Твитнуть
Был у меня небольшой самодельный блок питания, который я использовал для проверки и питания всяких небольших поделок. Но собран он был очень давно, устарел и морально и физически.
Сначала хотел купить ему на замену готовый, но «это не наш метод», потому было решено собирать опять самому.
В процессе поисков подходящего DC-DC преобразователя, перелопатил на Али довольно большую кучу всяких устройств. Но либо напряжение не устраивало, либо ток, либо сам принцип регулировки.
Сначала хотел купить простенький, со светодиодными индикаторами, но не устроил по мощности, потом без индикаторов, с регулировкой подстроечными резисторами (даже купил к нему вольтметр и амперметр), но не устроил диапазон напряжений. Дошел до более продвинутого, уже с ЖК индикатором и цифровым управлением, даже пообщался с продавцом по поводу характеристик (к слову продавец все понятно объяснил и рассказал, даже неудобно перед ним, что не купил у него БП), Но все это было не то.
И вот увидел обозреваемый преобразователь. Устоять не смог и заказал, хотя он далеко вышел из моего бюджета. Вышел он мне 48.19 (помогла скидка продавца + купон на 5 баксов).
На майску было несколько обзоров лабораторных БП, но этот обзор для тех, кто любит делать что то своими руками.
Да и как то в комментариях к одному из своих обзоров я написал что планирую обзор лабораторного блока питания, ну что же, писал — выкладываю.
Первая часть, собственно сам преобразователь.
Отсылал мне продавец его долго, тянул до последнего, я уже и писал ему несколько раз, в ответ было — не волнуйтесь, все отправлю. Отправил. После этого он долго полз ко мне со скоростью улитки через дебри Почты Китая, потом Почты Украины. Но дополз. И даже целый и невредимый.
Думал уже не дождусь.
Пришел он в картонной коробочке, замотанный внутри в относительно небольшое количество пупырки, причем коробка была заклеена так, что можно было без проблем его вытянуть, заклеить коробку опять скотчем и отправить дальше. Если заказывать у этого продавца, то лучше попросить упаковать по качественнее.
Плата пришла с индикатором, причем индикатор установлен на плате через металлические стойки, такие же стойки установлены по углам платы.
Силовые элементы установлены на радиаторы. Есть замечание по поводу отсутствия фиксации силового дросселя, держится он только на своих выводах. Лучше закрепить его дополнительно.
Обратная сторона платы.
Собственно само устройство представляет из себя преобразователь с цифровым управлением.
Причем управляться она может как с клавиатуры, так и с компьютера, для этого на плате выведен разъем RS232 с уровнем 3.3 Вольта. Регулировать параметры можно и кнопками и валкодером.
Под индикатором установлен центральный микроконтроллер. STM8S105K4T6C
Шим стабилизаторы питания логики и процессора xl7005, силового ключа (собственно управляющий ШИМ) XL1509
Первое включение
Это самая младшая плата в линейке данных преобразователей.
Она обеспечивает —
Выходное напряжение 0-60 Вольт (регулируется до 62 Вольта)
Выходной ток 0-5 Ампер (регулируется до 5.1 Ампера).
Шаг регулировки напряжения — 0.01 Вольта
Шаг регулировки тока — 0.001 Ампера.
Входное напряжение до 62 Вольта (насчет этого я распишу ниже).
Расчет и вывод на индикатор выходной мощности.
Расчет и вывод на индикатор отданной в нагрузку энергии в Ампер часах (обнуляемую)
Таймер работы (обнуляемый)
Индикаторы CC и CV, а так же индикатор, который показывает что плата работает в режиме стабилизации, т.е. если попытаться получить на выходе больше чем обеспечивает входное напряжение, то индикатор нормальной работы погасает, показывая что плата не обеспечивает заданные характеристики.
Расшифровка наименования плат
ZXY6005 — 60 Вольт 5 Ампер
ZXY6010 — 60 Вольт 10 Ампер
ZXY6020 — 60 Вольт 20 Ампер
Индекс S — Управление с компа, Индекс D — есть валкодер, а не переменники, но нет управления с компа, без индекса — плата с подстроечниками для регулировки напряжения и тока.
После загрузки на индикатор выводится настроенные по умолчанию параметры
В меню можно калибровать показания напряжения и тока, скорость передачи данных, отключать пищалку на плате.
Список всех настроек платы.
(1) SET U-CAL Calibration voltage measurement value.
(2) SET I-CAL Calibration current measurement value.
(3) SET OVP(E1) Set regulating voltage upper limit
(4) SET OCP(E2) Set regulating current upper limit
(5) SET OPP(E3) Set overpower protection value
(6) SET OAH(E4) Set overcharge capacity protection value
(7) SET OFFTIME(E5) Set overtime protection value
(8) ---SAVE DATA！--- Save set parameter
(9) Start up：OFF Set whether output is on or off when starting up
(10) System Recover Recover system
(11) Sound Enable：ON Set sound
(12) Save Parameter： Save parameter
(13) Set Addr. Code Set the address code
(14) Set BaudRates Set the baud rate
(15) Charge Mode：OFF Set whether charge function is started or not
Есть небольшая недоработка, отключение звука работает только в пределах одного сеанса, т.е. настройка не сохраняется, что вкупе с очень громкой пищалкой весьма не комфортно. В итоге заклеил пищалку, стало гораздо лучше.
Дополнение, праметры надо запоминать с привязкой к какой то ячейке памяти, например, М0, а не в общую память, в которой хранятся калибровки, адрес и скорость.
ПО платы позволяет выставить максимум 62 Вольта и 5.1 Ампера.
В рабочем режиме с включенной подачей напряжения на выход экран выглядит так —
При подключении нагрузки на экране можно увидеть выходное напряжение (измеренное), выходной ток (измеренный), выходную мощность, количество отданных в нагрузку мА/ч или А/ч (если счетчик перевалит за 1000), а так же режим работы, ограничение напряжения или тока.
Кстати при подаче напряжения на выход (кнопка OUT), напряжение растет плавно, примерно за 1.2 сек в зависимости от установленного напряжения (чем выше напряжение, тем дольше нарастает). Очень полезная функция на мой взгляд.
