Самодельный лабораторный источник питания

[Evgen_ex]

Всех приветствую!

Возникла потребность в регулируемом источнике напряжения.
Уже нашёл корпус и заварганил все переключатели, вольтметр, разъемы и потенциометры (верхний ряд)


Тз такое:
Плавная регулировка напряжения 0-80 В
Выходной ток до 10 А (но можно и 5А - выше крайне редко требуется).
Регулировка тока не требуется, нужна регулировка только напряжения.
Коэффициент пульсаций в 1% сойдёт.

Перелопатил интернет в поиске схем простеньких. Нашёл такую:


В холостую, без нагрузки всё отлично регулируется. Но на нагрузке ведёт себя нестабильно. Подключал вентилятор на 12 В 0.3 А - до 6 В нормально, затем вентилятор начинает дымиться, а потенциометр греться
Вероятно, косячная схема. Что в ней не так?

Ну а если в той схеме ловить нечего, может подскажите схему, чтобы можно было регулировать входные 80 вольт постоянки (по схеме выше после диодного моста и фильтра которые)?

Всем спасибо.

[АлександрЛ]

Плавная регулировка напряжения 0-80 В
Выходной ток до 10 А (но можно и 5А - выше крайне редко требуется).
Вероятно, косячная схема. Что в ней не так?

В ней ВСЁ "не так"
Ну, то, что у вас, на схеме, неправильно соединены диодные мосты- это "детали"
То, что, вместо двух диодных мостов можно было поставить один, а обмотки трансформаторов соединить "согласованно-последовательно"- это "типа замечание"
1-Вот представьте, что вы хотите получить ток в ОДИН ампер и ПЯТЬ вольт!
Тогда на регулируюших транзисторах будет рассеиаться 75 вольт и 1 ампер- то есть, 75 ватт!!!! А при токе в 5 ампер, на транзисторах будет рассеиваться 375 ватт! А ведь эту мощность вам ещё надо куда-то девать!
2-Истоковый повторитель- это не стабилизатор, выходное напряжение меняется в зависимости от нагрузки.

Как бы я решал такую задачу-
Вероятно, я бы не стал "замахиваться" на результат "0-80 вольт до 10 ампер"
Проще всего было бы применить импульсный понижающий преобразователь, но, поскольку преобразователей с входным напряжением 80 вольт и выше- что-то не нашлось, то можно (поскольку у вас ДВЕ обмотки и ДВА диодных моста) - поставить ДВА DC/DC понижающих преобразователя, например, типа такого:
https://aliexpress.ru/item/1005002804165223.html
Вход напряжение: 10,5-70VDC
Выход напряжение: 5-58VDC
Выходной ток: 8A Макс в течение длительного времени 6A Макс
Регулируемого постоянного тока: 0,5-8A
Сделать два независимых канала с выходом 5~40 вольт до 6(8) ампер
При необходимости получить выходное напряжение больше 40 вольт- просто эти каналы включаются последовательно..


зы..
До чего же неистребимо желание "сделать БП с выходом "0-100 вольт 0-100 ампер", да ещё и размером с сигаретную пачку..
В СССР выпускалась линейка лаборатоных БП- мощностью 50~100 ватт
Б5-46 с выходом 0-10 вольт 0-5 ампер
Б5-47 с выходом 0-30 вольт 0-3 ампера
Б5-48 с выходом 0-50 вольт 0-2 ампера
Б5-49 с выходом 0-100 вольт 0-1 ампера
Б5-50 с выходом 0-300 вольт 0-0,3 ампера
То есть, чем больше выходное напряжение, тем меньше ток, а получить "сразу всё в одном флаконе" достаточно трудно и дорого.

[AlexS4]

для желаемых мощностей 400..800W конечно разумно рассматривать только импульсные источники. если хочется полностью самому (без готовых модулей или почти без) то я бы рекомендовал подумать о переделке ATX блока питания, про это есть целая ветка.

ps для максимальног упрощения задачи возможно есть смысл подумать разбить это устройство на напр на 2 отдельных источника до 40V10A которые при желании можно будет включать последовательно.

сейчас китайцы выпускают готовые лабораторники скажем CPS-8412 (84V12A) - очень хорошие аппараты, пользуюсь такими.
еще есть dcdc stepdown модули c CV + CA, цифровыми регулировками, пресетами, q-метром и кучей всего, я не стал долго думать и за день собрал свой лабораторник из 2х RD6006W (60V6A) таких модулей. конечно самому можно сделать лучше ... но не на все хватает времени ...

[Evgen_ex]

Хорошо.

