SVETELEKTRO

 Prihlásenie
Nemáte účet? Zaregistrovať sa Zabudnuté heslo?
21. februára 2013   Verzia pre tlač Verzia pre tlač

Konštrukcia stabilizovaného zdroja 1V až 30V/5A


yuslav

Konštrukcia stabilizovaného zdroja 1V až 30V/5A s obvodom IO 723 a so spoľahlivou prúdovou ochranou a zanedbateľným zvlnením aj pri veľkom zaťažení.

Námet pre konštrukciu som prevzal z pomerne známeho zapojenia  publikovaného na stránkach :

https://www.elektronika.kvalitne.cz/ostatni/zdroje/zdroj30V3A/zdroj30V3A.html

Zaujalo ma snímanie prúdu za usmerňovacím mostíkom, ktoré považujem z hľadiska riadenia prúdovej ochrany IO za výhodnejšie.

 

Technické vlastnosti:

Napájanie zdroja:

– primár 220V 50Hz, poistka 0,4A

– sekundár 29V AC, 50W (až do 100W)

– Regulácia napätia s lineárnym priebehom od 1V do 30V

– Nastavenie prúdovej ochrany od 100mA do 5A

– Povolené max. hodnoty zaťaženia pre verziu 50W:

– Uout=28V max. prúd 1,7A

– Uout=12V max. prúd 5A (krátkodobo)

– Test skratom na výstupe pri Umax. a Imax. na 5sec. bez závad

– Rýchlosť zotavenia zdroja po zablokovaní 0.3 až 0.6sec.

– Zvlnenie pri rôznych max. hodnotách U a I s trafom 50 a 75W – 1 až 2mV (informatívny údaj)

 

Obvody regulácie napätia:

Zdroj je možné napájať trafom 50 až 100W, podľa toho volíme aj vstupný usmerňovač. Pre väčšie výkony nad 50W doporučujem diody v kovovom púzdre a umiestniť na chladiče (v prípade dlhodobej prevádzky).

IO je napájaný cez odpor R9, spolu s filtrom C2, C8 sa čiastočne podieľajú na min.   zvlnení     stabilizovaného     napätia. V obvode referenčného napätia a následne  v ďalších obvodoch riadenia a regulácie napätia boli zmenšené hodnoty odporov aby sa eliminovali nežiadúce rušivé odozvy. Pre nastavenie rozsahu MIN. A MAX. výstupného stabilizovaného napätia od 1V do 30V sú určené trimre R18 a R23. Hodnoty odporov v celom reťazci riadenia napätia sú upravené tak aby pri nastavovaní Umax. pred hornou úvraťou nevznikal pomerne známi nežiadúci efekt „prehup“ napätia. Potenciometer R20 5K/N treba dodržať podľa predpisu, spolu s R26 zabezpečujú linearitu v celom regulovanom pásme. V niektorých prípadoch bude možno treba R26 nahradiť trimrom 6k8 a linearitu či „prehup“ doladiť, trimer následne zameniť za pevný odpor. Na pozícii T4 je KD501 až 503, testy boli prevedené aj s BU508 z priaznivou odozvou. T4 pri veľkých odberoch vyžaduje kvalitné chladenie.

 

Obvody prúdovej ochrany:

Prúdová ochrana s pripojením pinu CS na zem je riešenie netradičné. Toto    umožňuje využiť vnútorné obvody blokovania IO v tomto zapojení prúdovej ochrany.

Vznikajúce napätie na R1, R2, R3, D1,D2 a D3, dôsledkom zaťaženia zdroja, je privedené cez regulačný prvok R4 a R7, R8 do oboch báz T1a T2.V oboch obvodoch signalizačnom aj blokovacom musí byť zosilenie vyvážené tak, aby pracovali súhlasne. V momente keď  je na bázach T1 a T2 prekročená prahová hodnota napätia nastavená R4, je aktivovaný obvod prúdovej ochrany v IO.

Zdroj bol testovaný s transformátorom 50W vo všetkých polohách Umin. Umax. Imin. Imax. zaťažovaný na maximum. Vo všetkých prípadoch prúdová ochrana pracovala spoľahlivo. Extrémny test bol prevedený nastavením R5 na maximálny prúd 7A a následným vyskratovaním výstupu zdroja. Žiadna so súčiastok nebola poškodená. Za rýchlosť zotavenia zdroja po zablokovaní zodpovedá C5 a R24 v rozsahu 2k7 až 3k3.

