» » » Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)

 
 
 

Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)

📆10.01.13 🙋if33 👀236 908 💬31
Обычно для переделки компьютерных блоков питания используют блоки ATX, собранные на микросхемах TL494 (KA7500), но в последнее время такие блоки не попадаются. Их стали собирать на более специализированных микросхемах, на которых сложнее сделать регулировку тока и напряжения с нуля. По этой причине был взят для доработки старый блок типа AT на 200W, который был в наличии.


Этапы переделки

1. Вмонтирована плата зарядного устройства от мобильного телефона Nokia AC-12E с доработкой. В принципе можно использовать и другие зарядные устройства.

Доработка заключалась в перемотке III обмотки трансформатора и установке дополнительного диода и конденсатора. После переделки блок стал выдавать напряжения +8V для питания вентилятора и вольтметра-амперметра и +20V для питания микросхемы управления TL494N.



2. С платы блока AT выпаяны детали самозапуска первичной цепи и цепи регулировки выходного напряжения. Также были удалены все вторичные выпрямители.

Выходной выпрямитель переделан по мостовой схеме. Использованы три диодных сборки MBR20100CT. Дроссель перемотан — диаметр кольца 27 мм, 50 витков в 2 провода ПЭЛ 1 мм. В качестве нелинейной нагрузки применена лампа накаливания 26V 0,12A. С ней напряжение и ток хорошо регулируются от нуля.
Для обеспечения устойчивой работы микросхемы изменены цепи коррекции. Для грубой и точной регулировок напряжения и тока применено особое подключение потенциометров. Такое подключение позволяет плавно изменять напряжение и ток в любом месте при любом положении потенциометра грубой регулировки.

Особого внимания требует шунт, провода для регулировки и измерения должны подключатся непосредственно к его выводам, так как напряжение, снимаемое с него невелико. На схеме эти подключения показаны фиолетовыми стрелками. Измеряемое напряжение для цепи регулирования снимается с делителя с коррекцией для устранения самовозбуждения в цепях управления.
Верхний предел установки напряжения подбираются резисторами R38, R39 и R40. Верхний предел установки тока подбирается резистором R13.



3. Для измерения тока и напряжения применен вольтметр-амперметр

За основу взята схема «Суперпростой амперметр и вольтметр на супердоступных деталях (автовыбор диапазона)» от Eddy71.
В схему введена регулировка баланса ОУ при измерении тока, что позволило резко улучшить линейность. На схеме это потенциометр «Баланс ОУ», напряжение с которого поступает на прямой или инверсный входы (подбирается, куда подключить, на схеме обозначено зелеными линиями).
Автоматический выбор диапазона измерения реализован программно. Первый диапазон до 9,99A с указанием сотых долей, второй до 12A с указанием десятых долей ампера.



4. Программа для микроконтроллера написана на СИ (mikroC PRO for PIC)и снабжена комментариями.

Конструкция и детали

Конструктивно все элементы размещены в корпусе блока AT. Плата зарядного устройства закреплена на радиаторе с силовыми транзисторами. Сетевые разъемы убраны и на их месте установлен выключатель и выходные зажимы. Сбоку на крышке блока находятся резисторы установки напряжения и тока и индикатор вольтметра-амперметра. Закреплены они на фальшпанели с внутренней стороны крышки.

Чертежи выполнены в программе Frontplatten-Designer 1.0. Междукаскадный трансформатор блока AT не переделывается. Выходной трансформатор блока AT тоже не переделывается, просто средний отвод, выходящий из катушки, отпаивается от платы и изолируется. Выпрямительные диоды заменены на новые, указанные в схеме.
Шунт взят от неисправного тестера и закреплен на изоляционных стойках на радиаторе с диодами. Плата для вольтметра-амперметра использована от «Суперпростого амперметра и вольтметра на супердоступных деталях (автовыбор диапазона)» от Eddy71 с последующей доработкой (перерезаны дорожки, согласно схемы).

Замеченные особенности недостатки

В качестве базового блока использован блок AT 200 W. К сожалению, он имеет довольно маленький радиатор для силовых транзисторов. При этом вентилятор подключен к напряжению 8 Вольт (для уменьшения создаваемого шума), поэтому токи больше 6 – 7 Ампер, снимать можно только кратковременно, во избежание перегрева транзисторов.