Возможно, я погорячился с 80 вольтами. Просто, есть много трансформаторов на 30 вольт, и после выпрямления и фильтрации с двух таких трансформаторов получается 80 вольт. Вот и думалось, что проще работать с имеющимся напряжением.
Но в реальности мне больше 55 вольт и не нужно. Самое высокое напряжение, которое пригождалось - это 48-55 Вольт для проверки POE коммутаторов.

Соответственно и 50 Вольт хватило бы. Но вот нижний порог нужен поменьше 5 Вольт, хотя бы 1....1.2 В. Не подскажите, такие DC/DC понижающие преобразователи существуют?

[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4189095#p4189095"][quote="Evgen_ex"]

При необходимости получить выходное напряжение больше 40 вольт- просто эти каналы включаются последовательно.. [/uquote]

А как в таком случае будет регулироваться выходное напряжение, если каждый канал регулируется отдельно и не синхронно?

[АлександрЛ]

А как в таком случае будет регулироваться выходное напряжение, если каждый канал регулируется отдельно и не синхронно?

А вы что, никогда не пробовали включать последовательно батарейку на 9 вольт и на 1,5 вольта?
Какая разница, что включено последовательно- батарейки или НЕЗАВИСИМЫЕ стабилизаторы? На выходе- всё равно "сумма напряжений"..

[kentgaryk]

Evgen_ex Не надо собирать эту говносхему. Ничего хорошего не получится. Надо сначала почитать что ни будь про лабораторные источники питания. Есть немало схем и на сайте.

[участник]

[uquote="Evgen_ex",url="/forum/viewtopic.php?p=4189134#p4189134"]Соответственно и 50 Вольт хватило бы. Но вот нижний порог нужен поменьше 5 Вольт, хотя бы 1....1.2 В. Не подскажите, такие DC/DC понижающие преобразователи существуют?[/uquote]
LM317HVT/NOPB, 3-х выводной регулятор напряжения с установкой выходного напряжения 1.25В…57В, 1.5А, [TO-220]
С этой микросхемой проще всего(много схем в сети), но, это 1 ампер на преобразователь, параллелить придется на 6 ампер 6...10 штук. Или транзисторы подключать - но тогда и защиту придется добавлять свою. И это линейный преобразователь - с радиатором проблемы будут, медь, вентиляторы и все такое. Наверное, лучше импульсный китайский преобразователь поискать на алике.

[Evgen_ex]

[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4189139#p4189139"]

А как в таком случае будет регулироваться выходное напряжение, если каждый канал регулируется отдельно и не синхронно?

А вы что, никогда не пробовали включать последовательно батарейку на 9 вольт и на 1,5 вольта?
Какая разница, что включено последовательно- батарейки или НЕЗАВИСИМЫЕ стабилизаторы? На выходе- всё равно "сумма напряжений"..[/uquote]

Если честно, крону и пальчиковую батарейку не приходилось вместе соединять. )
Но в ИБП частенько менял АКБ, и если из них один "подубитый", то тянет за собой всю батарею в 6-8 штук.

Спасибо.

В общем, можно ещё один тумблер и пару регуляторов добавить, и в случае необходимости выключателем добавлять последовательно ещё один канал.

Ну или купить импульсный БП на 48 или 60 В с Китая, и к нему DC/DC преобразователь, с возможностью регулировки напряжения.

[Stitch]

Проще всего купить в Китае готовый регулируемый блок. Регулируется и напряжение и ток. У меня 2 таких, сделаны на TL434, выходная мощность обоих по 300 ватт. Сделаны достаточно качественно, уже несколько лет работают. Для нагрузки по полной, внутри вентилятор есть, который прокачивает воздух во всем корпусе, срабатывает по температуре. Первый брал 30В - 10А, второй 60В - 5А. Вроде были еще более высоковольтные, естественно с меньшим током.
Стоимость что то около 3.5к рублей.

[Evgen_ex]

Согласен, что проще купить готовый лабораторник. Для себя бы и купил такой. Но речь идёт о работе, тратить 5-6 т. руб. на готовый ЛБП жаба душит.

Нашёл на али понижающие DC-DC преобразователи на XL4016, которые регулируют постоянку от 1.25 до 35 В до 9А, при этом на входе до 40 В. Планирую прикупить их, они копеечные. И докупить парочку ИБП на 36 В и 7А.
Нарисовал, как планирую подключить это хозяйство:



В связи с этим кучка вопросов:

1. Нужно ли объединять земли и минусы блоков питания? Или это не требуется, и так будет нормально работать.
2. Планирую поставить дополнительный выключатель, который соединяет выхода преобразователей между собой (+ с -), и подключать второй преобразователь только когда потребуется напряжение выше 35 Вольт. Достаточно ли отключать эту перемычку, или для безопасности необходимо отключать и минус второго преобразователя, который идёт на зелёный разъем?
3. Если понадобится напряжение выше 35 Вольт, допустим, 48В, на 1ом канале выставлю 24 Вольта, а затем подключаю 2ой канал и докручиваю его до 48 Вольт, чтобы нагрузка распределялась равномерно между БП. Правильно рассуждаю? Или это лишнее, и можно на одном 13 В, а на 2ом 35 выставлять - разницы не будет?

