Laboratorní zdroj 0-30V/0-3A
KONSTRUKCE:
Dvojitý laboratorní zdroj 0-30V/0-3A s poloautomatickým přepínáním rozsahů ampérmetru.
Popis budu publikovat podle toho, jak bude stavba pokračovat. Hodnoty některých součástek se můžou ještě mírně změnit po oživení zdroje.
Po dokončení a oživení sem dám kompletní dokumentaci.
****************************************************************
Oživení zdroje Z3003
Začínám oživovat zdroj A. Síťový přívod připojuji jen na primár trafa zdroje A. Před zapojením do sítě ještě zhruba kontroluji ohmmetrem, zda není na některém výstupu zkrat. Připojuji do sítě, voltmetr naběhl a ukazuje necelé 2V, bliká kontrolka tepelného přetížení. To zatím nebudu řešit, odpojuji diody které vedou na pin 24 obou modulů řídící jednotky. Po tomto zásahu už jde regulovat napětí v plném rozsahu a trimrem nastavuji plné výstupní napětí na 31V.
Proudové omezení zatím nekontroluji. Stejným způsobem zkontroluji zdroj B. U obou zdrojů zjišťuji obráceně zapojené LED pro kontrolu připojení výstupu. Dále jsem zjistil zrcadlově zapojené LED aut. přepínání A-metru u zdroje A, takže při stlačení tlačítka pro nastavení nejnižšího rozsahu se rozsvítila LED indikující rozsah 3A místo 30mA. Opraveno v reálu i ve schématu propojení modulů.
Nefunguje přepínání relé sym – asym zapojení výstupů. Vytažený konektor.
Připojil jsem 12V žárovku na výstupní svorky zdroje A a kontroluji možnost regulace proudového omezení, regulace funguje, pouze A-metr téměř neukazuje, ale to by mělo být jen otázkou nastavení automatiky A-metru.
Nastavení automatiky ampérmetru. Trimrem P2 nastavíme 2,1V na jeho běžci. Po překročení tohoto napětí přepne automatika na vyšší rozsah.
Při odpojeném výstupu nastavíme P3 (ofset) na výstupu OP3 nulové napětí.
Zapojíme výstup a připojíme elektronickou zátěž. Na zátěži nastavíme 1A a trimrem P8 nastavíme na výstupu OP3 333mV, zároveň nastavíme hodnotu 1A na ampérmetru zdroje. To vše při přepnutí na rozsah 3A.
Zde jsem narazil na problém, nezměřil jsem si použité ampérmetry z GM se stupnicí 10A. Předchozí vzhledově stejné měly citlivost 100uA, použité mají pro plnou výchylku proud 20mA a napětí 76mV. Vnitřní odpor 3,8Ohm.
Našel jsem v nabídce GM 100uA MP stejných rozměrů (obj. číslo 723-032), tak půjdu cestou nejmenšího odporu a objednám nové.
Oživení řídícího modulu. Trimrem P4 nejde nastavit na MB1 (katoda ZD2) více než 7,8V a tím pádem nedosáhne napětí na výstupu 31V. Je potřeba zvětšit hodnotu R18 ze 47k na 56-68k.
Dále nefungovalo zpoždění výstupního napětí po zapnutí, zjištěn chybně zapojený R6 (je potřeba upravit DPS) a upravit hodnotu R4 z 22k na 100k.
Pokračování...
****************************************************************
Stupnice ampérmetru.
****************************************************************
Začínám vyvazovat kabeláž.
****************************************************************
Propojení modulů. Propojení - zadní panel.
****************************************************************
Základní desky obou zdrojů. Deska obsahuje řídící modul, obvod automatického přepínání ampérmetru a obvod teplotní ochrany.
Desky jsou na nosný plech upevněny na distanční sloupky 5mm opět pomocí distančních sloupků, tentokrát délky 12mm. Tyto sloupky slouží zároveň jako opěrné nožky při vysunutí nosného plechu z krabičky. Na druhé straně tohoto plechu je připevněn blok traf.
Tímto je mechanická konstrukce hotova a zbývá ještě propojit jednotlivé desky a zdroje oživit.
