Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2.

Свернуть
X
  • Фильтр
  • Время
  • Показать
Очистить всё
новые сообщения

  • Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2.

    Наверное многие помнят мою эпопею с самодельным лабораторным блоком питания.
    Но меня неоднократно спрашивали что нибудь похожее, только попроще и подешевле.
    В этом обзоре я решил показать альтернативный вариант простого регулируемого блока питания.
    Заходите, надеюсь, что будет интересно.


    Я долго откладывал этот обзор, то времени не было, что настроения, но вот дошли у меня руки и до него.
    Данный блок питания имеет несколько другие характеристики чем предыдущий.
    Основой блока питания будет плата DC-DC понижающего преобразователя с цифровым управлением.
    Но всему свое время, а сейчас собственно немного стандартных фотографий.
    Пришла платка в небольшой коробочке, ненамного больше пачки сигарет.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	acc0e8.jpg* Просмотров:	1* Размер:	734.6 Кб* ID:	2797

    Внутри, в двух пакетиках (пупырчатом и антистатическом) была собственно героиня данного обзора, плата преобразователя.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	1d0a6c.jpg* Просмотров:	1* Размер:	861.1 Кб* ID:	2798

    Плата имеет довольно простую конструкцию, силовая часть и небольшая плата с процессором (данная плата похожа на плату из другого, менее мощного преобразователя), кнопками управления и индикатором.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	5421a8.jpg* Просмотров:	1* Размер:	840.8 Кб* ID:	2799

    Характеристики данной платы
    Входное напряжение — 6-32 Вольта
    Выходное напряжение — 0-30 Вольт
    Выходной ток — 0-8 Ампер
    Минимальная дискретность установки\отображения напряжения — 0.01 Вольта
    Минимальная дискретность установки\отображения тока — 0.001 Ампера
    Так же данная плата умеет измерять емкость, которая отдана в нагрузку и мощность.
    Частота преобразования, указанная в инструкции — 150КГц, по даташиту контроллера — 300КГц, измеренная — около 270КГц, что заметно ближе к параметру указанному в даташите.

    На основной плате размещены силовые элементы, ШИМ контроллер, силовой диод и дроссель, конденсаторы фильтра (470мкФ х 50 Вольт), ШИМ контроллер питания логики и операционных усилителей, операционные усилители, токовый шунт, а так же входные и выходные клеммники.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	c0dda6.jpg* Просмотров:	1* Размер:	905.2 Кб* ID:	2800

    Сзади ничего практически и нет, только несколько силовых дорожек.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	91fb86.jpg* Просмотров:	1* Размер:	754.2 Кб* ID:	2801

    На дополнительной плате установлен процессор, микросхемы логики, стабилизатор 3.3 Вольта для питания платы, индикатор и кнопки управления.
    Процессор — 8s003f3p6
    Логика — 2 штуки 74hc595d
    Стабилизатор питания — 1117-3.3
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	b460d4.jpg* Просмотров:	1* Размер:	845.3 Кб* ID:	2802

    На силовой плате установлены операционные усилители mcp6002i 2 штуки (такие же операционники стоит и в ZXY60xx)
    ШИМ контроллер питания самой платы xl1509 adj
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	b45082.jpg* Просмотров:	1* Размер:	966.4 Кб* ID:	2803

    В качестве силового ШИМ контроллера выступает микросхема xl4012e1. По даташиту это 12 Ампер ШИМ контроллер, так что здесь он работает не в полную силу, что не может не радовать. Однако стоит учесть, что входное напряжение лучше не превышать, это так же может быть опасно.
    В описании на плату указано максимальное входное напряжение 32 Вольта, предельное для контроллера — 35 Вольт.
    В более мощных преобразователях применяют слаботочный контроллер, управляющий мощным полевым транзистором, здесь все это делает один мощный ШИМ контроллер.
    Приношу извинения за фотографии, никак не получалось добиться хорошего качества.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	30e611.jpg* Просмотров:	1* Размер:	700.9 Кб* ID:	2804

