Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2.
Наверное многие помнят мою эпопею с самодельным лабораторным блоком питания.Но меня неоднократно спрашивали что нибудь похожее, только попроще и подешевле.В этом обзоре я решил показать альтернативный вариант простого регулируемого блока питания.Заходите, надеюсь, что будет интересно.
Я долго откладывал этот обзор, то времени не было, что настроения, но вот дошли у меня руки и до него.Данный блок питания имеет несколько другие характеристики чем предыдущий.Основой блока питания будет плата DC-DC понижающего преобразователя с цифровым управлением.Но всему свое время, а сейчас собственно немного стандартных фотографий.Пришла платка в небольшой коробочке, ненамного больше пачки сигарет.
Внутри, в двух пакетиках (пупырчатом и антистатическом) была собственно героиня данного обзора, плата преобразователя.
Плата имеет довольно простую конструкцию, силовая часть и небольшая плата с процессором (данная плата похожа на плату из другого, менее мощного преобразователя), кнопками управления и индикатором.
Характеристики данной платы Входное напряжение — 6-32 ВольтаВыходное напряжение — 0-30 ВольтВыходной ток — 0-8 АмперМинимальная дискретность установкиотображения напряжения — 0.01 ВольтаМинимальная дискретность установкиотображения тока — 0.001 АмпераТак же данная плата умеет измерять емкость, которая отдана в нагрузку и мощность.Частота преобразования, указанная в инструкции — 150КГц, по даташиту контроллера — 300КГц, измеренная — около 270КГц, что заметно ближе к параметру указанному в даташите.
На основной плате размещены силовые элементы, ШИМ контроллер, силовой диод и дроссель, конденсаторы фильтра (470мкФ х 50 Вольт), ШИМ контроллер питания логики и операционных усилителей, операционные усилители, токовый шунт, а так же входные и выходные клеммники.
Сзади ничего практически и нет, только несколько силовых дорожек.
На дополнительной плате установлен процессор, микросхемы логики, стабилизатор 3.3 Вольта для питания платы, индикатор и кнопки управления.Процессор — 8s003f3p6Логика — 2 штуки 74hc595dСтабилизатор питания — 1117-3.3
На силовой плате установлены операционные усилители mcp6002i 2 штуки (такие же операционники стоит и в ZXY60xx)ШИМ контроллер питания самой платы xl1509 adj
В качестве силового ШИМ контроллера выступает микросхема xl4012e1. По даташиту это 12 Ампер ШИМ контроллер, так что здесь он работает не в полную силу, что не может не радовать. Однако стоит учесть, что входное напряжение лучше не превышать, это так же может быть опасно. В описании на плату указано максимальное входное напряжение 32 Вольта, предельное для контроллера — 35 Вольт.В более мощных преобразователях применяют слаботочный контроллер, управляющий мощным полевым транзистором, здесь все это делает один мощный ШИМ контроллер.Приношу извинения за фотографии, никак не получалось добиться хорошего качества.
Силовая диодная сборка mbr1060
При осмотре платы увидел восстановленную дорожку, не думаю, что это страшно.Но говорит о том, что изготовитель как минимум включает платы для проверки.
При первом включении плата отображает установленное по умолчанию напряжение 5 Вольт.
А так же ток, 1 Ампер. Эти установки можно изменять. Для этого в этом режиме надо выставить необходимый ток, нажать SET, на индикаторе отобразятся четыре прочерка, потом повторить операцию для напряжения.после включения плата будет запускаться с этими установками.Так же можно настроить автоматическое включение выхода и автоматический попеременный режим отображения токанапряжения.
Выходное напряжение устанавливается довольно точно…
С током картина несколько хуже, но не думаю, что это так критично.
При повышении напряжения погрешность растет.
А вот точность установки тока практически неизменна.
В качестве проверки подключил автомобильную лампу, выставил 13.5 Вольт
В описании платы сказано, что при токе нагрузки до 6 Ампер достаточно естественного охлаждения, при токах более 6 Ампер уже необходимо применять активное охлаждение.Я проверил нагрев при токе 6 Ампер и напряжении на нагрузке около 12 Вольт.После 20 минутного прогрева температуры были такие — ШИМ контроллер — 82 градуса.Выходная диодная сборка — 72 градусаСиловой дроссель — 60 градусов.
В принципе, вполне верится в 6 Ампер с пассивным охлаждением, но плата тестировалась на столе, при установке в корпусе лучше применять либо активное охлаждение, либо ограничивать ток хотя бы на уровне 5 Ампер.
Плавно мы перешли к практической части обзора :)
На базе этой платы я решил сделать небольшой вспомогательный блок питания, а так же была мысль использовать его как зарядное устройство. Более мощный лабораторный блок питания у меня обычно стоит на столе и довольно часто используется. А так как процесс зарядки может занимать длительное время, то и было решено изготовить еще один, но попроще.
Сначала я откопал дома плату от одного из компьютерных блоков питания, она уже успела послужить донором, но чудом избежала полной распайки. Видно, что части компонентов уже нет.
Дальше берем в руки паяльник, выпаиваем все лишнее и впаиваем на место недостающее.На фото выпаяна часть компонентов, после того как было сделано фото, я выпаял еще некоторые детали, но это были уже мелочи.Описания переделки приводить не буду по двум причинам.1. Описаний такой переделки в интернете очень много.2. Блоки питания хоть и собраны в основном на похожей элементной базе, но могут иметь отличия, потому лучше разбираться с каждым в отдельности.А еще лучше просто купить БП на 24 или лучше 27 Вольт, соответствующей мощности и не заморачиваться с переделками. :)
После выпаивания ненужных компонентов я взял в руки маникюрные ножницы и отрезал кусок платы, предварительно очертив кусок, где нет используемых дорожек.
