Alimentare de laborator cu control cu microprocesor. Alimentare de laborator cu control microcontroler

Alimentare cu control microcontroler + encoder

De ce nu se poate face mai mult de un radioamator? Așa este - fără o sursă de alimentare BUNĂ. În acest articol vă voi descrie cum puteți face o sursă de alimentare bună, după părerea mea, de la un computer obișnuit (AT sau ATX). Ideea bună este că nu trebuie să cumpărați transformatoare, tranzistoare sau eolian scumpe transformatoare de impulsuri și bobine... Obținerea unei surse de alimentare pentru computer astăzi nu este foarte dificilă. De exemplu, pe piața locală de radio, o unitate de alimentare ATX 300W costă aproximativ 8 USD. Desigur, acesta este folosit. Dar trebuie luat în considerare faptul că, cu cât este mai bună calitatea sursei de alimentare a computerului, cu atât dispozitivul vom obține mai bun =) Se întâmplă ca sursele de alimentare chinezești să fie atât de prost echipate/asamblate încât este înfricoșător de privit - absolut toate filtrele la intrare lipsesc și aproape toate filtrele la ieșire! Deci trebuie să alegeți cu atenție. Sursa de alimentare ATX a fost luată ca bază CODEGEN 300W

care a fost convertit la tensiune de 20V și a fost adăugată o placă de control.

Caracteristici: Voltaj
- 3 - 20,5 volți Actual
- 0,1 - 10A Clipoci

- depinde de modelul „sursă”. Există un „DAR” în fabricarea unei astfel de surse de alimentare: dacă nu ați reparat sau cel puțin dezasamblat o sursă de alimentare pentru computer, atunci realizarea uneia de laborator va fi problematică. Acest lucru se datorează faptului că există o mulțime de soluții schematice pentru sursele de alimentare pentru computer și nu pot descrie toate modificările necesare. În acest articol voi descrie cum să faci o placă pentru monitorizarea tensiunii și curentului, unde să o conectez și ce să schimbi în sursa de alimentare în sine, dar diagrama exactaNu vă voi da nicio modificare. Motoarele de căutare vă pot ajuta.

Încă un „dar”: circuitul este proiectat pentru utilizare într-o sursă de alimentare bazată pe un cip PWM destul de comun - TL494 (analogii KA7500, MV3759, mPC494C, IR3M02, M1114EU).

Circuit de control

Circuit ATX C ODEGEN 300W

Ca sursa de tensiune folosim un canal de 12 Volti, pe care il vom modifica putin. Modificarea constă în înlocuirea TOȚI condensatoarele din circuitul de 12 Volți cu condensatoare de aceeași (sau mai mult) capacitate, dar cu o tensiune mai mare de 25-35 Volți. Am aruncat complet canalul de 5 volți - am îndepărtat ansamblul diodei și toate elementele, cu excepția inductorului comun. Canalul -12V trebuie, de asemenea, convertit la o tensiune mai mare - îl vom folosi și noi. De asemenea, canalul de 3,3 volți trebuie îndepărtat pentru a nu interfera cu noi.

În general, în mod ideal ar trebui să lăsați doar ansamblul de diode al canalului de 12 volți și condensatoarele de filtru/choke ale acestui canal. De asemenea, trebuie să scoateți lanțurile părere prin tensiune şi curent. Dacă circuitul OS nu este greu de găsit după tensiune - de obicei pentru 1 pin al TL494, atunci după curent (protecție la scurtcircuit) trebuie de obicei să căutați destul de mult timp, mai ales dacă nu există circuit. Uneori, acesta este un sistem de operare pe pinul 15-16 al aceluiași PWM, iar uneori este o conexiune dificilă din punctul central al transformatorului de control. Dar aceste circuite trebuie îndepărtate și asigurați-vă că nimic nu blochează funcționarea sursei noastre de alimentare. În caz contrar, laboratorul nu va funcționa. De exemplu, în CODEGEN am uitat să scot protecția curentului... Și nu am putut ridica tensiunea peste 14 volți - protecția curentului a fost declanșată și a oprit complet sursa de alimentare.

O alta notă importantă: Este necesar să izolați carcasa sursei de alimentare de toate circuitele interne.

Acest lucru se datorează faptului că există un fir comun pe carcasa sursei de alimentare. Dacă, din întâmplare, atingeți ieșirea „+” pe corp, obțineți niște artificii bune. Deoarece Acum nu există protecție la scurtcircuit, ci doar o limită de curent, dar este implementată prin borna negativă. Exact așa am ars primul model al sursei mele de alimentare.

Aș dori ca parametrii blocului să fie setați folosind un encoder.

Tensiunea și curentul de stabilizare sunt controlate de ohmul PWM încorporat în controler. Ciclul său de funcționare este reglat de un encoder, fiecare pas al căruia duce la o creștere sau scădere a tensiunilor de referință pentru tensiune și curent și, în consecință, la o modificare a tensiunii la ieșirea unității de alimentare sau la stabilizare. actual.

Când apăsați butonul codificator, în fața parametrului care este modificat apare o săgeată, iar odată cu rotirea ulterioară, parametrul selectat se modifică.

Dacă nu se întreprinde nicio acțiune de ceva timp, sistemul de control intră în modul de așteptare și nu răspunde la rotirea codificatorului.

Parametrii setați sunt salvați în memorie non volatila iar la pornirea ulterioară, acestea sunt setate conform ultimei valori setate.

Indicator în linia de sus afișează tensiunea și curentul măsurat.

Linia de jos afișează curentul de limitare setat.

Când condiția este îndeplinităeu eu zm > eu a stabilit Sursa de alimentare comută în modul de stabilizare curent.

Reglarea tensiunii

Setarea curentului

Caracteristicile BP experimentale

Ideea sursei de alimentare a fost preluată de pe site-ul http://hardlock.org.ua/viewtopic.php?f=10&t=3

C UV SONATĂ

E-mail: [email protected]

Toate întrebările pe forum =)

De ce nu se poate face mai mult de un radioamator? Așa este - fără o sursă de alimentare BUNĂ. În acest articol vă voi descrie cum puteți face o sursă de alimentare bună, după părerea mea, de la un computer obișnuit (AT sau ATX). Aș dori ca parametrii blocului să fie setați folosind un encoder. Ideea bună este că nu trebuie să cumpărați transformatoare scumpe, tranzistoare, transformatoare de impuls de vânt și bobine... Obținerea unei surse de alimentare pentru computer astăzi nu este foarte dificilă. De exemplu, pe piața locală de radio, o unitate de alimentare ATX 300W costă aproximativ 8 USD. Desigur, acesta este folosit. Dar trebuie luat în considerare faptul că, cu cât este mai bună calitatea sursei de alimentare a computerului, cu atât dispozitivul vom obține mai bun =) Se întâmplă ca sursele de alimentare chinezești să fie atât de prost echipate/asamblate încât este înfricoșător de privit - absolut toate filtrele la intrare lipsesc și aproape toate filtrele la ieșire! Așa că trebuie să alegeți cu atenție Sursa de alimentare ATX CODEGEN 300W a fost luată ca bază, care a fost convertită la o tensiune de 20V și a fost adăugată o placă de control.

care a fost convertit la tensiune de 20V și a fost adăugată o placă de control.

Tensiune - 3 - 20,5 Volți
Curent - 0,1 - 10A
Ripple - depinde de modelul „sursă”.

Există un „DAR” în fabricarea unei astfel de surse de alimentare: dacă nu ați reparat sau cel puțin dezasamblat o sursă de alimentare pentru computer, atunci realizarea uneia de laborator va fi problematică. Acest lucru se datorează faptului că există o mulțime de soluții schematice pentru sursele de alimentare pentru computer și nu pot descrie toate modificările necesare. În acest articol vă voi descrie cum să faceți o placă pentru monitorizarea tensiunii și curentului, unde să o conectați și ce să modificați în sursa de alimentare în sine, dar nu vă voi oferi o diagramă exactă de modificare. Motoarele de căutare vă pot ajuta. Încă un „dar”: circuitul este proiectat pentru utilizare într-o sursă de alimentare bazată pe un cip PWM destul de comun - TL494 (analogii KA7500, MV3759, mPC494C, IR3M02, M1114EU).