Естественно попробовал сравнить что показывает измеритель на блоке питания и на подключенном приборе, измерения производились без нагрузки.
Измерение выходного напряжения
Показания без калибровки.
Вообще устройство очень легко калибруется.
Калибровка
Калибровка платы, например после замены ОУ или при неудовлетворительной точности.
Калибровка напряжения.
Шаг 1, калибровка точности установки выхода.
S0 — выставляем по мультиметру 28 Вольт — ок
S1 — выставляем по мультиметру 5 Вольт — ок
S0 — выставляем по мультиметру 28 Вольт — ок
S1 — выставляем по мультиметру 5 Вольт — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S1 при нажатии ок будет S2.
Шаг 2, калибровка точности измерения
S2 — выставлем на индикаторе 28 Вольт — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 5 Вольт — ок
S2 — выставлем на индикаторе 28 Вольт — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 5 Вольт — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S3 операция будет завершена и плата перейдет в режим стартового
экрана, сохраняем настройку
Калибровка тока
Подключаем нагрузку с током потребления заведомо больше чем 2.8 Ампера при 10 Вольт
напряжении.
Шаг 1, калибровка точности установки выхода.
S0 — выставляем по мультиметру 2.8 Ампера — ок
S1 — выставляем по мультиметру 200мА — ок
S0 — выставляем по мультиметру 2.8 Ампера — ок
S1 — выставляем по мультиметру 200мА — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S1 при нажатии ок будет S2.
Шаг 2, калибровка точности измерения
S2 — выставлем на индикаторе 2.8 Ампера — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 200мА — ок
S2 — выставлем на индикаторе 2.8 Ампера — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 200мА — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S3 операция будет завершена и плата перейдет в режим стартового
экрана, сохраняем настройку.
Перед сохранением можно проверить настройки в режиме обычной работы, главное не отключать питания платы, иначе надо будет все делать заново.
В любом случае всегда можно восстановить фабричные установки из меню.
Что бы не настраивать заново нормально настроенные параметры, то лучше записать
константы правильно настроенного параметра и после восстановления ввести их заново.
На этом этапе изучение платы я решил приостановить, и перейти все таки к практическим действиям. Ввиду большого кол-ва фотографий я эту часть обзора спрятал под спойлером.
Фото и описание процесса
Я в самом начале обзора написал, что плату взял для того, что бы заменить свой старый блок питания.
Сразу хочу пояснить. Все ниже написанное не есть рекомендация делать именно так, просто для себя я решил что свой лабораторный блок питания я вижу именно так, любой желающий естественно может сделать по своему.
Кстати гораздо упростит процесс покупка готового блока питания 60 Вольт 350-400 Ватт, но будьте готовы отдать за него минимум 35-40 долларов.
В приложенных файлах трассировка, фотографии из этого обзора, документация по плате, протокол обмена с компьютером, документация на ШИМ контроллеры, а так же программа управление и контроля блоком питания.
Документация https://yadi.sk/d/QGms7zPCToQcE11Мб
Программа https://yadi.sk/d/6R2wuFqFToQca 57Мб
По просьбам читателей данного обзора выкладываю схему блока питания 220В — 60 В.
Список используемых компонентов
R1 Терморезистор 5 Ом из компьютерного БП для ограничения тока зарядки входных
конденсаторов.
R2 360-560к 0.25 Ватта
R3, R4 220-360к 0.5 Ватта, из БП компьютера
R5 2шт по 33к соединенные последовательно, 1 Ватт каждый.
R6 22к, номинал критичен, используется для задания частоты работы инвертора
R7, R8 15-36 Ом,0.125-0.25 Ватта
R9 100 Ом 1 Ватт, снаббер
R10 18к, 0.25 Ватта
R11 5.1К 0.25 Ватта
R12 1Ом 0.25 Ватта, защита от перегрузки преобразователя питания вентилятора
R13 30к, используется в цепи ОС термодатчика, номинал критичен
R14 Терморезистор 6.8к N110K006.80j5, можно заменить на другой, но надо
пересчитывать номиналы R13 и R15
R15 3к, используется в цепи ОС термодатчика, номинал критичен
С1 0.1 мкФ 275В тип X2
С2, С3 470мкФ х 200В Выпаянные из компьютерного БП, лучше поставить 2х560 или 2х680
С4 1мкФ х 250 В
С5 1нФ, номинал критичен, конденсатор лучше с минимальным ТКЕ
С6 100мкФ х 25В
С7 0.1 мкФ 25-50В
С8 0.1 мкФ 25-50В
С9 47пФ 2кВ
С10 1нФ 2кВ
С11, С12 1000мкФ х 100В, 105 градусов
С13 680мкФ х 100В, 105 градусов
С14 1000мкФ х 35В, 105 градусов
С15 220мкФ х 35В, 105 градусов
С16, С17 0.1мкФ х 50В, SMD 1206, на плате место под несколько штук, чем больше, тем
лучше.
С18 560пФ, номинал критичен, задает частоту работы 34063.
С19 220мкФ х 16В
С20 10нФ х 25 Вольт, добавлен позже.
С21 2.2нФ х 2кВ, конденсатор Y2 типа, на плате не установлен, но разведен.
VDR1 — диодный мост, типа KBL410 или аналогичный.
VD1-VD3 стабилитрон 15 Вольт 1.3 Ватта.
VD4-VD6 диод 1N4148
VD7-VD8 3+3 диода UF5404, соединенные параллельно
VD9-VD10 UF5404
VD11 1N5819, диод Шоттки 1 Ампер.
VDR1 Варистор 10мм на 470 Вольт (можно на 430).
VT1, VT2 bc807, либо любой с похожими характеристиками. Используется для
усткоренного закрывания полевых транизисторов.
Т1, Т2 IRF740, Если есть возможность, то лучше поставить IRF740A, они имеют меньше
емкость затвора. Установлены на радиаторе через изолирующие прокладки.
Tr1, синфазный дроссель, использован входной дроссель из компьютерного блока питания.
L1-L3 Дроссели на ферритовом стержне, использованы дроссели канала 12 Вольт
компьютерного БП.
