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

Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A

krzysztofh 06 Apr 2016 10:55 23616 51
Altium Designer Computer Controls
  • Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A

    Witam.
    Przyszedł czas na prezentację kolejnego zasilacza, tym razem symetrycznego.
    Kilka lat temu zrobiłem chyba najbardziej tu popularny Zasilacz, który nieco zmodyfikowałem w stosunku do pierwowzoru.
    Używam go cały czas i jestem z niego zadowolony, ale czasami brakuje mi zasilacza symetrycznego w pełni tego słowa znaczenia z precyzyjną nastawą ograniczenia prądowego i jej wizualizacją.
    Poza tym jak dotąd nie miałem potrzeby korzystania w pełni z jego 5A. Odgrzebałem stary projekt z Praktycznego Elektronika chyba z 1996r i postanowiłem go zbudować.
    Zasilacz powstał w przerobionej gruntownie obudowie po starym i uszkodzonym generatorze PGP 7 ZOPAN. Mam kilka sprzętów tej firmy, więc zasilacz będzie się dobrze komponował.
    Przede wszystkim należało wykonać od podstaw front panel. Oryginalny front panel generatora został wyfrezowany własnym sumptem bez użycia frezarki CNC i zmniejszony do wymaganej wielkości. Pozostała praktycznie ramka. Nowy panel to blacha aluminiowa 2mm, która została umieszczona w ramce pozostałej ze starego. Połączenie blachy i ramki w całość nastąpiło za pomocą nitów 2mm. Laminat z opisami naklejony na blachę zamówiłem z usługą cięcia i grawerowania laserem. Tylna ścianka też została samodzielnie wykonana i dopasowana do wymaganego wymiaru. Zastąpiłem tym samym oryginalną blachę z niepotrzebnymi otworami technologicznymi.
    Sama konstrukcja zasilacza jest dość prosta i chyba nie wymaga specjalnego komentarza. Ważne, że po uruchomieniu i regulacji, bez problemu uzyskuję - / + 30V i 1,5A. To aż nadto jeżeli chodzi potrzeby.
    Jeżeli będą pytania do tej części, postaram się udzielić odpowiedzi.
    Zasilacz został wyposażony w wizualizację prądu obciążenia, napięcia wyjściowego i nastawę ograniczenia prądowego z rozdzielczością 10mA ustawiane od zera, podobnie jak napięcie. Wszystko działa bardzo precyzyjnie. W stosunku do oryginalnego projektu zmiany polegają przede wszystkim na wizualizacji pomiarów, bez potrzeby ich przełączania. Jeden rzut oka i wszystko widać. Dodatkowo dwie diody sygnalizują przejście zasilacza do pracy z ograniczeniem prądowym. Zasilanie mierników zostało wykonane w oparciu o ładowarkę Nokii, po usunięciu obudowy i zamontowaniu jej na dodatkowej płytce pcb. Dodatkowa dioda obniża napięcie z przetwornicy do 5V, co ma znaczenie dla poboru prądu przez wyświetlacze mierników.
    Drobna uwaga odnośnie zasilania wyświetlaczy mierników. Na schemacie w każdym przypadku występują trzy diody ograniczające napięcie zasilania tych segmentów, a tym samym prąd. Tak też zostały zaprojektowane płytki. W praktyce, tylko wyświetlacze czerwone są ograniczone trzema diodami. W przypadku wyświetlaczy zielonych jest tylko jedna dioda, a dla żółtych nie ma ich wcale.
    W miejscu diod są albo zwory albo rezystory R0.
    Dołączam schematy zasilacza i mierników oraz ich pcb.
    Gdyby ktoś postanowił wykonać ten zasilacz i projektował własną płytkę, przestrzegam przed przemyśleniem prowadzenia ścieżek masy. Ja popełniłem drobny błąd co spowodowało wprowadzanie błędu na poziomie 24 mV przy prądzie obciążenia 1A, który powodował przesunięcie charakterystyki pracy wzmacniacza w części ograniczenia prądowego, zwiększającego się ze wzrostem prądu obciążenia. Dość szybko ustaliłem o co chodzi i wprowadziłem poprawki w niektórych miejscach, przecinając i łącząc ścieżki masy mostkami. Jako, że nie lubię partyzantki, wykonałem nową płytkę aby było porządnie.