[Martian]

1. упрощённо можно рассматривать как соединение батареек. Однако, импульсные источники питания могут влиять друг на друга, приводя к нежелательным шумам всяким, поэтому, иногда всякие соединения-объединения осуществляются через дроссель и с применением иных помехоподавителей. Я не очень понимаю эти процессы, просто помню, что они есть и их надо контролировать и учитывать.
2. Вы должны построить логику выключателей так, чтобы: обеспечить двухполярное питание; обеспечить суммирование; исключить короткое замыкание. Желательно ещё исключить ошибку неправильного включения, то есть, сигнализацию состояния, чтоы не подключить что-нить 3.3-вольтовое к 70 вольтам
3. Желательно выставлять равные значения, это более-менее гарантирует одинаковую токовую нагрузку, а значит, и одинаковое поведение преобразователей. Например, при перегрузке, КЗ, перенапряжению и т. д. Поставьте сдвоенный переменный резистор.

[Evgen_ex]

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4190302#p4190302"]1. упрощённо можно рассматривать как соединение батареек. Однако, импульсные источники питания могут влиять друг на друга, приводя к нежелательным шумам всяким, поэтому, иногда всякие соединения-объединения осуществляются через дроссель и с применением иных помехоподавителей. Я не очень понимаю эти процессы, просто помню, что они есть и их надо контролировать и учитывать.
2. Вы должны построить логику выключателей так, чтобы: обеспечить двухполярное питание; обеспечить суммирование; исключить короткое замыкание. Желательно ещё исключить ошибку неправильного включения, то есть, сигнализацию состояния, чтоы не подключить что-нить 3.3-вольтовое к 70 вольтам
3. Желательно выставлять равные значения, это более-менее гарантирует одинаковую токовую нагрузку, а значит, и одинаковое поведение преобразователей. Например, при перегрузке, КЗ, перенапряжению и т. д. Поставьте сдвоенный переменный резистор.[/uquote]

По первому и второму вопросу прошу высказаться ещё специалистов.

Преобразователи имеют защиту от КЗ, и возможность настройки тока ограничения при замкнутых выходах. В качестве контроля выходного напряжения будет использоваться вольт-амперметр, как на фото в первом сообщении.

По 3ему вопросу согласен с Вами. А сдвоенный потенциометр - отличная идея!

[AlexS4]

1. Нужно ли объединять земли и минусы блоков питания? Или это не требуется, и так будет нормально работать.
2. Планирую поставить дополнительный выключатель, который соединяет выхода преобразователей между собой (+ с -), и подключать второй преобразователь только когда потребуется напряжение выше 35 Вольт. Достаточно ли отключать эту перемычку, или для безопасности необходимо отключать и минус второго преобразователя, который идёт на зелёный разъем?
3. Если понадобится напряжение выше 35 Вольт, допустим, 48В, на 1ом канале выставлю 24 Вольта, а затем подключаю 2ой канал и докручиваю его до 48 Вольт, чтобы нагрузка распределялась равномерно между БП. Правильно рассуждаю? Или это лишнее, и можно на одном 13 В, а на 2ом 35 выставлять - разницы не будет?

1. НЕТ конечно, иначе как их последовательно же ?)) и входные и выходные цепи DCDC модулей должны быть гальванически отвязаны один от другого!! соответственно для питания подходят любые источники обеспечивающие развязку с AC220V.

и осторожно 40V это макс напряжение для модуля, если например взять AC40V и выпрямить мостом то будет 56V без нагрузки а с учетом разброса напряжений в сети так и 65V !!!. надо понять какие конкретно напряжения имеются ввиду и возможно выбрать более высоковольтные на 60V или 80V...

3. как угодно, пока рассеиваемая мощность на каждом преобразователе в допустимых пределах, распределение мощности по ним это только вопрос удобства верчения ручек

2. Я бы просто оставил 4 клеммы которые можно как угодно коммутировать (последовательно или параллельно в зависимости от задачи, имхо скрытые внутри выключатели не дают никаких удобств и только помогут запутать.

ваши dcdc умеют и CV и СA это хорошо, такие можно соединять и последовательно и параллельно.
при параллельном соединении желательно выставлять ~ одинаковое напряжение (СV) чтоб при замыкании включенных модулей искра разряда конденсаторов была поменьше. насчет настроек CA - см ответ 3.