L4 — дроссель 100-330 мкГн на ток 300-500мА.
Микросхема задающего генератора и драйвера полевых транзисторов — IR2151 или IR2153,
если микросхема не имеет в конце наименования индекса D, то надо установить диод между
1 и 8 выводом, анодом к выводу 1, катодом к выводу 8, диод надо быстрый и
высоковольтный, BYV26C, 1N4937 и т.п.
Микросхема управления оборотами вентилятора — MC34063, KA34063 или их аналоги.
Входной предохранитель на ток 5 Ампер, так же использован из компьютерного БП.
В процессе сборки я допустил несколько оплошностей, как больших, так и маленьких, но будем последовательны.
Схема блока питания — классический вариант с задающим генератором и драйвером на IR2153, драйвер питается через резистор от 300 Вольт шины + самопитание от средней точки полумоста через конденсатор 47 пФ, частота 30КГц, силовые ключи IRF740, кроме того в управлении полевыми транзисторами установлены дополнительные транзисторы для ускорения закрывания силовых ключей, выходные диоды 6 штук UF5404 в канале 60 Вольт и 2 штуки в канале 25 Вольт, Схема управления вентилятором на ШИМ преобразователе 34063, Конденсаторы входного фильтра 2шт 470х200 Вольт соединенные последовательно (маловато, лучше поставить пару по 680), выходные 2шт 1000х100В + 1шт 680х100В, в канале 25 Вольт — 1000х35В + 220х35В.
Начал я с печатных плат для всего этого проекта.
Здесь платы силовой части и платы передней панели
Вытравил, порезал, пролудил дорожки.
Подобрал практически все комплектующие, к слову собираю так все сразу только для фото, обычно детали ищу в процессе монтажа.
Смонтировал плату, есть мелкие недочеты, но для разового устройства вполне допустимые.
Когда думал какой применить трансформатор, то были даже мысли поставить несколько штук готовых трансформаторов из компьютерных блоков питания, но передумал и решил тоже изготовить его сам, ничего в этом сложного нет, надо только сердечник (кстати если кто ищет такие вещи на Украине, могу подсказать где купить), проволока в лаковой изоляции и лакоткань (можно изолировать и другими вещами, но мне лакотканью удобнее).
Процесс изготовления трансформатора.
Кольцо 45х28х18, собранное из двух колец 45х28х8.
Первичная обмотка 54 витка в два провода 0.63мм
Вспомогательная обмотка 25 Вольт 1 Ампер 2 обмотки по 9 витков провода 0.63мм каждая
Еще раз изоляция и силовая обмотка 2 обмотки по 23 витка каждая в 3 провода 0.63мм.
Расчетное напряжение около 60-65 Вольт 5 Ампер.
Плата блока питания полностью собрана и проверена.
В процессе убил 2 транзистора, случайно впаял IRF740 в паре с IRF3205, второй транзистор не выдержал такого издевательства и умер унеся с собой свою пару. Больше никто не пострадал.
На обратной стороне затесался мелкий конденсатор, который изначально не планировался, выяснилось что микросхема стабилизатора 34063 плохо работает на нагрузку в виде вентилятора и пришлось его добавить параллельно верхнему резистору делителя ОС. После сборки и проверки плату покрыл двумя слоями лака Пластик 70, на всякий случай)
В процессе сборки выяснились некоторые косяки (и экономия) производителя.
На входе платы стоит конденсатор 1000х63В, оставлять его было бы опасно, пришлось заменить на 470х100В. Так же был заменен конденсатор 100х50В на входе стабилизатора питания логики самой платы. Как вы понимаете долго он там бы не выжил, это уже серьезный косяк производителя, заменил на 100х63.
Я поставил 100х63, а не 100х100, что было бы логичнее, потому, что решил немного доработать схему наших китайских товарищей. Плата преобразователя представляет собой 2 части, силовую, со 100 Вольтовым транзистором, и слаботочную, с ШИМ стабилизатором на входе, который имеет макс входное напряжение в 65 Вольт, а так как я на вход подаю примерно такое же напряжение (что бы иметь возможность использовать возможности платы по полной), то это чревато последствиями. Исходя из этого я решил улучшить схему.
Стабилизатор слаботочных цепей был включен через супрессор 1.5КЕ13, что бы снизить подаваемое на мелкий ШИм напряжение до 50-55 Вольт, но в процессе изучения так же выяснилось, что плата контролирует пороговое напряжение около 12 Вольт (защита от работы при низком напряжении) и измеряет входное напряжение. Что бы не нарушать работу, надо контроль 12 Вольт переключить на измерение после супрессора, а измерение входного напряжения оставить на прежнем месте.
Купил клеммы, клемм много потому, что я решил добавить в блок питания несколько фиксированных напряжений, пока это 5, 9, 12 Вольт.
Для установки дополнительных клемм используется отдельная плата (есть в общем чертеже), плата одевается на винты клемм и прижимается гайками, единственная плата рассчитанная на установку дорожками к передней панели, на ней установлены самовосстанавливающиеся предохранители на ток 0.9 Ампера, так же параллельно каждому предохранителю установлена цепочка из резистора и светодиода для индикации срабатывания предохранителя. Для получения фиксированных напряжений используются платы DC-DC преобразователей (есть в одном из моих обзоров), питающиеся от 25 Вольт канала основного блока питания.
Еще одна плата передней панели (с двумя отверстиями) одевается на основные выходные клеммы, на ней устанавливается конденсатор 100мкФ х 100 Вольт и пленочный на напряжение не менее 100 Вольт, емкость чем больше, тем лучше.
Начертил простенькую переднюю панель, получилась она с очень плотной компоновкой, но при использовании оказалась довольно удобной. Заодно переделал расположение первых двух кнопок, привык что увеличение это правая кнопка, а уменьшение — левая, на плате наоборот.
Кстати если применить валкодер с кнопкой, то на плате разведены ее контакты, и есть возможность использовать ее либо с кнопкой ОК, либо SEL. Под валкодером стоит светодиод подсветки, питается через резистор 180 Ом от 5 Вольт (присутствуют на крайних выводах разъема индикации), это единственные добавленные радиокомпоненты.
