100Ω) rezystor zmniejszający jego rezystancję wejściową, zastosowanie wysokoimpedancyjnego wejścia może praktycznie uniemożliwić pomiar małego sygnału (10mV/A) ze względu na zakłócenia. Zapomniałem dodać, że zwiększenie rozdzielczości pomiaru prądu poprzez zastosowanie wskaźnika z zakresem 200mV zamiast 2V jest bezcelowe o ile nie ma możliwości dokonania pomiaru różnicowego na boczniku (osobne wyprowadzenie INLO ICL7107). Spowodowane jest to zmiennym prądem zasilania samego wskaźnika a co za tym idzie i zmianami potencjału masy miernika. Przy pomiarze napięcia nie ma to najmniejszego znaczenia natomiast w przypadku niewielkiego sygnału z bocznika jest to zagadnienie kluczowe. Uznałem jednak, że dla rozdzielczości 0,1 A przyrządu warsztatowego (nie mylić z laboratoryjnym) nie ma to znaczenia.
Dodatkowa wersja _w2 z osobną płytką bocznika, zwłaszcza dla tych, którzy chcieliby zastosować wspólny miernik dla napięcia i prądu (myślę, że schemat jest zbyteczny).
Jeszcze słowo do autora wątku.
Artmik, jeżeli będziesz budował większy zasilacz, przyglądnij się układowi L200CV. Umożliwia on wręcz banalne wykonanie zasilacza do 2A (Tj = 150°C) z regulowanym ograniczeniem prądowym a po uzupełnieniu tranzystorem zewnętrznym znacznie więcej. Cena kilka złotych większa nie ma tutaj znaczenia bo rekompensowana jest funkcjonalnością układu.
.
.