 

Použité súčiastky a špecifikácie:

Trafo-toroid 24V/50 az 100W, vhodné privinúť sekundár do 29V AC.

Usmerňovací mostík 2x GBU8D+chladiče 3x5cm, alebo 8x KY274.

Prípadne 4x KY708+chladiče (pre trafo nad 50W)

Potenciometre R4, R20  celokovové TYP:

6MMI-5K-A-linear, hriadeľ priemer 6mm

6MMI-500R-A-linear, hriadeľ priemer 6mm

R16110N-B5K-linear, hriadeľ priemer 6mm

R16110N-B500R-linear, hriadeľ priemer 6mm

R20 nie je potrebné použiť viacotáčkový, stačí väčší knofel.

Odpory R1, R2, R3 drôtové 3x 1R/6W až 15W

Ostatné odpory 1W.

R7,R8 = 92 až100R

R9 = 100 až 120R

R13 = 220-270R, stabilita I ochrany

R16 = 8k2-9k, prah I ochrany

R26 = 4k7 (doladiť), linearita U

Odporové trimre R5, R18, R23 keramické.

Kondenzátory C1 od 3000u až 6600u/50V, podľa výkonu trafa.

C7 = 4u7/6,3V tantal (možné neosadiť)

T1, T2 = BC636 45V/1A, PNP (nepoužiť menší výkon !)

alebo BC640, pozor iné zapojenie vývodov!

T3 = BD136+chladič 0,2x1x2cm nad 50W, PNP

T4 = KD501-503, KD605, alebo BU508+chladič 100cm2, NPN

IO = MAA723 v kovovom púzdre, alebo LM723-plast

Ostatné zrejmé zo schémy.

 

Nastavenie zdroja:

Pre nastavenie zdroja je vhodné použiť laboratórny zdroj, plynule zvyšovať napájanie a priebežne  nastavovať a kontrolovať správanie nastavovaného zdroja. Kto túto možnosť nemá stačí medzi sekundár a usmerňovací blok nastavovaného zdroja zapojiť do série odpor 330R/3W.

No ako prvé treba skontrolovať správnosť osadených súčiastok a pripojenie

potenciometrov. Všetky odporové trimre a potenciometre nastavíme do strednej polohy, na výstup pripojíme voltmeter. Teraz zapneme zdroj, voltmeter by mal ukazovať asi 15V+-. Potus R20 vytočíme na MAX. a trimrom R23 preveríme funkčnosť nastavenia U max. Potom R20 do polohy MIN. A trimrom R18 nastaviť hodnotu 1V. Ak všetko správne reaguje odstránime pomocný odpor 330R/3W a celé nastavenie napätia prevedieme znovu.

Týmto je rozsah pre stab. napätie ukončené. Výstupné napätie doporučujem nastavovať podľa použitého trafa a napätia na sekundári v rozsahu do 26V

až 30V Umax. Kontrolu funkčnosti prúdovej ochrany preveríme tak, že  potus R4 vytočíme asi do prvej tretiny dráhy od polohy min. A napätie nastavíme na 20V. Ak teraz pripojíme na výstup odpor 10R prúdová ochrana musí zablokovať IO. Rozsah Imax. nastavíme tak, že potus R4 vytočíme na max. Na výstupe nastavíme napätie 11,5V a prikladaním odporu 2R2/10W kontrolujeme natavenie prahovej hodnoty LED, pomocou trimru R5 prestavujeme prah veľmi opatrne. Pri napätí 14V a záťaži 2R2/10W musí byť zdroj bezpečne zablokovaný.

 

Konštrukcia:

Použitie toroidného transformátora umožnilo zrealizovať zdroj menších rozmerov. Usporiadanie jednotlivých častí zdroja DPS, chladič s T4 a trafo je vhodné dodržať. K ovládacím prvkom regulácie U, I a tiež k T4 treba viesť len minimálne dĺžky vodičov. T4 je od chladiča izolovaný sľudovou podložkou (nie je podmienkou). Väčšiu pozornosť treba venovať osadzovaniu DPS súčiastkami podľa predpisu.Pre minimálne zvlnenie výstupného napätia zdroja je potrbné prívod GND pripojiť presne v mieste DPS, tak ako je určené v osadzovacom pláne. Vhodné je spevniť úsek na  DPS vodičom 1.3mm hrubím od GND, C1 po prívod GBU. Kladný pól je vyvedený priamo z emitoru T4 na panelovú svorku.

K panelovým svorkám GND a + treba pripojiť kondenzátor 100u/40V typu TF.

