PaJa-trb  >  Konstrukce  >  Zdroj G400
paja@paja-trb.cz
   Zdroj G400   -    Multimetr   -    Regulace ventilátoru   -    Fotografie

Delší dobu jsem potřeboval nějaký zdroj, sice mám v dílně KAZ 2 (40V/2A), ale občas je potřeba další zdroj a hlavně se mi hodilo něco přenosnějšího a výkonnějšího. Po menším pátrání jsem narazil na nespočetněkrát ověřenou konstrukci zdroje G400 z ELEKTROinzertu 6-7/96.
Zdroj jsem trochu poupravil podle sebe, ale základní zapojení a funkce zůstaly nezměněné. Jako zobrazovač padla volba na mikroprocesorem řízený multimetr dle elfly.pl, který obsahuje voltmetr, ampérmetr a dopočítá si i odpor zátěže. To vše pěkně přehledně na jednom podsvíceném displeji.

Funkce:
Jak jsem již psal zdroj je po stránce zapojení prakticky identický jako Zdroj G400 - ELEKTROinzert 6-7/96. Proto se s podrobným popisem nebudu zabývat, ten je v původním návodu:
Naskenovaný originál článek s popisem, DPS, nastavením aj... v JPG: Zdroj G400 str.4 + Zdroj G400 str.5 nebo v PDF: Zdroj G400

Zdroj jsem si ale upravil podle sebe, hlavně jsem navrhl novou DPS, kde je usměrňovač složen ze starších diod KY718, výkonný odpor R7 jsem použil 2x paralelně 10W (i tak dost topí) a upravil jeho hodnotu na výsledných 0,34ohm. Zvětšil jsem filtrační kapacitu C1. Do zapojení jsem přidal konektory pro připojení měřáku a pady konektorů PSH02-03P pro možnost připojení potenciometrů kablíkem. Dále jsem použil jako koncové tranzistory 2N3772 (nebo KD503) - 2 kusy paralelně s odporem v emitoru 0R1/2W.
Z mého zdroje jsem vymáčkl (trafo 24V/250VA) na výstupu bez zátěže 30V a se zátěží proud max. 5,7A (ovšem za cenu poklesu napětí na 23V).
Při stavbě zdroje se u Tomáše A. vyskytl problém s výstupním napětím maximálně 24V. Nakonec mu pomohlo výměnit TL082, poté již zdroj běhal na max. 30V.

Konstrukce:
Pár součástek jsem sice použil SMD, ale to by neměl být pro zručného konstruktéra problém. Na DPS je na proudově namáhaných cestách použito hodně mědi i kvůli lepšímu odvodu tepla z diod a odporu.
Pro přesnější nastavení napětí jsem do série s P1 přidal další potenciometr 1k/N (jezdec+kraj na P1, druhý kraj na mínus) - část schématu se zapojením potenciometrů
Odpor R7 jsem složil ze dvou 10W kusů paralelně, ale je možno dát i dva 5W do série (na DPS jsou na to plošky). Doporučuji ale nešetřit (na těch bílejch šmejdech) a pořídit něco kvalitnějšího.
Konstrukční provedení by mělo být patrné z fotek, pro zběhlého bastlíře žádný problém. Usměrňovací diody je dobré přidělat na chladič (mnou použitý je trochu předimenzovaný -> netrpí však kondenzátory teplem).
Nakonec jsem navrhl identickou DPS i pro běžně dostupné diody P600M.

Zdroj jsem nainstaloval do plechové krabice 30x20x15cm. Ta je ve finále stříknutá nabílo a přední panel je vytvořen potištěným samolepícím papírem a navíc je přelepený průhlednou fólií pro větší odolnost.
Výstupní svorky jsou klasické šroubovací pro připojení větších výkonů, jinak k nim jsou paralelně zapojeny repro svorky pro připojení testovacích hrotů měřáku nebo nějakých menších proudů (není to sice moc běžné, ale celkem praktické). A do třetice slouží pro výstup i napájecí konektor, hlavně pro připojení vrtačky. Ten je ovšem uchycený v kousku kuprexitu, aby se nespojila kostra krabice (PE) s výstupem (Gnd) reg. zdroje.
Chladič jsem použil "co-dům-dal" (je to madlo z nákladního výtahu), v něm jsou uchyceny tranzistory Q4, bimetalový termostat (na 80°C) jako ochrana při selnáhí chlazení - rozepne přívodní fázi. Na chladiči je přidělaný i termistor sledující jeho teplotu - podle níž ovládá ventilátor. Chladič jsem vodivě spojil s tranzistory Q4, proto bylo nutné odizolovat jej od plechové krabice.
Zdroj je samozřejmně jištěný trubičkovou pojistkou, která je ukryta v síťové zásuvce do panelu (v zadní části pod chladičem).