    Zapraszam do komentowania.

    Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A

    Dorzucam jeszcze zdjęcia płytek pcb mierników w trakcie montażu.

    Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A Zasilacz symetryczny stabilizowany 0-30V, 0-1,5A
    Zasilacz_s..pcb.pdf Download (120.81 kB)Points: 0.5 for user Zasilacz..m.pdf Download (59.7 kB) Zasilacz_s..._M_pcb.pdf Download (141.72 kB)Points: 0.5 for user Zasilacz_.._M.pdf Download (65.21 kB)

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    krzysztofh
    Level 29  
    Offline 
    Has specialization in: elektroenergetyka
    krzysztofh wrote 1545 posts with rating 915, helped 101 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    SQ9PXB
    Level 27  
    Cześć.

    Widać, że nie lubisz partyzantki - REWELACYJNE wykonanie estetyczne. Jedyne, do czego bym się przyczepił to angielskie opisy na panelu czołowym...
  • #3
    Qdlaty78
    Level 13  
    No, muszę powiedzieć, że pełna profeska. Wygląd i konstrukcja lepsza niż niejedno urządzenie fabryczne.
  • #4
    MasMas
    Level 16  
    SQ9PXB wrote:
    Jedyne, do czego bym się przyczepił to angielskie opisy na panelu czołowym...


    Może trochę offtop to co napiszę, ale aż mnie skręca jak widzę coś takiego. Przyczepiać - jeśli już w ogóle trzeba o to - to się można gdy napisy są na obudowie są po polsku, a nie po angielsku. 1) Angielski jest językiem techniki. 2) Jest międzynarodowy - każdy zrozumie angielski, mało kto polski, jak robisz urządzenia np. do firmy lub uczelni to po angielsku - przyjedzie ktoś z zewnątrz na wymianę / praktykę i co? 3) Po angielsku łatwiej i krócej idzie opisać pewne rzeczy.

    A w ogóle to bez sensu się o to czepiać. Ja osobiście zawsze napisy na obudowie i komentarze w kodzie tylko po angielsku i uważam za nieeleganckie inaczej.

    -----
    Co do samej konstrukcji to piękny przykład, wręcz podręcznikowy jak estetycznie i profesjonalnie zmontować końcowe urządzenie. I front panel też świetny.
  • #5
    pawel1029384756
    Level 21  
    Podoba mi się wyświetlanie wartości maksymalnej prądu, kiedyś mi czegoś takiego brakowało. Oczywiście można zrobić zwarcie na zasilaczu u stawić, ale to mało eleganckie podejście.
    Ogólnie projekt świetny, bardzo estetycznie i profesjonalnie wykonany.
  • Altium Designer Computer Controls
  • #6
    zayka
    Level 12  
    Witaj.

    Widać, że projekt i wykonanie przemyślane pod każdym względem. Bardzo podoba mi się cała konstrukcja a panel czołowy , doskonałą estetyką i smakiem w doborze jego elementów, zachęca do obcowania z urządzeniem. Od siebie dodam, że praktyczniej byłoby jednak zwiększyć maksymalny prąd wyjściowy (przewidziałeś miejsce na większe radiatory) w kontekście dość sporej obudowy (jak na zasilacz 1.5A). Życzę ELEKTRODZIE wielu KrzysztofówH , to właśnie takiego poziomu oczekuję od tego "portalu".

    Pozdrawiam serdecznie.
  • #8
    krzysztofh
    Level 29  
    pawel1029384756 wrote:
    Podoba mi się wyświetlanie wartości maksymalnej prądu, kiedyś mi czegoś takiego brakowało. Oczywiście można zrobić zwarcie na zasilaczu u stawić, ale to mało eleganckie podejście.
    Ogólnie projekt świetny, bardzo estetycznie i profesjonalnie wykonany.


    Nie mam pewności czy dobrze zrozumiałem Twoją wypowiedź odnoszącą się do maksymalnej wartości prądu. Otóż widoczny nastaw na zdjęciu (żółty wyświetlacz) pokazuje aktualną wartość nastawionego ograniczenia prądowego. Regulując pokrętłami Current ustawiamy tą wartość od zera z rozdzielczością 10mA. W praktyce, w związku z tym, że zastosowałem potencjometry wieloobrotowe, na wyczucie można ustawić zakres np 35mA, czyli złapać położenie potencjometru pomiędzy 30 i 40mA.
    Czerwony wyświetlacz pokazuje aktualną wartość prądu pobieraną z zasilacza z rozdzielczością 1mA.