Так же пришлось сходить на радиорынок и купить то, чего у меня дома не было.
В общем блок питания я переделал. Переделка заключалась в удалении элементов, которые отвечают за работу узлов выдающих сигналы Power good, выпрямителей и фильтров 12, 5 и 3.3 Вольта, ну и тому подобных.Трансформатор перематывать было лень, потому к выходной диодной сборке добавились еще две, образуя диодный мост. Я добавил две сборки потому, что сборки с общим анодом у меня в наличии нет, и каждая сборка работает как просто одиночный диод.Настроил 27.5 Вольт на выходе, больше мне не надо было, да и БП и плата будут работать в безопасном режиме.Первая проверка после переделки.
Так выглядит плата после всех моих манипуляций.
Из своих домашних запасов выбрал подходящий корпус для будущего блока питания.
Примерил всю начинку внутри, собственно теперь стало понятно, зачем я делал вырез в печатной плате блока питания. :)
Дальше пошел процесс установки всего этого в корпус.Прикинул как лучше и удобнее будет разместить элементы управления и индикации на передней панели и вырезал отверстия под светофильтр и кнопку.
После этого немного обработал грани небольшим канцелярским ножом.
Примерил как это будет выглядеть, под клеммники пришлось сделать отверстия немного овальными, так как на клеммниках есть выступы, защищающие от прокручивания.Начинает что-то вырисовываться.
Разметил и просверлил отверстия под кнопки, светодиоды, установил плату управления.Спереди вроде красиво даже вышло :)
А вот сзади лучше не смотреть. Прошу не пугаться.Кнопки на плате преобразователя установлены слишком близко друг к другу, потому вырезал небольшой кусочек текстолита, прорезал ножовкой медь, просверлил отверстия под кнопки.После всех манипуляций приклеил все термоклеем.Так же пришлось вынести светодиоды за пределы светофильтра и немного изменить их расположение. Я сделал так же, как сделано у меня на основном блоке, что бы не путаться.
Вот и все собрано в кучку.Сейчас, набирая текст, думаю, как то все быстро получается.Когда паял, сверлил, пилил, мне так не казалось.В процессе я допустил ошибку, ниже в комментариях подсказали. Между диодным мостом и конденсатором фильтра должен быть дроссель, это важная часть БП. Дроссель можно использовать от старого БП, тот, который большой с кучей обмоток. Я смотал все обмотки кроме 12 Вольт.
Сзади установлен разъем питания и вентилятор. На всякий случай я закрыл вентилятор решеткой. Вентилятор размером 50х15мм, довольно мощный, но очень шумный, надо будет допилить к нему термоконтроль, пока он запитан постоянно от КРЕН8В (15 Вольт, боялся, что будет мало).
Осталось свинтить корпус и можно сказать, что все готово. В комплекте к корпусу даже были ножки и шурупы (это через лет 7 и переезд с одной квартиры на другую).
Первое включение в уже полностью собранном состоянии, оно работает :))).
Ну и небольшая проверка, напряжение 12 Вольт
Ток более 7 Ампер.
Описания на используемые компоненты, а так же инструкцию, я выложил в виде архива.
В инструкции, найденной мною в интернете, описан вход в сервисный режим, где можно изменить некоторые параметры. Для входа в сервисный режим надо подать питания при нажатой кнопке ОК, на экране будут последовательно переключаться цифры 0-2, что бы переключить настройку, надо отпустить кнопку во время отображения соответствующей цифры.0 — Включение автоматической подачи напряжения на выход при подаче питания на плату.1 — Включение расширенного режима, отображающего не только ток и напряжение, а и емкость, отданную в нагрузку и выходную мощность.2 — Автоматический перебор отображения измерений на экране или ручной.
Так же в инструкции есть и пример запоминания настроек, так как у платы можно настроить лимит по установке тока и напряжения и есть память установок, но в эти дебри я уже не лез.Так же я не трогал контактны для разъема UART, находящиеся на плате, так как даже если там что-то и есть, то программы для этой платы я все равно не нашел.
Резюме.Плюсы.1. Довольно богатые возможности — установка и измерение тока и напряжения, измерение емкости и мощности, а так же наличие режима автоматической подачи напряжения на выход.2. Диапазон выходного напряжения и тока вполне достаточен для большинства любительских применений.3. Качество изготовления не то что бы хорошее, но без явных огрехов.4. Компоненты установлены с запасом, ШИМ на 12 Ампер при 8 заявленных, конденсаторы на 50 Вольт по входу и выходу, при заявленных 32 Вольта.
Минусы1. Очень неудобно сделан экран, он может отображать только 1 параметр, например — 0.000 — Ток00.00 — НапряжениеР00.0 — МощностьС00.0 — Емкость.В случае последних двух параметров точка плавающая.2. Исходя из первого пункта, довольно неудобное управление, валкодер бы очень не помешал.
Мое мнение.Вполне достойная плата для построения простенького регулируемого блока питания, но блок питания лучше и проще использовать какой нибудь готовый.
Данная плата, для тестирования и обзора, была мне бесплатно предоставлена магазином gearbest.
Это мой пятидесятый обзор, почти юбилейный (когда только столько набралось), надеюсь, что он будет полезен и интересен, пишите в комментариях свои вопросы, попробую ответить.
Я давно не выкладывал разные интересные рекламы.Это не реклама инструмента, но она мне просто нравится и даже немного подходит под тему обзора.