Форум РадиоКот

Решил поделится своим лабораторным блоком питания, может ещё кому пригодится, или можно просто обсудить все плюсы и косяки Буду рад разным мнениям, так как программировать только учусь...

Теперь по сути, что мы имеем, был у меня "Простой стабилизированный БП на супердоступных деталях", - с VRTP.ru, он был собран на простом советском транзисторе КТ825, напряжение и ток защиты регулировался переменными резисторами, по мере изучения МК, мне захотелось прикрутить к нему МК управление, так и родилась моя версия лабораторного БП.



Блок питания почти от 0 до ...20В и 0...3А (можно сделать до 5А), шаг регулировки настраиваемый, минимальный шаг регулировки напряжения 20мВ, и тока 20мА, сразу оговорюсь, кому нужна прецизионная точность, этот блок питания не подойдет, но как неплохой помощник в радиолюбительских делах, я думаю сгодится Управление реализовано на кнопках: Плюс/Минус напряжение, Плюс/Минус ток, точно/грубо, режим SET, и вкл/откл выхода (спасибо за идею Guaho, с дружественного форума). Шаг регулировок для режима SET и стандартного "горячего" режима отличается. В стандартном режиме шаг регулировки 100мВ и 100мА, если нажата кнопка точно/грубо, шаг будет 20мВ и 20мА. Для режима SET шаг будет грубее, напряжение - 1В, ток 1А, с кнопкой точно/грубо - 100мВ и 100мА. Блок питания может работать как в режиме стабилизации напряжения, так и в режиме стабилизации тока, если ток начинает превышать установленный. Также есть режим защиты от КЗ, когда выход полностью отключается.

Прошивка написана в Algorithm Builder, в архиве есть полностью весь проект, так сказать open sourse (исправления, замечания и дополнения только приветствуются), файл прошивки, печатная плата в P-CAD, и оригинал схемы в Splan 7.0.

Какое время проходит от наступления перегрузки до начала ограничения тока? Допустим вы включили ограничение тока 3А напряжение 20в и подключили нагрузку сопротивлением 0,3 Ом . За какое время ток ограничится на нужном уровне.

зачем там 32мега -весь функционал на 8 влезбы
не совсем понял где датчик тока

Датчик тока в первой схеме в правом верхнем углу.

не вижу

Да и для питания стабилизатора 20в мало, там пульсации будут около 5в и запас на изменение сетевого напряжения надо оставить. Так что входное напряжение должно быть 27-29в.
Да и если делать управление на МК то и сам стабилизатор нужно делать серьёзней. К примеру сделать переключение обмоток для уменьшения нагрева

[uquote="Телекот",url="/forum/viewtopic.php?p=3153202#p3153202"]Какое время проходит от наступления перегрузки до начала ограничения тока?[/uquote]Это правильный вопрос.
oleh550, нужен некий компаратор, подключённый напрямую к датчику тока и ЦАП МК, а выход компаратора на блокировку транзистора (Lock)
По текущей схеме к.з. отработать не возможно, т.к. будет большая задержка реакции МК.
Более того, у выхода датчика тока тоже есть задержка реакции на изменения тока, порядка 3.5 микросекунд (время нарастания)
и это время ещё увеличивается при использовании конденсаторов на фильтре и по выходу.

Спойлер

Т.е. у датчика тока есть ещё шансы, а вот у МК с программой - нет.

romtorwator писал(а):oleh550, нужен некий компаратор, подключённый напрямую к датчику тока и ЦАП МК, а выход компаратора на блокировку транзистора (Lock)

Только не на блокировку транзистора а на ещё один транзистор включенный последовательно с VT2. Всё должна делать аналоговая схема, МК только измеряет и задаёт опорные напряжения. Из за нелинейности ОУ и всего остального будет небольшое расхождение что легко устранить программно. МК подаёт расчётное опорное напряжение на аналоговую схему, измеряет выходное напряжение, вычисляет ошибку и корректирует опорное напряжение. Что то на подобие этого.

Спойлер

Конечно ёмкости корректирующих конденсаторов должны быть намного меньше.
По такой схеме ограничение тока будет на железном уровне и не зависеть от МК пусть даже висит. Главное что бы на вывод задания тока не пришёл сильно большой уровень.
А вообще в качестве датчика тока лучше применить резистор, не доверяю я этой ерунде.