Spotřeba:
Transformátor 24V / 250VA
trafo (AC)        výstup (DC)  proud  
26,8V             30,2V        0A
26,2V             27,3V        3,5A
25,9V             25,8V        5,2A
25,9V             23V          5,7A (proudové omezení)

Schéma zapojení zdroje (mimo usměrňovacích diod jsou obě verze totožné)
zdroj_schema

Zde je návrh plošného spoje s KY718 o rozměrech 132 x 71 mm.
zdroj_KY718_osazovak_top zdroj_KY718_osazovak_bottom zdroj_KY718_spoje



Zde je návrh plošného spoje s P600 o rozměrech 120 x 71 mm.
zdroj_P600_osazovak_top zdroj_P600_osazovak_bottom zdroj_P600_spoje

Seznam použitých součástek :
R1        - 2k2/2W
R2        - 82
R3,9,10,17- 2k2 
R4,R20    - 2k2         SMD vel. 1206
R5        - 10k         SMD vel. 1206
R6        - 6k8         SMD vel. 1206
R7        - 0R34/10W   (2x 0R68/10W paralelně) - raději  AX25WR-0R33 - TME
R8,11,13  - 18k 
R12       - 47k 
R14,R15   - 1k
R16       - 56k         SMD vel. 1206
R18,R19   - 10k
P1,P2     - 10k/N       potenciometr - lineární    (případně ještě 1k/N na jemné ladění napětí)
P3        - 250  (PT10V) - trimr-naležato

C1A,B     - 4700M/63V   (RM 12,5mm - rozteč noh)
C2,C3     - 47M/63V
C4        - 100n/F      fóliový
C5        - 220n/F      fóliový
C6,8,10   - 330p        SMD vel. 1206
C7        - 10M/63V 
C9        - 4M7/35V 
C11       - 100M/16V

Z1,Z2     - BZX83V5,6   5V6/0,5W
Z3        - BZX83V33    33V/0,5W
Z4        - BZX83V3,3   3V3/0,5W
D1-D4     - KY718       (Tesla kovové na 20A) nebo dle výběru DPS - 4x P600M 
D5-D8     - 1N4148 
D9        - 1N4007 
D10       - LED 5mm červená 

Q1,Q5,Q6  - BC547 
Q2        - BD139 
Q3,Q7     - BC557        
Q4        - 2N3772      (KD503, aj.) + svorkovnice ARK500/3  
IC1,IC2   - TL082 (BCP) (+ patice  8pin)

svorkovnice - ARK 500/2 2x + ARK 500/3 (pro tranzistor Q4)
drátová propojka (most) - kousek drátku
lámací řadová lišta S1G1+S1G3 nebo S1G5 s vynechaným pinem, pro připojení měřáku dle elfly.pl
v případě neosazení potenciometrů a LED přímo na DPS ještě 2x PSH02-03P a PSH02-02P pro připojení přes kablíky.
Download Download:
Návrh DPS a SCH obou verzí zdroje pro Eagle (od verze 5.6)
navíc upravený návrh P600 bez SMD, posílené cesty, 2x R7 - od Right13 - Download.
PNG obrázek pl. spoje s P600 v rozlišení 600x600 DPI
PNG obrázek pl. spoje s KY718 + nákres chladiče diod v rozlišení 600x600 DPI
PNG obrázek štítku zdroje - obrázek štítku vrtání otvorů v rozlišení 300x300 DPI + soubor brd z Eagle předního panelu

zdroj_foto_1.jpg, 45 kB zdroj_foto_2.jpg, 46 kB

zdroj_foto_0.jpg, 35 kB

Nedávno mě kontaktoval Peter Mego s dotazem profi výroby DPS na tento zdroj.
DSP šly nakonec do výroby a kdyby měl někdo zájem, je možné se Petrea poptat: nabídka DPS na zdroj G400




zdroj_zapojení_zdroj+merak



Pro zobrazení napětí a proudu jsem použil zapojení multimetru ze stránek elfly.pl, konkrétně SMD verzi ATmega8: MULTIMETER FOR POWER SUPPLY UNIT
Nebo český překlad z HW.cz : Multimetr pro napájecí zdroje - SMD verze

