Данный текст написан не столько ради обзора самой платы блока питания, в этом преуспел, уважаемый Kirich и другие авторы, а скорее ради описания получившейся у меня конструкции в целом, с необходимыми, на мой взгляд, этому блоку питания дополнениями в виде термоконтроллера вентилятора, индикатора напряжения и тока, автоматического переключателя обмоток трансформатора, электронного отключения нагрузки, ну и собственно силового трансформатора и корпуса. Часть устройств куплена на AliExpress, а другая часть собрана с нуля. Для первых будут ссылки, а для последних схемы…
Итак, используемые компоненты:
—
Готовый тороидальный трансформатор 150Вт, имеющий 2 обмотки по 12 вольт, купленный в чип и дип. Такой трансформатор был выбран с расчетом возможности переключения обмоток, разделив диапазон выходных напряжений на 2 поддиапазона — 0-11в и все, что выше (используя или одну 12 вольтовую обмотку или 2 последовательно соединенные такие же обмотки, в сумме дающие ~24В). Поверх двух заводских вторичных обмоток еще были намотаны 2 дополнительные. Первая — маломощная на 13В для питания дополнительных устройств и вентилятора охлаждения. Вторая обмотка более мощная, на 7В., намотанная проводом 1,5мм (можно было использовать тоньше, но такой был у меня в наличии), для питания отдельного 5-вольтового USB выхода, подключенного к линейному стабилизатору 7805;
—
Плата-конструктор лабораторного источника питания с AliExpress. Набор реально стал стоить копейки — чуть больше 5$. Долетел до Минска за 29 дней, трек отслеживался. Собранная мной плата на фото выше. Заменил лишь комплектный кондер на 10 000мкф и диоды выпрямителя,
диодами Шоттки SR560 на ток 5A. Менять операционные усилители, пока не стал...;
—
Готовая плата контроллера вентилятора с индикатором температуры и выносным термодатчиком также с AliExpress.
Термоконтроллер, стоимостью 1,65$, доехал до Минска за 22дня, трек отлеживался. Отличное устройство, надо отметить. Может работать в одном из двух режимов — на охлаждение или на нагрев. Т.е., в зависимости от выбранного режима, термоконтроллер управляет или нагревателем (включает, если температура опускается ниже заданной), или вентилятором (включает, если температура превышает заданную). Для отключения вентилятора или нагревателя задается значение гистеризиса. Управляется контроллер при помощи 3х кнопок, значения выводятся на 3х-символьный индикатор. На странице продавца имеется подробная инструкция
;
—
Готовый индикатор напряжения и тока с AliExpress. Цена 3,94$. Ехал заказ 5 недель, трек не отслеживался. Надо отметить, что индикатор оказался вполне годным, позже протестируем;
— Самодельный блок переключения обмоток трансформатора (
схема найдена на просторах инета). Это, пожалуй, самое важное дополнение для линейного регулируемого блока питания. Дело в том, что КПД таких источников — весьма не высокий, особенно при низких выходных напряжениях. Так, например, при выходном напряжении 5В и токе, скажем, в 3А, на выходном транзисторе должно рассеяться около 75Вт. И в этом режиме, при питании БП от 24 вольт переменного тока (2 обмотки по 12 вольт), вентилятор охлаждения, управляемый термоконтроллером, почти никогда не выключается. А при входном напряжении в ~12В, наоборот, включается очень редко и на короткое время. Таким образом, данное дополнение, позволяет значительно улучшить режимы работы блока питания, особенно, если учесть, что я, в основном использую напряжения до 12В. Единственное, что выбранное мной решение не самое лучшее, потому, что, при уменьшении напряжения, в момент переключения обмоток с двух на одну (с 24в на 12в), возникает короткий провал в выходном напряжении. Симисторная же схема лишена такого недостатка. А для себя я решил, что мне этот нюанс не принципиален.
