zasilacz 0-40V / 0-10A by Mlody

Witam

Wstępny opis:
Po półrocznych pracach przedstawiam gotowy zasilacz o parametrach jak w temacie. Półrocznych ze względu na prace za granicą i w wolnych chwilach podczas powrotów do Polski prace były kontynuowane. Za dawcę posłużył NDN 0-30V / 0-5A. Zakupiłem takie cudo za jakieś 330 zyli z przesyłką i po paru tygodniach zacząłem się zastanawiać co by tu można wycisnąć z niego więcej. Już w fazie testów doszedłem do 13A przy użyciu 3x2N3055. Mowa o zwarciu, a nie pracy przy jakimś większym napięciu Pierwszą rzeczą było wywalenie rezystorów emiterowych o wartości 0.82 na 0.01 ohm. Następnie zabawa z doborem rezystorów wejściowych przy regulacji prądu i napięcia realizowanych za pomocą dwóch lm741, następnie prądu bramek tranzystorów wykonawczych. Podczas prac miałem jedynie obawy o trafo, czy nie pójdzie z dymem. Nie mam pojęcia ile VA posiada, ale zrobiłem test mocy i uzyskałem 9A przy 36V obciążając zasilacz jakąś grzałką + rezystory mocowe połączone w szereg i zanurzone w szklance wody. Wykorzystałem do testu wylutowane rezystory emiterowe dodając jeszcze jakieś, które miałem na stanie. Prąd zmierzyłem dodatkowo niezależnym miernikiem, potem to samo zrobiłem z napięciem, żeby uwiarygodnić pomiar, a właściwie, to żeby uspokoić siebie;) Woda została zagotowana przy użyciu samych rezystorów i to dość szybko. Trafo było dosyć ciepłe. Troszkę mnie to zmartwiło. Ale sobie potem poradziłem z tym problemem.



Obudowa:
Ze względu na rozbudowany radiator, stara obudowa się nie nadawała, gdyż się nowe bebechy w niej nie mieściły. A nie lubię wywalać radiatora ani na plecy ani w inne miejsce na zewnątrz urządzeń. Jest to passe Zaprojektowałem nową obudowę, poszedłem do kumpla magika, powyginał mi z blachy 1mm, w autocadzie zrobiłem projekt tylnej ścianki, gdzie umieściłem dwa wentyle i gniazdo AC. Kumpel wrzucił na maszynkę i ciśnienie wody ładnie wycięło co trzeba. Następnie wszystko poskładałem do kupy, ponawiercałem otwory, pogwintowałem gdzie musiałem. Gdy już było wszystko gotowe, rozebrałem i do kolejnego kumpla zaniosłem na malowanko proszkowe. Poprosiłem o czarny mat, tzw strukturę. Efekt super, nowy ze sklepu wygląda gorzej:P Przód zostawiłem oryginalny, zrobiłem tylko swoje nakładki w corelu, następnie druk + laminowanie. No i precyzyjne wycinanie kółeczek. Prawie jak laserem wyszło



