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

Zasilacz warsztatowy z UPSa

Wszechelektronik 17 Mar 2016 21:12 7623 12
  • Zasilacz warsztatowy z UPSa
    Ostatnio zrealizowany projekt, zapewne dokładnością nie wybija się ponad przeciętność, w zamyśle miał to być pomocniczy zasilacz większej mocy, bo stary coraz częściej okazuje się niewystarczający. Przy okazji chciałem wykorzystać graty przeznaczone i tak na śmietnik.

    Mechanika
    Obudowa to po prostu stary UPS, który został skrócony o miejsce na akumulator, trafo zostało na swoim miejscu, została też z tyłu fabryczna płytka z bezpiecznikami sieciowymi, filtrem, gniazdkami i przewodem zasilającym. Na samej górze przykręciłem aluminiowy płaskownik 5mm grubości, jako chłodzenie mostka prostowniczego. Panel czołowy jest dwuwarstwowy, w plastiku powstały otwory na włącznik sieciowy, wskaźniki, przelotowe na osie potencjometrów, otwory na gniazda bananowe i dodatkowe zakręcane. Prostokątne otwory były rozwiercane, a później równane pilnikiem. Projekt czoła powstał w komputerze, następnie został wydrukowany szablon. Przy jego użyciu można było wykonać też pasującą blaszkę pod panelem. Dzięki temu wskaźniki i potencjometry zostały przykręcone bez widocznych z zewnątrz śrubek zakrętek, a gałki nie odstają.

    Elektronika
    Schemat powstał na podstawie analizy wielu schematów znalezionych w sieci, w znacznym stopniu jest wynikiem wielogodzinnych zabaw symulatorem układów (circuitmaker). Prawie niczego tu nie liczyłem, w przypadku gdyby ktoś chciał go zastosować we własnej konstrukcji, nie gwarantuję, że wszystko zadziała jak powinno. U mnie działa, bo być może miałem tę odrobinę szczęścia. ;)
    Główna płytka zajmuje większość boku w obudowie, jest jeszcze mniejsza płytka, na której znajdują się 2 przekaźniki, jeden od softstartu, a drugi przełącza uzwojenia, na niej jest też główny bezpiecznik 25A. Oprócz tego jest dodatkowy mały zasilacz, który może być zbędny, ale o tym w dalszym opisie.

    Trafo jest oryginalne, w UPSie było oczywiście podłączone odwrotnie.
    Tu uwaga, UPSy z miejscem na jeden akumulator raczej się nie nadają, bo napięcie na wtórnym będzie za niskie, no chyba że komuś wystarczy te max 15V, w moim jest 30V.
    W układzie softstartu jako ogranicznik prądu rozruchowego zamiast rezystora zastosowałem termistor PTC z telewizora kineskopowego (służył do ograniczania prądu cewki rozmagnesowującej). Myślę, że w nowej roli dobrze się sprawuje. W przypadku awarii przekaźnika, po nagrzaniu zmniejszy prąd do minimum, nic nie wybuchnie, chyba... ;) Przekaźnik zwiera go po upływie ok 0.5s.

    Stabilizator jest impulsowy, a jego sercem jest znany i tani TL494, który wytwarza impulsy sterujące kluczami. Ze względu na łatwość sterowania klucze są na masie, wadą tego rozwiązania jest bardziej złożony obwód sprzężenia zwrotnego, który do działania potrzebuje dodatkowego wzmacniacza, niejako "wiszącego" na plusie. Użyłem tani LM358, a nie bardzo on tu się nadaje, ponieważ komplikuje zasilanie, napięcie na jego wejściach musi być mniejsze niż zasilające. Lepiej by się nadawał wzmacniacz typu "rail to rail", wtedy wystarczyłoby dociągnąć rezystor r29 do masy i zewrzeć górnego zenka, niepotrzebny jest wtedy dodatkowy izolowany zasilacz. Może da się obmyślić to wszystko inaczej, ale zależało mi bardziej na zminimalizowaniu kosztów, większość elementów jest tania i miałem je pod ręką. Chociażby diody shottky mocy wziąłem ze starego ATXa, dopuszczalne napięcie jest za małe, dlatego pracują szeregowo połączone, zmniejsza to nieco ogólną sprawność ale tragicznie nie jest.