Обзор валкодера и подсветки здесь — mysku.ru/blog/aliexpress/25462.html
Все шлейфы рас читаны на прямое подключение, т.е. порядок следования контактов на разъеме платы и местоположение первого контакта соответствуют аналогичному на плате преобразователя.
Блок питания решил упаковать в маленький корпус, в принципе именно из-за этого я и заморочился с самодельным блоком питания (имеется ввиду силовая питающая часть) для этого преобразователя. Гораздо проще было бы купить готовый 60 Вольт блок питания, а не делать самому.
Платы внутри установлены со смещением, что бы не касались друг друга и влезли по высоте.
Плата преобразователя установлена на нижней части корпуса, так как на ней я устанавливал переднюю и заднюю панели, соответственно от них идут все основные провода, плата блока питания установлена на верхней части. Вентиляционные отверстия находятся спереди, при этом вентилятор продувает воздух через этот «бутерброд».
Вентилятор сзади закрыт решеткой.
Компоновка внутри очень плотная. Лабораторник полностью собран и проверен.
Ну и фото собственно того, что получилось.
Да, у вас не обман зрения. На последних фото индикатор зеленого цвета.
Попользовавшись индикатором, который шел в комплекте, я понял что мне он не очень удобен.
На фото он выглядел хуже чем в реальности, но когда я дома наткнулся на лежащий в ящике зеленый индикатор, то после пробы решил оставить его. Подошел он почти без проблем, пришлось поставить диод последовательно с питанием 5 Вольт индикатора, так как был переконтраст, и поставить резистор 10 Ом на питание подсветки (у штатного он уже был на плате индикатора).
Следует сказать, что не все платы комплектуются синим индикатором, товарищ купил себе платы 6010, там были зеленые индикаторы. Вообще в планах заменить его на индикатор, сделанный по технологии либо VATN либо OLED, первый немного дешевле. Но хотелось бы найти их на Али, может кто встречал.
Кроме того я решил заморочиться с индикатором питания устройства, на последних фото видно, что он встроен в ручку валкодера, места на передней панели было немного, а когда делал переднюю панель, то увидел что у валкодера вал полый внутри, поставил под валкодером яркий светодиод 3мм зеленого цвета, но это на любителя.
Кстати насчет светодиодов, китайские товарищи применили очень мудреную схему управления светодиодами CC и CV, в итоге они питаются током всего в 1-1.5мА, и поднять его нет возможности, так что если будете выносить дополнительные светодиоды на переднюю панель, то лучше взять яркие, тогда они будут светить нормально, иначе обычные будет еле видно.
Что я получил в итоге, кучу приятных (почти) впечатлений от сборки, а так же неплохой лабораторный блок питания, который обеспечивает-
Выходное основное напряжение до 62 Вольта с током до 5.1 Ампера, т.е. более 300 Ватт мощности.
Удобное управление параметрами.
10 ячеек памяти для предустановок.
Возможность управления с компьютера (хоть UART, хоть преобразователь на USB, а если уж очень хочется то можно прицепить даже 485 интерфейс и управлять хоть с дистанции в километр, ну а отдельные экстремалы могут поставить модуль UART-Ethernet и управлять откуда угодно.
У меня использовано просто подключение через конвертер USB-RS232 ttl + гальваническая развязка. mysku.ru/blog/aliexpress/25551.html
Рабочее окно программы (программа проверена и гарантированно работает)
Разьемы для подключения передней панели.
Пояснение — На разъеме светодиодов + это +5 Вольт, — это общий платы, можно использовать для индикации наличия питания.
На разъеме кнопок — второй контакт это общий платы (вот так хитро разведены кнопки), но общим для кнопок является первый контакт разъема. Я для себя поменял местами две первые кнопки для удобства.
В разъеме валкодера мог перепутать лево и право, рисовал по памяти.
3 канала с фиксированными напряжениями 5-9-12 Вольт с токами до 1 Ампера на канал.
Плавное управление оборотами вентилятора в зависимости от температуры.
Весьма небольшие габариты для такого устройства.
Итак резюме.
Плата очень понравилась даже несмотря на недоработки. Прочитавшим этот обзор, думаю, будет проще.
Сейчас бы наверное уже взял плату на 10 Ампер, 20 на мой взгляд для домашнего применения уже перебор. Общался с товарищем, который тоже купил похожие платы, собственно огромное спасибо ему за найденную программу управления, он сказал что планирует написать свою программу с блекджеком и девчонками, с отображением графика процесса работы и ведением логов.
Плюсы.
Полнофункциональный программируемый DC-DC преобразователь
Возможность управления с компьютера.
Довольно неплохие характеристики.
Возможность получить хороший лабораторник с минимальным вложением средств.
Фактически законченное устройство, на плате есть индикатор, кнопки и валкодер. Даже ручка на валкодер входит в комплект (а есть комплектации и с модулем UART-USB и кабелями подключения передней панели).
Минусы.
Входной конденсатор стоит совсем без запаса, так же как и конденсатор перед ШИМом вторичного питания (но это вполне может быть недостаток у платы конкретного продавца).
У конкретно этого продавца очень долгая доставка.
Родной индикатор мне не очень понравился, но как я понял бывает что комплектуют другими.
Выход на внешние светодиоды очень слабенький, решается установкой ярких светодиодов.
ШИМ питания схемы управления стоит с маленьким запасом, при максимальном входном напряжении лучше принять меры безопасности.
Силовой дроссель был не закреплен, пришлось сделать это самому.
Мое мнение, посоветовал бы я эту плату кому нибудь? Без вариантов — Да. Купил бы я опять такую плату?, Аналогично — Да.
Обзор получился очень большой и сложный, наверняка есть косяки и недоработки, если есть вопросы изи замечания, пишите, что смогу, добавлю или откорректирую.
Заранее всем спасибо.
Дополнение.
Со мной связался человек из Португалии (по идее), который даже специально зарегистрировался на Муське для этого. Он нашел схему данного блока питания и попросил добавить ее в обзор.
Добавляю, diogoc огромное Вам спасибо.
