強力な実験用電源

少し前にはんだ付けステーションを買収しました。 私は長い間アマチュアエレクトロニクスをやっていますが、今は間違いなくその時だと気づいたときが来ました。 これに先立ち、彼は実験用電源と低電圧はんだごて電源を組み合わせたバテン自作ユニットを使用しました。 そして、目の前で問題が発生しました:はんだ付けステーションを設置し、壊れやすくて不正確な電源0-30v 3Aのために古いユニットを保持するか、現在の保護とデジタルインジケーターを備えた最新のものを購入しますか? ebayでのクロール私は、最大5Aの中国のユニットを購入するのに7〜1万人が最大だと気付きました。 ヒキガエルは彼女の重い「クワ」と言い、彼女の手はcombかされ、...



ここまでがポイントです。 彼は、ユニットの要件を作成しました。少なくとも0〜30 V、少なくとも10 Aの電流、調整可能な電流保護、0.1 Vの電圧調整の精度です。 さらに興味深いのは、共通の土地からではあるものの、2つのチャネルです。 電圧設定はデジタル、つまり 可変抵抗器なし、エンコーダーのみ。 固定電圧設定と記憶はオプションです。



出力のステータスを示すために、LCDのデジタル中国語複合インジケータを選択しました。範囲は最大199V、精度は0.1V、最大20A、精度は0.01Aです。 それは完全に私に合った。 しかし、私が忘れていたのは、彼らのためにシャントを買うことでした。 それらが含まれると単純に考えました。



初期の電圧変換では、コントローラーからのリールで切り替えられる6Vごとのタップと、出力を調整するための単純なエミッターフォロワーを備えた従来のトランスを使用することを考えました。 そして、すべてがうまくいくでしょうが、そのような変圧器のコストと寸法(30V * 10A = 300W)を見つけたとき、私はより近代的でスイッチング電源を使用する必要があることに気付きました。



提案を実行した後、私は自分の流れについて賢明なものは何もないことに気づき、もしあれば、ヒキガエルはそれに対して断固として反対しています。 この点で、アイディアはコンピューター電源を使用しようとするようになりました。 350Wのユニットが掘り下げられ、+ 5V分岐で22A、12Vで16Aが約束されました。 インターネットを駆け巡って、ブロックのシリアル接続について多くの相反する意見を見つけ、Radiokotでそれを正しく行う方法に関する賢明な記事を見つけました。 しかし、その前に、私はチャンスを取り、それでもスナップでそれを取り、負荷を与えてブロックを直列に接続することにしました。



...そして判明した!

写真では、3つのブロックが直列に接続されています。 デファクト出力35V、10.6A。



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次に、どのコントローラーを制御するかという疑問が生じました。 理論的には、ATMega328は目に見えませんが、DAC ... 12ビットで少なくとも2個のDACのコストを考慮し、ボード上のArduino DUEの特性を調べ、必要なPINの数を比較することで、必要なPINの数を比較すると、このarduinoをボードとともにブロック全体に入れます。



徐々に、モックアップでサーキットが生まれました。 一般的な形式で、1つのチャネルに対してのみ提供します。



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回路はいくつかの機能ブロックに分解されます:ATX電源のセット、PSUスイッチングユニット、Arduino DAC電圧増幅器ブロック、電流シャント電圧増幅器ブロック、特定の電流の電圧制限ブロック。



BPスイッチングユニット:ユーザーが設定した電圧に応じて、Arduinoは使用するブランチを選択します。 最小電圧ブランチが選択され、指定されたブランチより少なくとも+ 3V大きくなります。 3Vは、電源の電圧設定の不正確さ+トランジスタ接合部での電圧降下〜1.2V +大きなマージンではありません。 同時に、アクティブ化されたブランチキーは、1つまたは別の電源ユニットをアクティブ化します。 たとえば、24Vを設定する場合、3つすべての電源をアクティブにし、出力をチェーンの3番目の+ 5Vに接続する必要があります。これにより、VT1 + 29Vが出力トランジスタのコレクタに与えられ、トランジスタの熱出力が最小限に抑えられます。



電圧増幅器ユニット:OP1オペアンプに実装。 オペアンプは、私の場合、AD823という大きな供給電圧で、ユニポーラのレイルトゥレイルを使用しています。 さらに、Arduino DACの出力はゼロオフセット= 0.54Vです。 つまり 出力電圧を0に設定すると、出力は事実上0.54Vになります。 しかし、これは私たちには適していない、なぜなら オペアンプは0から増幅します。また、電圧を0から調整します。したがって、トリミング抵抗R1が適用され、電圧を減算します。 電源の-5V分岐を使用する代わりに、-5Vの独立した安定器が使用されます。これは、電源によって生成される電圧が不安定で、負荷の下で変化するためです。 オペアンプの出力は、出力VT1からのフィードバックによってカバーされます。これは、オペアンプ自体が出力の負荷に応じて電圧変化を補正するように行われます。