Chłodzenie:
Oryginalny radiator na którym były 3 tranzystory wykonawcze musiałem sobie odłożyć na półeczkę, gdyż nie był w stanie rozproszyć połowy tej mocy jaką bym chciał. Pogrzebałem w gratach i wydobyłem 4 identyczne radiatorki od procków. Chwila zabawy i powstało co powstało czyli widać na obrazkach;) W 3 radiatory wpakowałem 3 tranzystory bezpośrednio na pastę. Troszkę miałem roboty z trasowaniem, potem wierceniem i złożeniem tego do kupy. Radiatory między sobą trzymają sie na wcisk na płaskowniku miedzianym polutowanym z sąsiednim przy użyciu rurki miedzianej. Wiem wiem, aluminium + miedź = bleach! Ale co zrobić chemia chemią, a potrzeba matką wynalazków. Następnie cały zestaw chłodzący zawiesiłem przy pomocy pleksi do wsporników. Czyli mam potencjał kolektora na radiatorze, uniknąłem za to podkładek mikowych (lepsze przejmowanie ciepła przez radiator), a izolacja galwaniczna działa. Na 4 radiator wpakowałem mostek prostowniczy, bodajże 25A bo taki miałem pod ręką. Oryginalne diody 6A... tak... mam je teraz na inne okazje;) Następnie zakupiłem 2 wentyle 60x60x25 i wymyśliłem sterowanie używając jako czujkę - termistor NTC (widoczny na górze radiatora pod śrubą od tranzystora), przy użyciu 741 i tranzystora sterującego przekaźnik. Wrzuciłem jeszcze małą histerezę. A dokładnie działa to tak, że gdy radiator jest zimny wentyle zasilane są przez różnicę napięć miedzy 18 i 12V stabilizatorem, czyli 6V. Sobie powolutku i cichutku kręcą wyciągając powietrze z zasilacza. W momencie osiągnięcia przez radiator zadanej temperatury ustalonej precyzyjnym, przekaźnik włącza pełne 18V i następuje niezły przeciąg w środku Obieg powietrza wymyśliłem w ten sposób, że jest zasysane przez dno (trafo stoi na 10mm podkładkach nad dnem) wywierconymi otworami. Powierzchnia sumaryczna otworów w dnie to 1.5x powierzchnia wylotowa. Tak wymuszony obieg powietrza chłodzi trafo, elektronikę, i na samym końcu radiator i zostaje wyrzucone na zewnątrz. Czyli robi niezły przeciąg, sprawdzone zatykając dno - czuć wyraźnie podciśnienie, a to z tyłu co wylatuje to całkiem ciepłe.




Elektronika:
Zmienić musiałem dużo, ale wolę zmieniać niż budować płytki od nowa. Interesuje mnie czysta elektronika, sterowanie, a nie bawienie się w wytrawianie płytek czy montowanie gotowych pomysłów, tak jak większość słynnych 0-30V/0-3A. Grzebałem długo i namiętnie, zmieniając dużo, upraszczając połączenia. Pojemność za mostkiem zastosowałem 10mF i 100nF. Nie wiem, czy te 10mF nie jest za mało, może dowalę jeszcze jeden kondzior, miejsce jest. Od nowa pociągnąłem całą wiązkę elektryczną, główne przewody prądowe to 2.5 resztę zrobiłem wg uznania, następnie poprowadziłem z drugiej strony wiązkę AC do wyłącznika i trafa.




Koszta:
W sumie upgrade wyszedł mnie około 120 zyli, czyli za cenę 450 zyli mamy całkiem fajny zasilacz do 10A.

Podsumowanie:
Nie chciałem robić od nowa zasilacza. Jestem inżynierem (wprawdzie automatyki) i zastosowałem podejście inżynierskie. czyli nie rób tego, co nie musisz Od tego są inni. Rób to, co daje satysfakcję, a jest nie gorsze od pracy innych. I tak powstała przeróba, w sumie namęczyłem się więcej fizycznie, ale co tam. W czasie testów przy mniejszych prądach można wyciągnąć i 50V, ale wraz z obciążeniem spada. Zrobiłem więc ograniczenie na 40 z małym haczykiem. Prąd również można ustawić większy, ale 10A stwierdziłem, że mi w zupełności wystarczy.

Zachęcam do dyskusji i krytyki.



P.S. Aha, pytanko: przy dużych prądach obciążenia zaczyna mi silnie rezonować obudowa. Jak temu zaradzić? Za mała pojemność kondensatora filtrującego? Nie mam na stanie na razie takiej pojemności, żeby sprawdzić. Czy po prostu trafo lipne? Raczej na to nie stawiam, ale czuje silne magnesowanie, sprawdziłem śrubokrętem.