****************************************************************
Modul řídící jednotky. Na prvním obrázku je porovnání velikosti s 9V destičkovou baterií, na druhém pohled shora a na třetím pohled zespodu. Kontakty jsou použity z precizní patice.
****************************************************************
DPS předního panelu. Obsahuje 2 x voltmetr s ICL7135, indikační LED a konektory. Na třetím obrázku je umístění desky na předním panelu.
Prakticky kompletní mechanické provedení. Plechy pod síťovými transformátory přijdou ještě nastříkat šedou barvou. DPS s řídící jednotkou a automatickým přepínáním rozsahu ampérmetru bude umístěn pod nosným plechem síťových traf.
****************************************************************
Napájecí část laboratorního zdroje Z3003 - osazené DPS pro oba zdroje
a jejich umístění na bloku traf.
****************************************************************
Úprava toroidního transformátoru TR-T100/2X29V
Navinutí pomocných vinutí a fixace vývodů. Trafa budou nad sebou, proto jsou přidaná vinutí na obou trafech vzájemně na opačných stranách, jak je vidět na poslední fotografii nad textem.
Trafa sestavená do samostatného kompaktního bloku.
***************************
Vzhled předního panelu ze zadní a přední strany. Zadní část panelu je z Fe plechu 1mm, uprostřed je vytisknutý panel na fotopapír pro inkoustovou tiskárnu a přední část tvoří 2mm plexisklo. Oproti předchozím verzím předních panelů, kdy byl fotopapír chráněn samolepící transparentní fólií vypadá tento přední panel téměř profesionálně, viz obrázek níže.
Řídící obvod zdroje. Monostabilní klopný obvod s 555 vytváří zpoždění napětí na výstupu zdroje cca 1,5s po zapnutí. Výstupní napětí je tak již ustálené.
Řídící obvod zdroje - překreslené schéma, červeně orámovaná část je modul řídící jednotky. DPS má rozměry 25 x 37mm s vývody po obou delších stranách 2 x 14pinů. Kontakty jsou použity z precizní patice.
Schéma napájecí části. I když jsou oba vestavěné zdroje identické, z důvodů mech. konstrukce jsou desky plošných spojů mírně rozdílné, jedna je zrcadlově převrácená.
Voltmetr s ICL7135. DPS voltmetru je součástí desky spojů předního panelu.
Aut. přepínání rozsahů ampérmetru. Tento obvod byl navržen jako samostaný modul pro zdroje až do 6A. V tomto zdroji je deska spojů bez úprav integrována do základní desky s modulem řídící jednotky a teplotním spínačem.
Teplotní spínač. Po zapnutí se ventilátor točí na malé otáčky, při teplotě nad 50°C sepne tranzistor a ventilátor se roztočí naplno. Při překročení teploty chladiče 85°C sepne druhý tranzistor, ten uzemní pin 24 modulu řídícího obvodu a napětí i proud na výstupu zdroje se sníží k nule. Tato ochrana se aktivuje jen při poruše chlazení.
Propojení jednotlivých modulů zdroje. Zatím jen navržené ale neověřené.
Propojení - zadní panel
Zatím finální vzhled předního panelu.
****************************************************************
Našel jsem doma skříňku od generátoru BM368, která se pro stavbu tohoto zdroje také výborně hodí. Použité MP jsou 80x65mm.
****************************************************************
Ve skříňce budou zabudovány dva identické zdroje, popisovat budu jen jeden. Jako síťové trafo jsem zvolil toroid ze sortimentu GM na které se bez problémů dají přimotat pomocná vinutí pro napájení ovládacích a měřících obvodů. Chlazení musí být vzhledem k prostorovému omezení aktivní. Chladič s ventilátorem typ CHL45V1-12 je z nabídky EZK.
Na dalších obrázcích je detail upevnění snímacích rezistorů proudu na společný chladič, tento byl použit i s ventilátorkem asi na grafickém čipu staršího PC. Rezistory jsou 25W a při testování teplota nepřesáhla 34°C při protékajícím proudu 3A. Tímto bude zajištěna stabilita proudu dodávaného zdrojem v proudovém režimu a přesnost měření proudu i při maximálním zatížení zdroje.
Použitý snímací rezistor má označení TR25W 0R33 a hodnotu 0R33.