Перейти в магазин
Сначала хотел купить ему на замену готовый, но «это не наш метод», потому было решено собирать опять самому.
В процессе поисков подходящего DC-DC преобразователя, перелопатил на Али довольно большую кучу всяких устройств. Но либо напряжение не устраивало, либо ток, либо сам принцип регулировки.
Сначала хотел купить простенький, со светодиодными индикаторами, но не устроил по мощности, потом без индикаторов, с регулировкой подстроечными резисторами (даже купил к нему вольтметр и амперметр), но не устроил диапазон напряжений. Дошел до более продвинутого, уже с ЖК индикатором и цифровым управлением, даже пообщался с продавцом по поводу характеристик (к слову продавец все понятно объяснил и рассказал, даже неудобно перед ним, что не купил у него БП), Но все это было не то.
И вот увидел обозреваемый преобразователь. Устоять не смог и заказал, хотя он далеко вышел из моего бюджета. Вышел он мне 48.19 (помогла скидка продавца + купон на 5 баксов).
На майску было несколько обзоров лабораторных БП, но этот обзор для тех, кто любит делать что то своими руками.
Да и как то в комментариях к одному из своих обзоров я написал что планирую обзор лабораторного блока питания, ну что же, писал — выкладываю.
Первая часть, собственно сам преобразователь.
Отсылал мне продавец его долго, тянул до последнего, я уже и писал ему несколько раз, в ответ было — не волнуйтесь, все отправлю. Отправил. После этого он долго полз ко мне со скоростью улитки через дебри Почты Китая, потом Почты Украины. Но дополз. И даже целый и невредимый.
Думал уже не дождусь.
Пришел он в картонной коробочке, замотанный внутри в относительно небольшое количество пупырки, причем коробка была заклеена так, что можно было без проблем его вытянуть, заклеить коробку опять скотчем и отправить дальше. Если заказывать у этого продавца, то лучше попросить упаковать по качественнее.
Плата пришла с индикатором, причем индикатор установлен на плате через металлические стойки, такие же стойки установлены по углам платы.
Силовые элементы установлены на радиаторы. Есть замечание по поводу отсутствия фиксации силового дросселя, держится он только на своих выводах. Лучше закрепить его дополнительно.
Обратная сторона платы.
Собственно само устройство представляет из себя преобразователь с цифровым управлением.
Причем управляться она может как с клавиатуры, так и с компьютера, для этого на плате выведен разъем RS232 с уровнем 3.3 Вольта. Регулировать параметры можно и кнопками и валкодером.
Под индикатором установлен центральный микроконтроллер. STM8S105K4T6C
Шим стабилизаторы питания логики и процессора xl7005, силового ключа (собственно управляющий ШИМ) XL1509
Первое включение
Это самая младшая плата в линейке данных преобразователей.
Она обеспечивает —
Выходное напряжение 0-60 Вольт (регулируется до 62 Вольта)
Выходной ток 0-5 Ампер (регулируется до 5.1 Ампера).
Шаг регулировки напряжения — 0.01 Вольта
Шаг регулировки тока — 0.001 Ампера.
Входное напряжение до 62 Вольта (насчет этого я распишу ниже).
Расчет и вывод на индикатор выходной мощности.
Расчет и вывод на индикатор отданной в нагрузку энергии в Ампер часах (обнуляемую)
Таймер работы (обнуляемый)
Индикаторы CC и CV, а так же индикатор, который показывает что плата работает в режиме стабилизации, т.е. если попытаться получить на выходе больше чем обеспечивает входное напряжение, то индикатор нормальной работы погасает, показывая что плата не обеспечивает заданные характеристики.
Расшифровка наименования плат
ZXY6005 — 60 Вольт 5 Ампер
ZXY6010 — 60 Вольт 10 Ампер
ZXY6020 — 60 Вольт 20 Ампер
Индекс S — Управление с компа, Индекс D — есть валкодер, а не переменники, но нет управления с компа, без индекса — плата с подстроечниками для регулировки напряжения и тока.
После загрузки на индикатор выводится настроенные по умолчанию параметры
В меню можно калибровать показания напряжения и тока, скорость передачи данных, отключать пищалку на плате.
Список всех настроек платы.
(1) SET U-CAL Calibration voltage measurement value.
(2) SET I-CAL Calibration current measurement value.
(3) SET OVP(E1) Set regulating voltage upper limit
(4) SET OCP(E2) Set regulating current upper limit
(5) SET OPP(E3) Set overpower protection value
(6) SET OAH(E4) Set overcharge capacity protection value
(7) SET OFFTIME(E5) Set overtime protection value
(8) ---SAVE DATA！--- Save set parameter
(9) Start up：OFF Set whether output is on or off when starting up
(10) System Recover Recover system
(11) Sound Enable：ON Set sound
(12) Save Parameter： Save parameter
(13) Set Addr. Code Set the address code
(14) Set BaudRates Set the baud rate
(15) Charge Mode：OFF Set whether charge function is started or not
Есть небольшая недоработка, отключение звука работает только в пределах одного сеанса, т.е. настройка не сохраняется, что вкупе с очень громкой пищалкой весьма не комфортно. В итоге заклеил пищалку, стало гораздо лучше.
Дополнение, праметры надо запоминать с привязкой к какой то ячейке памяти, например, М0, а не в общую память, в которой хранятся калибровки, адрес и скорость.
ПО платы позволяет выставить максимум 62 Вольта и 5.1 Ампера.
В рабочем режиме с включенной подачей напряжения на выход экран выглядит так —
При подключении нагрузки на экране можно увидеть выходное напряжение (измеренное), выходной ток (измеренный), выходную мощность, количество отданных в нагрузку мА/ч или А/ч (если счетчик перевалит за 1000), а так же режим работы, ограничение напряжения или тока.
Кстати при подаче напряжения на выход (кнопка OUT), напряжение растет плавно, примерно за 1.2 сек в зависимости от установленного напряжения (чем выше напряжение, тем дольше нарастает). Очень полезная функция на мой взгляд.
Естественно попробовал сравнить что показывает измеритель на блоке питания и на подключенном приборе, измерения производились без нагрузки.