merak_foto_3.jpg DPS jsem překreslil do Eagle a drobně upravil (vynechal jsem L1) a trochu upravil rozmístění svorek pro připojení napájení. Přidal jsem taky odpor R12, který omezuje proud podsvícení displeje (mnou použitých 15R je asi tak maximální hodnota, kdy podsvícení ještě plní svou funkci). Jinak by mělo vše sedět. Na chladiči IO2 doporučuju nešetřit, protože na vstup 7812 jde přes 30V, takže rozdíl se musí protopit na chladiči.
Po delším hledání jsem narazil na pěkný kousek chladiče RAD-A4463/35, který jsem rozříznul napůl (vyříznout okénko na nožky), vyvrtal díru a umístil na DPS.
Přímo na displeji je třeba udělat drátovou propojku mezi piny 1+5 (spojení je až tam z důvodu možnosti naprogramování přes konektor pro připojení displeje).
Ve schématu jsou označeny kondenzátory -100n, které se nemají dle autora osazovat. Ovšem při stavbě jednoho kusu se vyskytl problém s kmitáním a špatným měřením nad 12V, což vyřešilo osazení kondenzátoru C6 na AREF proceosru.
Při oživování měřáku je potřeba dostat se stiskem tlačítka do menu nastavení, ovšem málokde je uvedeno že je potřeba držet stisknuté tlačítko a teprve potom zapnout napájení měřáku - po chvilce se pustí a nastaví se jednotlivé parametry. Já jsem použil dvouřádkový displej a program: TQFP_2x16_RES (LCD 2x16 + odpor zátěže). Odpor zátěže si procesor dopočítává sám a slouží spíš jen jako doplňující údaj.
Multimetr sice dokáže sám spínat ventilátor, ale jednak jsem nebyl spokojen s mezemi spínání (při max. výkonech vypínal) a další důvod byl nezatěžovat zbytečně chladič a 7812, proto jej nakonec nevyužívám.

Schéma zapojení multimetru zdroje
merak_elfly_schema

Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 60 x 31 mm.
merak_elfly_osazovak_top merak_elfly_osazovak_bottom merak_elfly_spoje.png, 13 kB
Seznam použitých součástek :
součástky označené ve schématu -před hodnotou se neosazují

C1-C4     - 100n      SMD vel. 1206
C10       - 22M/10V   SMD B - tantal
C11       - 10n       SMD vel. 1206
C12       - 10M/50V
D1        - 1N4148    SMD SOD-80
D2        - SK310A    SMD DO214
DIS1      - LCM1602DSL   (nebo DEM16216SYH-LY - propojit J2, J4, J7, rozpojit J3, J5) 
IO1       - ATMEGA8-16AU
IO2       - 7812      + chladič !!! (např. RAD-A4463/35)
IO3       - 7805      SMD D2PAK  
Q1        - BSS138    SMD SOT23
R1,R2     - 100k      SMD vel. 1206
R3        - 10k       trimr PT6V (ležatý)     (CA6V-10k)
R4        - 30k       SMD vel. 1206
R5,R6     - 10k       SMD vel. 1206
R7,R8     - 7k5       SMD vel. 1206
R9,10     - 500       trimr PT6V (ležatý)     (CA6V-500)
R11       - 5k1       SMD vel. 1206
R12       - 15R       SMD vel. 1206      (nebo menší 12R aj. - potom ale poroste proud na podsvícení LCD)
S1        - P-B1720 
lámací řadová lišta S1G3 a S1G4
Download Download:
Návrh DPS a SCH měřáku pro Eagle (od verze 5.6).
PNG obrázek pl. spoje měřáku v rozlišení 600x600 DPI
Program měřáku pro ATmega8-AU + Fuses: Low=0x21, High=0xD9

merak_foto_1.jpg, 36kB merak_foto_2.jpg, 43kB



Na hlavním chladiči je přidělán i termistor (NTC 10k), který zahřátím chladiče sníží svůj odpor a tím dojde k sepnutí ventilátoru ochlazující chladič a hlavně tranzistory Q4.
Zapojení je triviální, usměrnění, filtrace a stabilizace na 12V. Trimrem se nastaví kdy se začne ventilátor roztáčet (nejdřív začne trochu pískat).
DPS je menších rozměrů a dala by se klidně přidělat na bok ventilátoru.

Schéma zapojení regulace ventilátor dle teploty chladiče
zdroj_termo_schema

Zde je návrh plošného spoje o rozměrech 24 x 50 mm.
zdroj_termo_osazovak_top.png, 8 kB zdroj_termo_osazovak_bottom.png, 5 kB zdroj_termo_spoje.png, 4 kB
Seznam použitých součástek :
C1        - 220M/25V
C2,C3     - 100n      SMD vel. 1206        
C4        - 100M/25V 
IO1       - 7812      + chladič 
M1        - B250C1000SMD  
P1        - 2k5       trimr PT6V (ležatý)
termistor NTC10k
T2        - BC817
K1        - ARK500/2
K2,K3     - PSH02-02
Ventilátor 12V, průměr 80mm + ochranná mřížka
Download Download:
Návrh DPS a SCH termo pro Eagle (od verze 5.6).
PNG obrázek pl. spoje termo v rozlišení 600x600 DPI




zdroj_krabice_foto_5

zdroj_krabice_foto_0 zdroj_krabice_foto_1 zdroj_krabice_foto_3

zdroj_krabice_foto_2 zdroj_krabice_foto_4


PaJa © PaJa-trb 2011- E-mail