Zasilacz warszatowy 0-30V, 0-3A

[jacek1234gml]

Każdy dłubiący przy elektronice wie jak potrzebnym urządzeniem jest zasilacz, ja zaczynając zabawy z prądem bawiłem się w podłączanie układów pod baterie i różne zasilacze sieciowe, potem dorwałem zasilacz ATX z którego wyprowadziłem 3 wyjścia: 12V, 5V, 3V Ale jak wiadomo te trzy napięcia nie wystarczą. Poza tym przydałaby się regulacja prądu.

ELEKTRONIKA

Ponad rok temu zacząłem szukać pomysłu. Miał być zasilacz ATX z dorobioną płynną regulacją prądu i napięcia, ale do radia i audio się nie nadaje ze względu na zakłócenia. Trafiłem na zasilacz ze strony electronic.labs (najpopularniejszy zasilacz w internecie) Wtedy zacząłem budowę mojego zasilacza. Pierwszą płytkę wytrawiłem wg. projektu z w.w. strony i zauważyłem kilka wad projektu- Główne diody prostownicze grzały się bardzo mocno a nie ma możliwości ułożenia na nich radiatora poza tym były blisko kondensatora filtrującego, rezystor bocznikujący też się grzał, i również był ustawiony w nietrafionej pozycji. Wszystko rozlutowałem, przysiadłem do KiCada i zrobiłem drugą wersję płytek, na których diody prostownicze zastąpiłem mostkiem 20A wyniesionym poza płytkę zasilacza, a rezystor bocznikujący został zamontowany po drugie stronie płytki na podkładce bakielitowej. Nie obyło się bez baboli przy projektowaniu, dlatego dwie ścieżki musiałem połączyć przewodem co jest widoczne na jednym ze zdjęć. Po zmontowaniu przetestowałem regulację prądu i napięcia przy użyciu dwóch multimetrów i żarówki 24V 60W, do tego kilka testów zwarć - zasilacz ładnie obniżał napięciu w zwarciu do zera ale przy którejś próbie nie wytrzymał tranzystor 2N3055, naczytałem się o jego słabej jakości i wmontowałem zamiennik, który akurat miałem pod ręką - KD502, stary i solidny.

Oprócz zasilacza urządzenie wyposażone jest w: multimetr panelowy złożony z kitu AVT-5333 do jego zasilania dołożyłem drugi malutki transformator 12V (mogłem wszystko zasilać z jednego transformatora 2x12V ale nie miałem takiego) wraz z prostownikiem i stabilizatorem - został on pobrany z zasilacza antenowego. Postanowiłem też że zamontuje wentylator, który zasilam z tego samego trafa co miernik.

Modyfikacje po roku pracy:
- dołożenie regulatora obrotów wentylatora, zależnie od temperatury radiatora, bo nie ma potrzeby żeby cały czas wiać w obudowę pełną parą. (regulator z zasilacza ATX)
- dołożenie potencjometrów strojenia dokładnego, bo jak się okazało dokładne ustawienie napięcia czy prądu jest wyzwaniem na jednym potencjometrze. (potencjometry strojenia zgrubnego 10k, a strojenia dokładnego 1k)
- miałem też okazję dopracować panel przedni.

Schemat blokowy zasilacza

Zasilacz.jpg

OBUDOWA I CHŁODZENIE

Obudowa z założenia miała być solidna, dlatego wymyśliłem że zbuduję ją w postaci stalowego szkieletu "opakowanego" plexą giętą na gorąco. Szkielet powstał z kwadratowego pręta 5x5mm i kawałka blachy 1,5mm (do mocowania radiatora) Radiatory miałem już wcześniej przygotowane... Jeden z nich miał pełnić też rolę tyłu obudowy, jak w seryjnych zasilaczach. W nim też zamontowałem gniazdo przewodu zasilającego, bezpiecznik uzwojenia pierwotnego i przez pastę termoprzewodzącą tranzystor KD502. Spód obudowy to już tworzywo sztuczne, Wkręciłem też nóżki aby stał stabilnie na stole.

Szkielet obudowy

DSC00051.JPG

Do szkieletu dospawałem mocowania każdego elementu urządzenia, oraz nagwintowane kawałki blachy do zamocowania przedniego panela i pokrywy górnej. Następnie pod opalarką wygiąłem plexę na górną pokrywę. Wywierciłem w niej otwory:
-wlot do wentylatora (przykryty kratką)
-wylot nad tylnym radiatorem
-wylot przy rezystorze bocznikującym

Tak aby chłodzenie odbywało się jak na rysunku:

DSC00047.JPG

Czerwony strzałki-wentylacja tylnego radiatora
Zielone strzałki wentylacja rezystora bocznikującego

Panel przedni jest wykonany z blachy aluminiowej i kawałka plastiku jako podkładki (plastik po pierwsze aby odizolować wszystko, po drugie w plastik na jakiś 1mm wchodzą łapki potencjometru, a nie mogłem pozwolić żeby wyszły na drugą stronę panelu). Jak widać znajdują się w nim:
-Miernik
-Potencjometry
-Wyłącznik sieciowy
-Wyjście (gniazda bananowe)

Panel przedni

DSC00135.JPG

Opisy wykonane metodą termotransferu na płytce aluminiowej (wykonanie tego było o wiele trudniejsze niż termotransfer miedzianej PCB) następnie panel został pomalowany bezbarwnym lakierem w sprayu.

Panel przedni od wewnątrz

DSC00146.JPG

Jak widać do podłączenia potencjometrów użyłem kostki (z demontażu wieży), zrobiłem to po to aby nie zostawiać dużego zapasu przewodu i żeby można było spokojnie zamontować i zdemontować panel przy ewentualnej naprawie czy dalszej rozbudowie.