Измерение выходного напряжения
Показания без калибровки.
Вообще устройство очень легко калибруется.
Калибровка
Калибровка платы, например после замены ОУ или при неудовлетворительной точности.
Калибровка напряжения.
Шаг 1, калибровка точности установки выхода.
S0 — выставляем по мультиметру 28 Вольт — ок
S1 — выставляем по мультиметру 5 Вольт — ок
S0 — выставляем по мультиметру 28 Вольт — ок
S1 — выставляем по мультиметру 5 Вольт — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S1 при нажатии ок будет S2.
Шаг 2, калибровка точности измерения
S2 — выставлем на индикаторе 28 Вольт — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 5 Вольт — ок
S2 — выставлем на индикаторе 28 Вольт — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 5 Вольт — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S3 операция будет завершена и плата перейдет в режим стартового
экрана, сохраняем настройку
Калибровка тока
Подключаем нагрузку с током потребления заведомо больше чем 2.8 Ампера при 10 Вольт
напряжении.
Шаг 1, калибровка точности установки выхода.
S0 — выставляем по мультиметру 2.8 Ампера — ок
S1 — выставляем по мультиметру 200мА — ок
S0 — выставляем по мультиметру 2.8 Ампера — ок
S1 — выставляем по мультиметру 200мА — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S1 при нажатии ок будет S2.
Шаг 2, калибровка точности измерения
S2 — выставлем на индикаторе 2.8 Ампера — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 200мА — ок
S2 — выставлем на индикаторе 2.8 Ампера — ок
S3 — Выставляем на индикаторе 200мА — ок
Цикл пока показания не надо будет менять, как только вращение ручки валкодера не
требуется, то после S3 операция будет завершена и плата перейдет в режим стартового
экрана, сохраняем настройку.
Перед сохранением можно проверить настройки в режиме обычной работы, главное не отключать питания платы, иначе надо будет все делать заново.
В любом случае всегда можно восстановить фабричные установки из меню.
Что бы не настраивать заново нормально настроенные параметры, то лучше записать
константы правильно настроенного параметра и после восстановления ввести их заново.
На этом этапе изучение платы я решил приостановить, и перейти все таки к практическим действиям. Ввиду большого кол-ва фотографий я эту часть обзора спрятал под спойлером.
Фото и описание процесса
Я в самом начале обзора написал, что плату взял для того, что бы заменить свой старый блок питания.
Сразу хочу пояснить. Все ниже написанное не есть рекомендация делать именно так, просто для себя я решил что свой лабораторный блок питания я вижу именно так, любой желающий естественно может сделать по своему.
Кстати гораздо упростит процесс покупка готового блока питания 60 Вольт 350-400 Ватт, но будьте готовы отдать за него минимум 35-40 долларов.
В приложенных файлах трассировка, фотографии из этого обзора, документация по плате, протокол обмена с компьютером, документация на ШИМ контроллеры, а так же программа управление и контроля блоком питания.
Документация https://yadi.sk/d/QGms7zPCToQcE11Мб
Программа https://yadi.sk/d/6R2wuFqFToQca 57Мб
По просьбам читателей данного обзора выкладываю схему блока питания 220В — 60 В.
Список используемых компонентов
R1 Терморезистор 5 Ом из компьютерного БП для ограничения тока зарядки входных
конденсаторов.
R2 360-560к 0.25 Ватта
R3, R4 220-360к 0.5 Ватта, из БП компьютера
R5 2шт по 33к соединенные последовательно, 1 Ватт каждый.
R6 22к, номинал критичен, используется для задания частоты работы инвертора
R7, R8 15-36 Ом,0.125-0.25 Ватта
R9 100 Ом 1 Ватт, снаббер
R10 18к, 0.25 Ватта
R11 5.1К 0.25 Ватта
R12 1Ом 0.25 Ватта, защита от перегрузки преобразователя питания вентилятора
R13 30к, используется в цепи ОС термодатчика, номинал критичен
R14 Терморезистор 6.8к N110K006.80j5, можно заменить на другой, но надо
пересчитывать номиналы R13 и R15
R15 3к, используется в цепи ОС термодатчика, номинал критичен
С1 0.1 мкФ 275В тип X2
С2, С3 470мкФ х 200В Выпаянные из компьютерного БП, лучше поставить 2х560 или 2х680
С4 1мкФ х 250 В
С5 1нФ, номинал критичен, конденсатор лучше с минимальным ТКЕ
С6 100мкФ х 25В
С7 0.1 мкФ 25-50В
С8 0.1 мкФ 25-50В
С9 47пФ 2кВ
С10 1нФ 2кВ
С11, С12 1000мкФ х 100В, 105 градусов
С13 680мкФ х 100В, 105 градусов
С14 1000мкФ х 35В, 105 градусов
С15 220мкФ х 35В, 105 градусов
С16, С17 0.1мкФ х 50В, SMD 1206, на плате место под несколько штук, чем больше, тем
лучше.
С18 560пФ, номинал критичен, задает частоту работы 34063.
С19 220мкФ х 16В
С20 10нФ х 25 Вольт, добавлен позже.
С21 2.2нФ х 2кВ, конденсатор Y2 типа, на плате не установлен, но разведен.
VDR1 — диодный мост, типа KBL410 или аналогичный.
VD1-VD3 стабилитрон 15 Вольт 1.3 Ватта.
VD4-VD6 диод 1N4148
VD7-VD8 3+3 диода UF5404, соединенные параллельно
VD9-VD10 UF5404
VD11 1N5819, диод Шоттки 1 Ампер.
VDR1 Варистор 10мм на 470 Вольт (можно на 430).
VT1, VT2 bc807, либо любой с похожими характеристиками. Используется для
усткоренного закрывания полевых транизисторов.
Т1, Т2 IRF740, Если есть возможность, то лучше поставить IRF740A, они имеют меньше
емкость затвора. Установлены на радиаторе через изолирующие прокладки.
Tr1, синфазный дроссель, использован входной дроссель из компьютерного блока питания.
L1-L3 Дроссели на ферритовом стержне, использованы дроссели канала 12 Вольт
компьютерного БП.