    Jeszcze sprawa kluczy. Zastanawiacie się pewnie, dlaczego są 2, jak mógłby być jeden. Pierwotnie miały być 2 dławiki, a praca miała być 2-fazowa, niestety nie doszedłem, dlaczego nie daje się uzyskać w ten sposób pełnego napięcia, a tylko nieco ponad połowę. Dlatego mosfety są 2, pracują na przemian ale dławik jest jeden.
    Napięcie zasilające sterownik, przekaźniki, wskaźniki, brane jest z oddzielnego uzwojenia. LED d17 zapala się kiedy napięcie na wyjściu jest mniejsze niż ustawione, dzieje się tak, gdy zasilacz wchodzi w tryb stabilizacji prądu.

    Wskaźniki napięcia i prądu są fabryczne, tanie po 10zł cyfrowe woltomierze, jedynie zmieniłem w nich dzielnik, ponieważ są wpięte w układ dość nietypowo. Dokładność +-0.1 pokrywa się z grubsza ze wskazaniami taniego multimetru, dla większości zastosowań raczej jest wystarczająca.

    Dławik nawinąłem drutem 1.5mm na czerwonym rdzeniu, jak coś to zmienię, na razie działa spoko. Zwojów nie liczyłem, po prostu jest tyle, ile dało się nawinąć. :) Dodatkowy dławik filtrujący na wyjściu pochodzi z jakiegoś zasilacza większej mocy.

    Słowo o PCB
    Jakiś czas temu zrezygnowałem z trawienia, zamiast tego mam drewnianą frezarkę CNC, marnej jakości, ale uważam, że do prostych prototypów metoda się nadaje. Płytka zasilacza powstała właśnie przy jej pomocy.

    Koszt zasilacza dla mnie w cenie złomu + nowe woltomierze, mosfety, elektrolity, czyli nie więcej niż 50 zł.

    Istnieje pewna mała niezgodność schematu z płytką, ponieważ planowałem jeszcze tryb liniowy, który okazał się problematyczny i zrezygnowałem z niego, było też kilka innych drobnych zmian. Schemat zaktualizowałem.
    Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa Zasilacz warsztatowy z UPSa
    Zasilacz warsztatowy z UPSa

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Wszechelektronik
    Poziom 10  
    Offline 
    Wszechelektronik napisał 43 postów o ocenie 102, pomógł 0 razy. Jest z nami od 2011 roku.
  • IGE-XAO
  • #2
    DVDM14
    Poziom 34  
    Wszechelektronik napisał:
    W układzie softstartu jako ogranicznik prądu rozruchowego zamiast rezystora zastosowałem termistor PTC z telewizora kineskopowego (służył do ograniczania prądu cewki rozmagnesowującej). Myślę że w nowej roli dobrze się sprawuje. W przypadku awarii przekaźnika, po nagrzaniu zmniejszy prąd do minimum, nic nie wybuchnie, chyba... ;)


    Niestety popełniłeś błąd i zrobiłeś kompletną odwrotność soft-startu... ;) Termistor PTC nie ograniczy należycie prądu rozruchowego - "na zimno" prezentuje bardzo niską rezystancję pozwalając na powstanie udaru prądowego, dopiero po rozgrzaniu zaczyna zwiększać rezystancję a więc ogranicza natężenie dopiero po fakcie - gdy impuls prądu rozruchowego już przepłynął... Tak działa układ rozmagnesowywania w CRT - najpierw przez cewkę degaussera jest przepuszczany gwałtowny impuls o dużym natężeniu, po czym prąd jest łagodnie zmniejszany aż w końcu odcinany.