Witam
Gratuluję pracy włożonej w przeróbkę urządzenia. Właśnie, to aluminium + miedź ... ... Ale co tam... W solance, ługach, kwasach i tak to chyba nie będzie moczone ... Mam tylko pytanie, jak tranzystory mocy przeżyły test w najgorszych warunkach z max możliwymi mocami strat przy niskich napięciach wyjściowych i max prądach? 2N3055 są ponoć "twarde", ale lekko chyba nie było?? Wiatraki miały co robić?? A co na wypadek ich uszkodzenia, awarii ? Pozdrawiam

czyli chodzi zapewne o zwarcie. problemu zadnego, a wrecz bardziej scisle napisze: straty sa podobne jak przy wystepowaniu "jakiegos" napiecia. zwiazane jest to z tym, ze trafo posiada odczepy i w zaleznosci jakie napiecie zadamy, to na kolektory trafia dany mozliwy najnizszy zakres. realizowane jest to na 3 przekaznikach. czyli maksymalna moc strat jest tutaj niezalezna od napiecia wyjsciowego, gdyz na tranzystorach nie odklada sie caly zakres z trafa (zmierzylem 55V na jałowym), a jedynie dany zakres rzedu max 10V. gdyby mi sie odlozylo 55V, no powiedzmy po stratach 50V przy 10A, to chyba by mi zasilacz wyparował

No no bardzo ładnie i estetycznie przerobione. 40V/10A to naprawdę wystarczająco. A mam pytanie jak rozwiązałeś kwestie mierników woltomierza i amperomierza?? Bo one oryginalnie też są za słabe pod twoją przeróbkę. Za cały projekt daje 6/6

No właśnie, ciekawi mnie układ mierników. Na jak długo wystarczają przekaźniki?

PS.

Bardzo ładna konstrukcja!

No ładnie, u mnie też obudowa burczy przy max a własciwie przeciążaniu trafa. Może ona robi wtedy za kawałek rdzenia?

Dobrze miec takich kumpli, kupe rzeczy mozna zrobić.

Wibracja może być związana z faktem, że przy dużych prądach w trafie działają znaczne siły, a obecność mostka prostowniczego z kondensatorem filtrującym dodatkowo zniekształaca przebieg prądu.

w czasie budowy zastanawialem sie wlasnie co z miernikami. woltomierz dosc szybko sprawdzilem, ze i 50V pokazuje, bez jakiejkolwiek ingerencji. nastpenie zaczalem sprawdzac amperomierz i jakie bylo moje zdumienie, gdy wyskoczyla mi wartosc powyzej 9.99. Myslalem, ze jest 3 segmentowy, a tu sie okazalo, ze i wartosci powyzej 10A pokazuje. takze suma sumarum, z miernikami nie robilem nic. o ile wskazania woltomierza sprawdzilem przy wyzszych napieciach, o tyle amperomierza moge tylko do 10, bo do 10A mam drugi miernik. no ale wlasnie takiego zakresu uzywam i wiecej nie potrzebuje.

co do przekaznikow, to daja rade. przy wiekszych pradach bywaja cieple. cewki sa na 12V. myslalem o tym, zeby zasilac je z 15V (wymienic stabilizator), reszta ukladow zasilanych tez by poszla. chodzilo mi o lepsze przyciagniecie styku. ale dalem sobie spokoj i moze poszukam kiedys w przyszlosci o takim samym rozstawie nozek i napieciu cewki, ale o wiekszym pradzie przewodzenia. na chwile obecna nie mam z nimi problemow.

co do trafa to chodzi mi po glowie "chory" pomysl zaekranowanie go, czyli wybudowanie wewnatrz obudowy - metalowej oslony, ktora by zatrzymala pole elektromagnetyczne. o ile nie rozwiaze tego innymi srodkami.

Ekran elektromagnetyczny ni będzie aż tak potrzebny co może jakieś gumowa podkładki pod ewentualnie luźne elementy.