L4 — дроссель 100-330 мкГн на ток 300-500мА.
Микросхема задающего генератора и драйвера полевых транзисторов — IR2151 или IR2153,
если микросхема не имеет в конце наименования индекса D, то надо установить диод между
1 и 8 выводом, анодом к выводу 1, катодом к выводу 8, диод надо быстрый и
высоковольтный, BYV26C, 1N4937 и т.п.
Микросхема управления оборотами вентилятора — MC34063, KA34063 или их аналоги.
Входной предохранитель на ток 5 Ампер, так же использован из компьютерного БП.
В процессе сборки я допустил несколько оплошностей, как больших, так и маленьких, но будем последовательны.
Схема блока питания — классический вариант с задающим генератором и драйвером на IR2153, драйвер питается через резистор от 300 Вольт шины + самопитание от средней точки полумоста через конденсатор 47 пФ, частота 30КГц, силовые ключи IRF740, кроме того в управлении полевыми транзисторами установлены дополнительные транзисторы для ускорения закрывания силовых ключей, выходные диоды 6 штук UF5404 в канале 60 Вольт и 2 штуки в канале 25 Вольт, Схема управления вентилятором на ШИМ преобразователе 34063, Конденсаторы входного фильтра 2шт 470х200 Вольт соединенные последовательно (маловато, лучше поставить пару по 680), выходные 2шт 1000х100В + 1шт 680х100В, в канале 25 Вольт — 1000х35В + 220х35В.
Начал я с печатных плат для всего этого проекта.
Здесь платы силовой части и платы передней панели
Вытравил, порезал, пролудил дорожки.
Подобрал практически все комплектующие, к слову собираю так все сразу только для фото, обычно детали ищу в процессе монтажа.
Смонтировал плату, есть мелкие недочеты, но для разового устройства вполне допустимые.
Когда думал какой применить трансформатор, то были даже мысли поставить несколько штук готовых трансформаторов из компьютерных блоков питания, но передумал и решил тоже изготовить его сам, ничего в этом сложного нет, надо только сердечник (кстати если кто ищет такие вещи на Украине, могу подсказать где купить), проволока в лаковой изоляции и лакоткань (можно изолировать и другими вещами, но мне лакотканью удобнее).
Процесс изготовления трансформатора.
Кольцо 45х28х18, собранное из двух колец 45х28х8.
Первичная обмотка 54 витка в два провода 0.63мм
Вспомогательная обмотка 25 Вольт 1 Ампер 2 обмотки по 9 витков провода 0.63мм каждая
Еще раз изоляция и силовая обмотка 2 обмотки по 23 витка каждая в 3 провода 0.63мм.
Расчетное напряжение около 60-65 Вольт 5 Ампер.
Плата блока питания полностью собрана и проверена.
В процессе убил 2 транзистора, случайно впаял IRF740 в паре с IRF3205, второй транзистор не выдержал такого издевательства и умер унеся с собой свою пару. Больше никто не пострадал.
На обратной стороне затесался мелкий конденсатор, который изначально не планировался, выяснилось что микросхема стабилизатора 34063 плохо работает на нагрузку в виде вентилятора и пришлось его добавить параллельно верхнему резистору делителя ОС. После сборки и проверки плату покрыл двумя слоями лака Пластик 70, на всякий случай)
В процессе сборки выяснились некоторые косяки (и экономия) производителя.
На входе платы стоит конденсатор 1000х63В, оставлять его было бы опасно, пришлось заменить на 470х100В. Так же был заменен конденсатор 100х50В на входе стабилизатора питания логики самой платы. Как вы понимаете долго он там бы не выжил, это уже серьезный косяк производителя, заменил на 100х63.
Я поставил 100х63, а не 100х100, что было бы логичнее, потому, что решил немного доработать схему наших китайских товарищей. Плата преобразователя представляет собой 2 части, силовую, со 100 Вольтовым транзистором, и слаботочную, с ШИМ стабилизатором на входе, который имеет макс входное напряжение в 65 Вольт, а так как я на вход подаю примерно такое же напряжение (что бы иметь возможность использовать возможности платы по полной), то это чревато последствиями. Исходя из этого я решил улучшить схему.
Стабилизатор слаботочных цепей был включен через супрессор 1.5КЕ13, что бы снизить подаваемое на мелкий ШИм напряжение до 50-55 Вольт, но в процессе изучения так же выяснилось, что плата контролирует пороговое напряжение около 12 Вольт (защита от работы при низком напряжении) и измеряет входное напряжение. Что бы не нарушать работу, надо контроль 12 Вольт переключить на измерение после супрессора, а измерение входного напряжения оставить на прежнем месте.
Купил клеммы, клемм много потому, что я решил добавить в блок питания несколько фиксированных напряжений, пока это 5, 9, 12 Вольт.
Для установки дополнительных клемм используется отдельная плата (есть в общем чертеже), плата одевается на винты клемм и прижимается гайками, единственная плата рассчитанная на установку дорожками к передней панели, на ней установлены самовосстанавливающиеся предохранители на ток 0.9 Ампера, так же параллельно каждому предохранителю установлена цепочка из резистора и светодиода для индикации срабатывания предохранителя. Для получения фиксированных напряжений используются платы DC-DC преобразователей (есть в одном из моих обзоров), питающиеся от 25 Вольт канала основного блока питания.
Еще одна плата передней панели (с двумя отверстиями) одевается на основные выходные клеммы, на ней устанавливается конденсатор 100мкФ х 100 Вольт и пленочный на напряжение не менее 100 Вольт, емкость чем больше, тем лучше.
Начертил простенькую переднюю панель, получилась она с очень плотной компоновкой, но при использовании оказалась довольно удобной. Заодно переделал расположение первых двух кнопок, привык что увеличение это правая кнопка, а уменьшение — левая, на плате наоборот.
Кстати если применить валкодер с кнопкой, то на плате разведены ее контакты, и есть возможность использовать ее либо с кнопкой ОК, либо SEL. Под валкодером стоит светодиод подсветки, питается через резистор 180 Ом от 5 Вольт (присутствуют на крайних выводах разъема индикации), это единственные добавленные радиокомпоненты.