ちなみに、中国のEbayのAD823については、その日は苦しみましたが、入力で0から回路が機能しない理由を理解できませんでした。 1.5Vを超えると、すべてが正常になり、それ以外の場合は供給電圧全体になります。 彼はすでにばかだと思っていたので、AD823の代わりに中国から男性がどのように偽物を手に入れたかという話に出くわしました。 私はすぐに近くの店に行き、そこでそれを買って、それをセットアップしました...ああ、奇跡-すべてがすぐに正常に機能しました。 ゲームでは、違いを見つけます(ベビーベッドで偽物、オリジナルは右側にあります。偽物が良く見えるのは面白いです):



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次に、アンプは電流シャントの電圧です。 電流シャントは非常に強力であるため、特に低電流での電圧降下は小さくなります。 そのため、OP2が追加され、シャントの電圧降下を増幅する働きをします。 さらに、ヒューズの速度はこのオペアンプの速度に依存します。



ヒューズ自体または電流制限ユニットは、OP2コンパレータに実装されています。 流れる電流に対応する増幅された電圧は、電子ポテンショメータによって設定された電圧と比較され、それよりも高い場合、コンパレータによってVT2が開き、出力トランジスタのベースの電圧を解放し、本質的に出力をオフにします。 作業中は、次のようになります。



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なぜシャントとしてスロットルを使用するのか。 簡単です。以前書いたように、シャントを注文するのを忘れていました。 そして、すでにブロックを集めていて、それが現れたとき、それは中国からの長い待ち時間のようでしたが、店では高価でした。 そのため、彼はためらうことなく、古いコンピューターの電源の配線を調べ、抵抗とほぼ正確に一致するインダクタを見つけました。 少し拾って設定します。 さらに、これにより保護が得られます。負荷が急激に変化した場合、インダクタは電流制限器を動作させるのに十分な時間、電流を平滑化します。 これは短絡に対する優れた保護を提供しますが、マイナスもあります-インパルス負荷は「ブロックを狂わせる」。 しかし、私にとっては重要ではありませんでした。



その結果、私はそのような電源を得ました:

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前部の銘は、LUTを使用して作成されます。 電源のインジケータは、2色のLEDに表示されます。 赤は、デューティ+ 5Vから電力が供給されており、ユニットの動作準備ができていることを示しています。 そして、Power_Goodからの緑色で、ユニットが関与して動作していることを示しています。 トランジスタの分離により、赤色LEDの調光が保証され、ユニットに問題がある場合は、赤色と緑色の両方が消えます。



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設定されたパラメータは小さな画面に表示され、デファクト出力ステータスは大きな画面に表示されます。 エンコーダーは電圧を回転させ、短押し-負荷のオン/オフ、長押し-電圧/最大電流設定モードを選択します。 電流はチャネルごとに12.5Aに制限されています。 実際には、合計15が削除されます。 ただし、同じ要素ベースで、電源を500ワットに交換すると、20で撮影できます。スケッチコードをここに持ってくる価値があるかどうかはわかりません。シートは大きくて愚かです。 ADCフィードバックとファン速度調整による出力電圧。



最後に、いくつかの言葉。 Arduino DUEが長時間非アクティブになってからオンになった場合、プログラムの実行が開始されないことが判明しました。 つまり ボードを起動すると、リセットを押すまで、プログラムがすぐに実行され、それに応じて沈黙が始まると思います。 そして、すべてがうまくいくだろうが、リセットケースの中でそれを押すことはいくぶん難しい。

私はフォーラムを検索しましたが、数人が同じ問題に遭遇しましたが、解決策が見つかりませんでした。 開発者が問題を修正するのを待っています。 私は待つのが面倒だったので、自分で問題を解決しなければなりませんでした。 そして、解決策は非常に原始的であることがわかりました。ボタンに平行に22マイクロファラッドで電解コンデンサをはんだ付けします。 その結果、起動時に、このコンデンサが充電されている間、リセットボタンがシミュレートされます。 それはうまく機能し、点滅を妨げません:



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結論として:

良い方法では、すべてのラジエーターに温度センサーを取り付けて、温度に応じてファン速度を調整する必要がありますが、これまでのところ、一部のFSP電源ユニットのファン速度コントローラーのスカーフには満足しています。



また、ADCを介して、リールが固着した場合のスイッチングユニットからのフィードバック、およびチューニング抵抗器の温度ドリフトを補償するための出力のフィードバックも必要です(高電圧では0.1V以内に偏差が発生します)。



しかし、使用経験からのメモリボタンと固定設定は、不要なもののようです。



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