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.
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):
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:
Horní strana (TOP):
Spodní strana (BOTTOM):
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:
- 0-30 Vdc Stabilized Power Supply with Current Control 0.002-3 A
- Laboratorní zdroj 0-30V/2mA-3A
- Napájecí zdroj 0-30V s regulovatelným proudem 2mA -3A
- INA250 voltage-output, current-sensing amplifier
- BOURNS 3590S-2-103L
- DC 100V 10A Mini Digital Voltmeter Ampermeter
Úprava panelového měřidla DSN-VC288:
Konstrukce ve verzi 2 vyšla také v časopisu “Praktická elektronika – Amatérské Radio“ na straně 21 v čísle 2/2020.
CHci se zeptat jak e to s tou úpravou toho měřidla?
Úprava panelového měřidla DSN-VC288:
Obrázek úpravy měřidla jsem přidal do článku.
Odpojít komponenty IC3B, RV2 nebo R3.
Přidat víceotáčkový trimr 100k (viz obrázek).
Trimrem se nastaví aby měřidlo ukazovalo na proudovém displeji hodnotu 2A při vstupním napětí signálu I-FB 1V.
Tento signál IF-B spolu se zemí GND se připojí do modulu na konektor K11 (PM-I).
Hezký večer, čili pokud to správně chápu, desky již nejsou a ani nebudou?
Ano, PCB již byli v minulém roce zcela vyprodány. Nemám už ani jednu 🙁
PCB jsou už vyprodané.
je možné poslat plošný spoj dobírkou?
PCB je možné zaslat doporučenou zásilkou Českou poštou.
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
K tomuto projektu jsou k dispozici jenom samostatné PCB.