Собрано устройство на макетной плате, тут же размещен выпрямитель и стабилизатор напряжения на 12В, от которого питаются реле, термоконтроллер и вентилятор. Для этого стабилизатора на трансформаторе была намотана дополнительная маломощная обмотка;
— А это полностью самодельный блок электронного подключения нагрузки, о нем по подробнее:
Итак, небольшое ТЗ.
— После включения блока питания нагрузка должна быть отключена в независимости от последнего состояния.
— О выключенной нагрузке должен сообщать мигающий красный светодиод.
— О включенной нагрузке должен сообщать постоянно горящий зеленый светодиод.
— Подключение нагрузки происходит при помощи реле.
— Аппаратное подавление дребезга контактов.
Схема исправлена, спасибо пользователям IIIap, varicap и alexky, ее заметившим (неправильная полярность защитного диода). Схема построена на дешевом микроконтроллере Atmel ATtiny2313 и триггере Шмитта 74HC14.
Запитана схема от 12 вольт, необходимых для работы реле. Для питания микросхем использован линейный преобразователь 7805.
После включения мигает красный светодиод VD2. Триггер шмитта 74HC11 позволяет окончательно и бесповоротно избавиться от дребезга контактов. При нажатии кнопки, светодиод VD2 гаснет, а VD1 (зеленый) загорается, одновременно с ним открывается транзистор VT1 и включается реле K1. При следующем нажатии нагрузка и зеленый светодиод VD1 отключаются, красный светодиод VD2 начинает мигать. Диод VD1 защищает транзистор от всплесков напряжения на катушке реле. Собрана схема на макетной плате. Если не ставить на входе триггер Шмитта (и бороться с дребезгом программными средствами), то необходим подтягивающий резистор 10К на 7 выводе микроконтроллера. В планах добавить еще один канал управления на вход микроконтроллера int0. Управляться будет USB выход.
Управляющая программа написана в среде Bascom.
В основном цикле мигает красный светодиод, при условии, что на выходе PB2 низкий уровень, т.е. нагрузка отключена, а зеленый светодиод не горит. По прерыванию Int1 вызывается подпрограмма Swbutton. Оператор Toggle переключает состояния выхода PB2 (если был 1 то станет 0 и наоборот). После переключения выхода программа возвращается в основной цикл, до следующего прерывания;
Под спойлером исходник
$regfile = «attiny2313.dat»
$crystal = 4000000
Config Portb.1 = Output
Config Portb.2 = Output
Config Pind.3 = INPUT
Config Int1 = Falling
Dim Wtime As Byte
On Int1 Swbutton
Cls
Wtime = 255
Enable Interrupts
Enable Int1
Do
if pinb.2 = 0 Then
Set Portb.1
Waitms Wtime
Reset Portb.1
Waitms Wtime
Else
‘Pinb.4 = 0
End If
Loop
End
Swbutton:
Toggle Portb.2
Return
End
— Реле.Слева реле в синем корпусе, используется для включения/отключения нагрузки, а реле в прозрачном корпусе, первой группой контактов переключает обмотки трансформатора, а вторая группа включает светодиод индицирующий подключение второй обмотки;
— И наконец, готовый корпус от старого ленточного стримера. DDS картриджи на 2Gb уже очень давно не актуальны, поэтому девайс был бесжалостно разобран на запчасти. А корпус с родным вентилятором прекрасно подошёл для моего блока питания;
Вот такая передняя панель. Временная, т.к. буду переделывать и компоновку и материал вставки менять надо (был белый вспененный пластик — смотрится коряво, а будет заглушка от компьютерного корпуса, которая попадает в цвет всего устройства). Но это чуть позже, когда дойдут из китая
многооборотные резисторы. Так же добавится USB разъем. Красный регулятор — напряжение, синий — ток (цвета ручек выбраны в соответствии с цветами свечения сегментов индикатора). Прямоугольный зеленый светодиод под индикатором начинает светиться при подключении второй обмотки трансформатора. Над синим регулятором светодиод индикации стабилизации по току (красного цвета). Ну и в районе выходных клемм красная кнопка подключения нагрузки и двухцветный светодиод (красно-зеленый).
