Stavbu našeho laboratorního zdroje LPS-450W jsme zdárně dokončili. Tímto článkem bych rád udělal celkové shrnutí a popsal konečnou montáž laboratorního zdroje.
1. Uspořádání zdroje
Blokové schéma zdroje:
Jednotlivé části zdroje jsou propojeny prostřednictvím Power Modulu.
Pomocné desky jako je spínání svorek pomocí relé, nebo Power modul nejsou dělány profi cestou a použil jsem na ně dvě mnou oblíbené metody, tedy výroba DPS nažehlováním a výroba DPS frézováním.
2. Montáž zdroje
Zdroj jsem vestavěl do rackové bedny o výšce 2U a rozměrech 435x80x450mm. Bednu jsem koupil v e-shopu Modushop. Sice nemají nic skladem a počkáte si 3 týdny, ale nikde jinde sem vyhovující krabice nenašel…
“Slave” moduly zdrojů jsou přimontovány na děrovaném nosném roštu, stejně tak jako výkonový toroidní transformátor, pomocný spínaný zdroj 12V/3A a svorkovnice. Jako silové vodiče jsem volil izolovanou licnu 2,5mm2 se silikonovou izolací (do 180°C). Pro kanál A (2,5A) je rozvod jednoduchý pro kanál B (10A) jsou vodiče zdvojeny.
Jako chladič jsem použil dostupný CHL32C/80 s tepelným odporem 0,9°K/W který se hojně užívá pro nf zesilovače. Pořídit lze v eshopu EZK. Výkonové tranzistory jsou TIP35C, ty jsem osadil místo původních BD911 které nedokázaly odvést dostatek tepla do chladiče. Výkonovou ztrátu na chladiči by bylo možné snížit, pokud bychom měli větší počet odboček na transformátoru + relé. Na to jsme při návrhu zapoměli.
Jednotka MCU s rotačním kodérem je uchycena pomocí sub-panelu a je hned za hlavním čelem. Konstrukci jsme doplnili o spínání svorek pomocí relé.
Zdroj se ovládá pomocí rezistivního touchpadu a rotačního enkodéru.
3. Použití zdroje
Na následujících obrázcích jsem ověřoval vnitřní odpor zdroje v režimu konstantního napětí.
Zdroj byl zatížen čtveřicí odporů 33R/50W, celkem tedy 8,25Ω/200W. Po připojení zátěže 1200mA pokleslo napětí o 2,4mV což odpovídá vnitřnímu odporu cca 2mΩ !!!
Zdroj jsme doplnili o řadu dalších funkcí které budeme dále rozšiřovat…
Zpracovány tedy jsou:
- výpočet rezistivity připojeného spotřebiče
- výpočet příkonu spotřebiče
- měření doby po kterou spotřebič odebíral energii
- výpočet mAh / Wh
- zobrazení teplot na více místech chladiče a zdroje
- odpojování svorek zdroje pomocí relé, prostřednictvím tlačítek na displeji.
Máme v plánu doplnit:
- inteligentní nabíjení chemických článků Pb, NiCd,NiMH, Li-Ion, Li-Pol, NiFe
- přídavný potenciálový voltmetr pro kompenzaci ztrát na vedení viz. připomínka uživatele Jenda23 z diskuse u minulé kapitoly. Voltmetr bude mít možnost prostřednictvím řídícího počítače upravovat výstupní napětí.
- funkci nf generátoru (přímo modulem zdroje až do 500kHz)
Krátké prezentační video:
Parametry zdroje:
| Kanál A (2A) | Kanál B (5A) | |
| Rozsah napěťové pojistky | 0,150 – 48,500 V | 0,150 – 48,500 V |
| Rozsah proudové pojistky | 0,75mA – 2500,0mA | 2mA – 5000mA (10000mA) |
| Jmenovitý výstupní výkon | 100W | 350W |
| Min. krok napětí | 1mV | 1mV |
| Min. krok proud | 0,1mA | 0,5mA |
| Zvlnění CV [Vpp] | 1,5mV | 3mV |
| Zvlnění CC [Vpp] | 3mV | 5mV |
| Reakce proudové pojistky | 250ns | 250ns |
| Ustálení proud pojistky | 5μs | 5μs |
| Vnitřní odpor CV | ∼2,5mΩ | ∼2,5mΩ |
| Vnitřní odpor CC | ∼ 250kΩ | ∼ 250kΩ |
| Zobrazení | Displej TFT 4,3″ 480x272px | |
| Ovládání | Rezistivní touchpad + rotační kodér | |
| Rozhraní | USB, RS-485 | |
| Rozměry š,v,h [mm] | 435 x 80 x 450 | |
| Hmotnost | 14kg | |
Materiál, součástky a DPS přišly na cca 15 500,- Kč.
Čas strávený při stavbě a vývoji odhadujeme na cca 4000 hodin (2 lidé).
Dobrý den,
s procesorem ATxmega128A1U byla potíž jen při studiu dokumentace, která se strukturou liší od AtMega128A. Procesory nám pracují bezchybně i v dlouhodobém provozu…
Dobrý den,
děkuji za odpověď. Vaše odpověď je pro mne hodnotná. Na internetu je spousta remcalů, kteří xmegy haní. Bohužel nemám s nimi dlouhodobé zkušenosti.
A zajímala mne stabilita, přesnost ADC….jinak totiž po důkladném prostudování dokumentace xmega128A1U velmi zajímavý procesor.
Pokud Vám pracuje ve zdroji, kde chtě, nechtě je zvýšené “zarušení” bude asi stabilním kusem mcu.
Zdravím,
procesor nám běží na 32MHz a poskytuje dostatečný výkon pro překreslení hodnot na displeji 20x za sekundu. Snažili jsme se o pečlivé připojení dobře blokováného napájení. Adc jsme zrovna neměli důvod zkoušet. Zatím nezazlobil ani jednou…a to jsem zkoušel i vf záření 3-30MHz (100W, vertikální anténa 2,5m od odkrytovaného zdroje). Podle nás je hlavní bariéra v pochopení odlišné, ale přesto precizní dokumentace.
Dobrý den,
přes 10 let vyvíjím komerční elektroniku založenou na mcu AVR. Nikdy jsem neměl s AVRkama žádný problém. Stačí nastudovat datasheet a pochopit jak to funguje. X mega je sice trošku složitější, ale po pár týdnech studia dojde člověk na dřeň čipu a pak pozná jak moc je konfigurovatelný. On jen ten event systém, přerušní, DMA…jsou přeci jen velký skok ku předu o proti klasickým AVRmega. Jen mám zatím obavy zařízení na tomto mcu poslat “dál”…
Pingback: Laboratorní zdroj – 4. návrh modulu zdroje – OK2HAZ – Michal Grygárek
Pingback: Laboratorní zdroj – 8. statické vlastnosti zdroje – OK2HAZ – Michal Grygárek
Pingback: Čítač s GPS normálem - 1. Úvod • SVETELEKTRO