| Главная » Статьи » Электроника » Электроника |
Так как новый блок питания собран из готовых модулей китайского производства и сложность конструкции минимальная, то я дополню статью информацией о лабораторных блоках питания, выпускаемых серийно, и сделаю обзор разнообразных модулей для построения своего лабораторного блока питания. Итак, начнем. Серийно выпускаемые блоки питания можно разделить на классы. По мощности:
Существуют источники питания А КИП-1135(A) с выходным регулируемым напряжением от 0 до 600В и регулируемым током от 1 до 400А. Цену источника можете представить…… По наличию одного или нескольких выходных напряжений:
У многоканальных, как правило, можно соединять выходы последовательно для получения более высокого напряжения или получения двухполярного источника питания. По выходному напряжению:
По типу устройства:
Линейные обладают лучшим «качеством» выходного напряжения, малыми пульсациями, шумом и т.д., но, как правило, небольшой мощностью, большим нагревом и низким КПД. Импульсные более «шумные», но славятся малыми габаритами, большей мощностью и высоким КПД. В гибридных основная регулировка напряжения основана на импульсных технологиях (обычно ШИМ), потом напряжение подается на линейный стабилизатор. Объясню на примере, довольно грубом, но верном. Линейный стабилизатор получает питание с трансформатора 30В при токе 10А. На выходе установлено напряжение 10В при том же токе. На силовых транзисторах «сжигается» Pт = Iвых.макс(Uвх - Uвых) 10А х 20В = 200Вт мощности. Это очень много. В гибридном с импульсного стабилизатора приходит на несколько вольт больше, чем установлено регулировкой на выходе блока питания. С импульсной части в линейную приходит 12В, с линейной выходит 10В. Потери на линейной части 2В х 10А = 20Вт. В итоге имеем преимущества линейного по качеству и небольшие потери по количеству. Также бывают прецизионные блоки питания. У них большая точность установки выходных параметров и очень маленькие пульсации на выходе. И ооооочень высокая цена при невысокой мощности. В основном необходимый в радиолюбительской практике диапазон перекрывают блоки питания с напряжением на выходе до 30-50В с током до 5А. Большей популярностью пользуются двухканальные блоки питания низкого и среднего ценового диапазона. От совсем дешевых китайских ожидать достижения заявленных характеристик не приходится. Они часто выходят из строя из-за неправильного подбора компонентов. Детали подбираются без запаса по параметрам для удешевления конструкции. По типу индикаторов блоки питания можно разделить на цифровые и стрелочные аналоговые. Цифровые более точны в измерениях. Стрелочные индикаторы более наглядно отображают изменение параметров. Многие блоки питания средней мощности имеют режим стабилизации тока. Это очень полезная функция. Применение стабилизации тока:
Обзор стабилизаторов/преобразователей. Приведу обзор наиболее популярных преобразователей/стабилизаторов, которые можно будет использовать в самодельных лабораторных блоках питания. Рассматривать модули с выходным током менее 5А не буду. От простого к сложному. Многие модули названия не имеют и ищутся по набору слов. DC to DC 4V-38V to 1.25V-36V 5A Step Down Power Supply Buck Module
Заявленные характеристики:
Цена на Али - 100р 5A DC to DC CC CV Lithium Battery Step down Charging Board Led Power Converter
Практически такой же модуль как и предыдущий, но с регулировкой тока. Заявленные характеристики:
Цена на Али - 150р 9A 280W Step Down Buck Converter 7-40V To 1.2-35V Power module LED Driver
Заявленные характеристики:
Цена на Али - 320р DC CC 9A 300W Step Down Buck Converter 5-40V To 1.2-35V Power module
Заявленные характеристики:
Цена на Али – 330-350р DC 5V-32V to 1V-30V 10A LTC3780 Automatic Step Up Down Regulator
Как видно из названия это повышающий/понижающий преобразователь. Его использование удобно когда у вас имеется первичный источник напряжения например 12В. С него можно получить от 1 до 30В. Заявленные характеристики:
Цена на Али – 1000р 14A 5-32V 200KHz High-Power Automatic Step UP/Down Module LTC3780
Еще один UP/DOWN модуль. Заявленные характеристики:
Цена на Али – 1300р Черный рыцарь (перевод с китайского, названия платы на английском не нашел, на плате тоже особо ничего не написано)
Данный модуль разрабатывался китайским умельцем. Вот его форум После завершения разработки он заказал платы небольшим тиражом и продавал их. Эти модули я нашел только на таобао. Скорее всего там уже скопировали его разработку и продают. Для управления можно использовать переменные резисторы, управляющее напряжение 0..5В или подключить еще один модуль с экраном, валкодером и несколькими кнопками. Заявленные характеристики:
Цена на таобао около 1200р с панелью управления. ZXY6020S NC DC-DC Power Supply Module Programmable 60V 20A 1200W Constant Voltage Current
Серьёзный модуль с высокой ценой. Заявленные характеристики:
Цена на Али – 5500-5900р Есть другие модели ZXY6010S – на 10А (цена 4200р), ZXY6005S на 5А (цена 3000р). Функции у них идентичные. Модуль со схожими параметрами можно собрать самому. Параметры выхода можно в широких пределах изменить, выбрав другие номиналы транзисторов, дросселя и т.д. На форуме Microsmart уважаемый Livemaker и его последователи делятся информацией, схемами, алгоритмами работы собранных ими стабилизаторов. Форум мне очень понравился дружественной атмосферой: никто никого никуда не посылает, все доброжелательны, отвечают подробно даже на достаточно глупые вопросы новичков. Настоятельно рекомендую ознакомиться с изложенной там информацией, даже если вы не собираетесь делать стабилизатор сами. Там много пищи для ума, особенно для начинающих и малоопытных радиолюбителей. От себя желаю товарищу Livemaker реализации его идей и задумок. Я с удовольствием бы погрузился в расчеты и эксперименты со схемами, выложенными на вышеупомянутом форуме, но меня останавливает нехватка времени и недоступность электронных компонентов. В моем городе электронные компоненты не продаются вообще, скудный ассортимент представлен в городе покрупнее, в 300 км от меня. Посылки из Китая идут от 4 до 8 недель. Из России доходят за 3-4 недели, но цены не радуют. Поэтому для сокращения времени на изготовление блока питания я решил собрать его как конструктор из готовых модулей.
Я определился, что должно быть в моем блоке питания и какие параметры будут на выходе.
Первичным источником напряжения выступит импульсный блок питания S-360-36. Выходное напряжение 36В, ток 10А. Так как у S-360-36 всего один выход, то у всех трех каналов будет общий минус. Не совсем удобно. В планах собрать импульсный блок питания с тремя независимыми выходами. Тогда выходы с преобразователей можно будет подключать последовательно. Напряжение с первичного источника будет подаваться на регулируемые DC-DC преобразователи. Возможно, в будущем добавлю нерегулируемый выход +5В для питания микроконтроллеров, схем логики, Ардуино и прочего. Верхняя граница напряжения питания преобразователя первого канала 40В, второго – 36В и третьего – 32В. Пока не сделан блок питания с раздельными выходами, напряжение питания преобразователей снижено до 32В. Корпус сделан из 3мм алюкобонда. Размеры 230х190х120 (ВхШхГ).
На передней панели располагаются:
Картинка лицевой панели нарисована в программе CorelDraw и распечатана на самоклеющейся виниловой пленке с последующей холодной ламинацией. Отверстия для установки органов управления и индикации вырезаны на станке с ЧПУ. Самоклеющаяся пленка наклеена на переднюю панель, и установлено содержимое. Получается очень красивая передняя панель.
На правой боковой стенке вырезаны отверстия для вентилятора. На левой - вентиляционные отверстия. На задней стенке отверстия для вентиляции, крепления преобразователей и под разъем питания IEC 320 C14. В ходе испытаний выяснилось, что на лабораторный этот блок питания не тянет. Шумы на всех каналах с разной нагрузкой не превышают 45мВ. А вот при переходе из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения происходит просадка 1-2В в зависимомти от тока нагрузки. При увеличении тока нагрузки в начале происходит небольшая просадка. 0…1 – 0,5В. При увеличении тока до 8А еще около 0,3В. Порадовала нагрузочная способность: при заявленных 8А модуль выдавал 10А долговременно без перегрева. Стрелочные вольтметры оказались самыми точными. Потом по точности шли цифровые вольтметры. Прецизионный врал на 5мВ. Обычный на 0,05В. Цифровой амперметр вместо 5А показал 7А. Это просто 3.14здец. Возможности подстройки в нем не оказалось. Пришлось напаивать на шунт слой припоя, а потом его спиливать надфилем, подгоняя значения под эталон. Установка напряжения в канале Б многооборотным резистором позволяет добиться высокой точности установки выходного напряжения. При повышении нагрузки канала Б также происходит просадка на 0,2-0,3В. Это сводит на нет установку точности выходного напряжения до 1мВ. А вот при испытании схемы с АЦП с выхода блока питания через резистивный делитель напряжение было подано на вход АЦП. Так как АЦП практически не потребляет ток, то и напряжение на выходе не менялось, что в свою очередь позволило с очень высокой точностью выставить поправочные коэффициенты в программе настраиваемого устройства. Схему рисовать и публиковать смысла не вижу. Выход блока питания соединен со входами трех преобразователей. Подстроечные резисторы из модулей выпаяны. Вместо них запаяны провода от резисторов на передней панели. К выходам преобразователей подключены вольтметры, амперметры и выходные разъемы.
Данный блок питания покрывает 95% всех потребностей радиолюбителя. Пользуюсь им уже 5 месяцев и очень доволен. Заряжал им 105А аккумуляторы. Питал электродвигатели, твердотельный лазер, ардуины, драйверы шаговых двигателей и прочее. Низкая цена готового блока питания играет для меня ключевую роль. Обошелся он мне в 2500 рублей. Потраченных на него денег он однозначно стоит, даже при наличии недостатков. | |||
| Просмотров: 12345 | Комментарии: 4 | | | |||
| Всего комментариев: 4 | |
|
| |
| Электроника [3] |
| Arduino и т.п. [5] |