Laboratorní zdroj 0-30V / 2mA-4A

Po dlouhé době jsem se rozhodl postavit nový regulovatelný zdroj. Původní, který jsem stavěl podle amatérského rádia v roce 1996 je pořád funkční, ale chtělo to už něco nového a hlavně s lepšími parametry.
Pro stavbu jsem si vybral zdroj publikovaný na serveru http://www.electronics-lab.com/, dále upravený Janem Pohůným na serveru http://vyvoj.hw.cz/teorie-a-praxe/konstrukce/laboratorni-zdroj-0-30v2ma-3a.html

Zdroj jsem si upravil taky podle svých potřeb:

1. Byly navrženy nové deky plošných spojů.
2. Desku plošného spoje zdroje jsem rozdělil na dvě částí a to, na vstupní část s usměrněním a filtrací, a řídící část z IO. Třetí deska je napájecí pro LCD panely a chlazení.
3. Původní IO TL081P jsem nahradil za nízkopříkonové a hlavně běžně dostupné TL071.
4. Vynechal R23,24 a 25, které původně sloužili pro měřící panel.
5. Místo R7 a R8 5W jsem použil jeden R7 20W/0,47Ω,  při průtoku 3A se strašně hřály. A hlavně jsem chtěl zdroj na vyšší proud, tj. 1,88 : 0,47Ω=4A (původní 1,88:1,2Ω=1,56 * 2=3,12 A). Zajímavé bylo, že omezení výstupního proudu, dáno R7 a R8, opravdu bylo na výstupu 3,12A i při jednom R7/0,48Ω =4A. Pak se něco stalo a zdroj při zkratování na výstupních svorkách dává 4,46A místo 4A, což ale není na škodu. Do budoucna zjistím, co se stalo.
6. Změněno měření, použity modře podsvícené LCD panely s ukazateli napětí a proudu s použitím bočníku.
7. Použity usměrňovací diody P1000 pro větší zatížení.
8. Čínské T4 a T5 jsem vyměnil za Teslácke KD503 (ve schématu mám 2N3055, KD503 jsem dodal později).
9. Použit o něco větší hliníkový chladič pro výkonové tranzistory T4 a T5.
10. Použit větší ventilátor chlazení 9x9cm.
11. Silnější transformátor 24V/5,2A.
12. Celý zdroj jsem umístil do hliníkové, ručně vyrobené krabičky.

Úprava transformátoru

Musel jsem upravit transformátor, který jsem měl. Dával 27V a po usměrnění to dělalo 38V + 5,6V na záporné větvi = 44,6V, to bylo moc pro napájení OI 1 a 3. Takže jsem pár závitů odmotal na cca 23,6V, což poté dělalo cca 38V, což už bylo přijatelnější pro OI 1 a 3 (- +18V max. napájení IO). Zkoušel jsem je a vydrželi bez problému 42V.

Oživení

Každou z desek proměřte a zkontrolujte. Zdroj musí fungovat na první zapojení. Jediná věc, která se nastavuje je trimr R29, kterým si opravíte výstupní napětí na 0V.

Test zdroje

Pro testování jsem použil halogenové auto žárovky 12V/55W a 24V/75W.

Test z autožárovkou:  H7 12V/55W potenciometry vytočeny na max, měřeno na výstupních svorkách (2N2219 má větší zesílení což se projevilo v testu). Ve zdroji můžete pužít místo 2N2219 i BC 639.

BC 639 14,8V 4,47A
2N2219 16,1V 4,64A
  • žárovka 24V/75W : 23,2V – 2,40A (potenciometry vytočeny na max).
  • při zkratování výstupních svorek: 0V – 4,46A (KD503).

Deska napájení měř. panelů a ventilátoru

Na desce pro napájení měř. panelů a ventilátoru se musí seřídit trimr R4 pro nastavení spínání ventilátoru. Já to mám nastavené v rozmezí cca 35°C zap. a 28°C vyp. Tento teplotní spínač se dobře osvědčil, použiji ho určitě i v jiných zapojeních. Díky vhodně nastavené hysterezi pomocí rezistoru funguje opravdu skvěle (doporučuji místo R4 dát nějaký kvalitní více otáčkový trimr pro jemnější seřízení).