Circuit de control

Circuit ATX CODEGEN 300W

Circuit ATX C ODEGEN 300W

În general, în mod ideal ar trebui să lăsați doar ansamblul de diode al canalului de 12 volți și condensatoarele de filtru/choke ale acestui canal. De asemenea, este necesar să îndepărtați circuitele de feedback de tensiune și curent. Dacă circuitul OS nu este greu de găsit după tensiune - de obicei pentru 1 pin al TL494, atunci după curent (protecție la scurtcircuit) trebuie de obicei să căutați destul de mult timp, mai ales dacă nu există circuit. Uneori, acesta este un sistem de operare pe pinul 15-16 al aceluiași PWM, iar uneori este o conexiune dificilă din punctul central al transformatorului de control. Dar aceste circuite trebuie îndepărtate și asigurați-vă că nimic nu blochează funcționarea sursei noastre de alimentare. În caz contrar, laboratorul nu va funcționa. De exemplu, în CODEGEN am uitat să scot protecția curentului... Și nu am putut ridica tensiunea peste 14 volți - protecția curentului a fost declanșată și a oprit complet sursa de alimentare.

O altă notă importantă: este necesar să izolați carcasa sursei de alimentare de toate circuitele interne.

Aș dori ca parametrii blocului să fie setați folosind un encoder.

Când apăsați butonul codificator, pe indicatorul vizat de parametrul care este modificat apare o săgeată, iar rotirea ulterioară modifică parametrul selectat.

Dacă nu se întreprinde nicio acțiune de ceva timp, sistemul de control intră în modul de așteptare și nu răspunde la rotația codificatorului.

Parametrii setați sunt salvați în memoria nevolatilă și data viitoare când sunt porniți, sunt setați la ultima valoare setată.

Indicatorul de pe linia de sus afișează tensiunea și curentul măsurate.

Linia de jos afișează curentul de limitare setat.

Când condiția Iizm>Iset este îndeplinită, sursa de alimentare trece la modul de stabilizare curent.

O sursă de alimentare bună, fiabilă și ușor de utilizat este cel mai important și mai des folosit dispozitiv în fiecare laborator de radioamatori.

O sursă de alimentare stabilizată industrială este un dispozitiv destul de costisitor. Folosind un microcontroler atunci când proiectați o sursă de alimentare, puteți construi un dispozitiv care are multe funcții suplimentare, este ușor de fabricat și este foarte accesibil.

Această sursă de alimentare digitală curent continuu a fost foarte produs de succes, iar cea de-a treia versiune este acum disponibilă. Încă se bazează pe aceeași idee ca prima opțiune, dar vine cu câteva îmbunătățiri frumoase.

Introducere

Această sursă de alimentare este cea mai puțin complexă de realizat decât majoritatea altor circuite, dar are multe mai multe caracteristici:

Afișajul arată tensiunea măsurată curent și valorile curentului.
- Afișajul arată limitele de tensiune și curent prestabilite.
- Sunt utilizate doar componente standard (fără cipuri speciale).
- Necesită tensiune de alimentare cu o singură polaritate (fără tensiune de alimentare negativă separată pentru amplificatoare operaționale sau logica de control)
- Puteți controla sursa de alimentare de la computer. Puteți citi curentul și tensiunea și le puteți seta comenzi simple. Acest lucru este foarte util pentru testarea automată.
- Tastatura mica pentru introducerea directa a tensiunii dorite si a curentului maxim.
- E chiar mic, dar sursă puternică nutriție.

Este posibil să eliminați unele componente sau să adăugați funcții suplimentare? Trucul este să mutați funcționalitatea componentelor analogice, cum ar fi amplificatoare operaționale la microcontroler. Cu alte cuvinte, complexitatea software-ului, a algoritmilor crește, iar complexitatea hardware-ului scade. Aceasta reduce dificultate generală pentru tine pentru că software poate fi doar descărcat.

Idei de bază pentru proiecte electrice

Să începem cu cea mai simplă sursă de alimentare stabilizată. Este format din 2 părți principale: un tranzistor și o diodă zener, care creează o tensiune de referință.

Tensiunea de ieșire a acestui circuit va fi Uref minus 0,7 Volți, care se încadrează între B și E la tranzistor. Dioda Zener și rezistența creează o tensiune de referință care este stabilă chiar dacă există vârfuri de tensiune la intrare. Este necesar un tranzistor pentru a comuta curenți mari pe care o diodă Zener și un rezistor nu îi pot furniza. În acest rol, tranzistorul doar amplifică curentul. Pentru a calcula curentul pe rezistor și pe dioda zener, trebuie să împărțiți curentul de ieșire la HFE al tranzistorului (numărul HFE, care poate fi găsit în tabelul cu caracteristicile tranzistorului).

Care sunt problemele cu această schemă?

Tranzistorul se va arde atunci când există un scurtcircuit la ieșire.
- Oferă doar fix tensiune de ieșire.

Acestea sunt limitări destul de severe care fac acest circuit nepotrivit pentru designul nostru, dar este baza pentru proiectarea unei surse de alimentare controlate electronic.

Pentru a depăși aceste probleme, este necesar să folosiți „inteligență” care va regla curentul de ieșire și va schimba tensiunea de referință. Gata (...si asta face circuitul mult mai complicat).

În ultimele decenii, oamenii au folosit amplificatoare operaționale pentru a alimenta acest algoritm. Amplificatoarele operaționale pot fi utilizate în principiu ca calculatoare analogice pentru a adăuga, scădea, înmulți sau efectua operațiuni logice „sau” asupra tensiunilor și curenților.

În zilele noastre, toate aceste operațiuni pot fi efectuate rapid folosind un microcontroler. Frumusețea constă în ceea ce obții în calitate supliment gratuit voltmetru si ampermetru. În orice caz, microcontrolerul trebuie să cunoască parametrii de ieșire de curent și tensiune. Trebuie doar să le afișați. Ce avem nevoie de la un microcontroler:

ADC( convertor analog-digital) pentru măsurarea tensiunii și curentului.
- DAC( convertor digital-analogic) pentru a controla tranzistorul (reglarea tensiunii de referință).

Problema este că DAC-ul trebuie să fie foarte rapid. Dacă este detectat un scurtcircuit la ieșire, atunci trebuie să reducem imediat tensiunea de la baza tranzistorului, altfel se va arde. Viteza de răspuns ar trebui să fie în milisecunde (la fel de rapidă ca un amplificator operațional).

ATmega8 are un ADC destul de rapid, iar la prima vedere nu are un DAC. Poate fi folosit modularea lățimii impulsului(PWM) și un filtru trece-jos analog pentru a obține DAC, dar PWM în sine este prea lent în software pentru a implementa protecție împotriva scurt circuit. Cum se construiește un DAC rapid?

Există multe modalități de a crea convertoare digital-analogice, dar trebuie să fie rapid și simplu, care să interfațeze ușor cu microcontrolerul nostru. Există un circuit convertor cunoscut sub numele de „matrice R-2R”. Este format numai din rezistențe și întrerupătoare. Sunt utilizate două tipuri de valori ale rezistenței. Unul cu o valoare R și unul cu valoarea R dublă.

Mai sus este o diagramă de circuit a unui DAC R2R pe 3 biți. Controlul logic comută între GND și Vcc. Unul logic conectează comutatorul la Vcc și un zero logic la GND. Ce face acest circuit? Reglează tensiunea în trepte de Vcc/8 Tensiunea totală de ieșire este:

Uout = Z * (Vcc / (Zmax +1), unde Z este rezoluția DAC (0-7), în în acest caz, 3 biți.

Rezistența internă a circuitului, după cum se poate vedea, va fi egală cu R.

În loc să utilizați un comutator separat, puteți conecta matricea R-2R la liniile portului microcontrolerului.