Файлы

Файлы схем, плат, чертежей и исходники и прошивка
Fayly.zip 🕗 10/01/13 ⚖️ 70,3 Kb ⇣ 521

Использованы материалы из следующих публикаций

How to Convert a Computer ATX Power Supply to a Laboratory Power Supply
Суперпростой амперметр и вольметр на супердоступных деталях II (автовыбор диапазона)
3 digits Digital volt meter

Иван Внуковский, г. Днепропетровск
Иван Внуковский (if33)
Украина, г. Днепропетровск
Профиль if33
Радиолюбитель, стаж более 40 лет. Работал на заводе инженером КБ, инженером по обслуживанию ЭВМ, механиком по ремонту бытовой техники. Сейчас на пенсии.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 102 читателя.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Переделка компьютерного блока питания под зарядное устройство в подробностях... При переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее — ИБП) с управляющей микросхемой TL494...
Схема на Датагоре. Новая статья Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690... Иногда при регулировочных работах требуется сравнительно высокое напряжение питания устройств или...
Схема на Датагоре. Новая статья Двухтактный ламповый усилитель 10 Вт на двойных триодах (6Н1П + 6Н6П)... Хочу поделиться своим опытом в создании лампового усилителя для домашнего использования. Этот...
Схема на Датагоре. Новая статья Аналог мощного стабилитрона как тестовая нагрузка для проверки зарядных устройств автомобильных аккумуляторов... При переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее – ИБП) под зарядные устройства для...
Схема на Датагоре. Новая статья ИБП ПК для радиолюбительских целей на TL494 со стабилизацией напряжения и тока... В этой статье хотелось поделиться еще одним вариантом переделки компьютерных импульсных блоков...
Схема на Датагоре. Новая статья Доработка модуля китайского вольтметра... ПрелюдияИзучая как-то бескрайние просторы Интернета на предмет китайских полезностей, наткнулся я...
Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный импульсный блок питания. Часть 5. Миниатюрный лабораторный ИБП... Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих частях серии,...
Схема на Датагоре. Новая статья Transformer: программа расчета маломощного (до 500 Вт) силового трансформатора на частоте 50 Гц... Предлагаю начинающим очень простую программулину для расчета силовых трансформаторов. Автор...
Схема на Датагоре. Новая статья Лабораторный блок питания на скорую руку из компьютерного БП (4-24V, 5-12A)... При необходимости лабораторный БП (ЛБП) с регулируемым выходным напряжением от 4-х до 24В и током...
Схема на Датагоре. Новая статья По следам публикации - переделка ATX-блока питания... Прислал Станислав, staskaaa[at]gmail.com Добрый день! Спасибо за интересный и познавательный сайт....
Схема на Датагоре. Новая статья Диодно-тиристорный выпрямитель со схемой управления для сварочного аппарата... Мною давно изготовлен сварочный аппарат на базе трансформатора на кольцевом сердечнике от...
Схема на Датагоре. Новая статья RMS-вольтметр на микроконтроллере ATMEGA8... Срочно понадобился RMS вольтметр. Облепил контроллер схемой. Решил сделать блок питания...
 

Общаемся по статье 💬

«Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<

metrolog

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 10-01-13, 18:05.
Ответить
  • С нами с 5.01.2010
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
Статья интересная. Только нужно быть объективным с цифрами в заголовке: здесь обычно указывают штатные (долговременные) характеристики устройства. Многим может показаться непонятным за счет чего удалось выжать 330Вт мощности (без учёта КПД) из 200Вт блока :yes:, при габаритной мощности трансформатора 240..267Вт.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 2 от 10-01-13, 20:02.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 214 комментариев
  • 273 публикации
 
Сергей, у регулируемого БП указать долговременные характеристики не представляется возможным, поэтому указано максимальное значение тока.
Добавлю "max", чтобы исключить разночтения. good

<

FOLKSDOICH

Валерий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 3 от 10-01-13, 20:47.
Ответить
  • С нами с 18.05.2008
  • 37 комментариев
  • 0 публикаций
 
Зачёт! Ничего лишнего.