Po pomalowaniu obudowy i poskładaniu wszystkiego w całość.

DSC00148.JPG

DSC00149.JPG

DSC00153.JPG

Projekty PCB zasilacza jeszcze posiadam. Chętnie je udostępnię jeśli będą zainteresowani.
Wyceny nie jestem już w stanie wykonać, bo po takim czasie nie pamiętam cen.

[cube]

Dobra robota. Jedynie zmieniłbym śruby na panelu frontowym na ładniejsze: z łbem walcowym i gniazdem na imbus. I mniejsze podkładki. Oczywiście rozmiary śrub bez zmian.

[pentos]

Co to za miernik panelowy? Czcionka na froncie trochę "nagrobkowa" ale na + że w języku polskim.

[jacek1234gml]

Wstyd się przyznać ale podkładki są tylko po to żeby zakryć rozwiercane otwory. trochę nie trafiłem w gwint w szkielecie.
Jestem w trakcie poszukiwania innych śrub. Mam śruby na torx z łbem wielkości tej podkładki, ale gwint mają M6 a ja potrzebuję M5

Co do czcionki każdemu podoba się co innego. Ale do termotransferu trzeba wybierać czcionki o grubszym zarysie i najlepiej w miarę proste. A innego języka opisów niż polski sobie nie wyobrażam bo zasilacz jest made in poland i nie jest przeznaczony na eksport;)

Miernik panelowy napisałem- kit AVT-5333, mierzy prąd, napięcie, oblicza moc i ma możliwość podłączenia czujnika temperatury

[jacek1234gml]

To nie jest tak, że wentylator wrzuciłem ot tak. W fazie testów podłączyłem mu tą żarówkę o której pisałem i zostawiłem ją na 15 minut, mostek z radiatorem był gorący... dlatego zastosowałem wymuszone chłodzenie żeby zasilacz mógł popracować kilka godzin. Poza tym doszła jeszcze obudowa która trochę podnosi temperaturę w środku.

Potencjometry wieloobrotowe dla mnie nie mają sensu w takim zastosowaniu. Bo nie lubię długo kręcić. gałki potencjometrów mógłbym oczywiście dać mniejsze ale te wg mnie nie są zbyt duże... Zresztą jedne z mniejszych dostępnych na rynku

Jeśli widziałeś wiele zasilaczy to znaczy że nie czytałeś co pisałem. To jest project z electronic.labs więc schemat bardzo znany

[rafalzaq]

Nieźle się prezentuje. Gałki potencjometrów są wg mnie ok. Dioda sygnalizująca zasilanie faktycznie mogłaby się pojawić, ale nie jest to jakiś wymóg.

Jak tu wygląda nastawa ograniczenia prądu? Trzeba po prostu sprawdzić i zapamiętać jaką wartość daje dane położenie potencjometrów czy jest jakaś magia?

[jacek1234gml]

wg mnie dioda zasilania nie jest potrzebna bo wyświetlacz się podświetla kiedy włączam zasilacz. ale jak kto woli.

Żadnej magii nie ma niestety, trzeba podłączyć obciążenie, ustawić i podłączyć dany układ....
Możnaby dołożyć wewnętrzne obciążenie załączanie przyciskiem... ale ja tak często nie potrzebuję ustawiania prądu. Wogóle do ustawiania prądu miał być jeden potencjometr, ale pomyślałem co będzie jak będzie mi kiedyś potrzeba bardzo dokładnie ustawić prąd.... a dodatkowe 3,50zł to nie dużo

[Marhef]

Żadnej magii nie ma niestety, trzeba podłączyć obciążenie, ustawić i podłączyć dany układ....

Skąd wiesz, jaka wartość prądu maksymalnego jest ustawiona? Nawet w przybliżeniu?

Zasilacz jest zabezpieczony przed przeciążeniem? W jaki sposób?

[jacek1234gml]

Chyba się nie zrozumieliśmy.
Jeśli podłączę na wyjście zasilacza jakieś obciążenie i ustawie jaki prąd ma płynąć to na takiej nastawie będzie ograniczał prąd do danej wartości nawet po podłaczeniu innego "obciążenia"

Ograniczenie przeciążeniowe jest zrealizowane w formie ograniczenia prądu. Jeśli przekręcę potencjometry regulacji natężenia max w prawo to maksymalny prąd będzie wynosił ok.3A nie można tego wyłączyć ani ominąć.
Np. żarówka 100W 24V potrzebuje 5A jeśli podłączę ją pod zasilacz, to ten tak ograniczy napięcie, że popłynie tylko 3A, i wtedy kręcenie potencjometrem od napięcia nie pomaga.

A jakby to zawiodło są dwa bezpieczniki, na pierwotnym uzwojeniu trafa i na wtórnym (5A).

[juniorK23]

Mam pytanie jak wygląda sprawa z dokładnością pomiaru?

[jacek1234gml]

Dokładność pomiaru napięcia sprawdziłem dość dokładnie z pomocą multimetru. Pierwszym krokiem po uruchomieniu kitu miernika jest jego ustawienie wieloobrotowym potencjometrem na płytce miernika. Wybrałem jakiekolwiek napięcie i kręciłem potencjometrem aż wskaz był taki sam jak na multimetrze. Potem sprawdziłem czy zgadza się też dla wyższych i niższych napięć. Teoretycznie dokładność tego miernika to 0,05V a praktycznie wiele nie odstaje od tej wartości.

Wskaz amperomierza jednak trochę oszukuje, a nie sposób go wyregulować... Chyba będę musiał spróbować wymiany bocznika na dokładniejszy