Crearea unui semnal DC diferite niveluri folosind PWM (modularea lățimii pulsului)

Modularea lățimii impulsurilor este o tehnică care generează impulsuri și le trece printr-un filtru trece-jos cu o frecvență de tăiere semnificativ mai mică decât frecvența pulsului. Ca rezultat, semnalul curent continuu și tensiune depinde de lățimea acestor impulsuri.

Atmega8 are hardware PWM pe 16 biți. Adică, este teoretic posibil să aveți un DAC pe 16 biți folosind cantitate mica componente. A obtine semnal real DC de la semnalul PWM trebuie filtrat, aceasta poate fi o problemă când rezoluții înalte. Cu cât este nevoie de mai multă precizie, cu atât frecvența semnalului PWM ar trebui să fie mai mică. Aceasta înseamnă că sunt necesari condensatori capacitate mare, iar timpul de răspuns este foarte lent. Prima și a doua versiune a sursei digitale de curent continuu au fost construite pe o matrice R2R de 10 biți. Adică, tensiunea maximă de ieșire poate fi setată în 1024 de pași. Dacă utilizați ATmega8 cu un generator de ceas de 8 MHz și PWM pe 10 biți, atunci impulsurile semnalului PWM vor avea o frecvență de 8MHz/1024 = 7,8KHz. Pentru a obține la maximum semnal bun DC trebuie filtrat cu un filtru de ordinul doi de 700 Hz sau mai puțin.

Vă puteți imagina ce s-ar întâmpla dacă ați folosi PWM pe 16 biți. 8MHz/65536 = 122Hz. Sub 12 Hz este ceea ce aveți nevoie.

Combinând matricea R2R și PWM

Puteți utiliza împreună matricea PWM și R2R. În acest proiect vom folosi o matrice R2R de 7 biți combinată cu un semnal PWM de 5 biți. CU frecvența ceasului controller 8 MHz și rezoluție de 5 biți vom obține un semnal de 250 kHz. Frecvența de 250 kHz poate fi convertită într-un semnal DC folosind un număr mic de condensatori.

Versiunea originală a sursei de alimentare DC digitală a folosit un DAC bazat pe matrice R2R pe 10 biți. În noul design, folosim o matrice R2R și PWM cu o rezoluție totală de 12 biți.

Supraeșantionarea

În detrimentul unui timp de procesare, rezoluția convertorului analog-digital (ADC) poate fi mărită. Aceasta se numește reeșantionare. Reeșantionarea cvadruplă are ca rezultat o rezoluție dublă. Adică: 4 probe consecutive pot fi folosite pentru a obține de două ori mai mulți pași per ADC. Teoria din spatele reeșantionării este explicată în document PDF, pe care o găsiți la sfârșitul acestui articol. Folosim supraeșantionarea pentru tensiunea buclei de control. Pentru bucla de control curentă, folosim rezoluția originală a ADC ca timp rapid răspunsul este mai important aici decât rezoluția.

Descrierea detaliată a proiectului

Încă lipsesc câteva detalii tehnice:

DAC (Digital to Analog Converter) nu poate conduce tranzistorul de putere
- Microcontrolerul funcționează de la 5V, asta înseamnă că ieșirea maximă a DAC-ului este de 5V, iar tensiunea maximă de ieșire pe tranzistorul de putere va fi de 5 - 0,7 = 4,3V.

Pentru a remedia acest lucru trebuie să adăugăm amplificatoare de curent și tensiune.

Adăugarea unei etape de amplificare la DAC

Cand adaugam un amplificator, trebuie sa tinem cont ca acesta trebuie sa gestioneze semnale mari. Majoritatea modelelor de amplificatoare (de exemplu, pentru audio) sunt realizate presupunând că semnalele vor fi mici în comparație cu tensiunea de alimentare. Așa că uitați de toate cărțile clasice despre calcularea unui amplificator pentru un tranzistor de putere.

Am putea folosi amplificatoare operaționale, dar acestea ar necesita o tensiune suplimentară de alimentare pozitivă și negativă, pe care vrem să o evităm.

De asemenea este si cerință suplimentară că amplificatorul ar trebui să amplifice tensiunea de la zero într-o stare stabilă fără oscilații. Pur și simplu, nu ar trebui să existe fluctuații de tensiune când este pornită alimentarea.

Mai jos este o diagramă a unui etaj de amplificator care este potrivit pentru acest scop.

Să începem cu tranzistorul de putere. Folosim BD245 (Q1). După caracteristici, tranzistorul are HFE = 20 la 3A. Prin urmare, va consuma aproximativ 150 mA la bază. Pentru a amplifica curentul de control folosim o combinație cunoscută sub numele de „tranzistor Darlington”. Pentru a face acest lucru, folosim un tranzistor de putere medie. De obicei, valoarea HFE ar trebui să fie 50-100. Acest lucru va reduce curentul necesar la 3 mA (150 mA / 50). Curentul de 3mA este semnalul provenit de la tranzistoarele de putere mică, cum ar fi BC547/BC557. Tranzistoarele cu un astfel de curent de ieșire sunt foarte potrivite pentru construirea unui amplificator de tensiune.

Pentru a obține o ieșire de 30V trebuie să amplificăm cei 5V proveniți de la DAC cu un factor de 6. Pentru a face acest lucru combinăm PNP și tranzistoare NPN așa cum se arată mai sus. Câștigul de tensiune al acestui circuit se calculează:

Vampl = (R6 + R7) / R7

Sursa de alimentare poate fi disponibilă în 2 versiuni: cu o tensiune de ieșire maximă de 30 și 22V. Combinația dintre 1K și 6.8K oferă un factor de 7,8, ceea ce este bun pentru versiunea de 30V, dar pot exista unele pierderi la nivel mai mare. curenți mari(formula noastră este liniară, dar în realitate nu este). Pentru versiunea de 22V folosim 1K și 4.7K.

Rezistența internă a circuitului așa cum se arată pe baza BC547 ar fi:

Rin = hfe1 * S1 * R7 * R5 = 100 * 50 * 1K * 47K = 235 MOhm

HFE este de aproximativ 100 până la 200 pentru tranzistorul BC547
- S este panta curbei de amplificare a tranzistorului și este de aproximativ 50 [unitate = 1/Ohm]

Acesta este mai mult decât suficient de mare pentru a vă conecta la DAC-ul nostru, care are rezistență internă 5kOhm.

Rezistență internă de ieșire echivalentă:

Rut = (R6 + R7) / (S1 + S2 * R5 * R7) = aproximativ 2Ω

Suficient de scăzut pentru a utiliza tranzistorul Q2.

R5 conectează baza BC557 la emițător, ceea ce înseamnă „oprit” pentru tranzistor înainte ca DAC-ul și BC547 să apară. R7 și R6 leagă mai întâi baza lui Q2 la pământ, ceea ce reduce etapa de ieșire Darlington.

Cu alte cuvinte, fiecare componentă din această etapă a amplificatorului este inițial oprită. Aceasta înseamnă că nu vom obține nicio oscilație de intrare sau de ieșire de la tranzistori atunci când alimentarea este pornită sau oprită. Aceasta este foarte punct important. Am văzut surse de alimentare industriale scumpe care suferă supratensiuni atunci când sunt oprite. Astfel de surse ar trebui cu siguranță evitate, deoarece pot ucide cu ușurință dispozitivele sensibile.

Limite

Din experiența anterioară, știu că unii radioamatori ar dori să „personalizeze” dispozitivul pentru ei înșiși. Iată o listă de limitări hardware și modalități de a le depăși:

BD245B: 10A 80W. 80W la o temperatură de 25"C. Cu alte cuvinte, există o rezervă de putere bazată pe 60-70W: (tensiune maximă de intrare * curent maxim)< 65Вт.

Puteți adăuga un al doilea BD245B și crește puterea la 120W. Pentru a vă asigura că curentul este distribuit în mod egal, adăugați un rezistor de 0,22 ohmi la linia emițătorului fiecărui BD245B. Pot fi folosite același circuit și placă. Montați tranzistoarele pe coolerul de aluminiu corespunzător și conectați-le cu fire scurte la placă. Amplificatorul poate conduce un al doilea tranzistor de putere (acesta este maxim), dar poate fi necesar să reglați câștigul.