Все выполнено на разъемах — лицевая панель полностью съемная. Выход блока питания к лицевой панели подключается, посредством разъёма типа Deans, который используется для аккумуляторов дистанционно управляемых моделей;
Все компоненты соединены между собой в соответствии со следующей схемой (справлена, спасибо пользователю MisHel64):
Немного сборки:
Блоки переключателя обмоток и отключения нагрузки собраны в сандвич и установлены вблизи передней панели. Рядом установлены реле отключения нагрузки и плата термоконтроллера вентилятора.
С внутренней стороны, к корпусному вентилятору прикручен радиатор (от какого-то старого процессора). К радиатору на термопасту прикручен транзистор и датчик термоконтроллера. Все установлено в корпус с задней стороны.
Основная плата установлена на высоких стойках вниз деталями. Такое расположение, хоть и не самое теплоэффективное, но по другому плату и трансформатор в этом корпусе не разместить.
Обмотки трансформатора я решил подключить при помощи клемм Wago, получилось очень удобно. В проводах небольшой сумбур, хотя они укладывались и стягивались стяжками. Может потом переделаю…
И последний компонент — стабилизатор на 5В, выполненный навесным монтажом на радиаторе. И пара заключительных фото, вид сзади и собранный БП. Сзади расположены разъем питания, выключатель питания, предохранитель и выключатель (синего цвета) дополнительной линии 5В.
Теперь перейдем к тестированию. Сразу оговорюсь, что тестировать будем не столько саму плату БП, сколько всю конструкцию в сборе. Начнем с индикатора. Под спойлером находятся наглядные фото тестирования. Показания сравнивались с эталонным профессиональным цифровым мультиметром Актаком АМ-1095.
Тестирование показаний вольметра
Амперметр тестировался при помощи нагрузочного резистора 10Ом 50Вт.
Если вспомним закон Ома, то легко прикинем, с этим резистором показания тока должны быть в 10 раз меньше показаний вольтметра, в чем сейчас и убедимся. Сравнивать показания будем по прежнему с Актакомом.
Тестирование показаний амперметра
После проведенных измерений я даже зауважал этот индикатор и мне захотелось его назвать «прибором» )).
А вот от платы блока питания больше 26В при 10 Омной нагрузке, а токе, соответственно, в 2.6А, получить не удалось, хотя на холостом ходу блок питания выдает 31В.
Тестируем стабилизацию тока (мультиметр, в режиме измерения тока, напрямую подключен к выходным клеммам):
Видим, что регулировка тока возможна до 3.6А.
Я все-таки решил выяснить какая просадка выходного напряжения будет при почти максимальном токе. У меня нашлись два резистора по 3,3Ом 50Вт, соединил их последовательно и подключил к выходным клеммам — результат на фото:
Еще тесты:
Сравним напряжение на выходе выпрямителя с выходным. (На мультиметре напряжение на выходе диодного моста)
Слева без нагрузки, справа с нагрузкой:
Тоже самое, но меряем переменку на выходе транса:
Небольшие выводы:
-напряжение на выходе транса просаживается под нагрузкой на 1,6в, хотя трансформатор 150Вт, а на выходе около 80Вт.
-напряжение на выходе диодного моста просаживается под той же нагрузкой, уже на 6В.
-выходное же напряжение просаживается на 8,5В при той же нагрузке около 80Вт.
Надо, конечно с этим что-то делать… хотя мне этого рабочего диапазона для работы вполне хватит.
Ну, вот осталось только измерить пульсации, хотя для линейных блоков питания это наверное излишне и надо скорее, что бы подчеркнуть их беспроблемность в этом плане, хотя…
Меряем пульсации
Сразу оговорюсь, т.к. блок линейный, на показания частотомера обращать внимания не стоит — он меряет абы что… Меряем: эффективное значение (минимальные показания на скриншотах), максимум пиковый (средние показания) и диапазон (максимальные значения).
10В, 1А:
10В, 2,1A:
12В, 3,5А:
24В, 3,5А:
все красиво, но есть нюанс: когда блок близок к моменту, когда начинает проседать напряжение, т.е. близок к своему пределу, то откуда-то возникают дикие помехи. Вот на фото ниже работает только 1 обмотка транса, т.е. на вход блока питания подается около 12В переменки, и нагрузка в 3А уже явилась предельной и поперли помехи. А если бы на вход подавалось большее напряжение, то блок работал бы в штатном режиме. Вот надо такой нюанс учитывать.
10В, 3А:
В этом обзоре я рассмотрел сразу 3 приобретенных мной товара, а также еще пару полезных самодельных дополнений. Устройство получилось годное, но с некоторыми нюансами. Как минимум я попробую заменить выходной транзистор, т.к. проскакивала информация, что у китайцев они поддельные.
Вот и подошел к концу мой первый обзор. Высказывайте свои мнения. Спасибо за внимание!
Собран тоже на такой же плате, то же стоит тороид, резисторы многооборотные, на охладе радиатор от пентиума 4 с родным вентилятором, и подачей на него 6 вольт для тишины.
хотя для бесшумности давно придуман радикальный метод — вынос оборудования в другое помещение.
Автору статьи + однозначно, хорошая статья.
Делал такой, но не стал покупать многооборотники, а взял схему регулировки из БП «Марс».Отлично работает. И индикатор такой-же.
… В моем случае, по 2 резистора для регулировки не поставишь, нет места на морде, так, что только многооборотники.
Упд: совсем заработался, гист есть. С пид-ом попутал
вот наш халявный триггер шмитта. так же в конце даташита даны данные для петли гистерезиса. глюки потому что кнопка ацтой(хотя в принципе то все кнопки ацтой) и несколько раз дребезг проходит через гистерезис и идёт несколько срабатываний. я делаю так, включаю внутренний (халявный, моё ж любимое слово бесплатно) подтягивающий резистор, ножку через кнопку на землю, и параллельно кнопке керамику. в коде включаю прерывание, как только срабатывает прерывание, выключаю прерывание, засекаю 100мс, как сработало прерывание по таймеру, включаю внешнее прерывание. профит. итого, если есть дребезг, контроллер его игнорит(время игнора 100 мс)
Вот основная
там все в подробностях, изменения схемы, доработки
Мне нужно размагничивать железку довольно крупную. 35 кг общим весом.
Предполагаю что то стационарного закрепить и пусть себе переменными волнами размагничиваниет.
Что посоветуете сделать? Думал просто закрепить трансформатор от освещения и периодически включать в сеть 220 (он от сети)
Очень нужно
хотя не очень верится что тут это сработает
.
можно ещё поискать от старых ТВ петлю размагничивания с кинископа. и термистор из комплекта
Ваши измерения под нагрузкой хорошо опровергают тезис №3 товарища mySKU.me/blog/ebay/58320.html#comment2387812 который предлагал в двухканальный УНЧ В класса (100 Вт на канал в пиках, 60%, КПД) ставить транс в 40 Ватт. Если транс и не сгорит, то напряжение просядет и пойдут большие помехи по питанию.
Вместо того чтобы исходить соплями на полученное в твой адрес «оскорбление» лучше разберись в физическом смысле величин, о которых ты разглагольствуешь распространяя личную безграмотность в массы.
2. Смысл физических величин знаю, скорее всего что-то не поняли :-)
кхм. один транс 1700р…
За обзор спасибо.
У меня на работе качественный Mastech — автоматическая переключалка обмоток щелкает очень часто!
но простота -> надежность стоят того…
меня просто зацепила цена за транс…
Недорогие импульсные блоки питания плохо реализуют некоторые важные для лабораторного блока питания моменты. Например работа от 0В и плавная регулировка напряжения, отсутствие выбросов и провалов выходного напряжения при включении — отключении нагрузки, отсутствие высокочастотных шумов, некая «предсказуемость» в работе — внутреннее сопротивление линейного источника напряжения мало зависит от установленного выходного напряжения, в противоположность ему импульсный на разных напряжениях выдает разные токи. Это очень важно знать — что результаты измерений зависят только от работы подключенной к БП платы а не его собственных капризов.