Przeróbka na wysokim poziomie, to trzeba przyznać.
Małe pytanie, czy dysponujesz schematem oryginalnego zasilacza NDN 0-30V / 0-5A ??.
Co do drgań, to zależy co drży, trafo czy z trafa przenosi się na obudowę. Jeśli obudowa to z wytłumieniem nie będzie problemu.

MlodyVFR napisał:

P.S. Aha, pytanko: przy dużych prądach obciążenia zaczyna mi silnie rezonować obudowa. Jak temu zaradzić? Za mała pojemność kondensatora filtrującego? Nie mam na stanie na razie takiej pojemności, żeby sprawdzić. Czy po prostu trafo lipne? Raczej na to nie stawiam, ale czuje silne magnesowanie, sprawdziłem śrubokrętem.

Rozproszone pole magnetyczne transformatora, objaw całkiem naturalny przy mocno obciążonym (przeciążonym) trafie i obudowie stalowej. Zaradzić można temu robiąc obudowę z dia- lub paramagnetyka (blacha aluminiowa, tworzywo sztuczne), lub zwiększając odległość elementów metalowych (blach obudowy) od transformatora, w końcu natężenie pola maleje wraz z kwadratem odległości.

Witam. robokop napisał : Rozproszone pole magnetyczne transformatora, objaw całkiem naturalny przy mocno obciążonym (przeciążonym) trafie i obudowie stalowej. Zaradzić można temu robiąc obudowę z dia- lub paramagnetyka (blacha aluminiowa, tworzywo sztuczne), lub zwiększając odległość elementów metalowych (blach obudowy) od transformatora, w końcu natężenie pola maleje wraz z kwadratem odległości.
Jeśli chcesz pozbyć się drgań spowodowanych rezonansem transformatora musisz go obudować blachom stalową 2.5mm (niestety brak chłodzenia trafa) najlepsza by była transformatorowa ale trudno jest dostępna, można takie obudowy spotkać we wzmacniaczach naszej Diory lub Unitry. Ale jest jeszcze inne rozwiązanie bo jak widzę na fotkach trafo jest na rdzeniu EI. Więc wystarczy lakier uretanowy w sprayu i porządnie spryskać nim blachy rdzenia trafa, lakier wejdzie głęboko w szczeliny po miedzy warstwami powodując ich sklejenie a tym samym zmniejszenie oscylacji rdzenia spowodowanego właśnie tymi szczelinami. Zajmuje sie automatyką przemysłową i stosuję ta metodę od lat. Co innego jak są trafa fabrycznie zalewane żywicami albo maja przespawane rdzenie.... Polecam tą metodę wszystkim.... Pozdrawiam

robokop napisał:

MlodyVFR napisał:

P.S. Aha, pytanko: przy dużych prądach obciążenia zaczyna mi silnie rezonować obudowa. Jak temu zaradzić? Za mała pojemność kondensatora filtrującego? Nie mam na stanie na razie takiej pojemności, żeby sprawdzić. Czy po prostu trafo lipne? Raczej na to nie stawiam, ale czuje silne magnesowanie, sprawdziłem śrubokrętem.

Rozproszone pole magnetyczne transformatora, objaw całkiem naturalny przy mocno obciążonym (przeciążonym) trafie i obudowie stalowej. Zaradzić można temu robiąc obudowę z dia- lub paramagnetyka (blacha aluminiowa, tworzywo sztuczne), lub zwiększając odległość elementów metalowych (blach obudowy) od transformatora, w końcu natężenie pola maleje wraz z kwadratem odległości.

tez na to stawialem, dzieki za upewnienie mnie, dlatego pisalem o tym tescie ze srubokretem. nie chcialbym teraz zmieniac obudowy, wiec mysle o tym ekarnie wokol trafa. trafa gdzie indziej nie postawie, bo zalezalo mi wlasnie na malym zgrabnym i wydajnym zasilaczu.