Șunt de detectare a curentului: folosim un rezistor de 0,75ohm 6W. Există suficientă putere la un curent de 2,5 A (Iout ^ 2 * 0,75<= 6Вт). Для больших токов используйте резисторы соответствующей мощности.

Surse de alimentare

Poti folosi un transformator, redresor si condensatoare mari sau poti folosi un adaptor pentru laptop de 32/24V. Am optat pentru a doua varianta, pentru ca... adaptoarele sunt uneori vândute foarte ieftin (la vânzare), iar unele dintre ele oferă 70W la 24V sau chiar 32V DC.

Majoritatea amatorilor vor folosi probabil transformatoare obișnuite, deoarece sunt ușor de obținut.

Pentru versiunea 22V 2.5A ai nevoie de: transformator 3A 18V, redresor si condensator 2200uF sau 3300uF. (18 * 1,4 = 25V)
Pentru versiunea 30V 2A ai nevoie de: transformator 2,5A 24V, redresor si condensator 2200uF sau 3300uF. (24 * 1,4 = 33,6 V)

Nu va strica să folosești un transformator de curent mai mare. Un redresor în punte cu 4 diode cu întrerupere redusă (ex. BYV29-500) oferă performanțe mult mai bune.

Verificați dispozitivul pentru izolație slabă. Asigurați-vă că nu va fi posibil să atingeți nicio parte a dispozitivului unde tensiunea poate fi de 110/230 V. Conectați toate piesele metalice ale carcasei la masă (nu circuitele GND).

Transformatoare și adaptoare de alimentare pentru laptopuri

Dacă doriți să utilizați două sau mai multe surse de alimentare în dispozitiv pentru a produce tensiune pozitivă și negativă, atunci este important ca transformatoarele să fie izolate. Fiți atenți la adaptoarele de alimentare pentru laptop. Adaptoarele de putere redusă pot funcționa în continuare, dar unele pot avea pinul negativ de ieșire conectat la pinul de masă de intrare. Acest lucru poate provoca un scurtcircuit prin firul de împământare atunci când utilizați două surse de alimentare în unitate.

Alte tensiuni și curent

Există două opțiuni 22V 2.5A și 30V 2A. Dacă doriți să modificați tensiunea de ieșire sau limitele de curent (doar scădeți), atunci pur și simplu schimbați fișierul hardware_settings.h.

Exemplu: Pentru a construi o versiune de 18V 2.5A, pur și simplu schimbați tensiunea maximă de ieșire la 18V în fișierul hardware_settings.h. Puteți utiliza o sursă de alimentare de 20V 2.5A.

Exemplu: Pentru a construi o versiune de 18V 1.5A, pur și simplu modificați în fișierul hardware_settings.h tensiunea maximă de ieșire la 18V și max. curent 1,5A. Puteți utiliza o sursă de alimentare de 20 V 1,5 A.

Testare

Ultimul element instalat pe placă ar trebui să fie un microcontroler. Înainte de a-l instala, aș recomanda să faceți câteva teste hardware de bază:

Test1: Conectați o tensiune mică (10V este suficient) la bornele de intrare ale plăcii și asigurați-vă că regulatorul de tensiune produce exact 5V DC tensiune.

Test2: Măsurați tensiunea de ieșire. Ar trebui să fie 0V (sau aproape de zero, de exemplu 0,15, și va tinde spre zero dacă conectați rezistențe de 2 kOhm sau 5 kOhm în loc de sarcină.)

Test3: Instalați microcontrolerul pe placă și încărcați software-ul de testare LCD executând comenzile din directorul pachetului despachetat tar.gz digitaldcpower.

face test_lcd.hex
face load_test_lcd

Ar trebui să vedeți „LCD funcționează” pe afișaj.

Acum puteți descărca software-ul de lucru.

Câteva cuvinte de avertizare pentru testarea ulterioară cu software-ul de lucru: Aveți grijă la scurtcircuite până când testați funcția de limitare. O modalitate sigură de a testa limitarea curentului este utilizarea rezistențelor cu rezistență scăzută (unități de ohmi), cum ar fi becurile pentru mașini.

Setați limita de curent scăzută, de exemplu 30mA la 10V. Ar trebui să vedeți scăderea tensiunii imediat la aproape zero de îndată ce conectați becul la ieșire. Există o defecțiune în circuit dacă tensiunea nu scade. Cu o lampă auto, puteți proteja circuitul de alimentare chiar dacă există o defecțiune, deoarece nu scurtcircuita.

Software

Această secțiune vă va oferi o înțelegere a modului în care funcționează programul și cum puteți utiliza cunoștințele pentru a face unele modificări. Cu toate acestea, trebuie amintit că protecția la scurtcircuit se face în software. Dacă ați greșit undeva, este posibil ca protecția să nu funcționeze. Dacă scurtcircuitați ieșirea, dispozitivul va ajunge într-un nor de fum. Pentru a evita acest lucru, ar trebui să utilizați o lampă auto de 12 V (vezi mai sus) pentru a testa protecția la scurtcircuit.

Acum puțin despre structura programului. Când vă uitați pentru prima dată la programul principal (fișierul main.c, descărcați la sfârșitul acestui articol), veți vedea că există doar câteva linii de cod de inițializare care sunt executate la pornire, iar apoi programul intră într-un buclă infinită.

Într-adevăr, există două bucle infinite în acest program. Una este bucla principală („while(1)(...)” în main.c), iar cealaltă este o întrerupere periodică de la convertorul analog-digital („ISR(ADC_vect)(...)” funcţia în analogic.c). După inițializare, întreruperea este executată la fiecare 104 µs. Toate celelalte funcții și cod sunt executate în contextul uneia dintre aceste bucle.

O întrerupere poate opri execuția unei sarcini de buclă principală în orice moment. Apoi va fi procesat fără a fi distras de alte sarcini, iar apoi execuția sarcinii va continua din nou în bucla principală în locul în care a fost întreruptă. De aici rezultă două concluzii:

1. Codul de întrerupere nu trebuie să fie prea lung, deoarece trebuie să se completeze înainte de următoarea întrerupere. Deoarece numărul de instrucțiuni din codul mașinii este important aici. O formulă matematică care poate fi scrisă ca o singură linie de cod C poate folosi până la sute de linii de cod mașină.

2. Variabilele care sunt utilizate în funcția de întrerupere și în codul de buclă principală se pot schimba brusc în mijlocul execuției.

Toate acestea înseamnă că lucruri complexe precum actualizarea afișajului, testarea butoanelor, conversia curentului și a tensiunii trebuie făcute în corpul buclei principale. În întreruperi efectuăm sarcini critice în timp: măsurarea curentului și a tensiunii, protecția la suprasarcină și configurarea DAC. Pentru a evita calculele matematice complexe în întreruperi, acestea sunt efectuate în unități DAC. Adică, în aceleași unități ca și ADC (valori întregi de la 0 ... 1023 pentru curent și 0 ... 2047 pentru tensiune).

Aceasta este ideea principală a programului. De asemenea, voi explica pe scurt despre fișierele pe care le veți găsi în arhivă (presupunând că sunteți familiarizat cu SI).

main.c - acest fișier conține programul principal. Toate inițializările se fac aici. Bucla principală este, de asemenea, implementată aici.
analog.c este un convertor analog-digital, tot ce funcționează în contextul unei întreruperi de activitate poate fi găsit aici.
dac.c - convertor digital-analogic. Inițializat de la ddcp.c, dar folosit numai cu analog.c
kbd.c - program de prelucrare a datelor de la tastatură
lcd.c - driver LCD. Aceasta este o versiune specială care nu necesită un contact RW de afișare.

Pentru a încărca software-ul în microcontroler aveți nevoie de un programator, cum ar fi avrusb500. Puteți descărca arhive zip ale software-ului la sfârșitul articolului.

Editați fișierul hardware_settings.h și configurați-l în funcție de hardware-ul dvs. Aici puteți calibra și voltmetrul și ampermetrul. Dosarul este bine comentat.