Z výhodou je možné  použiť 8-pólový prepínač prúdovej ochrany, pričom každá poloha jasne definuje rozsah pásma I ochrany v ktorom má byť zdroj prevádzkovaný. Aby pri zapínaní zdroja nevznikalo preťaženie sekundára a usmerňovača bol tento doplnený obvodom mäkkého rozbehu. 


Zásady pri spájkovaní MAA723:

Po osadení všetkých R, C, D a T, okrem T4 a potenciometrov, vložíme do DPS správne napolohovaný IO. Pred spájkovaním ovinieme prívody k IO

odizolovaným vodičom tesne pod púzdrom, konce zmotáme a pripojíme na GND. Teraz je možné postupne spájkovať jednotlivé prívody ZEM + atď., aj pištoľovou spájkovačkou bez obáv. Po naspájkovaní odstráňte skratové ovinutie a  prispájkujťe ostatné časti zdroja.

Schéma zapojenia:

Osadenie súčiastok a panelové meradlá v PDF

DPS vo formáte PDF

Úprava prúdovej ochrany

  

Poznatky z testov:

Všetky testy prúdovej ochrany a regulácie napätia boli prevedené s IO MAA723 v kovovom púzdre. Bolo testovaných šesť kusov týchto IO, vo všetkých prípadoch len z minimálnymi odchýlkami od nastaveného min. a max. napätia.

Prúdová ochrana pracovala vo všetkých prípadoch spoľahlivo. IO LM723 som v danom zapojení netestoval, predpokladám obdobné vlastnosti. Usmerňovače GBU8D s chladičmi je možné  použiť aj pre väčšie výkony ako 65W. Teplota GBU, odporov 3x1R a diod  3xKY274 pri odbere 50W nepresiahla po piatich minútach 35°C, T4 45°C. Kapacita C1=3000u stačí pre trafo 40W. Zdroj bol testovaný aj s trafom EI 75W s rovnakými výsledkami. Poloha trafa a chladiča T4 nemalo veľký vplyv na zvlnenie zdroja. EI trafo v tesnej blízkosti elektroniky pri plnom zaťažení zhoršilo zvlnenie len asi o 2mV. Použité  celokovové potenciometre sú bežné typy, ktorá plne vyhovujú.


 

 

Ako sa vám páčil tento článok?
  • Páči sa mi (5)
  • Súhlasím (0)
  • Zábavné (0)
  • Informatívne (0)
Najnovšie články od yuslav (zobraziť všetky)

Komentáre (34)

  1. fikfik píše:
    21. februára 2013 o 15:38

    Chvalim, pekne, jednoduche. Ale mam jednu otazku. Nie je ten chladic pre T4 maly? Pretoze pritom co chces pretopit + krabica z umelej hmoty. Viem ked som skusal rucku na mikropajku na mojom zdroji, tak chladic bol na tom tak, ze som na nom skoro ruku neudrzal. A to je von z krabice kvoli lepsiemu chladeniu. Tahal som z toho iba 12V a nejakeho 2,5 az 3 A.

  2. marek181818 píše:
    21. februára 2013 o 17:32

    super robota 😀 mna by zaujimala jedna vec pises ze
    sekundár 29V AC, 50W (až do 100W)
    no pri 30V/5A to je 150W tak nechapem ako moze tolko trafo dat,dik

  3. Vojta píše:
    21. februára 2013 o 18:53

    „Konštrukcia stabilizovaného zdroja 1V až 30V/5A “
    “ – Uout=28V max. prúd 1,7A
    – Uout=12V max. prúd 5A (krátkodobo)“

    Tak kdy to dá těch 30 V při 5 A?

  4. iqlogic píše:
    22. februára 2013 o 0:33

    Už dlhšie rozmýšľam o postavení stabilizovaného zdroja a tento vyzerá veľmi zaujímavo 🙂 Len potrebujem takú n00b radu 😛 Ako na tie bočníky? 🙂

  5. yuslav píše:
    22. februára 2013 o 15:56

    Tento zdroj je 50W z využiťeľnosťou celého výkonu trafa aj pri menších napätiach. Pri bežných oživovačkách to plne postačuje.
    Elektonika by mala uťihnuť aj trafo 100W a takťiež z využiťelnostou max. zaťaženia do 20V/5A. Ak by sa vyžadoval výkon 150W potom by bolo treba posilniť celú výkonovú časť.
    Všetky odporové bočníky su drôtové odpory, alebo tiež odporový drôt primer 0,6mm.