Жесть, разбили в пух и прах
[uquote="Телекот",url="/forum/viewtopic.php?p=3153202#p3153202"]Какое время проходит от наступления перегрузки до начала ограничения тока? Допустим вы включили ограничение тока 3А напряжение 20в и подключили нагрузку сопротивлением 0,3 Ом . За какое время ток ограничится на нужном уровне.[/uquote]
Дело в том, что если подключить 0,3 Ом при 20В, блок питания увидит его как КЗ и сразу отключит выход. Только как измерить за какое время, я не знаю, визуально - быстро.
[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3153205#p3153205"]зачем там 32мега -весь функционал на 8 влезбы[/uquote]
Первый критерий выбора, - количество портов у 32 больше чем у 8 (нужно же было куда то динамическую индикацию разводить), и второе с таким количеством выводов у меня была только 32 мега
[uquote="Телекот",url="/forum/viewtopic.php?p=3153210#p3153210"]Да и для питания стабилизатора 20в мало, там пульсации будут около 5в и запас на изменение сетевого напряжения надо оставить. Так что входное напряжение должно быть 27-29в.
Да и если делать управление на МК то и сам стабилизатор нужно делать серьёзней. К примеру сделать переключение обмоток для уменьшения нагрева[/uquote]
Да, действительно, как то я не предал этому значения, транс у меня то ли 22 то ли 24В, и на входе схемы, после выпрямителя, как раз в раёне 27В. Касаемо нагрева и переключения обмоток, транзистор стоит на небольшом радиаторе в корпусе компьютерного БП с постоянно включенным куллером, сильного нагрева в таких условиях нету, так как токи до 3А.
[uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153228#p3153228"]oleh550, нужен некий компаратор, подключённый напрямую к датчику тока и ЦАП МК, а выход компаратора на блокировку транзистора (Lock)
По текущей схеме к.з. отработать не возможно, т.к. будет большая задержка реакции МК.[/uquote]
Согласен, но как его так красиво сделать?

[uquote="Телекот",url="/forum/viewtopic.php?p=3153259#p3153259"]Только не на блокировку транзистора а на ещё один транзистор включенный последовательно с VT2. Всё должна делать аналоговая схема, МК только измеряет и задаёт опорные напряжения. Из за нелинейности ОУ и всего остального будет небольшое расхождение что легко устранить программно. МК подаёт расчётное опорное напряжение на аналоговую схему, измеряет выходное напряжение, вычисляет ошибку и корректирует опорное напряжение.
А вообще в качестве датчика тока лучше применить резистор, не доверяю я этой ерунде.[/uquote]
Но тогда все равно все будет зависеть от МК (от заданного опорного напряжения), Может для этого сгородить шунт с токовым монитором на операционнике, и как то все выключать?

Кстати у меня в силовой части ошибка, конденсатор фильтра шима не 47 мкф, а 4,7 мкФ.

Спойлер

oleh550 писал(а):Дело в том, что если подключить 0,3 Ом при 20В, блок питания увидит его как КЗ и сразу отключит выход.

У вас же есть функция стабилизатора тока. Если нагрузка меняется в больших пределах как тогда будет работать стабилизация тока?

oleh550 писал(а):Но тогда все равно все будет зависеть от МК (от заданного опорного напряжения)

Надо толко позаботиться что бы МК физически не мог задать заведомо большой токчем максимальный для данного транзистора и напряжения на нём. В вашем случае пока МК не отключит напряжение ток не чем не ограничен. В моём он ограничен величиной опорного напряжения. К примеру если при максимальном выходном напряжении с МК ток будет 3,5А то транзисторы будут всегда целыми, это можно сделать делителем на резисторе.

Телекот тебе правильно подсказывает, см. его "дорисовку",
от себя добавлю - с фильтра датчика тока убери большую ёмкость, поставь 1nF, как штатно положено.
с выхода ДТ, через резистор на ОУ, а чтоб сгладить пульсации при измерении, на МК,
ещё один резистор, с выхода ДТ, и конденсатор, RC-фильтр, там хоть 1мкФ ставь.[uquote="oleh550",url="/forum/viewtopic.php?p=3153335#p3153335"]Но тогда все равно все будет зависеть от МК (от заданного опорного напряжения)[/uquote]ну и пусть, Он только опорный уровень задаст и этого достаточно, далее ДТ и ОУ разберутся с током.
т.е. если МК исправен и работает, то всё гут. Тут косяк может случится при включении и ресете МК, при включенной нагрузке.
Я сталкивался с некоторыми моделями МК ATmega, у которых при включении и ресете, на портах логическая "1",
что в данной конструкции задаёт максимальное напряжение и максимальный ток на выходе.
поэтому я использую внешние ЦАП, при включении у них всегда ноль, а при отсутствии связи с МК последнее сохранённое значение.