Conectați cablul la programator și la dispozitivul dvs. Apoi setați biții de configurare pentru a rula microcontrolerul de la oscilatorul intern de 8 MHz. Programul este conceput pentru această frecvență.

Butoane

Sursa de alimentare are 4 butoane pentru controlul local al tensiunii și max. curent, al 5-lea buton este folosit pentru a salva setările în memoria EEPROM, astfel încât data viitoare când porniți unitatea să fie aceleași setări de tensiune și curent.

U+ crește tensiunea și U - o scade. Când țineți apăsat butonul, după un timp citirile vor „rula” mai repede pentru a schimba cu ușurință tensiunea într-un interval mare. Butoanele I + și I - funcționează în același mod.

Afişa

Indicația de afișare arată astfel:

Săgeata din dreapta indică faptul că limitarea tensiunii este în vigoare în prezent. Dacă există un scurtcircuit la ieșire sau dispozitivul conectat consumă mai mult decât curentul setat, pe linia de jos a afișajului va apărea o săgeată, indicând că limita de curent este activată.

Cateva poze cu aparatul

Iată câteva fotografii cu sursa de alimentare pe care am asamblat-o.

Este foarte mic, dar mai capabil și mai puternic decât multe alte surse de alimentare:

Radiatoarele vechi din aluminiu de la procesoarele Pentium sunt potrivite pentru elementele de putere de răcire:

Plasarea plăcii și a adaptorului în interiorul carcasei:

Aspectul dispozitivului:

Opțiune de alimentare cu două canale. Postat de boogyman:

O sursă de alimentare bună, fiabilă și ușor de utilizat este cel mai important și mai des folosit dispozitiv în fiecare laborator de radioamatori.

Această sursă de alimentare digitală DC a fost un produs de mare succes și este acum la a treia versiune. Încă se bazează pe aceeași idee ca prima opțiune, dar vine cu câteva îmbunătățiri frumoase.

Introducere

Această sursă de alimentare este cea mai puțin complexă de realizat decât majoritatea altor circuite, dar are multe mai multe caracteristici:

Afișajul arată tensiunea măsurată curent și valorile curentului.
- Afișajul arată limitele de tensiune și curent prestabilite.
- Sunt utilizate doar componente standard (fără cipuri speciale).
- Necesită tensiune de alimentare cu o singură polaritate (fără tensiune de alimentare negativă separată pentru amplificatoare operaționale sau logica de control)
- Puteți controla sursa de alimentare de la computer. Puteți citi curentul și tensiunea și le puteți seta cu comenzi simple. Acest lucru este foarte util pentru testarea automată.
- Tastatura mica pentru introducerea directa a tensiunii dorite si a curentului maxim.
- Aceasta este o sursă de energie cu adevărat mică, dar puternică.

Este posibil să eliminați unele componente sau să adăugați funcții suplimentare? Trucul este să mutați funcționalitatea componentelor analogice, cum ar fi amplificatoarele operaționale, în microcontroler. Cu alte cuvinte, complexitatea software-ului, a algoritmilor crește, iar complexitatea hardware-ului scade. Acest lucru reduce complexitatea generală pentru dvs., deoarece software-ul poate fi descărcat pur și simplu.

Idei de bază pentru proiecte electrice

Să începem cu cea mai simplă sursă de alimentare stabilizată. Este format din 2 părți principale: un tranzistor și o diodă zener, care creează o tensiune de referință.

Care sunt problemele cu această schemă?

Tranzistorul se va arde atunci când există un scurtcircuit la ieșire.
- Oferă doar o tensiune de ieșire fixă.

Acestea sunt limitări destul de severe care fac acest circuit nepotrivit pentru designul nostru, dar este baza pentru proiectarea unei surse de alimentare controlate electronic.

În zilele noastre, toate aceste operațiuni pot fi efectuate rapid folosind un microcontroler. Cea mai bună parte este că obțineți un voltmetru și un ampermetru ca supliment gratuit. În orice caz, microcontrolerul trebuie să cunoască parametrii de ieșire de curent și tensiune. Trebuie doar să le afișați. Ce avem nevoie de la un microcontroler:

ADC (convertor analog-digital) pentru măsurarea tensiunii și a curentului.
- DAC (convertor digital-analogic) pentru controlul tranzistorului (reglarea tensiunii de referință).

ATmega8 are un ADC destul de rapid, iar la prima vedere nu are un DAC. Puteți utiliza modularea lățimii impulsului (PWM) și un filtru analog trece-jos pentru a obține un DAC, dar PWM în sine este prea lent în software pentru a implementa protecția la scurtcircuit. Cum se construiește un DAC rapid?

Uout = Z * (Vcc / (Zmax +1), unde Z este rezoluția de biți a DAC (0-7), în acest caz de 3 biți.

Rezistența internă a circuitului, după cum se poate vedea, va fi egală cu R.

În loc să utilizați un comutator separat, puteți conecta matricea R-2R la liniile portului microcontrolerului.

Crearea unui semnal DC de diferite niveluri folosind PWM (modularea lățimii pulsului)

Atmega8 are hardware PWM pe 16 biți. Adică, teoretic este posibil să existe un DAC pe 16 biți folosind un număr mic de componente. Pentru a obține un semnal DC real de la un semnal PWM, trebuie să îl filtrați, aceasta poate fi o problemă la rezoluții mari. Cu cât este nevoie de mai multă precizie, cu atât frecvența semnalului PWM ar trebui să fie mai mică. Aceasta înseamnă că sunt necesari condensatori mari, iar timpul de răspuns este foarte lent. Prima și a doua versiune a sursei digitale de curent continuu au fost construite pe o matrice R2R de 10 biți. Adică, tensiunea maximă de ieșire poate fi setată în 1024 de pași. Dacă utilizați ATmega8 cu un generator de ceas de 8 MHz și PWM pe 10 biți, atunci impulsurile semnalului PWM vor avea o frecvență de 8MHz/1024 = 7,8KHz. Pentru a obține cel mai bun semnal DC, trebuie să îl filtrați cu un filtru de ordinul doi de 700 Hz sau mai puțin.

Vă puteți imagina ce s-ar întâmpla dacă ați folosi PWM pe 16 biți. 8MHz/65536 = 122Hz. Sub 12 Hz este ceea ce aveți nevoie.

Combinând matricea R2R și PWM

Puteți utiliza împreună matricea PWM și R2R. În acest proiect vom folosi o matrice R2R de 7 biți combinată cu un semnal PWM de 5 biți. Cu o viteză de ceas a controlerului de 8 MHz și o rezoluție de 5 biți, vom obține un semnal de 250 kHz. Frecvența de 250 kHz poate fi convertită într-un semnal DC folosind un număr mic de condensatori.

Versiunea originală a sursei de alimentare DC digitală a folosit un DAC bazat pe matrice R2R pe 10 biți. În noul design, folosim o matrice R2R și PWM cu o rezoluție totală de 12 biți.

Supraeșantionarea

În detrimentul unui timp de procesare, rezoluția convertorului analog-digital (ADC) poate fi mărită. Aceasta se numește reeșantionare. Reeșantionarea cvadruplă are ca rezultat o rezoluție dublă. Adică: 4 probe consecutive pot fi folosite pentru a obține de două ori mai mulți pași per ADC. Teoria din spatele reeșantionării este explicată în documentul PDF pe care îl puteți găsi la sfârșitul acestui articol. Folosim supraeșantionarea pentru tensiunea buclei de control. Pentru bucla de control curentă, folosim rezoluția originală a ADC, deoarece timpul de răspuns rapid este mai important aici decât rezoluția.

Descrierea detaliată a proiectului

Încă lipsesc câteva detalii tehnice:

Pentru a remedia acest lucru trebuie să adăugăm amplificatoare de curent și tensiune.

Adăugarea unei etape de amplificare la DAC

Am putea folosi amplificatoare operaționale, dar acestea ar necesita o tensiune suplimentară de alimentare pozitivă și negativă, pe care vrem să o evităm.

Există, de asemenea, o cerință suplimentară ca amplificatorul să amplifice tensiunea de la zero într-o stare stabilă fără oscilații. Pur și simplu, nu ar trebui să existe fluctuații de tensiune când este pornită alimentarea.