  6. mjankovic píše:
    22. februára 2013 o 22:43

    Len drobná otázka. V čom si robil stupnicu na merací prístroj ?

  7. ferrari10 píše:
    22. februára 2013 o 23:07

    Strašne si ma to získalo, asi pouvažujem o stavbe takéhoto zdroja. Veľmi sa mi to páči.

  8. yuslav píše:
    23. februára 2013 o 12:09

    Treba pochopiť, že v tomto príspevku riešim riadiacu elektroniku zdroja. Linearitu priebehu napätia a spoľahlivú prúdovú ochranu pre zaťaženie do 5A. Výkon samotného zdroja si zvolí užívateľ podľa svojich potrieb.

  9. Vojta píše:
    24. februára 2013 o 10:46
    „- Test skratom na výstupe pri Umax. a Imax. na 5sec. bez závad“ – Tenhle test se dělá při MINIMÁLNÍM výstupním napětí a maximálním proudu – z důvodu ověření funkčnosti chlazení.
    Parametry regulace

    – Regulácia napätia s lineárnym priebehom od 1V do 30V
    – Nastavenie prúdovej ochrany od 100mA do 5A

    taky nic moc, jsou tu i lepší zdroje.

    • michalku píše:
      25. februára 2013 o 14:50

      Tá regulácia až od 1 V a až od 100 mA nie je bohviečo, hlavne pri oživovaní kdejakých pokusných zapojení, kde 100 mA môže znamenať spoľahlivé odpálenie citlivých a drahých súčiastok, ak sme v niečom urobili chybu.
      Ale myslím, že dá sa to upraviť aj na reguláciu od nuly. Myslím, že u prúdu je to prakticky len otázka bočníka a prepinača a u napätia napr. len zaradením výkonnej diódy na výstupe do série.

      Hodnotím kladne, že to má kompletne spracované, aj s DPS a na oba druhy švábov 723, aj pekné foto… Keby som nemal podobný zdroj, tak ho začnem určite stavať. Mne sa to páči.

      • Nomen píše:
        26. februára 2013 o 8:44

        to snad ani nieje pravda , ake dva druhy ? ved to ma nakreslene len na jeden stary asi 30 rocny MAA723 , samozrejme ze sa da este zohnat , ale robit nieco nove a plosny nakreslit podla archaizmu …?!

        • Nomen píše:
          26. februára 2013 o 8:46

          ospravedlnujem sa , az teraz som si pozrel druhe pdf …

          • yuslav píše:
            26. februára 2013 o 18:30

            S tým napätím od nuly je problém, bolo by treba prekopať celú vetvu riadenia napätia. 1V neublíži. Ak chceš posunúť obmedzenie prúdu, potom stačí zmenšiť R6 na 75R. Minimum sa posunie asi od 40mA.
            Pre doplnenie celková hodnota R1 môže byť aj 0,25R. Potom trimer R5=100R.

          • michalku píše:
            11. marca 2013 o 22:36

            Je mi jasné, že ak by to malo byť regulované IO od nuly, tak by ho bolo treba zrejme podoprieť dokonca záporným predpätím. Ale práve preto si myslím, že na výstupe zapojená výkonová dióda do série, napr. 20A/60V by to vyriešila celkom jednoducho, skoro aj bez chladiča do tých 5A… Na PN prechode diódy by vznikol úbytok napätia a merák na výstupe by ukazoval jeho skutočnú hodnotu, takže by to pri normálnych Si diódach bolo úplne od nula voltov. Alebo sa v niečom mýlim?

          • yuslav píše:
            13. marca 2013 o 17:04

            Pri skúšaní potom meraj aj zvlnenie, aby to nemalo nepriaznivý vplyv… BOLA PRIDANÁ ÚPRAVA PRÚDOVEJ OCHRANY v pdf.

  10. 25majo40 píše:
    7. októbra 2013 o 18:12

    Je to dobra praca, mozno si aj ja taky postavim 😀

  11. shrek píše:
    21. decembra 2015 o 19:03

    Máš to opravdu pěkně udělané, palec nahoru!
    tady je něco z mého „soudku“ 🙂
    https://picasaweb.google.com/OK2AQA/StabilizovanyZdrojSOmezenimProudu#

  12. Tomson27SK píše:
    6. decembra 2016 o 22:43

    Ahoj. chcel by som sa opýtať či náhodou nemáš DPS nakreslenú v EAGLE
    ak nie tak ako mám vyrobiť DPS. mám na to použiť tie PDFka.

Pridaj komentár