hmmm... lakier uretanowy kontra blacha. trafo jest rozbieralne, wiec rozumiem, ze mam pakiet blach poluznic, zalakierowac w stanie luznym, a nastepnie skrecic dosc mocno do kupy?

p.s. tez zajmuje sie automatyka przemyslowa, ale w mojej pracy stosuje sie metode - wymien na nowy element, nie kombinuj nic. jak nie dziala - wymien cale urzadzenie na inne. ma to swoje plusy (latwosc w pracy), ale i minusy, ze czlowiek wypada z rytmu myslenia i kombinowania

Aha musisz tez pamiętać że nie powinno sie wstawiać większych pojemności prostowniczych zwłaszcza przy dużych prądach stąd też bierze sie rezonans typu indukcyjno-pojemnościowa bo czym większa pojemność tym większy prąd potrzebny na jego naładowanie a po za tym efektywność filtracji spada, za pomocą oscyloskopu można dobrać właściwą pojemność w stosunku do mocy trafa i jego indukcyjności.....

W moim małym zasilaczu który jednocześnie zasila lutownice, trafo jest na tulejkach plastykowych kóre są z dwóch stron odizolowane gumkami. Trafo jest miękko obsadzone i dodatkowo ma właśnie spawany rdzeń , to jest napewno od pola elektromagnetycznego. Ja na ekran nie mam miejsca, a że zasilacz nie ma ograniczenia prądowego to w sumie nawet korzystny efekt ostrzegający

pare dodatkowych zdjec, w tym z czasu budowy.

tak jak cooltygrysek napisal, jest to zwiazane z przeciazeniem trafa i generowaniem pola. wydaje mi sie, ze zawieszanie trafa nawet na amortyzatorach gumowych nic nie zmieni, bo trafo samo z siebie nie drga, a jedynie generuje pole magnetyczne, ktore dziala na obudowe stalowa i wszelkie inne ferromagnetyki w poblizu. co do ekranu, nawet jak go zrobie, to z chlodzeniem nie bedzie tak zle. moze nawet i lepiej, gdyz trafo bedzie niejako w "kominie". no nic pokombinujemy

MłodyVFR dokładnie tak zrób poluzuj i zalakieruj w ten sposób trafo będzie mniej drgało przy dużych prądach... ewentualne obudowanie trafa nic nie da tylko masę zasilacza zwiększy bo to musi być blacha transformatorowa i min 2.5mm grubości a i będzie problem z jego chłodzeniem. Twój test na śrubokręt pokazał że jest duże rozproszenie pola magnetycznego a to objawia sie tym że trafo ma szczeliny w obwodzie magnetycznym spowodowane drganiem blach rdzenia EI zauważ że trafa torodialne nie maja takiego pola dużego pola magnetycznego (śrubokręt w twoim teście nie będzie przyciągany przez trafo) więc reasumując im więcej coś w nim drga tym więcej pola ulega rozproszeniu poprzez szczeliny magnetyczne i bardziej sie grzeje reasumując trafo ulega przemagnesowaniu i staje sie elektromagnesem.... a to objawia sie właśnie drganiem obudowy i większym brzęczeniem. Ja zawsze stosuje trafa torodialne mniejsze moce strat bo brak tych szczelin magnetycznych i cicha praca przy dużych prądach (brak brzęczenia)

schemat zasilacza 0-30V / 0-5A ja mu nie za bardzo ufam, gdyz, w czasie przerobki nie zawsze moglem sie na nim opierac. bylo pare zmian w polaczeniach jak i wartosciach niektorych elementow pomiedzy schematem a rzeczywistoscia.