    Dodano po 6 [minuty]:

    LA72 wrote:
    Pod względem estetycznym jest rewelacyjnie.
    Czy myślałeś o jakimś dodatkowym chłodzeniu?


    Dodatkowe chłodzenie nie jest potrzebne, gdyż przy maksymalnym prądzie radiator na którym są mocowane stabilizatory jest tylko ciepły. Zauważ, że ten radiator (w kształcie litery "U" jest na paście termo przewodzącej zamocowany do bocznej ściany zasilacza, która jest wykonana z 4mm płyty aluminiowej.
    Dlatego nie planowałem żadnego wymuszonego chłodzenia.
    Ponadto, jak już wspomniałem wątpię abym wykorzystywał maksymalne parametry zasilacza. Do zasilania układów opartych na wzmacniaczach operacyjnych aż nadto wystarcza ten zakres. Zawsze mam w pogotowiu drugi zasilacz o wydajności prądowej 5A zamieszczony na Elektrodzie w linku podanym w pierwszym poście.

    Co do uwag odnośnie wielkości obudowy uważam, że urządzenia stacjonarne nie muszą być na siłę pakowane, jak to często widać w prezentowanych na forum projektach DIY, do trochę za małych moim zdaniem obudów. Łatwiej się to serwisuje i lepiej wygląda sprawa wentylacji jeżeli obudowa jest nieco przestronna.
  • #9
    398216 Usunięty
    Level 43  
    Jak ja lubię takie konstrukcje, do których nie można się przyczepić!
    W tej jednego tylko żałuję - że tylko po półtora ampera... Sądząc chociażby po wielkości można by się spodziewać co najmniej 5 A na sekcję jednego napięcia; Ale jeśli uważasz, że więcej nie potrzeba - OK.
    Po prostu pięknie zaprojektowana płyta czołowa, wzorowe wręcz wnętrze - Czyli tylko klaskać na stojąco.
    Szczerze podziwiam i gratuluję.
  • #10
    walbe
    Level 18  
    398216 Usunięty wrote:
    wzorowe wręcz wnętrze

    Wzorowe by było gdyby przewody, prądu stałego z wyjścia miały kolory czarne i czerwone. W tej sytuacji z wyjścia trafo (przemienne), i po stabilizacji, mają te same kolory, co mogłoby co niektórych zmylić. Znam takie osoby które by się o to przyczepiły, jednak mi to nie przeszkadza.
    Gratuluję udanej konstrukcji i estetyki na najwyższym poziomie.
  • #11
    krzysztofh
    Level 29  
    Jeżeli chodzi o kolory przewodów, to mimo, że nie są czerwone i czarne (akurat nie było pod ręką odpowiednio o dużym przekroju) to jest zachowana pewna logika dla rozróżnienia wiązek. Brązowe i niebieskie to kable wyjściowe do zacisków, białe x2 i fioletowy od trafo i dwukolorowe prądowe na stabilizatory.
  • #12
    Mark II
    Level 21  
    Projekt wysoko podniósł poprzeczkę. Świetne wykonanie! No
    i nawiązuje nieco do stylistyki ZOPANU, choć brakuje "wisienki" czyli charakterystycznej czerwonej lampki sygnalizującej pracę urządzenia 😉
  • #13
    horik
    Level 14  
    krzysztofh wrote:
    Dodatkowe chłodzenie nie jest potrzebne, gdyż przy maksymalnym prądzie radiator na którym są mocowane stabilizatory jest tylko ciepły.


    Przy jakim napięciu wyjściowym odbywał się test "maksymalnego prądu"?

    Co do konstrukcji - jest profesjonalna, piękna, świetnie wpasowuję się w stylistykę urządzeń z tamtych lat, chociaż wyświetlacze dodają nutki świeżości :) W środku też solidna robota!
  • #14
    User removed account
    Level 1  
  • #15
    krzysztofh
    Level 29  
    horik wrote:
    krzysztofh wrote:
    Dodatkowe chłodzenie nie jest potrzebne, gdyż przy maksymalnym prądzie radiator na którym są mocowane stabilizatory jest tylko ciepły.