Mai jos este o diagramă a unui etaj de amplificator care este potrivit pentru acest scop.

Pentru a obține o ieșire de 30V, trebuie să amplificam cei 5V proveniți de la DAC cu un factor de 6. Pentru a face acest lucru, combinăm tranzistoarele PNP și NPN, așa cum se arată mai sus. Câștigul de tensiune al acestui circuit se calculează:

Vampl = (R6 + R7) / R7

Sursa de alimentare poate fi disponibilă în 2 versiuni: cu o tensiune de ieșire maximă de 30 și 22V. Combinația dintre 1K și 6.8K oferă un factor de 7,8, ceea ce este bun pentru versiunea de 30V, dar poate exista o oarecare pierdere la curenți mai mari (formula noastră este liniară, dar în realitate nu este). Pentru versiunea de 22V folosim 1K și 4.7K.

Rezistența internă a circuitului așa cum se arată pe baza BC547 ar fi:

Rin = hfe1 * S1 * R7 * R5 = 100 * 50 * 1K * 47K = 235 MOhm

HFE este de aproximativ 100 până la 200 pentru tranzistorul BC547
- S este panta curbei de amplificare a tranzistorului și este de aproximativ 50 [unitate = 1/Ohm]

Acesta este mai mult decât suficient de mare pentru a se conecta la DAC-ul nostru, care are o rezistență internă de 5k ohmi.

Rezistență internă de ieșire echivalentă:

Rut = (R6 + R7) / (S1 + S2 * R5 * R7) = aproximativ 2Ω

Suficient de scăzut pentru a utiliza tranzistorul Q2.

Cu alte cuvinte, fiecare componentă din această etapă a amplificatorului este inițial oprită. Aceasta înseamnă că nu vom obține nicio oscilație de intrare sau de ieșire de la tranzistori atunci când alimentarea este pornită sau oprită. Acesta este un punct foarte important. Am văzut surse de alimentare industriale scumpe care suferă supratensiuni atunci când sunt oprite. Astfel de surse ar trebui cu siguranță evitate, deoarece pot ucide cu ușurință dispozitivele sensibile.

Limite

Din experiența anterioară, știu că unii radioamatori ar dori să „personalizeze” dispozitivul pentru ei înșiși. Iată o listă de limitări hardware și modalități de a le depăși:

BD245B: 10A 80W. 80W la o temperatură de 25"C. Cu alte cuvinte, există o rezervă de putere bazată pe 60-70W: (tensiune maximă de intrare * curent maxim)< 65Вт.

Surse de alimentare

Majoritatea amatorilor vor folosi probabil transformatoare obișnuite, deoarece sunt ușor de obținut.

Nu va strica să folosești un transformator de curent mai mare. Un redresor în punte cu 4 diode cu întrerupere redusă (ex. BYV29-500) oferă performanțe mult mai bune.

Transformatoare și adaptoare de alimentare pentru laptopuri

Alte tensiuni și curent

Există două opțiuni 22V 2.5A și 30V 2A. Dacă doriți să modificați tensiunea de ieșire sau limitele de curent (doar scădeți), atunci pur și simplu schimbați fișierul hardware_settings.h.

Exemplu: Pentru a construi o versiune de 18V 2.5A, pur și simplu schimbați tensiunea maximă de ieșire la 18V în fișierul hardware_settings.h. Puteți utiliza o sursă de alimentare de 20V 2.5A.

Testare

Ultimul element instalat pe placă ar trebui să fie un microcontroler. Înainte de a-l instala, aș recomanda să faceți câteva teste hardware de bază:

Test1: Conectați o tensiune mică (10V este suficient) la bornele de intrare ale plăcii și asigurați-vă că regulatorul de tensiune produce exact 5V DC tensiune.

Test2: Măsurați tensiunea de ieșire. Ar trebui să fie 0V (sau aproape de zero, de exemplu 0,15, și va tinde spre zero dacă conectați rezistențe de 2 kOhm sau 5 kOhm în loc de sarcină.)

Test3: Instalați microcontrolerul pe placă și încărcați software-ul de testare LCD executând comenzile din directorul pachetului despachetat tar.gz digitaldcpower.

face test_lcd.hex
face load_test_lcd

Ar trebui să vedeți „LCD funcționează” pe afișaj.

Acum puteți descărca software-ul de lucru.

Software

2. Variabilele care sunt utilizate în funcția de întrerupere și în codul de buclă principală se pot schimba brusc în mijlocul execuției.

Aceasta este ideea principală a programului. De asemenea, voi explica pe scurt despre fișierele pe care le veți găsi în arhivă (presupunând că sunteți familiarizat cu SI).

Pentru a încărca software-ul în microcontroler aveți nevoie de un programator, cum ar fi avrusb500. Puteți descărca arhive zip ale software-ului la sfârșitul articolului.

Editați fișierul hardware_settings.h și configurați-l în funcție de hardware-ul dvs. Aici puteți calibra și voltmetrul și ampermetrul. Dosarul este bine comentat.

Butoane

Afişa

Indicația de afișare arată astfel:

Cateva poze cu aparatul

Iată câteva fotografii cu sursa de alimentare pe care am asamblat-o.

Este foarte mic, dar mai capabil și mai puternic decât multe alte surse de alimentare:

Radiatoarele vechi din aluminiu de la procesoarele Pentium sunt potrivite pentru elementele de putere de răcire:

Plasarea plăcii și a adaptorului în interiorul carcasei:

Aspectul dispozitivului:

Opțiune de alimentare cu două canale. Postat de boogyman:

Distribuie la:

Tensiunea de ieșire a sursei de alimentare poate fi modificată în intervalul 1,25....26 V, curentul maxim de ieșire este de 2 A. Pragul de protecție a curentului poate fi modificat în intervalul 0,01...2 A în pași de 0,01 A și întârzierea de răspuns - în interval de 1...10 ms în pași de 1 ms și 10...100 ms în pași de 10 ms. Stabilizatorul de tensiune (Fig. 1) este asamblat pe cipul LT1084-ADJ (DA2). Oferă un curent de ieșire de până la 5 A și are unități de protecție încorporate atât împotriva supraîncălzirii (temperatura de funcționare este de aproximativ 150 °C), cât și împotriva depășirii curentului de ieșire. Mai mult decât atât, pragul de protecție a curentului depinde de căderea de tensiune pe microcircuit (diferența dintre tensiunile de intrare și de ieșire). Dacă căderea de tensiune nu depășește 10 V, curentul maxim de ieșire poate ajunge la 5 A când această tensiune crește la 15 V, va scădea la 3...4 A, iar la o tensiune de 17... 18 V sau; mai mult nu va depăși 1 A. Tensiunea de ieșire de reglare în intervalul 1,25...26 V se realizează prin rezistența variabilă R8.

Pentru a furniza sursei de alimentare cu un curent de ieșire de până la 2 A pe întreaga gamă de tensiuni de ieșire, se aplică o schimbare treptată a tensiunii la intrarea stabilizatorului DA2. Patru redresoare cu undă completă sunt asamblate pe un transformator coborâtor T1 și diode VD1-VD8. Redresorul cu diodă VD1, VD2 și stabilizatorul de tensiune DA1 sunt proiectate pentru a alimenta microcontrolerul DD1, amplificatorul operațional DA3 și indicatorul digital HG1. Tensiunea de ieșire a redresorului pe diodele VD5, VD6 este de 9... 10 V, pe diodele VD4, VD7 - 18...20 V, iar pe VD3, VD8 - 27...30 V. Ieșirile acestor trei redresoarele, în funcție de valorile tensiunii de ieșire a sursei de alimentare, prin tranzistoarele cu efect de câmp ale optoreleului U1-U3, pot fi conectate la condensatorul de netezire C4 și la intrarea stabilizatorului DA2. Opto-releul este controlat de microcontrolerul DD1.

