Zasilacz na LM350 z predefiniowanymi napięciami

HSWG napisał:

Jedynie radiator wydaje się być trochę za mały, mimo wentylatora

dla max obciążenia 1,5A o czym też wspomniał konstruktor, to wystarczy.

Klima napisał:

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)

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.:

JUC-31F-70 CD

Pozdrawiam.

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.