    Силовая диодная сборка mbr1060
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	cb2269.jpg* Просмотров:	1* Размер:	679.6 Кб* ID:	2805

    При осмотре платы увидел восстановленную дорожку, не думаю, что это страшно.
    Но говорит о том, что изготовитель как минимум включает платы для проверки.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	8e029d.jpg* Просмотров:	1* Размер:	840.7 Кб* ID:	2806

    При первом включении плата отображает установленное по умолчанию напряжение 5 Вольт.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	23d3b9.jpg* Просмотров:	1* Размер:	1,016.4 Кб* ID:	2807

    А так же ток, 1 Ампер. Эти установки можно изменять.
    Для этого в этом режиме надо выставить необходимый ток, нажать SET, на индикаторе отобразятся четыре прочерка, потом повторить операцию для напряжения.
    после включения плата будет запускаться с этими установками.
    Так же можно настроить автоматическое включение выхода и автоматический попеременный режим отображения тока\напряжения.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	eda1a7.jpg* Просмотров:	1* Размер:	984.3 Кб* ID:	2808

    Выходное напряжение устанавливается довольно точно…
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	fd2e70.jpg* Просмотров:	1* Размер:	879.9 Кб* ID:	2809

    С током картина несколько хуже, но не думаю, что это так критично.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	00495e.jpg* Просмотров:	1* Размер:	946.8 Кб* ID:	2810

    При повышении напряжения погрешность растет.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	73fc19.jpg* Просмотров:	1* Размер:	833.5 Кб* ID:	2811

    А вот точность установки тока практически неизменна.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	ed5208.jpg* Просмотров:	1* Размер:	908.1 Кб* ID:	2812

    В качестве проверки подключил автомобильную лампу, выставил 13.5 Вольт
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	2bde5b.jpg* Просмотров:	1* Размер:	750.9 Кб* ID:	2813
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	956ccc.jpg* Просмотров:	1* Размер:	820.6 Кб* ID:	2814

    В описании платы сказано, что при токе нагрузки до 6 Ампер достаточно естественного охлаждения, при токах более 6 Ампер уже необходимо применять активное охлаждение.
    Я проверил нагрев при токе 6 Ампер и напряжении на нагрузке около 12 Вольт.
    После 20 минутного прогрева температуры были такие — ШИМ контроллер — 82 градуса.
    Выходная диодная сборка — 72 градуса
    Силовой дроссель — 60 градусов.

    В принципе, вполне верится в 6 Ампер с пассивным охлаждением, но плата тестировалась на столе, при установке в корпусе лучше применять либо активное охлаждение, либо ограничивать ток хотя бы на уровне 5 Ампер.

    Плавно мы перешли к практической части обзора
    Собственно применение данной платы
    На базе этой платы я решил сделать небольшой вспомогательный блок питания, а так же была мысль использовать его как зарядное устройство. Более мощный лабораторный блок питания у меня обычно стоит на столе и довольно часто используется. А так как процесс зарядки может занимать длительное время, то и было решено изготовить еще один, но попроще.

    Сначала я откопал дома плату от одного из компьютерных блоков питания, она уже успела послужить донором, но чудом избежала полной распайки. Видно, что части компонентов уже нет.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	11afaa.jpg* Просмотров:	1* Размер:	891.2 Кб* ID:	2815

    Дальше берем в руки паяльник, выпаиваем все лишнее и впаиваем на место недостающее.
    На фото выпаяна часть компонентов, после того как было сделано фото, я выпаял еще некоторые детали, но это были уже мелочи.
    Описания переделки приводить не буду по двум причинам.
    1. Описаний такой переделки в интернете очень много.
    2. Блоки питания хоть и собраны в основном на похожей элементной базе, но могут иметь отличия, потому лучше разбираться с каждым в отдельности.
    А еще лучше просто купить БП на 24 или лучше 27 Вольт, соответствующей мощности и не заморачиваться с переделками.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	2d937f.jpg* Просмотров:	1* Размер:	941.0 Кб* ID:	2816