    Tutaj potrzeba jeżeli już termistora, to NTC, ale... skoro i tak wykorzystujesz układ czasowy z przekaźnikiem, najlepszy byłby zwyczajny rezystor mocy o wartości kilkunastu(dziesięciu) omów, jak w większości układów miękkiego startu stosowanego z tranformatorami. ;)
  • IGE-XAO
  • #4
    Wszechelektronik
    Poziom 10  
    @DVDM14 Zgadzam się, zwykle inaczej jest to zrobione, ale akurat ten termistor ma na zimno kilkadziesiąt omów, więc prąd rozruchowy nie jest znowu taki wielki, nie więcej niż 5A. Przypomina to trochę odpalanie trafa szeregowo z żarówką, też na zimno ma mały opór, ale wystarczająco duży by ograniczyć wstępnie prąd. :)
  • #5
    DamianG
    Poziom 20  
    Gratuluje zaprojektowania całości ;) Jedynie do czego bym się przyczepił to trochę dziwnie wykonana płytka, ale rozumiem, że to kwestia dostosowania jej pod frezarkę.
    Domyślam się, że maksymalny prąd zależny jest od zastosowanych elementów, ale jak nisko można zjechać z napięciem, aby zasilacz stabilnie pracował pod obciążeniem?
  • #6
    Wszechelektronik
    Poziom 10  
    Tak, układ jest dość łatwo skalowalny, na razie ze względu na schottky maksymalny prąd to 15A (pokrętło reguluje do 20). Po wstawieniu mocniejszych elementów, można zmniejszyć opór bocznika 0.01 ohma i prąd wzrośnie. Regulacja napięcia działa już od 9mV, ale przy bardzo małym prądzie, 15A pojawia się gdy jest więcej niż 0.1V, oczywiście tak małe napięcie znacznie przysiada ze względu na opory połączeń, ale nic nie wybucha. :)
    Płytka nie wygląda za dobrze, ale też zwykle jest niewidoczna. ;)
  • #7
    DamianG
    Poziom 20  
    Z jakiego UPS'a wziąłeś trafo? Mam na myśli moc. Nie grzeje się przy większym obciążeniu?
    Można liczyć na udostępnienie schematu w bardziej przystępnej formie? :)
  • #8
    Wszechelektronik
    Poziom 10  
    DamianG napisał:
    Z jakiego UPS'a wziąłeś trafo? Mam na myśli moc. Nie grzeje się przy większym obciążeniu?

    FIDELTRONIK ARES 700, trafo ma z pół kilowata. Przy jakiś 300W przez kilkanaście minut było trochę ciepłe nie gorące, dłuższych testów nie robiłem, jak coś mogę spróbować dłużej.

    DamianG napisał:
    Można liczyć na udostępnienie schematu w bardziej przystępnej formie? :)

    Oj będzie problem, zwykle ja ołówkiem po papierze, ten schemat to i tak znaczący postęp.:) Pomyślę jeszcze, a może wystarczy małe wyjaśnienie, aż tak źle chyba nie jest żeby od nowa cały?
  • #9
    DamianG
    Poziom 20  
    Pytam z czystej ciekawości, bo trafa z UPSów pracują jednak dość krótko i są znacznie mniejsze niż "normalne" trafo takiej mocy.

    Nie jest źle, tylko po co miałbym go przerysowywać, jeśli miałbyś go w jakimś programie do projektowania płytek ;)
  • #10
    Wszechelektronik
    Poziom 10  
    DamianG napisał:
    Pytam z czystej ciekawości, bo trafa z UPSów pracują jednak dość krótko i są znacznie mniejsze niż "normalne" trafo takiej mocy.


    Patrząc na wielkość, to jest prawie 2 razy większe od normalnego 250W 12V, więc pi razy drzwi jest większej mocy, choć niekoniecznie 2 razy.

    DamianG napisał:
    Nie jest źle, tylko po co miałbym go przerysowywać, jeśli miałbyś go w jakimś programie do projektowania płytek ;)


    Tyle że ja schemat robiłem w innym programie a płytkę w innym. Nie korzystałem z automatyki, nie wiem nawet czy plik z circuitmakera jest czytelny po za nim.
  • #11
    CMS
    Administator HydePark
    Najważniejsze jest pole przekroju środkowej kolumny rdzenia. Aby moc wzrosła dwukrotnie, przekrój, musi wzrosnąć czterokrotnie.
  • #12
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #13
    Wszechelektronik
    Poziom 10  
    albertb napisał:
    Dwufazowa przetwornica wymaga do wysterowania dwóch przebiegów o tym samym wypełnieniu przesuniętych w czasie. Tego TL494 raczej Ci nie da (zwłaszcza dla wypełnienia > 50%)


    Dzięki za dobre słowo :)
    Cieszy mnie, że ktoś podjął temat dwufazowości, bo naprawdę się dziwiłem. Czyli przebieg na kluczach blisko maksymalnego wypełnienia powinien być jakiś taki:
    Q1 --------_-------------_-------------_
    Q2 _--------------_-------------_-------
    Istotnie TL494 się nie nadaje, chyba jedyne rozwiązanie trafo na 2x wyższe napięcie.