    Przy jakim napięciu wyjściowym odbywał się test "maksymalnego prądu"?

    Co do konstrukcji - jest profesjonalna, piękna, świetnie wpasowuję się w stylistykę urządzeń z tamtych lat, chociaż wyświetlacze dodają nutki świeżości :) W środku też solidna robota!


    Dokładnie już nie pamiętam, ale testowałem go w różnych warunkach.
    Pamiętam kilka 23-24V, 6-8V i coś pomiędzy. Wszystko przy maksymalnym obciążeniu. Z reszta dokładna regulacja nastaw wymagała właśnie regulacji w pełnym zakresie.
    Mam świadomość jakie parametry są krytyczne, ale zapewne nigdy nie będę potrzebował napięcia 2V przy obciążeniu 1,5A. Trudno nawet sobie wyobrazić układ, który będzie wymagał takiej konfiguracji.

    Dodano po 6 [minuty]:

    acctr wrote:
    A jak wygląda wydajność prądowa przy niskich napięciach, np 3V?
    Teoretycznie 27V spadku napięcia na LM317 spowoduje, że zintegrowany limiter prądowy zadziała grubo poniżej 1A. Dlatego pchanie LM317 do uniwersalnych zasilaczy jest trochę na siłę, już bardziej elastyczne są stabilizatory 723.


    Zawsze pozostają alternatywne rozwiązania. 723 wymaga peryferiów dla osiągnięcia konkretnych obciążeń, a tego chciałem uniknąć, choć to nie problem.
    Ile pomysłów tyle zasilaczy. O krytycznych parametrach pracy wspomniałem w poprzednim cytacie i nie chcę się powtarzać.
    Poza tym zasilacze laboratoryjne, warsztatowe itp. buduje się na potrzeby uruchamiania innych urządzeń, a nie w związku z ich potrzeba ciągłego, wielogodzinnego zasilania.
  • #16
    horik
    Level 14  
    Właśnie o to chodziło mnie i Koledze acctr.

    Największa moc do wytracenia jest wtedy, kiedy masz ustawione minimalne napięcie wyjściowe, a pobierasz maksymalny prąd. Wtedy na elemencie regulacyjnym wytraca się 30V*1.5A = 45W mocy. To jest dużo. A problemem nie jest wielkość radiatora, tylko rezystancja termiczna złącze-obudowa regulatora. Można dać nawet radiator wielkości blatu stołu i chłodzić go ciekłym azotem, a rezystancja termiczna sprawi, że powyżej pewnej mocy nie wyjdziemy.

    Przeprowadź takie testy dla pewności i będziesz się czuł bezpieczniej wiedząc, ile zniesie zasilacz. W razie czego koszt naprawy nie będzie duży.
  • #17
    yarpen2
    Level 22  
    walbe wrote:
    Wzorowe by było gdyby przewody, prądu stałego z wyjścia miały kolory czarne i czerwone.

    czerwone - obwody prądu zmiennego
    czarne - obwody prądu stałego ?
  • #18
    Freddy
    Level 43  
    yarpen2 wrote:
    czerwone - obwody prądu zmiennego
    czarne - obwody prądu stałego ?
    Nie - masa czarna, a plus czerwony.
  • #19
    krzysztofh
    Level 29  
    horik wrote:
    Właśnie o to chodziło mnie i Koledze acctr.

    Największa moc do wytracenia jest wtedy, kiedy masz ustawione minimalne napięcie wyjściowe, a pobierasz maksymalny prąd. Wtedy na elemencie regulacyjnym wytraca się 30V*1.5A = 45W mocy. To jest dużo. A problemem nie jest wielkość radiatora, tylko rezystancja termiczna złącze-obudowa regulatora. Można dać nawet radiator wielkości blatu stołu i chłodzić go ciekłym azotem, a rezystancja termiczna sprawi, że powyżej pewnej mocy nie wyjdziemy.

    Przeprowadź takie testy dla pewności i będziesz się czuł bezpieczniej wiedząc, ile zniesie zasilacz. W razie czego koszt naprawy nie będzie duży.