Обзор валкодера и подсветки здесь — mysku.ru/blog/aliexpress/25462.html
Все шлейфы рас читаны на прямое подключение, т.е. порядок следования контактов на разъеме платы и местоположение первого контакта соответствуют аналогичному на плате преобразователя.
Блок питания решил упаковать в маленький корпус, в принципе именно из-за этого я и заморочился с самодельным блоком питания (имеется ввиду силовая питающая часть) для этого преобразователя. Гораздо проще было бы купить готовый 60 Вольт блок питания, а не делать самому.
Платы внутри установлены со смещением, что бы не касались друг друга и влезли по высоте.
Плата преобразователя установлена на нижней части корпуса, так как на ней я устанавливал переднюю и заднюю панели, соответственно от них идут все основные провода, плата блока питания установлена на верхней части. Вентиляционные отверстия находятся спереди, при этом вентилятор продувает воздух через этот «бутерброд».
Вентилятор сзади закрыт решеткой.
Компоновка внутри очень плотная. Лабораторник полностью собран и проверен.
Ну и фото собственно того, что получилось.
Да, у вас не обман зрения. На последних фото индикатор зеленого цвета.
Попользовавшись индикатором, который шел в комплекте, я понял что мне он не очень удобен.
На фото он выглядел хуже чем в реальности, но когда я дома наткнулся на лежащий в ящике зеленый индикатор, то после пробы решил оставить его. Подошел он почти без проблем, пришлось поставить диод последовательно с питанием 5 Вольт индикатора, так как был переконтраст, и поставить резистор 10 Ом на питание подсветки (у штатного он уже был на плате индикатора).
Следует сказать, что не все платы комплектуются синим индикатором, товарищ купил себе платы 6010, там были зеленые индикаторы. Вообще в планах заменить его на индикатор, сделанный по технологии либо VATN либо OLED, первый немного дешевле. Но хотелось бы найти их на Али, может кто встречал.
Кроме того я решил заморочиться с индикатором питания устройства, на последних фото видно, что он встроен в ручку валкодера, места на передней панели было немного, а когда делал переднюю панель, то увидел что у валкодера вал полый внутри, поставил под валкодером яркий светодиод 3мм зеленого цвета, но это на любителя.
Кстати насчет светодиодов, китайские товарищи применили очень мудреную схему управления светодиодами CC и CV, в итоге они питаются током всего в 1-1.5мА, и поднять его нет возможности, так что если будете выносить дополнительные светодиоды на переднюю панель, то лучше взять яркие, тогда они будут светить нормально, иначе обычные будет еле видно.
Что я получил в итоге, кучу приятных (почти) впечатлений от сборки, а так же неплохой лабораторный блок питания, который обеспечивает-
Выходное основное напряжение до 62 Вольта с током до 5.1 Ампера, т.е. более 300 Ватт мощности.
Удобное управление параметрами.
10 ячеек памяти для предустановок.
Возможность управления с компьютера (хоть UART, хоть преобразователь на USB, а если уж очень хочется то можно прицепить даже 485 интерфейс и управлять хоть с дистанции в километр, ну а отдельные экстремалы могут поставить модуль UART-Ethernet и управлять откуда угодно.
У меня использовано просто подключение через конвертер USB-RS232 ttl + гальваническая развязка. mysku.ru/blog/aliexpress/25551.html
Рабочее окно программы (программа проверена и гарантированно работает)
Разьемы для подключения передней панели.
Пояснение — На разъеме светодиодов + это +5 Вольт, — это общий платы, можно использовать для индикации наличия питания.
На разъеме кнопок — второй контакт это общий платы (вот так хитро разведены кнопки), но общим для кнопок является первый контакт разъема. Я для себя поменял местами две первые кнопки для удобства.
В разъеме валкодера мог перепутать лево и право, рисовал по памяти.
3 канала с фиксированными напряжениями 5-9-12 Вольт с токами до 1 Ампера на канал.
Плавное управление оборотами вентилятора в зависимости от температуры.
Весьма небольшие габариты для такого устройства.
Итак резюме.
Плата очень понравилась даже несмотря на недоработки. Прочитавшим этот обзор, думаю, будет проще.
Сейчас бы наверное уже взял плату на 10 Ампер, 20 на мой взгляд для домашнего применения уже перебор. Общался с товарищем, который тоже купил похожие платы, собственно огромное спасибо ему за найденную программу управления, он сказал что планирует написать свою программу с блекджеком и девчонками, с отображением графика процесса работы и ведением логов.
Плюсы.
Полнофункциональный программируемый DC-DC преобразователь
Возможность управления с компьютера.
Довольно неплохие характеристики.
Возможность получить хороший лабораторник с минимальным вложением средств.
Фактически законченное устройство, на плате есть индикатор, кнопки и валкодер. Даже ручка на валкодер входит в комплект (а есть комплектации и с модулем UART-USB и кабелями подключения передней панели).
Минусы.
Входной конденсатор стоит совсем без запаса, так же как и конденсатор перед ШИМом вторичного питания (но это вполне может быть недостаток у платы конкретного продавца).
У конкретно этого продавца очень долгая доставка.
Родной индикатор мне не очень понравился, но как я понял бывает что комплектуют другими.
Выход на внешние светодиоды очень слабенький, решается установкой ярких светодиодов.
ШИМ питания схемы управления стоит с маленьким запасом, при максимальном входном напряжении лучше принять меры безопасности.
Силовой дроссель был не закреплен, пришлось сделать это самому.
Мое мнение, посоветовал бы я эту плату кому нибудь? Без вариантов — Да. Купил бы я опять такую плату?, Аналогично — Да.
Обзор получился очень большой и сложный, наверняка есть косяки и недоработки, если есть вопросы изи замечания, пишите, что смогу, добавлю или откорректирую.
Заранее всем спасибо.
Дополнение.
Со мной связался человек из Португалии (по идее), который даже специально зарегистрировался на Муське для этого. Он нашел схему данного блока питания и попросил добавить ее в обзор.
Добавляю, diogoc огромное Вам спасибо.
Перейти в магазин