Místa pro připojení:

X1
AC 230 V
X2
Napájení panelového měřidla 1
X3
Napájení panelového měřidla 2
X4
Čidlo teploty KTY 81-210
X5
Připojení ventilátoru 12V

Vstupní část

Pokus o 3D

Schéma desky zdroje

Deska napájení měřících panelů a ventilátoru

Seznam součástek vstupní část

R1 2k2/2W
R2 82R
R3 220R
C1, C2 4700uF/63V
C3, C4 47uF/50V

D5, D6, 1N4148
D7 BZX83V005.6
F1 F6,3A

 Seznam součástek zdroj

R24 220R
R4 4k7
R5, R6, R13, R20, R21, R23 10k
R7, R8 1R2/5W RR W5-1R2 ,nebo jeden R 0,47/20W(R – podle vašeho uvážení viz. výpočet výše)
R9, R19 2k2
R10 270k
R11, R28 27k
R12, R18 56k
R14 1k5
R15, R16 1k0
R17 33R
R22 3k9
R26, R27 0.47/5W RR W5-0.47R
R29 100k trimr ležatý

C4 100n
C5 220n CF1
C6, C9 100p
C7 10uF/50V
C8 330p

D9, D10 1N4148
D8 BZX83V005.6
D11 1N4007
D12 LED 5mm červena 2mA

T1 BC548
T2 2N2219, BC 639 (na obrázcích níže je vidět ručně udělaný hliníkový chladič, alá princezna tranzistorka. Po testováni zdroje jsem ho dal pryč a koupil klasický malý plechový vějířový, tranzistor se vůbec nehřál.
T3 BC557
T4, T5 2N3055, KD 503

IO1, IO2, IO3 TL071

P1, P3 PC1621NK010
P2+P4 PC1621NK001

Seznam součástek – deska spínače ventilátoru a panelových měřičů

R1, R2 10k
R3 1k
R4 10k (trimr ležatý)
R5 4k7
R6 1M5

D1, D2 B250C1000DIL
D3 1N4007

C1, C2 470uF/25V
C3, C4, C5, C6 100n

F1 50mA

IO1 LM358N
IO2, IO3 7809

T1 BC338, BC337

X1, X2, X3, X4, X5 ARK500/2
Patice pojistky
TR1 2x 12V 3,0VA (požil jsem silnější trafo pro napájení většího ventilátoru)

Čidlo teploty: KTY 81-210, -55 ÷ +150°C, +/-1%, 2kOhm./25°C, 1mA, TO 92

JYX85-panelový LCD MP 100,0V 70x40x40mm,napájení 6-12V

JYX85-panelový LCD MP 10,00A 70x40x40mm,napájení 6-12V + bočník

Fotogalerie

 

Download : eagle-zdroj

 

komentářů 26

  1. Martin napsal:

    Krásná práce

  2. Boda napsal:

    Obravdu parada vybral jsem si toto zapojení jako ročníkový projekt. 😀 děkuji

  3. miroslav napsal:

    Mohl bych poprosit též o soubory v eagle???

  4. Bc.MP napsal:

    Pod fotogalerii jsem přidal download zdroje v eagle.

  5. miroslav napsal:

    Děkuji moc…Konečně kvalitně provedený zdroj 🙂

  6. jakub napsal:

    Chci se zeptat jaký hodnoty mají mít ty odpory jako kolik mají mít W jestli 0.25W u kterých to není uvedený a to trafo velky jaký má mít hodnoty děkuji moc za pomoc.

  7. BODA napsal:

    Tak mám na výstupu stabilně 21v.. Čím by to mohlo být?

  8. jakub napsal:

    Chci se zeptat jakým vrtákem se dělali díry hlavně ty malý jakým pak?