    Mam absolutnie świadomość jakie warunki pracy zasilacza są dla niego najtrudniejsze, ale tak jak już pisałem, nie spodziewam się obciążać go prądem maksymalnym przy ustawionym napięciu 2-3V. Nawet nie widzę takiego praktycznego zastosowania. Może na chwilę ale nie do pracy ciągłej.
    Mam pod ręką drugi znacznie wydajniejszy zasilacz, budowany przed paroma laty, (link w pierwszym poście), a ten z całą premedytacją ma służyć do małych obciążeń. Gdyby tak nie było, zastosował bym inny transformator i przełączanie uzwojeń aby ograniczyć straty.
  • #20
    horik
    Level 14  
    W takim razie nie czepiam się więcej, tylko serdecznie gratuluję efektu pracy! :)

    Warto tylko pamiętać na zapas, że masz do dyspozycji także stabilizatory (trójkońcówkowe) na dużo większe prądy (LT1083, LT1038), gdyby kiedyś zaszła potrzeba. Tak, wiem, że żyjemy w erze zasilaczy impulsowych, ale dobrze mieć wybór, czasem trzeba liniowo.
  • #21
    krzysztofh
    Level 29  
    Zasilacze impulsowe to doskonałe rozwiązanie z punku widzenia sprawności i objętości do ciągłego zasilania określonych odbiorów. Na ogół wtedy dobiera się potrzeby energetyczne urządzenia i zasilacza.
    Do potrzeb pracy laboratoryjnej w domowym zaciszu sprawdzają się tylko (no, może prawie tylko) zasilacze liniowe. Nie bez znaczenia jest także ilość wkładanej pracy w budowę takiego zasilacza i koszty w porównaniu do zasilacza impulsowego, który pozwala na szeroki zakres regulacji napięcia i prądu.
  • #23
    krychast
    Level 20  
    Wykonanie super. Tylko po co te złącze na śruby skoro taśmę od trafo można wypiąć z płytki?
  • #24
    marcin55246
    Level 25  
    krychast wrote:
    Tylko po co te złącze na śruby skoro taśmę od trafo można wypiąć z płytki?

    Bo z trafa wychodzą chyba druty, a tak ma przejście na linkę, którą lepiej wpiąć w te gniazda.
  • #25
    krychast
    Level 20  
    Quote:
    Bo z trafa wychodzą chyba druty
    chyba druty? poważnie?
    Nie lepiej było je zlutować? Przewody mają chyba taką samą średnice.Te listwy śrubowe lubią płatać figle.Może niech się autor wypowie.
  • #26
    krzysztofh
    Level 29  
    Z transformatora (po stronie wtórnej) wychodzą druty, ot taki urok toroida. Przeszedłem na linkę bo lepiej się linkę mocuje w tego typu złączu. Linka jest większej średnicy, ale to nie jest specjalnie istotne. Ważne aby nie była za cienka. Istotne są odpowiedniej średnicy przewody wyjściowe po stabilizacji. Połączenie śrubowe przy podwójnym zamocowaniu (końcówki przewodów są zaciśnięte dwoma śrubkami) jest bardziej eleganckie a przy tym pewne, niż lutowanie i izolowanie pojedynczych żył koszulkami termokurczliwymi.
  • #27
    pawel1148
    Level 23  
    Kolegom u góry chyba chodzi o to, że takie połączenie na kostkach jest mało pewne jeśli nie zaprasuje się linki w końcówki. A to z tego względu, że jak mocniej dokręcisz takie połączenie na lince bez końcówki, po prostu obetniesz ta linkę i linka trzyma się tylko końcówką. Takie połączenie jest ok, o ile stosuje sie odpowiedniej grubości drut lub linkę zaprasowaną w końcówkę. Po to w większości bezpieczników stosuje sie takie dziwne zaciski zamiast pojedynczej śruby- nie obcinają linki.
  • #28
    krychast
    Level 20  
    Najlepszą opcją było by lutowanie i koszulka termokurczliwa.
  • #29
    sb1956
    Level 12  
    Przepraszam
    Czy z tą stroną jest jakiś problem.
    Nie można otworzyć żadnych zdjęć.
  • #30
    marcin55246
    Level 25  
    sb1956 wrote:
    Przepraszam
    Czy z tą stroną jest jakiś problem.
    Nie można otworzyć żadnych zdjęć.

    Link