И ещё одно замечание, питание ДТ нужно производить от ИОН 5.000 Вольта, т.к. питание ДТ является REF
а так-же обращаю внимание, что ИОН МК с большим дрифтом +/- 4мВ, что для 10 бит АЦП = +/- 1 LSB,
а в диапазоне 20В - это +/- 0.02В и это только по ИОНу, не говоря уже про резисторы в делителе и ошибки просчета встроенного АЦП.

про аналную часть как уже заметили она никуда не годная
единственое датчик тока на холе смотрится тут как пирсреди чумы...(я и не приметил его сразу-фотка мелкая у автора)
решение телекота тоже не Cool!
просится управляемый Шим предстаб импулсник и Линейник на выходе с токовым шунтом
вместа холдатчика-он врядли отработает Кз коректно БЫСТО без вреда для схемы
вариан с переключением транса годен но нужно + одно ЦАП-рулить реле или тиристорами ЭТОГО КОМУТАТОРА исходя из напряжения выхода

Добавлено after 3 minutes 26 seconds:
кстати я подумал идея исползовать 32мегу на вырост не такплоха ..толко яб взял пин то пин 168 328 меги SMD тогда добавляя фунционал можно менять тока мк а плата -постояная и отработаная впростейшем варианте ставится 8 при наросте кода 168...328 так делают китаюзы=они поумне(практичне вас) -зачем менять плату? если она отработана и вылизана

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3153380#p3153380"]он врядли отработает Кз коректно БЫСТО без вреда для схемы[/uquote]Отрабатывает, я проверял, как раз на импульсном DC-DC, на TL494 с полумостом,
т.е. его быстродействия хватает, но при условии, что по ОС, с ДТ не навешано ёмких конденсаторов.[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3153380#p3153380"]я подумал идея исползовать 32мегу на вырост не так плоха[/uquote]А яб лучше взял с али готовую плату DC-DC с МК (DPS5005, DPS5015 или DPS5020 - выбирай на вкус),
точнее я уже взял, 15А чоппер на TL594, ЦАП/АЦП 12 бит, ШУНТ - довесить линейник и вот вам Лаб.БП,
отличный конструктор для радиолюбителя, при этом каждый сможет повторить, если будет выложена прошивка...
Да, у них были проблемы, по питанию схемы и полумостом, они их решили, мне уже исправленный экземпляр пришел,
протестировал, работает исправно, остался только дроссель, поменять на больший с большим сечением провода и всё Ок.
Уже есть кое-какие исходники и тут
Две третьих тем, про лаб.БП, зарядки, DC-DC, контроллеры МРРТ, в этой ветке можно будет закрывать, т.к. это устройство заменит их все ...

[uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153346#p3153346"]Телекот тебе правильно подсказывает, см. его "дорисовку",
от себя добавлю - с фильтра датчика тока убери большую ёмкость, поставь 1nF, как штатно положено.[/uquote]
Его идею я уже понял, в принципе понравилось Кондер Cf уменьшим, посмотрим как будет на помехи реагировать...
А с момента
[uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153346#p3153346"]с выхода ДТ, через резистор на ОУ, а чтоб сгладить пульсации при измерении, на МК, ещё один резистор, с выхода ДТ, и конденсатор, RC-фильтр, там хоть 1мкФ ставь.[/uquote]
можно подробней, не совсем понял

Добавлено after 3 minutes 34 seconds:
[uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153346#p3153346"]И ещё одно замечание, питание ДТ нужно производить от ИОН 5.000 Вольта, т.к. питание ДТ является REF
а так-же обращаю внимание, что ИОН МК с большим дрифтом +/- 4мВ, что для 10 бит АЦП = +/- 1 LSB,
а в диапазоне 20В - это +/- 0.02В и это только по ИОНу, не говоря уже про резисторы в делителе и ошибки просчета встроенного АЦП.[/uquote]
Я тоже думал про питание от опорника, но пока без него, датчик сейчас вообще питается от LM7805, там порядка 5,056В, при старте мк опрашивает датчик тока, получает результат первого измерения, и принимает его за 0.