  9. Kocuro napsal:

    Zdravím!
    tyhle stránky jsem objevil jako na zavolanou! Díky za to!
    Zrovna v současné době přemýšlím, jak sestavit zdroj, jak to umístit do bedny. A tady je přímo jedna z variant, které zvažuju. Prot, jestli by to nevadilo, chci to konzultovat s někým, kdo tohle už řešil a prakticky vyzkoušel.
    -Zeptám se, jak pracuje chlazení? Ventilátor žene vzduch dovnitř, chladí se to dobře? Chladí se i zbytek, jako trafo a DPS? Nefouká to dopředu před skříň?
    -Pomocné obvody napájení měřáků a obvod ventilátoru, dva nezávislé zdroje. S tím souhlasím. Taky to teď sám vymýšlím. Taky přemýšlím o použití malého trafa se dvěma vinutími. nehledě na to, že tyhle trafa mám. Ale jako další možnost zvažuju, že bych tyhle dvě vinutí přidal na toroid. Bylo by to akceptovatelné řešení, nebyla by to prasečina?
    -Další podobnost, mám přesně ty samé měřáky, například ampérmetr s bočníkem je naprosto vynikající! Ale přemýšlím, že bych bočník přesto nepoužil a proud měřil snímáním napětí, na zdejším schematu z paralelních odporů R7 a R8.
    Díky za pozornost, tímto chci poprosit o názor, užitečné poznatky a případná doporučení.
    -Předem děkuju.

  10. Bc.MP napsal:

    Zdravím, omlouvám se za opožděný komentář.
    1) chlazení funguje skvěle, zdroj jsem podrobil dlouhému zatížení i zkratu. Vzduch je foukán dovnitř a ven vyfukuje přes horní a boční díry. Chladí se opravdu účinně vše, i vstupní diody a R1, které se při odběru 4A opravdu hodně hřejí.
    2) Napájení měřících panelů musí být z jiného zdroje, než ze zdroje měřeného !!! To znamená, že přidání dvou nových vynutí na hlavní toroid je špatná cesta.
    3) pro správné měření potřebuje měřák správný bočník 10A/100mV, bez něho bych to nezapojoval.

  11. vasek133 napsal:

    Já bych měl dotaz veskrze neelektronický. Přední panel vypadá pěkně. Jak jsou řešeny jeho popisy?

  12. Honza napsal:

    Nějak nechápu to schéma desky zdroje.. Ty křížky jsou propojky? Proč je tam nějakej ten odpor a potík uplně nezapojenej? Díky za odpověď

    • Bc.MP napsal:

      Ten odpor, to je potenciometr a ty křížky znamenají body odkud povedou dráty z desky k potenciometrům v předním panelu.

      • Honza napsal:

        Nějak jsem to také nepochopil. Potíky mají být čtyři, křížků je tam devět (to znamená 3 potíky), ne? Prosím o vysvětlení, děkuji, též dělám jako ročníkovou práci

        • Bc.MP napsal:

          Nevím, odkud jsi vzal číslo devět ?, ale podívej se na schéma zapojení potenciometrů (schéma je nad seznamem součástek na této stránce) a podívej se na čísla křížku a na čísla zapojení potenciometrů sedí k sobě, přesně tak to zapojíš. Na dva potenciometry ti stačí tři vývody ( nastavuješ jeden jemně a druhý hrubě). Pořádně na to koukni určitě na to přijdeš 🙂 .

  13. DH napsal:

    Pěkná práce.
    Nechci rozvinout diskuzi na téma „BY CHINA“ ,ale dám zde odkaz na duální měřidlo V/A a odkaz skoro stejného zdroje jako stavebnici.Stavebnice i měřák je ověřený v praxi a vše funguje jak má.
    DUÁLNÍ MĚŘIDLO
    http://www.ebay.com/itm/Preptec-DC-0-100V-10A-Digital-Voltmeter-Ammeter-Dual-Display-Red-Blue-LED-Gauge-/172353901113?hash=item282117d239:g:sasAAOSw8w1X59~9
    STAVEBNICE
    http://www.ebay.com/itm/0-30V-2mA-3A-Adjustable-DC-Regulated-Power-Supply-DIY-Kit-Short-w-Protection-/182179229907?hash=item2a6aba70d3:g:sqoAAOSwzJ5XaJhT

    Zdroj mám duální (pro potřebu dvou napětí).Měřidla nezaberou tolik místa a osazené desky jsem dal nad sebe. Š21xV7xH17 i s chladičem.

    • Bc.MP napsal:

      Na podobný měřák jsem se díval, možná nějaký takový použiji v budoucnu. Zdroj jde opravdu různě upravovat a vylepšovat, já udělal jen další možnost jak jde postavit. Za tu dobu co ho používám jsem maximálně spokojený.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *