Мощный источник лабораторного питания на основе доступных модулей
Продолжаю тему самодельных мощных и точных источников питания для ремонта и разработки электроники.
Брендовые модели с поверкой и сертификатом Госреестра избыточны для дома. Вы же не будете покупать Keysight только для того, чтобы залить скетч в Ардуино. А вот недорогие модели с Алиэкспресс и местных радиомагазинов могут быть вполне востребованы. Я постараюсь показать как сделать лабораторный источник питания (ЛБП) своими руками из доступных комплектующих.
Для начала определитесь с требованиями к готовому ЛБП и его функциям: мощности/напряжения/токи на выходе, параметры стабилизации (CV/CC), необходимые защиты выхода от перегрузки (OVP/OCP/OPP), необходимость удаленного управления, калибровки, точность удерживания параметров, а также дополнительные функции: калькуляторы энергии и возможность заряда батарей. Если с суммарной мощностью определились, тогда есть смысл подобрать подходящий источник питания. На фото представлены несколько типовых источников на 350W, 500W и 1000W. Не маловажно и выходное напряжение, так как для преобразователей серий DPH/DPS/DPX требуются источники на 48. 60 Вольт. Можно взять на 48В и «слегка» поднять напряжение на выходе подстройкой «ADJ».
Модулей для управления источниками питания множество, они отличаются по выходным параметрам и по функционалу, подробнее посмотреть можно в статье: «Как сделать лабораторный источник питания своими руками». В основном отличаются величиной стабилизируемого напряжения и тока, но все имеют ограничения по мощности. Так что заранее прикидывайте требуемую выходную мощность ЛБП. Преобразователи небольшой мощности (150-250 Вт) помещаются в компактном корпусе, а повышенной — имеют отдельную плату с пассивным или активным охлаждением.
Я не рекомендую экономить на мощный источниках питания, тем более, питающих точную технику. На дешевых китайцы уже сэкономили на защите, так что берите с хорошими отзывами или проверенные.
Из проверенных можно брать MeanWell, например, серию LRS-350. В источник уже встроен вентилятор, обороты вращения которого управляются автоматически по датчику температуры.
Схемотехника типовая, базовые защиты присутствуют. Хотя источник питания бюджетный, о чем свидетельствуют пустые (не распаянные) места на плате.
Для сборки и управления источником нам потребуется программируемый преобразователь питания RD6006 (в наличии, доставка IML) или аналогичный. Версия RD6006W имеет возможность удаленного управления через Wi-Fi.
Преобразователь предназначен для монтажа в приборный корпус и, фактически, представляет собой лицевую панель лабораторного источника питания. Помимо небольшого цветного дисплея имеется клавиатурно-цифровой блок с функциональными клавишами и энкодером. Подключение осуществляется стандартными клеммами типа Banana-plug.
Внутри установлен мощный преобразователь-стабилизатор питания с контроллером. Есть даже модуль часов точного времени.
Монтаж элементарный, со сборкой можно справиться без специальных навыков или инструментов. Подключаем вход блока питания к сети, выход — к преобразователю.
У модуля RD6006 для подключения предназначена разъемная клемма, которая облегчает монтаж корпус и сборку в общем.
При подаче питания отображается заставка RIDEN RD6006.
Перфекционисты могут прикупить отдельно корпус или напечатать его на 3D принтере. Модели можно найти в свободном доступе.
Дисплей отображает множество параметров: текущий ток-напряжение и мощность, есть указание об системных установках: V-SET, I-SET, а также об ограничительных параметрах OVP/OCP. Присутствует калькулятор энергии и системное время.
Управление простое, энкодером, плюс функциональные клавиши. Версия RD6006W может управляться с компьютера или смартфона. Клавиша «SHIFT» активирует вторую функцию. Есть и ячейки памяти для хранения комбинаций установок.
Для примера — простая нагрузка на 50W. Устанавливаем ровно 12В.
Для контроля — мультиметр HP890CN (можно проверять и другим мультиметром для контроля). Параметры совпадают, на фото отклонение 10 мВ.
Увеличиваю нагрузку до 100 Вт: 18В и 6А.
Просадки напряжения не наблюдается, преобразователь тянет нагрузку спокойно.
Аналогично и с малыми напряжениями — на фото 5В.
Максимум на RD6006 можно установить 60 Вольт. У меня на входе 60.09В, можно слегка поднять входное напряжение, тогда получится ровно 60В с источника.
При выборе источника питания обращайте внимание, что входное напряжение должно превышать выходное примерно на 10%, для учета КПД преобразователя.
Таким образом, за относительно небольшие деньги и за один вечер можно собрать для собственных нужд источник питания с регулировкой и приличной мощностью, с высокой точностью стабилизации выходных параметров. Подобными источниками можно реанимировать и тренировать аккумуляторные батареи и сборки, в режиме стабилизации тока — проводить гальваническое осаждение металлических покрытий (анодирование, хромирование и т.п.). Да и большой диапазон регулировки крайне удобен для домашних экспериментов.
В любом случае, это вполне рабочий вариант. Тем более, если есть готовый приборный корпус (или корпус от старой аппаратуры) или мощный источник: трансформатор, драйвер светодиодных лент, ноутбучный адаптер, блок питания от компьютера и т.п. Тем более, что модули RIDEN DPSxxxx и 6006 далеко не новинка и про них существует множество полезной информации и примеров.