как правило с ростом частоты борцу хужеет
Вообще, вся эта универсальность от Лукавого. ЛМку забубенил с маленьким трансом, на 90% поделок попробовать хватит, а там и нормальный БП мутить. Да те же ЛМки до 5А есть, только цена не детская.
На счет высоких частот и больших емкостей была хорошая статья на том же коте.
какие же схемы линейных бп работаю от напряжения ниже 0,7 вольт?
импульсник не может работать без нагрузки либо разработчик втыкаеть нагрузочные резисторы.
есть схемы со стабилизация тока. вот на пример
И опять, чисто по чесноку, а зачем БП работать без нагрузки? Резисторы обратной связи ставить по любому, что в линейниках, что в импульсниках, так что нагрузка есть всегда.
Единственное исключение — простейший «линейный БП», со стабилитроном и транзисторном эмиттерном повторители, но и там, чуть сложнее задача и резисторы ставить придется.
PS: Судя по количеству минусов, где-то тут обиженный и очень настойчивый тролль поселился…
И смысл в линейниках на такие мощности, да еще с такими разбросами параметров?
Простой пример, ты решил зарядить мобильник, ну пусть скромно 5В, 2А (10Вт). Хорошо, тут хак с двойными обмотками, по этому в тепло уйдет чуть больше половины половины потребляемой мощности, и только меньшая половина уйдет в мобильник.
И транс… Зачем покупать подходящий? Проще же взять первый попавшийся и домотать обмоток.
Почему не использовали симисторную схему переключения обмоток?
— если я правильно понял, то терморегулятор управляет не частотой вращения вентилятора, а просто его включением/выключением в соответствии с гистерезисом?
Симисторную схему не использовал из-за лени). Для релейной все было под рукой…
Про терморегулятор совершенно верно, включает/выключает.
То не забудьте сказать Б — ждем обзор ;-)
Можно вопрос?
Если вы все равно не обошлись готовыми модулями и встраивали свой контроллер, почему было не повесить на него терморезистор или термопару через операционик и не дописать туда же управлением вентилятором?
На самом деле микроконтроллер появился в последний момент. Изначально отключение нагрузки планировал делать на 561тм2. И когда БП был уже почти готов, захотелось чего-то поинтереснее, чем просто кнопка…
Я конечно не знаю потребностей автора, но самые ходовые напряжения у меня 3,3.3, 5, 9, 12, 15 В. Если и автору нужно часто напряжение 12В то выбор трансформатора — ошибочный. Что прекрасно показал сам автор. Да еще этот колхоз с двумя дополнительными обмотками.
Для обслуживания кнопки — целый микропроцессор, хотя это делается всего на одной микросхеме примитивной логики. Ладно, захотелось процессор. Устранить дребезг на программном уровне, как два пальца, но легких путей не ищем, обязательно колхозить еще и «устранитель дребезга» на микросхеме…
Целая плата для управлением ВКЛЮЧЕНИЕМ вентилятора. Это то при наличии процессора. Я конечно не знаю, какой практический смысл в показании температуры радиатора, но видимо очень нужен, раз применил целый модуль, вместо простого решения для управления скоростью вращения.
Отдельный колхоз для переключения обмоток… Схема мягко скажем еще та…
Про модуль показометра напряжения я тихо помолчу в сторонке. Кто знает, тот вкусе, а кто не знает, тому и не надо. Тихонечко только замечу, что использовать эту плату с таким источником питания, мягко скажем несколько не правильно. И судя по блок схеме он еще и подключен не верно, причем дважды не верно.
«USB выход» на 7805 Это наверно главный перл этого обзора… Не выход 5В, а именно USB выход…
… Мне нужно часто напряжение 3.3, 4.2 и 5в, остальной диапазон — достаточно редко… а то что БП выходит из режима на конце 12 вольтного диапазона при питании от одной обмотки и при большой нагрузке, так я об этом написал и каждый сделает свой вывод и подберёт себе транс соответственно его запросам.