    После выпаивания ненужных компонентов я взял в руки маникюрные ножницы и отрезал кусок платы, предварительно очертив кусок, где нет используемых дорожек.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	b1b573.jpg* Просмотров:	1* Размер:	934.1 Кб* ID:	2817

    Так же пришлось сходить на радиорынок и купить то, чего у меня дома не было.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	0eb242.jpg* Просмотров:	1* Размер:	995.1 Кб* ID:	2818

    В общем блок питания я переделал. Переделка заключалась в удалении элементов, которые отвечают за работу узлов выдающих сигналы Power good, выпрямителей и фильтров 12, 5 и 3.3 Вольта, ну и тому подобных.
    Трансформатор перематывать было лень, потому к выходной диодной сборке добавились еще две, образуя диодный мост. Я добавил две сборки потому, что сборки с общим анодом у меня в наличии нет, и каждая сборка работает как просто одиночный диод.
    Настроил 27.5 Вольт на выходе, больше мне не надо было, да и БП и плата будут работать в безопасном режиме.
    Первая проверка после переделки.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	e1334b.jpg* Просмотров:	1* Размер:	955.2 Кб* ID:	2819

    Так выглядит плата после всех моих манипуляций.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	3d1f1b.jpg* Просмотров:	1* Размер:	912.4 Кб* ID:	2820

    Из своих домашних запасов выбрал подходящий корпус для будущего блока питания.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	fdeeca.jpg* Просмотров:	1* Размер:	629.6 Кб* ID:	2821

    Примерил всю начинку внутри, собственно теперь стало понятно, зачем я делал вырез в печатной плате блока питания.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	fe44bc.jpg* Просмотров:	1* Размер:	854.9 Кб* ID:	2822

    Дальше пошел процесс установки всего этого в корпус.
    Прикинул как лучше и удобнее будет разместить элементы управления и индикации на передней панели и вырезал отверстия под светофильтр и кнопку.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	dd7e78.jpg* Просмотров:	1* Размер:	809.5 Кб* ID:	2823

    После этого немного обработал грани небольшим канцелярским ножом.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	0c55dc.jpg* Просмотров:	1* Размер:	861.9 Кб* ID:	2824

    Примерил как это будет выглядеть, под клеммники пришлось сделать отверстия немного овальными, так как на клеммниках есть выступы, защищающие от прокручивания.
    Начинает что-то вырисовываться.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	743ea1.jpg* Просмотров:	1* Размер:	732.7 Кб* ID:	2825

    Разметил и просверлил отверстия под кнопки, светодиоды, установил плату управления.
    Спереди вроде красиво даже вышло
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	f7800e.jpg* Просмотров:	1* Размер:	755.7 Кб* ID:	2826

    А вот сзади лучше не смотреть. Прошу не пугаться.
    Кнопки на плате преобразователя установлены слишком близко друг к другу, потому вырезал небольшой кусочек текстолита, прорезал ножовкой медь, просверлил отверстия под кнопки.
    После всех манипуляций приклеил все термоклеем.
    Так же пришлось вынести светодиоды за пределы светофильтра и немного изменить их расположение. Я сделал так же, как сделано у меня на основном блоке, что бы не путаться.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	cd1ac6.jpg* Просмотров:	1* Размер:	794.0 Кб* ID:	2827

    Вот и все собрано в кучку.
    Сейчас, набирая текст, думаю, как то все быстро получается.
    Когда паял, сверлил, пилил, мне так не казалось.
    В процессе я допустил ошибку, ниже в комментариях подсказали. Между диодным мостом и конденсатором фильтра должен быть дроссель, это важная часть БП. Дроссель можно использовать от старого БП, тот, который большой с кучей обмоток. Я смотал все обмотки кроме 12 Вольт.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	e7acfe.jpg* Просмотров:	1* Размер:	935.8 Кб* ID:	2828