при последовательном же включении надо понимать что при разных CA на модулях и нагрузке выше этого СA модуль с меньшим СA может оказаться переполюсован. (ps точнее всегда будет модуль который чуть слабее, как точно не старайся выставлять СA) вобщем желательно добавить еще по 1 шоттки диод на выход каждого модуля для защиты выходных конденсаторов от импульсной переполюсовки (в статике откроются штатные диоды, перехватывающие самоиндукцию накопительного дросселя DC-DC преобразователя)

[АлександрЛ]

[uquote="Evgen_ex",url="/forum/viewtopic.php?p=4190391#p4190391"]Преобразователи имеют защиту от КЗ, и возможность настройки тока ограничения при замкнутых выходах. В качестве контроля выходного напряжения будет использоваться вольт-амперметр, как на фото в первом сообщении.

По 3ему вопросу согласен с Вами. А сдвоенный потенциометр - отличная идея![/uquote]
Вы немного подсократите свои "хотелки" (0-80 вольт 10 ампер) и у вас тут же появится огромное количество вариантов..
зы.. Появилась идея, как можно сделать так, чтобы, при срабатывании ограничения по току в одном из нескольких, соединённых последовательно, БП, вся система продолжала бы работать.. Проверю идею- напишу..
А, ну, собственно, "идею" уже озвучили..-
[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4190402#p4190402"]вобщем желательно добавить еще по 1 шоттки диод на выход каждого модуля для защиты выходных конденсаторов от импульсной переполюсовки[/uquote]
Только одно замечание- на выходе ЛБП, обычно, не ставят конденсаторов большой ёмкости..

[Martian]

[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4190402#p4190402"]3. как угодно, пока рассеиваемая мощность на каждом преобразователе в допустимых пределах, распределение мощности по ним это только вопрос удобства верчения ручек[/uquote] Характеристики нагрузки импульсных преобразователей зависят от множества факторов (и они вообще не очень эффективны в диапазоне менее 10-20% от максимальной мощности). Я бы всё-таки нагружал их одинаково. Чтобы вели себя одинаково.

Вообще, всю систему сделал бы с одним сдвоенным (мастер) и одним одинарными потенциометрами и переключателем, построив положения так: в одном положении это два раздельных блока питания с выходами на две пары клемм, потенциометры притом регулируют каждый свою часть. Двуполярное организуется перемычкой на клеммах, как у заводских ЛБП. Следующее переключение - последовательное соединение, потенциометр мастер работает на обе части, выход на отдельные клеммы. Третье положение - параллельное соединение, то же самое, управляется мастером, выход на ту же отдельную пару клемм.
Это накладное решение, зато исключит ошибки.

[AlexS4]

Martian, насчет эффективности в различных режимах - да но чисто практически обычно пофиг если 1 работает с кпд 90% а другой с 70% . основной критерий - попадение в допустимые режимы. про пульсации - ну да при последовательном соединении 2х максимальные пульсации будут до 2 раз выше но и это оычно пофиг потому что по отношению к напряжению пульсации не растут.

насчет сдвоенных регулировок - это просто ограничение функционала за сомнительное удобство в частных случаях имхо, напр может одновременно понадобиться 30V1A и 14V10A - а со сдвоенными это неполучится.

но это чисто imho любителя соединять лабораторники в разных комбинациях и для самых разных целей .

[Martian]

Конечно, ситуация с разными напряжениями может быть, я и предложил позднее, что при двухполярном варианте часть потенциометра отключается, переключаясь на другой.

А я себе строю (не особо спеша, потому что лениво корпус делать) на L200C. В начале тоже хотел мощщу и диапазон, а потом подумал: да у меня ж 99% проектов - батарейно-аккумуляторные, 4.3 вольта - максимум и энергосбережение вовсю, большие токи ни-ни. И успокоился.

[АлександрЛ]

Ну, да, диод на выходе ЛБП не мешает работать нескольким последовательно соединённым БП, а, при перегрузке любого из них, не допускает "переполюсовки выхода"..
У меня ЛБП типа DAZHENG 1302D:
http://www.siriust.ru/club/instrukcii/dazheng-1302d.pdf
и у него на выходе есть такой "защитный диод", который, однажды, спас этот ЛБП от серьёзных последствий из-за неправильно подсоединённого аккумулятора..

[Evgen_ex]

При двух отдельно работающих каналах, нужны 2 вольт-амерметра на каждый канал. И как-то реализовать отображение показаний В, А при подключении перемычки, т.е. последовательном подключении блоков питания. Нужен отдельный вольтамперметр, или мультиметром придтся контролировать...

А с учетом моих пожеланий, настройки напряжений двумя регуляторами (грубо-точно, а то не люблю по 10 оборотов делать), и как минимум по одному на регулировку тока, надо 6 крутилок )).

[1en2]

вся эта импульсная чушь из кучки дешёвых платок проработает недолго, несмотря на все извращения....)))