Насчёт микроконтроллера — тут на вкус и цвет товарищей нет. Изначально я планировал делать на 561тм2, но мне захотелось применить микроконтроллер (давно валяющийся дома с предыдущего проекта запасной был). Точка. Кому не хочется, делают на тм второй. Тоже самое насчёт тригера шмитта… Хочу использую, кто не хочет не использует… Я получил идеально работающую кнопку, еще и с индикацией.
Плата управления вентилятором. Да, я решил поставить целую плату и микроконтроллер появился в конструкции позже, при цене платы в 1,65$ просто смешно к этому придираться…
Ровно как и придираться к словам смешно. USB выход, да называйте как хотите, а я так назвал, потому, что в блоке питания будет usb разъём, для питания соответствующих устройств.
Вообще, если хотите что-то обгадить, типа «показометра», то договаривайте до конца. У меня это третий индикатор, 2 предыдущих настолько страшные, что их можно вообще сразу выкидывать. А этот я, если Вы читали внимательно, протестировал, и если в тестах, которые показали, что индикатор весьма точен, что-то не так, то давайте конкретики. А то, пи-ть, простите, не мешки ворочать… Давайте договаривайте, какой трансформатор сюда нужен? Что и где дважды неверно подключено в блок схеме?
Ну по показаметру. У меня таких несколько было. Это только показометр, который в принципе быть точным не может. Схемотехника у него такая. Сколько подстрочники не крути, а показывать точно, особенно ток, он будет только там, где накрутил.
И по подключению. В показометре, шунт стоит между нулем и выходом. А ты его на схеме куда присобачил?
На больших токах, на шунте заметная просадка, ты уверен что ее программисты учли? Я лично нет. А значит меряет он напряжение до ШУНТА. По этому шунт должен стоять ДО блока питания, а не после. А напряжометр ставить отдельный.
Насчет «показометра», на моих фото прекрасно видно, что данный индикатор весьма точен во всем диапазоне напряжений этого блока питания. Или Вы не хотите верить своим глазам и считаете правильным только свое мнение?
А по конструкции каждый решает сам как ему лучше, я расписал все плюсы и минусы, так, что у каждого есть возможность сделать выводы самостоятельно.
У меня этих показометров горсть лежит. И я прекрасно знаю схемотехнику этого устройства, и одно это уже дает мне возможность не верить его показаниям, тем более в таком включении. Ну и практика их использования, и практика разработки подобных устройств.
На сим прощаюсь. Научишься общаться с взрослыми людьми объективно, а не через призму личных обид и комплексов — возможно, продолжим, но сильно сомневаюсь…
Что же касается комментария, не стоит обижаться. Для себя — да, молодец, нравиться? Удовольствие получил? Отлично. Но если говорить о конструкции и повторяемости, то, в целом, он прав. Обижаться на такое бессмысленно.
Если уж оставили Знак качества СССР, то и надписи нужно было писать по-русски.
ИМХО.
Мой вариант с паяльником.
Действительно лишний.
Обычно дребезг занимает 10-30 мс. Можно использовать расчитаную на 3 раба больше RC цепочку… Далее почему бы не использовать филтрацию программую… Делаете таймер на 1 мс и считаете 10-20 выборок… если в течении 10 мс 8 выборок равны «1» тогда считайте, что нажата кнопка.
Посадите выходной транзистор на корпус, через слюду естественно
сейчас транзистор прикручен к нижней крышке, но её не хватает. была мысль прикрутить транзистор к боковой массивной отливке но не пробовал, всё равно кажется что будет мало :)
присмотрел вот такой радиатор, думаю его поставить
Этот радиатор требует дополнительного обдува, так что нужно будет мастырить вентилятор
я думал про обдув, понимаю что он самоохлаждаться плохо будет, скорее всего будет вентилятор с регулировкой по температуре радиатора. сейчас лень новогоднюю поборю и займусь :)
и кол-во витков какое?