Tranzistorul de comutare VT1 îndeplinește funcția unei chei electronice la comanda microcontrolerului DD1, conectează sau deconectează tensiunea stabilizatorului de la ieșirea (jack XS1) a sursei de alimentare. Un senzor de curent este asamblat pe rezistența R14, tensiunea de pe acesta depinde de curentul de ieșire. Această tensiune este amplificată de un amplificator de scalare DC pe amplificatorul operațional DA3.1 și de la ieșirea amplificatorului tampon de pe amplificatorul operațional DA3.2 este furnizată la linia PCO (pin 23) a microcontrolerului DD1, care este configurat ca intrare a ADC-ului încorporat. Modurile de funcționare ale sursei de alimentare, precum și valorile curente ale curentului și tensiunii, sunt afișate de indicatorul LCD HG1.

Când sursa de alimentare este pornită, ieșirea microcontrolerului RSZ DD1, indiferent de tensiunea de ieșire, va fi setată la un nivel logic ridicat, tranzistoarele cu efect de câmp ale optocuplatorului U1 se vor deschide și un redresor care utilizează diode VD3, VD8 (27...30 V) va fi conectat la intrarea stabilizatorului DA2. Apoi, tensiunea de ieșire a unității este măsurată folosind ADC-ul încorporat în microcontrolerul DD1. Această tensiune este furnizată divizorului rezistiv R9R11R12, iar de la motorul rezistenței ajustate R11, tensiunea deja redusă este furnizată liniei PC1 a microcontrolerului, care este configurată ca intrare ADC.

În timpul funcționării, tensiunea de ieșire este măsurată în mod constant, iar redresorul corespunzător va fi conectat la intrarea stabilizatorului. Din acest motiv, diferența dintre tensiunile de intrare și de ieșire ale stabilizatorului DA2 nu depășește 10... 12 V, ceea ce face posibilă furnizarea unui curent de ieșire maxim la orice tensiune de ieșire. În plus, acest lucru reduce semnificativ încălzirea stabilizatorului DA2.

Dacă tensiunea de ieșire a unității nu depășește 5,7 V, un nivel ridicat va fi la ieșirea PC5 a microcontrolerului DD1 și un nivel scăzut la ieșirile RSZ și RS4, astfel încât intrarea stabilizatorului DA2 va primi o tensiune de 9...10V de la redresor pe diodele VD5, VD6. În intervalul de tensiune de ieșire de 5,7...13,7 V, o tensiune de 18...20 V va fi furnizată stabilizatorului de la redresor folosind diodele VD4, VD7. Dacă tensiunea de ieșire este mai mare de 13,7 V, stabilizatorul DA2 va fi alimentat cu o tensiune de 27...30 V de la redresor pe diodele VD3, VD8. Tensiunile de prag de comutare pot fi modificate în meniul de setări inițiale de la 1 la 50 V.

În același timp, se măsoară curentul de ieșire; dacă depășește o valoare prestabilită, la ieșirea PC2 va fi setat un nivel logic scăzut, tranzistorul VT1 se va închide și tensiunea nu va curge la ieșirea sursei de alimentare. Dacă curentul consumat este pulsatoriu, este indicată valoarea sa de amplitudine.
Imediat după pornirea sursei de alimentare, tranzistorul VT1 este închis și nu este furnizată nicio tensiune la ieșire. Programul este în modul de setare a curentului de răspuns al protecției și a timpului de întârziere (dacă este necesar), indicatorul LCD HG1 va afișa următorul mesaj:

PROTECŢIE
I=0,00A

și după apăsarea butonului SB3 cu cea mai semnificativă cifră care clipește:

ÎNTÂRZIERE 1 ms

În primul caz, una dintre cele trei cifre clipește, valoarea curentă din această cifră este modificată prin apăsarea butonului SB1 „+” sau SB2 „-”. Selectarea acestei categorii se face prin apăsarea butonului „Selectare” SB3. Pentru a dezactiva protecția, trebuie să apăsați butonul SB2 „-” până când pe ecran apare mesajul:
U= 10.0V
z off z

După setarea curentului necesar de funcționare a protecției, apăsați butonul „Select” SB3 și țineți-l apăsat aproximativ o secundă - dispozitivul va intra în modul de funcționare, tranzistorul VT1 se va deschide și indicatorul LCD HG1 va afișa valorile curentului și al tensiunii curente:
U= 10.0V
I=0,00A

Când întârzierea este activată, pe lângă valorile de tensiune și curent, pe indicator va fi afișat un semn de exclamare intermitent ca reamintire:
U=10,0V
eu 0.00A!

Dacă protecția este dezactivată, în locul semnului exclamării va apărea un fulger intermitent.
Dacă curentul de ieșire este egal cu sau depășește valoarea setată a curentului de protecție, tranzistorul VT1 se va închide și pe ecran va apărea mesajul:
PROTECŢIE
I=1,00A

Mai mult, cuvântul „PROTECȚIE” va clipi. După apăsarea scurtă a oricăruia dintre butoane, dispozitivul va comuta din nou în modul de setare a curentului de funcționare a protecției.
Dacă apăsați butonul SB1 „+” sau SB2 „-” în modul de funcționare, secțiunea pentru setarea timpului de întârziere pentru protecția curentă se va aprinde și pe indicator va apărea următorul mesaj:
ÎNTÂRZIERE 1 ms

Prin apăsarea butonului SB1 „+” sau SB2 „-”, modificați întârzierea de la 1 ms la 10 ms în pași de 1 ms și de la 10 la 100 ms în pași de 10 ms. Întârzierea de protecție curentă funcționează după cum urmează. Dacă curentul de ieșire devine egal sau depășește valoarea setată, se va face o pauză a duratei setate (de la 1 la 100 ms), după care se va face din nou măsurarea. Dacă curentul este în continuare egal sau mai mare decât valoarea setată, tranzistorul VT1 se va închide și sarcina va fi dezactivată. Dacă în acest interval de timp curentul de ieșire devine mai mic decât curentul de funcționare, dispozitivul va rămâne în modul de funcționare. Pentru a dezactiva întârzierea, trebuie să micșorați valoarea acesteia apăsând butonul SB2 „-” până când pe ecran apare mesajul:
Întârziere la oprire

În modul de funcționare, puteți opri manual tensiunea de ieșire și comutați la modul de setare a curentului de protecție pentru a face acest lucru, apăsați butonul SB3 „Selectare”.
Programul are un meniu de setări inițiale pentru a-l accesa, trebuie să porniți sursa de alimentare în timp ce țineți apăsat butonul SB3 „Selectare”. Meniul pentru setarea frecvenței de ceas a ADC-ului încorporat al microcontrolerului DD1 va fi afișat mai întâi:
Ceas ADC 500 kHz

Apăsând butonul SB1 „+” sau SB2 „-”, puteți selecta trei frecvențe de ceas ale ADC-ului încorporat: 500 kHz, 1 MHz și 2 MHz. La o frecvență de 500 kHz, timpul de răspuns al protecției este de 64 μs, la frecvențe de 1 și 2 MHz - 36 și respectiv 22 μs. Este mai bine să calibrați dispozitivul la o frecvență de 500 kHz (setată implicit).

Pentru a trece la următoarea setare, apăsați butonul SB3 „Selectați” și va apărea mesajul:
PASUL 2
DE LA 5,7V

În această secțiune a meniului, puteți modifica (prin apăsarea butonului SB1 "+" sau SB2 "-") valoarea tensiunii de ieșire la care unul sau altul redresor este conectat la intrarea stabilizatorului DA2. Data viitoare când apăsați butonul „Selectare” SB3, va apărea un meniu pentru setarea următorului prag de comutare:
PASI
DE LA 13,7V

Când mergeți la următoarea secțiune a meniului, tranzistorul VT1 se va deschide și protecția curentă va fi dezactivată. Va apărea mesajul: U= 10.0V* I=0.OOA*
În această secțiune, se modifică valoarea coeficientului k, care este utilizat în program pentru a corecta citirile tensiunii de ieșire în funcție de curentul de ieșire. Faptul este că între rezistorul R14 și tranzistorul VT1 la curentul maxim de ieșire, căderea de tensiune este de până la 0,5 V. Deoarece divizorul rezistiv R9R11R12, conectat înaintea rezistorului R14 și a tranzistorului VT1, este utilizat pentru a măsura tensiunea de ieșire, în program, în funcție de curentul care curge, această cădere de tensiune se calculează și se scade din valoarea tensiunii măsurată. Când apăsați butonul SB1 „+” sau SB2 „-”, indicatorul va afișa valoarea coeficientului k în loc de valoarea curentă:
U= 10,0V* k=80

În mod implicit este 80, poate fi schimbat apăsând butonul SB1 „+” sau SB2 „-”.
La următoarea apăsare a butonului „Selectare” SB3, microcontrolerul DD1 va reporni, iar toate setările vor fi salvate în memoria sa nevolatilă și vor fi utilizate în timpul pornirilor ulterioare.