<

ultra-nn

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 4 от 10-01-13, 21:51.
Ответить
  • С нами с 16.11.2009
  • 12 комментариев
  • 3 публикации
 
Тоже давно собираюсь лаборатоник из компового собрать.
Хочется спросить , как дело обстоит с защитой от КЗ ??
Шунт от тестера примерно какой длины нужен?

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 10-01-13, 22:09.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 335 комментариев
  • 30 публикаций
 
Иван!
Интересует эта схема для зарядки автоаккумуляторов.
Какие конденсаторы С23 можно ставить - фирма, тип, напряжение?
Ограничение по току, как защита работает кратковременно или может постоянно?
С платы блока AT выпаяны детали самозапуска первичной цепи...

можно уточнить какие?
Что посоветуете для защиты от переполюсовки при подключении аккумулятора?
Спасибо.

<

if33

Иван Внуковский Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 11-01-13, 0:05.
Ответить
  • С нами с 2.03.2010
  • 89 комментариев
  • 16 публикаций
 
Похоже, Metrolog прав, что надо было указать долговременные характеристики. Дело в том , что меня больше интересовали максимальные режимы, например для проверки источника бесперебойного питания нужно было 14 Вольт при токе 10 - 12 А. Наибольшую мощность, которую я получил на нагрузке 3,3 ом - это 31 Вольт при токе 9,8 А, примерно 300 вт., но транзисторы довольно сильно разогрелись за 30 секунд.
Для долговременной надо снимать 100 - 150 вт. и все будет хорошо.
Если блок необходимо иметь хорошо защищенный, то необходимо подобрать резистор R13, такой, чтобы максимальный ток был 6 - 7 А.
Ранее я в таком блоке сделал ограничение на уровне 6,5 А и подарил сыну. Он таким блоком заражает аккумуляторы для автомобиля и фонариков. Очень доволен. Для зарядки автомобильного аккумулятора выставляется 14,4 вольта без нагрузки, а затем замыкаете выходные провода блока и выставляют ток 5А и подключаем к машине. Если аккумуляторы литиевые, то выставляем напряжение 5 Вольт ток 100 - 500 ма, в зависимости от емкости аккумулятора. С ограничением по току на уровне 6,5 А блок питания спокойно реагирует на долговременные короткие замыкания без всяких последствий.
Конденсатор C23 на напряжение 35 Вольт, CapXon, можно параллельно ему подключить К73-17 на 2,2 - 4,7 мкф для улучшения фильтрации.
Для защиты от переполюсовки при подключении аккумулятора необходимо ставить 2 реле, обмотка каждого включается через свой диод. При этом, при отключенном аккумуляторе на выводах блока напряжения не будет. При подключении аккумулятора, он включит реле соответствующей полярности и начнет заряжаться.

<

ramires

Роман Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 7 от 11-01-13, 3:23.
Ответить
  • С нами с 26.12.2009
  • 6 комментариев
  • 0 публикаций
 
А как включена вторичка, поподробнее можно?

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 8 от 11-01-13, 4:16.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 335 комментариев
  • 30 публикаций
 
С платы блока AT выпаяны детали самозапуска первичной цепи...

Можно уточнить что это за цепи? Я что-то не могу их найти при сравнениии с типовой схемой АТ.

<

teewoon

Илья Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 9 от 11-01-13, 5:59.
Ответить
  • С нами с 15.02.2010
  • 15 комментариев
  • 0 публикаций
 
1. Для выходных напряжений более 12В, стоит применять более высоковольтные диоды - на 150-200В. Таковые шоттки будут очень кусачи, если вообще найдете. Поэтому, сразу после выпрямителя обычно ставят гасящую RC-цепочку, или параллельно самим диодам. Ибо дохнут они от выбросов. На 12В в стандартном БП броски по 60-80В запросто.

2. Выкинута или отсутствует цепь ограничения тока через силовые ключи. Т.е. вся надежда на защиту от перегрузок\КЗ цепями же регулировки тока\напряжения. Получается, что потребляемая мощность при выкрученых на максимум крутелках может превысить запас в горячей части.

