Laboratorní napájecí zdroj

Konstrukcemi laboratorních napájecích zdrojů se sice moc nezabývám, ale na popud mého dlouholetého kolegy jsme „oprášili“ zapojení docela kvalitního lineárního regulátoru, které vyšlo několikrát v různých modifikacích na webu. A to nás inspirovalo k vytvoření tohoto projektu.

Navrhli jsme samostatný modul regulátoru, který se dá implementovat do konstrukce laboratorního zdroje s různými obměnami, třeba v příkladu zapojení na následujícím obrázku.

 W190122.03 Block Schematic.PNG

Popis:

Schéma zapojení modulu regulátoru bylo upravené hlavně výběrem kvalitnějších operačních zesilovačů a nahrazením diskrétního odporového proudového bočníku integrovaným proudovým snímačem se zesilovačem na čipu – INA250. Modul regulátoru obsahuje víceotáčkové potenciometry pro regulaci výstupního napětí a proudu. Propojení potenciometrů s deskou se provede slabými izolovanými vodiči. Zdroj referenčního napětí s TL431 se dá experimentálně nahradit „něčím lepším“ díky hřebínku pro připojení externí reference. Pro připojení silových vodičů jsou použity Faston konektory 4,8mm. K modulu regulátoru se dá též připojit digitální panelové měřidlo napětí a proudu pomocí JST konektorů. V tomto případě DSN-VC288. Měřidlo je pro měření proudu upravené. Neměří procházející proud vnitřním bočníkem, z důvodu navyšování vnitřního odporu regulátoru, ale výstupní napětí z proudového snímače INA250. Ten má excelentní vnitřní shunt rezistor o velikosti pouze 2mΩ. To se blahodárně projeví v minimální tepelné ztrátě. Ochranná dioda na výstupu regulátoru se připojí zevnitř přímo na výstupní svorky v konstrukci napájecího zdroje.

Tepelnou ztrátu výkonového tranzistoru na výstupu regulátoru lze ještě minimalizovat vřazením spínaného předregulátoru mezi síťový zdroj a tento lineární regulátor, přesněji  kolektor výkonového tranzistoru. Něco takového popsal i Stanislav Pechal v Praktické elektronice AR 12/2014 na straně 11. Řečeno jeho slovy „Uvedené zapojení přináší výhody lineárního stabilizátoru a současně využívá přínos spínacích zdrojů, takže nevyžaduje velké chladicí plochy nebo ventilátor.“ O tom ale až někdy příště 🙂


Schéma zapojení (Verze 3):

W190122.03 Schematic


Základní vlastnosti:

  • Maximální vstupní napájecí napětí 32V
  • Pomocné napajecí napětí -5 až -12V
  • Rozsah nastavení výstupního napětí 0 až 26V (horní hranici lze upravit odporovým děličem)
  • Rozsah nastavení výstupního proudu 2mA až 4A (hranice lze upravit odporovým děličem)

Deska plošných spojů (Verze 3):

Deska plošných spojů má dvě vrstvy a rozměry 100 x 32 mm. Je vyrobena z materiálu FR4, tloušťka 1,6 mm. Povrchová úprava HASL. Samotnou neosazenou desku je možné objednat za 150,- Kč. Minimální výrobní dávka je 10 ks.

 

Výkres s rozměry plošného spoje:

W190122.03 PCB


Horní strana (TOP):

W190122.03 PCB Screenshot TOP

W190122.03 PCB 3D TOP


Spodní strana (BOTTOM):

W190122.03 PCB Screenshot BOT

W190122.03 PCB 3D BOT


Dokumentace projektu:

Dokumentace obsahuje elektrické schéma zapojení [pdf], výkres desky plošného spoje [pdf], osazovací plán [pdf] a seznam použitých součástek (Assembly & Purchase BOM [xls]), 3D zobrazení [pdf] a 3D model [step] osazené desky.

Důležité upozornění: Tyto dokumenty jsou určeny pouze pro vlastní osobní potřebu. Společnost WIDE SERVIS a provozovatel těchto stránek nenesou žádnou zodpovědnost za případné finanční ztráty, škody na majetku a zdraví vzniklé při použití těchto dokumentů.

Verze 3 (15. 11. 2020):

  • Nový plošný spoj, rozměry a umístění mechanických prvků jsou stejné.
  • Připojení panelového měřidla je přes jeden čtyřpinový konektor.
  • Výstupní kondenzátor 10µF je změněn na elektrolyt.
  • Nová dokumentace, změna designátorů některých komponent ve schématu díky tvorbě nových knihoven v EDA systému.

Použité odkazy:


Úprava panelového měřidla DSN-VC288:

DSN-VC288-changeCircuit


Konstrukce ve verzi 2 vyšla také v časopisu Praktická elektronika – Amatérské Radio na straně 21 v čísle 2/2020.

PE 2 2020

9 Komentáře
Vložené zpětné vazby
Zobrazit všechny komentáře
Jan Doubek
17. 2. 2020 0:38

CHci se zeptat jak e to s tou úpravou toho měřidla?

Guzi
13. 2. 2020 0:23

Hezký večer, čili pokud to správně chápu, desky již nejsou a ani nebudou?

Ladislav
13. 5. 2019 14:51

je možné poslat plošný spoj dobírkou?

Ľuboš Šefčík
2. 5. 2019 10:11

Dobrý deň.
Chcel by som sa opýtať , či cena za PCB na Laboratórny napájací zdroj platí , teda je za 120,-Kč+ poštovné, alebo je možný aj osobný odber.
Ďalej tiež , či to celé nedodávate formou stavebnice.
Chcel by som Vám vyjadriť obdiv za dokonalé prepracovanie a dizajnové spracovanie PCB a schémy.
Prajem Vám veľa nápadov a úspechov pri ďalších konštrukciách.
S pozdravom
Ľuboš Šefčík

Translate »
9
0
K článku nové myšlenky? Nápady? Napište prosím . . .x
()
x