Majoritatea pieselor, inclusiv transformatorul T1, sunt plasate pe o placă de circuit imprimat prototip (Fig. 2). S-a folosit instalarea cu fir. Condensatoarele C5 și C7 sunt instalate cât mai aproape de bornele stabilizatorului DA2. Panoul frontal (Fig. 3) conține un indicator, un comutator de alimentare, un rezistor variabil, butoane și mufe de ieșire.

Rezistoarele fixe MLT, S2-23 sunt utilizate, pe lângă rezistorul R14 - este de tip SQP-15, rezistențe de reglare multi-turn - SP5-2, rezistență variabilă - SPZ-1, SPZ-400, al cărui motor este antrenat în rotație printr-un angrenaj cu un raport de transmisie, egal cu trei (Fig. 4). Rezultatul este un rezistor variabil cu trei ture, care vă permite să schimbați rapid și în același timp cu precizie tensiunea la ieșirea stabilizatorului.

Este recomandabil să folosiți condensatoare de tantal C5, C7, condensatoare de oxid importate, restul - K10-17. În loc de ceea ce este indicat în diagramă, puteți folosi un indicator LCD (două rânduri a câte opt caractere fiecare) cu un set de caractere engleză-rusă pe controlerele KS0066, HD47780, de exemplu WH0802A-YGH-CT de la Winstar. Diodele 1N4005 sunt înlocuibile cu diode 1N4002-1N4007, 1N5819, diode P600B - cu P600DP600M, 1 N5401-1 N5408.

Stabilizatorul LT1084 este atașat printr-o garnitură izolatoare conducătoare de căldură pe corpul metalic al dispozitivului, care acționează ca un radiator. Acest stabilizator poate fi înlocuit cu LM1084, dar trebuie să aibă o tensiune de ieșire reglabilă (cu indexul ADJ). . Analogul casnic este microcircuitul KR142EN22A, dar performanța acestuia în acest dispozitiv nu a fost testată. Stabilizatorul 7805 poate fi înlocuit cu KR142EN5A domestic.

Choke L1 - DM-0.1 autohton sau EC-24 din import, poate fi înlocuit cu un rezistor de 100 Ohm. Rezonator cu cuarț ZQ1 - RG-05, HC-49U. Butoane - orice cu un contact normal deschis, de exemplu SDTM-630-N, comutator de alimentare - B100G. A fost folosit un transformator, al cărui tip este necunoscut (sunt indicați doar parametrii înfășurării secundare - 24 V, 2,5 A), dar în ceea ce privește dimensiunile este similar cu transformatorul TTP-60. Înfășurarea secundară este îndepărtată și două noi sunt înfășurate. Pentru a determina numărul necesar de spire înainte de îndepărtarea înfășurării, a fost măsurată tensiunea de ieșire și s-a găsit numărul de spire pe 1 V de tensiune. Apoi, folosind firul PEV-2 0,7...0,8, două înfășurări cu câte două robinete sunt înfășurate simultan. Numărul de spire ar trebui să fie astfel încât primele prize ale ambelor înfășurări să aibă o tensiune de 9 V, iar a doua priză - 18 V. În versiunea autorului, fiecare dintre înfășurări conținea 162 de spire cu robinete de la 54-a și 108-a spire.

Configurarea începe fără un microcontroler, amplificator operațional și indicator instalat prin verificarea tensiunilor constante la ieșirile redresoarelor și stabilizatorului DA1. La programarea microcontrolerului, este necesar să setați biții de configurare (biți de siguranță):
CKSELO - 1;
CKSEL1 - 1;
CKSEL2- 1;
CKSEL3- 1;
SUT1 - 1;
BOOTRST - 1;
EESAVE - 1;
WDTON - 1;
RSTDISBL - 1;
SUTO - 0;
BODEN - 0;
BODLEVEL - 0;
BOOTSZO - 0;
CIZMEZ1 - 0;
CKOPT - 0;
SPIEN - 0.

Microcontrolerul poate fi programat în circuit, cu programatorul conectat la mufa XP2. În acest caz, microcontrolerul este alimentat de la o sursă de alimentare.
După instalarea microcontrolerului și a amplificatorului operațional, conectați indicatorul și porniți dispozitivul (fără sarcină), ținând apăsat butonul „Selectare” SB3, iar programul microcontrolerului va intra în modul setări inițiale. Rezistorul R16 setează contrastul dorit al imaginii indicatorului, iar selectarea rezistorului R18 setează luminozitatea luminii de fundal a panoului indicator.

Apoi, apăsând butonul „Selectare” SB3, trebuie să selectați secțiunea de setare a coeficientului k din meniu. Un voltmetru standard este conectat la ieșirea dispozitivului, iar tensiunea de ieșire este setată aproape de maxim. Rezistorul R11 egalizează citirile indicatorului și ale voltmetrului. În acest caz, curentul de ieșire ar trebui să fie zero.

Apoi setați tensiunea minimă de ieșire (1,25 V) și conectați la ieșire un ampermetru standard conectat în serie și un rezistor de sarcină cu o rezistență de aproximativ 10 ohmi și o putere de 40...50 W. Schimbând tensiunea de ieșire, setați curentul de ieșire la aproximativ 2 A și utilizați rezistența R17 pentru a aduce citirile indicatorului în conformitate cu citirile ampermetrului. După aceasta, un rezistor cu o rezistență de 1 kOhm este conectat în serie cu ampermetrul și curentul de ieșire este setat la 10 mA prin schimbarea tensiunii de ieșire. Indicatorul ar trebui să arate aceeași valoare curentă; dacă nu este cazul și citirile sunt mai mici, este necesar să instalați un rezistor cu o rezistență de 300...1000 Ohmi între ieșirea stabilizatorului DA1 și sursa tranzistorului VT1 și selectarea acesteia pentru a egaliza citirile. a indicatorului și a ampermetrului. Puteți utiliza temporar un rezistor variabil, apoi înlocuiți-l cu unul constant cu rezistența corespunzătoare.

În final, se clarifică valoarea coeficientului k. Pentru a face acest lucru, la ieșire sunt conectate din nou un voltmetru standard și un rezistor de sarcină puternic. Prin modificarea tensiunii de ieșire, curentul de ieșire este setat aproape de maxim. Prin apăsarea butonului SB1 "+" sau SB2 "-", modificați coeficientul k astfel încât citirile indicatorului și ale voltmetrului să coincidă. După apăsarea butonului „Select” SB3, microcontrolerul va reporni și sursa de alimentare va fi gata de funcționare.
De remarcat faptul că curentul maxim de ieșire (2 A) este limitat de tipul de opto-relee utilizate și poate fi crescut la 2,5 A dacă sunt înlocuiți cu altele mai puternice.

ARHIVA: Descărcați de pe server

D. MALTSEV, Moscova
„Radio” nr. 12 2008 Capitol:

Alimentare de laborator cu control cu ​​microprocesor. Alimentare de laborator cu control microcontroler

Alimentare cu control microcontroler + encoder

Încă un „dar”: circuitul este proiectat pentru utilizare într-o sursă de alimentare bazată pe un cip PWM destul de comun - TL494 (analogii KA7500, MV3759, mPC494C, IR3M02, M1114EU).

Circuit de control

Alimentare de laborator cu control cu microprocesor. Alimentare de laborator cu control microcontroler