3. Вместо лампы в стандартной схеме обычно стоит резистор ватта на 2 номиналом около 100. Разные догадки зачем, но основная - для корректной работы обратной связи по напряжению. Часто при переделках AT\ATX возникает эффект биения\свиста и проч. Приходится играть с индуктивностью дросселя, выходными конденсаторами, вплоть до подвешивания ёмкостей между прямыми входами усилителей ошибки и землей или 3м выводом TLки. Это притупляет ОС, снижая защиту, но хоть как-то =)

Chugunov,

* В данной схеме получается ограничение или тока или напряжения при упирании в заданный потолок.
* Выходные электролиты любые, с напряжением немного выше выходного. ESR из рассчета 1-2 ватта на банку при максимальном токе штоб не перегрело, т.е. <0.01 Imho очень грубая прикидка.
* Простейшая и защита - диод шотки на выходе. Встречаются огороды из полевиков\реле\тиристоров - это решение получше, не позволяет бабахнуть или переполюсовать банки аккума. Кстати, если мощный аккум наоборот к этому блоку, TLка вылетает сразу с бабахом еще чего-нибудь.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 10 от 11-01-13, 18:15.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 335 комментариев
  • 30 публикаций
 
teewoon, спасибо, Илья!
1 В данной схеме получается ограничение или тока или напряжения...
2 Выходные электролиты любые, с напряжением немного выше выходного. ESR из рассчета 1-2 ватта на банку при максимальном токе штоб не перегрело...
3 Простейшая и защита - диод шотки на выходе. Встречаются огороды из полевиков\реле\тиристоров - это решение получше, не позволяет бабахнуть или переполюсовать банки аккума. Кстати, если мощный аккум наоборот к этому блоку, TLка вылетает сразу с бабахом еще чего-нибудь.

1 Это ясно, я про это и не спрашивал. Интересовала проверенная реакция на КЗ без нагрузки, это несколько отличается от стабилизации тока с нагрузкой.
2 А вот это уже интересно. Значит несколько корпусов конденсаторов надежнее именно по теплу? Значит можно измерить ESR конкретных емкостей и грубо прикинуть, на какой ток они расчитаны, вот только измерить ESR<0.01 Ом Imho трудновато. Очевидно, отчасти поэтому на материнках и ставят кучу емкостей Low ESR - меньше нагрев отдельной емкости, меньше общая ESR и выше надежность.
3 То есть диод на выходе в обратном направлении параллельно выходу и последовательно с предохранителем, при переполюсовке сгорает предохранитель и отключает выход? Шоттки потому, что они обычно на очень большой ток, ведь педение напряжения здесь уже не важно?

<

if33

Иван Внуковский Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 11 от 12-01-13, 1:21.
Ответить
  • С нами с 2.03.2010
  • 89 комментариев
  • 16 публикаций
 
Ramires
Вторичная обмотка подключена, так как и на этой схеме


Chugunov
Детали самозапуска первичной цепи - это 2 резистора между коллектором и базовой цепью силовых транзисторов (величина их обычно в пределах 220 - 330 ком). Работа схемы очень хорошо расписана в книге "Головков А.В. и др._Блоки питания для системных модулей типа IBM PC-XT-AT__1995" стр. 18.

Teewoon
1. В данной схеме обратное напряжение на диодах не превышает 60-70 Вольт (с выбросами). Как видно из схемы - применена мостовая схема вместо двухполупериодной со средней точкой, так как Uобр для мостовой схемы в 2 раза меньше. В блоке питания трансформатор не перематывался, один сдвоенный диод остался родной и два диода добавлено для создания мостовой схемы.
2. Действительно удалена штатная защита от короткого замыкания. Дело в том, что блоках AT (в отличие от блоков ATX), применена очень упрощенная схема защиты - она не может выключить блок (блок циклически отключается и снова включается). Поэтому я ее удалил, и действительно потребляемая мощность на максимальных режимах может привести к выходу блока из строя.
3. Лампа закаливания выбрана не случайно. Сопротивление нити накала лампочки в холодном состоянии составляет 18-20 ом и она достаточно хорошо стабилизирует работу блока без нагрузки при малых выходных напряжениях. При повышении напряжения сопротивление лампочки возрастает до 200 - 300 ом, что несущественно нагружает блок питания. С постоянным резистором результаты были значительно хуже. Это связано с тем, что выходное напряжение и ток изменяются в широких пределах.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 12 от 12-01-13, 2:20.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 335 комментариев
  • 30 публикаций
 
if33,
Детали самозапуска первичной цепи - это 2 резистора между коллектором и базовой цепью силовых транзисторов (220 - 330 ком).