Добавлено after 1 minute 38 seconds:
[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3153380#p3153380"]единственое датчик тока на холе смотрится тут как пирсреди чумы...[/uquote]


Добавлено after 8 minutes 28 seconds:
musor Но если линейник не годится, идея Телекота тоже не очень, у Вас есть реальное решение, которое можно прикрутить к плате управления? Просто если брать управляемый ШИМ пред стаб импульсник, тогда реально уже проще сделать на TL494, например на идее Зарядного устройства-приставки, или уже сразу как говорит romtorwator, на готовых модулях с китая, но ребята, сейчас изначальная идея моей платы управления, - рулить линейным стабом.

[uquote="oleh550",url="/forum/viewtopic.php?p=3153532#p3153532"][uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153346#p3153346"]с выхода ДТ, через резистор на ОУ, а чтоб сгладить пульсации при измерении, на МК, ещё один резистор, с выхода ДТ, и конденсатор, RC-фильтр, там хоть 1мкФ ставь.[/uquote]можно подробней, не совсем понял [/uquote]Вот таким образом

Спойлер

[uquote="oleh550",url="/forum/viewtopic.php?p=3153532#p3153532"][uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153346#p3153346"]И ещё одно замечание, питание ДТ нужно производить от ИОН 5.000 Вольта, т.к. питание ДТ является REF
а так-же обращаю внимание, что ИОН МК с большим дрифтом +/- 4мВ, что для 10 бит АЦП = +/- 1 LSB,
а в диапазоне 20В - это +/- 0.02В и это только по ИОНу, не говоря уже про резисторы в делителе и ошибки просчета встроенного АЦП.[/uquote]Я тоже думал про питание от опорника, но пока без него, датчик сейчас вообще питается от LM7805, там порядка 5,056В, при старте мк опрашивает датчик тока, получает результат первого измерения, и принимает его за 0.[/uquote]Это ты уровень ноля смотришь, а я тебе про чувствительность, сколько вольт равно 1 амперу.
т.е. меняется не только уровень ноля по формуле Uпит/2, но и чувствительность, штатно 0.185 на 1 А, а будет например 0.2В на 1А

У меня есть задумка взять мегу попроще, например 48 или 88, прикрутить к ней дисплей 1602, взять управление силой с этой темы зарядного устройства http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=41376
а потом к БП и зарядник добавить

Добавлено after 2 minutes 40 seconds:
romtorwator Теперь понятно

Добавлено after 10 minutes 52 seconds:
Касаемо датчика тока, - для 5 амперного датчика немного веселее всё:


Добавлено after 2 minutes 16 seconds:
На 1В - 5А, а что касается REF для меги, так оно 4,096

[uquote="oleh550",url="/forum/viewtopic.php?p=3153545#p3153545"]Касаемо датчика тока, - для 5 амперного датчика немного веселее всё[/uquote]Этот график, при питании ровно 5.000Вольта,
при питании например от 5.085В график сместится
[uquote="oleh550",url="/forum/viewtopic.php?p=3153545#p3153545"]что касается REF для меги, так оно 4,096[/uquote] это ты так думаешь, а в реальности погрешность твоей ИМС ИОН от 4.056В до 4.136В, т.е. +/- 40мВ
Казалось бы не много, но при измерении в диапазоне 20В, 10битным АЦП - даст погрешность,
суда же добавить ширпотребные резисторы в делителе, не стабильность подстроечника, криворукость встроенного АЦП ...
тоже самое при измерении напряжения на датчике тока.

[uquote="romtorwator",url="/forum/viewtopic.php?p=3153553#p3153553"]Этот график, при питании ровно 5.000Вольта,
при питании например от 5.085В график сместится[/uquote]
Да он действительно смещается, но дело в том, что все плавает в пределах 4,096, например при питании от 5,05 ноль будет при 2,525, а максимум (5А) при 3,525, а прога сделана так, что мк этот ноль каждый раз при старте проверяет...

графика выходит 5А на 1В, а значит 5000/1000=5мА/1мВ=20мА/4мВ. При опорнике 4,096, считаем 4096/1024=4мВ/1 значение АЦП, вот и Выходит минимальный шаг измерения тока ровно 20мА...

Опорник AD1584B у него мин 4,092 и макс 4,100, хотя мой мультиметр почему то намеряет 4,077 (но я ему не верю)

[uquote="oleh550",url="/forum/viewtopic.php?p=3153567#p3153567"]Опорник AD1584B у него мин 4,092 и макс 4,100, хотя мой мультиметр почему то намеряет 4,077 (но я ему не верю)[/uquote]

Круто... жалко, что мне негде так четко проверить свой мультиметр, но в глубине души я догадываюсь, что мой опорник не такой точный как про него пишут в даташите...