Источник
Лабораторный блок питания своими руками ардуино
JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!
Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc
Комментарий к файлу: Вот пдф Station.pdf [14.54 KiB] Скачиваний: 156
Вернуться наверх
Реклама
Вебинар поможет в выборе недорогих источников питания оптимальных для систем охраны, промышленных и телекоммуникационных приложений, а также для широкого применения. Будут представлены основные группы источников питания по конструктивным признакам и по областям применения в контексте их стоимости или их особенностей, позволяющих снизить затраты на электропитание конечного устройства.
Приглашаем всех желающих 13 октября 2021 г. посетить вебинар, посвященный искусственному интеллекту, машинному обучению и решениям для их реализации от Microchip. Современные среды для глубинного обучения нейронных сетей позволяют без детального изучения предмета развернуть искусственную нейронную сеть (ANN) не только на производительных микропроцессорах и ПЛИС, но и на 32-битных микроконтроллерах. А благодаря широкому портфолио Microchip, включающему в себя диапазон компонентов от микроконтроллеров и датчиков до ПЛИС, средств скоростной передачи и хранения информации, возможно решить весь спектр задач, возникающий при обучении, верификации и развёртывании модели ANN.
_________________ Мудрость(Опыт и выдержка) приходит с годами. Все Ваши беды и проблемы, от недостатка знаний. Умный и у дурака научится, а дураку и .. Алберт Ейнштейн не поможет и ВВП не спасет. и МЧС опаздает и таки теперь Дураки и Толерасты умирают по пятницам!
vitaliy2034, вам домашнее задание: почитать про топологии импульсных БП. Это первое.
Второе. Втыкать в розетку нельзя. Может быть фейерверк. Это в лучшем случае. В худшем — электротравма. Играть в стиле Ардуино с выпрямленным сетевым напряжением (300 — 350 В) опасно для здоровья и жизни.
Третье. Такую схему, как у вас, лучше всего выкладывать картинкой. Ну хотя бы нажмите print screen, обрежьте все лишнее в графическом редакторе, картинку залейте на img.radiokot.ru и выложите в сообщении.
Экспортировать схему в pdf имеет смысл, только если она реально большая.
Теперь по существу. Ваша схема представляет собой мешанину идей, смысла которых вы, по всей видимости, не понимаете. Кроме того, она содержит и очевидную ошибку — эмиттер NPN-транзистора подключен к положительной шине питания.
Основной трансформатор из БП ПК предназначен для работы в двухтактной топологии (push-pull, полумост или мост). То, что нарисовано у вас, больше похоже на обратноходовый преобразователь. Работать это не будет сразу по двум причинам: во-первых, велик риск насыщения трансформатора (т.к. он не предназначен для такого режима, как уже было упомянуто), во-вторых — на выходе обратноходового преобразователя диодный мост не ставят (это собъет режим его работы).
Если хотите использовать трансформатор из БП ПК для питания от сети, лучше всего собрать полумост. И Ардуино для этого совсем не требуется, хватит и таймера 555.
Но я бы не советовал вам экспериментировать с сетью. Начините с чего попроще. Я вот, например, как-то раз делал бестрансформаторный понижающий стабилизатор (buck/step-down converter) типа MC34063 на ATtiny13 — очень удобно: можно совместить преобразователь и простую логику управления нагрузкой. Конечно, ни о каком ШИМ-управлении речи тут идти не может, потому что быстродействия для реализации нормальной петли обратной связи не хватит. Однако можно реализовать релейное регулирование, которого в большинстве случаев вполне достаточно.
Для этого таймер конфигурируется в режиме счета до OCRA (чтобы можно было настроить частоту повыше, я выбрал частоту порядка 50 кГц), настраивается прерывание по переполнению (TCNT=OCRA для выбранного режима) и по совпадению с OCRB (нет, аппаратный ШИМ не надо, с ним будет менее удобно). Также конфигурируется прерывание по изменению состояния аналогового компаратора. Неинвертирующий вход аналогового компаратора подключается к внутреннему опорному источнику, инвертирующий — к делителю выходного напряжения.
Работает это так:
— по прерыванию в момент переполнения таймера проверяем аналоговый компаратор; если выходное напряжение меньше заданного — устанавливаем на выбранной ножке уровень, открывающий транзистор силовой части;
— по прерыванию в момент совпадения TCNT с OCRB всегда выключаем транзистор (если он уже выключен, эффекта просто не будет);
— по прерыванию от аналогового компаратора проверяем его состояние: если выходное напряжение больше заданного, выключаем транзистор.
Такая схема регулирования дала пульсации на выходе, насколько я помню, порядка 40 mVp-p при выходном напряжении 3 В и токе нагрузки до 150 — 200 мА.
Это я делал для знакомых на дачу контроллер гирлянды из RGB-светодиодов, самостоятельно меняющих цвет. Питалось все от четырех батарей типа D, кроме функции преобразователя напряжения контроллер отвечал за автоматическое включение вечером (в темноте) и выключение когда светло или по таймауту, для экономии батарей (в пять утра смотреть на гирлянду все равно некому). Правда, нормальный алгоритм отключения по таймауту я по-моему так и не допилил.
_________________ Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории.