Но эти резисторы стоят в вашей схеме!
Я представляю работу схемы, делители R22R24 R25R27 создают смещение близкое к порогу открывания транзисторов. R22 и R25 надо всё-таки удалять, увеличить их номинал или оставить как есть??

<

teewoon

Илья Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 13 от 12-01-13, 5:23.
Ответить
  • С нами с 15.02.2010
  • 15 комментариев
  • 0 публикаций
 
if33,

60-70В выбросы походу на малых токах, до 10А. А если 20-30А, то они и пшикнут. Шотки не терпят превышения никак. В страничке по ссылке об этом тоже упоминается. Вариантов два - или использовать вместо шоттки fast recovery диоды на 200В (F16C20) или ставить гасящие RC-цепи.

Attenzione che il diodo Schottky da 30 A, lavorando a 20V al limite della tensione di soglia, verificare la tensione ai capi, nel caso appesantire lo snubber RC, per ridurre gli spikes, oppure usare un SBL3060PT, da 60V.

Meglio ancora usare due diodi fast da 200V 16A uno per ogni ramo.


Chugunov,
Ну, я имел ввиду шоттки в прямом включении, с выводом прямо на клемму, после снятия напряжения для регулировки\измерения. Падение на нём небольшое. Я обычно сдваиваю диодную сборку от 5В линии (она обычно 20-30А и 30-40В) и вешаю с перепугу на радиатор выходных выпрямителей с изоляцией.

А если диод в обратном включении параллельно выходу, то по идее любой дубовый, который вытянет десятки Ампер на время выжигания предохранителя.

<

if33

Иван Внуковский Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 14 от 12-01-13, 12:16.
Ответить
  • С нами с 2.03.2010
  • 89 комментариев
  • 16 публикаций
 
Chugunov
Действительно Вы правы, резисторы R22 и R25 надо удалить. Это моя ошибка, когда рисовал схему, забыл их перечеркнуть красным цветом. С ними работа будет нестабильной при малой нагрузке или ее отсутствии.

Teewoon
Я не считаю, что есть необходимость увеличивать обратное напряжение диодов. Выбросы и звоны образуются при малой нагрузке или работе без нагрузки. При увеличении нагрузки величина выбросов уменьшается, так как вся запасенная энергия уходит в нагрузку. Подтверждением этому служит безаварийная работа блоков AT и ATX, которые работают в компьютерах и в которых на источнике 12 Вольт установлены диоды MBR20100CT. Когда проверялся сделанный блок, удалось снять предельный ток 17 А, после этого вышли из строя силовые транзисторы из-за перегрева. При этом с диодами ничего не случилось.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 15 от 12-01-13, 21:12.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 335 комментариев
  • 30 публикаций
 
if33, спасибо.
Думаю, это простой хороший вариант зарядного устройства для автоаккумуляторов.
Цифровой индикатор в этом случае - излишество, широкий диапазон регулировки напряжения и тока - тоже. Может вообще есть смысл в фиксированном напряжении и токе. При максимальном токе до 7 А, мощности БП должно хватать. Уровень пульсаций и помех тут не важен. Удаление R22 и R25, наверное, улучшит надёжность за счет уменьшения вероятности сквозного тока. Применение доработанной зарядки от телефона - оригинально. Мне понравилось.

<

ramires

Роман Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 16 от 13-01-13, 5:22.
Ответить
  • С нами с 26.12.2009
  • 6 комментариев
  • 0 публикаций
 
И все же, я думаю, отсутствие нормальной защиты от КЗ в БП такой мощности не есть гуд - ограничение тока это хорошо, но выжигает любую схему при аварийном режиме. Плюс, коль так или иначе используется микроконтроллер ничего не мешает поставить термодатчик на выходные транзисторы, повысить напряжение питания вентилятора до стандартного и управлять скоростью его вращения ШИМ-ом от МК, а при привышении температуры выходных транзисторов и максисальных оборотах кулера, вырубать БП...

Назад Вперед

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew


Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.