Widzę, że dużo pracy cię to kosztowało, ale przeróbka jest na naprawdę wysokim poziomie. Mam jedno pytanie - czy te zasilacze maja oryginalnie tak wydajne trafo, czy zakładałeś inne? Osobiście wolał bym składać coś od nowa, niż przerabiać, przynajmniej człowiek wie na czym stoi, a z przeróbkami różnie bywa...

trafo jest oryginalne. ja przerabiajac zasilacz mialem podejscie takie: zrobic tyle, ile sie da, zeby bylo niezawodne. jakby to byl tylko 1A wiecej, to tez spoko. nie interesowalo mnie uzyskac raz np 20A i poczuc dym. wartosci mialy byc powtarzalne, a zasilacz odporny na znamionowe wartosci.

Witam.

Śledzę ten temat od początku i muszę przyznać że bardzo ciekawy ten zasilacz.

Pierwsza moja uwaga pojemność przy prądzie 10A powinna być rzędu 50mF wtedy osiągniesz tętnienia rzędu 2V na kondensatorze przy pełnym obciążeniu. Łatwo to obliczyć ze wzoru C= I*dt/U zakłądając dt = 10ms (trzeba pamiętać, że częstotliwość sieci to 50Hz czyli czas okresu wynosi 20ms, po zastosowaniu mostka kondensator doładowuje się dwa razy szybciej, zatem czas należy przyjąć 10ms), I to jest zakładany prąd obciążenia, a U to jest napięcie tętnień, które należy sobie załóżyć aby obliczyć pojemność, ja zakładam zawsze 2V i uznaję to za wystarczające (to zależy od wielu czynników, między onnymi od tranzystora od spadku napięcia na tranzystorze itp itp). Zatem z obliczeń wynika 5000uF/1A. W twoim przypadku przy prądzie 10A uzyskasz tętnienia rzędu 10V, także nie dziw się, że przy wysokich obciążeniach napięcie najzwyczajniej przysiada.

Drugi problem, czyli drgania. Trafo, trafo i jeszcze raz trafo. Tak jak mówili koledzy albo blachy wpadają w drgania, bo przy dużych prądach indukują się duże siły w uzwojeniu. Ten problem doskonale eliminuje stwosowanie transformatorów toroidalnych, nie dość, ze lepsze parametry to jeszcze monolityczny rdzeń "unika" wpadania w drgania. Albo w rezonans wpada blacha obudowy od pola elektromadnetycznego, tutaj tylko ekranowanie pomoże.

pozdraviam i życzę miłej zabawy z zasilaczykiem

Dodano po 4 [minuty]:

Jeszcze interesuje mnie skąd jesteś. Może możnaby się do Ciebie zgłosić, bo widzę, że masz dostęp do niezłej techniki (cięcie wodą i giętarki). Jakie są parametry możliwych blach do gięcia i cięcia i jakie ceny??? Jak możesz to podaj jakiś numer GG lub maila.

ljmp -> dzieki za obliczenia. teraz wreszczie wiem, jak sie dobiera kondzior do wartosci pradu. wczesniej w literaturze spotykalem sie z zalozeniem np: 2000uF/1A, ale nie bylo wyjasnione dlaczego tak. po swietach udam sie do elektronika i nabede jeszcze jeden 10000uF, polutuje i zobacze. jak "bedzie lepiej" to jeszcze dorzuce ze 2. co do trafa, nie mam zamiaru wymieniac, bo musialbym nabyc trafo toroidalne, z odczepami, a tu juz koszt przerasta zabawe w "tani i wydajny zasilacz" ten co mam mi wystarczy i chyba potrenuje z lakierem, sam dla siebie, zeby to umiec na przyszlosc.

p.s. ja jestem z gdanska, aktulanie zamieszkuje na chelmie. do ciecia woda czy tez laserem mozna sie dostac wszedzie, kwestia tylko ceny. moj kumpel ma ta zalete, ze robi jednostkowe projekty, tanio? (kwestia uznania), ale czasem trzeba i ze 2 tygodnie poczekac:/ dodatkowo ciecie, giecie, toczenie, frezowanie, zgrzewanie, no i jego specjalnosc: spawanie tigiem.

gg: 4090024