    Сзади установлен разъем питания и вентилятор. На всякий случай я закрыл вентилятор решеткой. Вентилятор размером 50х15мм, довольно мощный, но очень шумный, надо будет допилить к нему термоконтроль, пока он запитан постоянно от КРЕН8В (15 Вольт, боялся, что будет мало).
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	3941c3.jpg* Просмотров:	1* Размер:	1.06 Мб* ID:	2829

    Осталось свинтить корпус и можно сказать, что все готово. В комплекте к корпусу даже были ножки и шурупы (это через лет 7 и переезд с одной квартиры на другую).
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	dfefd2.jpg* Просмотров:	1* Размер:	872.5 Кб* ID:	2830

    Первое включение в уже полностью собранном состоянии, оно работает )).
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	922c5e.jpg* Просмотров:	1* Размер:	982.0 Кб* ID:	2831

    Ну и небольшая проверка, напряжение 12 Вольт
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	25ca50.jpg* Просмотров:	1* Размер:	880.8 Кб* ID:	2832

    Ток более 7 Ампер.
    Нажмите на изображение для увеличения.*  Название:	bb8a72.jpg* Просмотров:	1* Размер:	887.0 Кб* ID:	2833

    Остались косметические мелочи.
    Сделать регулировку оборотов вентилятор в зависимости от температуры.
    Оформить переднюю панель, а то хоть все и интуитивно понятно, но создает ощущение незавершенности.



    Описания на используемые компоненты, а так же инструкцию, я выложил в виде архива.

    В инструкции, найденной мною в интернете, описан вход в сервисный режим, где можно изменить некоторые параметры. Для входа в сервисный режим надо подать питания при нажатой кнопке ОК, на экране будут последовательно переключаться цифры 0-2, что бы переключить настройку, надо отпустить кнопку во время отображения соответствующей цифры.
    0 — Включение автоматической подачи напряжения на выход при подаче питания на плату.
    1 — Включение расширенного режима, отображающего не только ток и напряжение, а и емкость, отданную в нагрузку и выходную мощность.
    2 — Автоматический перебор отображения измерений на экране или ручной.

    Так же в инструкции есть и пример запоминания настроек, так как у платы можно настроить лимит по установке тока и напряжения и есть память установок, но в эти дебри я уже не лез.
    Так же я не трогал контактны для разъема UART, находящиеся на плате, так как даже если там что-то и есть, то программы для этой платы я все равно не нашел.

    Резюме.
    Плюсы.
    1. Довольно богатые возможности — установка и измерение тока и напряжения, измерение емкости и мощности, а так же наличие режима автоматической подачи напряжения на выход.
    2. Диапазон выходного напряжения и тока вполне достаточен для большинства любительских применений.
    3. Качество изготовления не то что бы хорошее, но без явных огрехов.
    4. Компоненты установлены с запасом, ШИМ на 12 Ампер при 8 заявленных, конденсаторы на 50 Вольт по входу и выходу, при заявленных 32 Вольта.

    Минусы
    1. Очень неудобно сделан экран, он может отображать только 1 параметр, например —
    0.000 — Ток
    00.00 — Напряжение
    Р00.0 — Мощность
    С00.0 — Емкость.
    В случае последних двух параметров точка плавающая.
    2. Исходя из первого пункта, довольно неудобное управление, валкодер бы очень не помешал.

    Мое мнение.
    Вполне достойная плата для построения простенького регулируемого блока питания, но блок питания лучше и проще использовать какой нибудь готовый.

    Перейти в магазин

    Обсудить можно также здесь: https://mysku.ru/blog/china-stores/28494.html
Обработка...
X