Лабораторный блок питания

Рекомендуется обратить внимание на дальнейшее развитие проекта - Лабораторный БП PSA2

Здесь собраны части обсуждений первой версии лабораторного БП

23.05.10 Идея была такой, чтобы получить конструкцию, легко реализуемую на имеющихся Б/У элементах "чуть более чем наполовину", т.е. с минимумом докупаемых деталей. Плюс легко изменяемые характеристики - кому-то нужен выход 0..100В 1А(или даже 0.5А), другому - 15В 5А
Кроме того, для питания схемы должно использоваться только одно напряжение, чтобы не нужно было использовать каких-то специфических или перемотанных трансформаторов. У меня практически вся схема питается от одного напряжения 5В, которое я получаю линейным стабилизатором из 9В, которое в свою очередь - из одной полуобмотки сетевого трансформатора, которая используется для питания нагрузки. Нет необходимости делать отрицательное напряжение, да и ОУ используются современные 5-Вольтовые, 2 шт. дешёвых AD8542 и один чуть более дорогой AD8602. Но в принципе можно использовать даже копеечные LMV358, ухудшение характеристик не катастрофическое
Лично мне пришлось купить только ЖКИ и AD8602, все остальные детали использованы из запасов или разобраной аппаратуры.
Я планирую выложить схему и основную плату БП, плату выпрямителя каждый пусть сделает сам под имеющийся трансформатор и корпус
По поводу софта окончательного решения пока не принял: или это будет только готовая прошивка, или полностью все исходники

debug

21.04.2010 немного скорректировал схему, заменил ОУ предвыходного каскада на AD8602AR. Токовый шунт пока остался в минусовом проводе. Схема v1.2

sch v1.2

pcb BOTTOM

pcb

18.05.10 В
сё сделано в корпусе от спутникового тюнера. Пользовательский интерфейс тоже пока в процессе, пока только кнопочками регулирую напряжение и всё. Плат у меня получилось три: плата выпрямителя и фильтров (на фото видна), плата кнопок (на фото её нет, подключается к разъёму ВН16), и основная плата - с МК и собственно усилителем-регулятором напряжения. МК разместил на одной плате с вых каскадом именно по причине нежелания возни с падениями на земляном проводе, поскольку изначальная идея - получить максимально простой БП, и уж во вторую очередь - функционал.
По просьбе ReAl добавил возможность подавать внешний модулирующий сигнал. Программно планирую имитировать пульсации 50/60Гц
Мой экземпляр будет 0..40В с шагом 0,1В (реально 0.05В) и ток 0..2.5А при напряжении до 30В и 1.5 или 2А при напряжении до 40В, но схема такова, что ток/напряжение легко изменяются (нужен только соответствующий трансформатор с выпрямителем и фильтрами).
В моём экземпляре не будет энкодера - ограничусь кнопками +/-
Для охлаждения используется радиатор от пентиум (сокет7) с вентилятором, вентилятора на фото нет. Предусмотрено управление вентилятором и подключение датчика температуры.

19.04.10 (ReAl) Вот чего мне иногда хочется от лабораторного блока - так это вход, через который всякую срань на выход подать можно.

24.04.10 (Лeoнид Ивaнoвич) Я выступаю за то, чтобы следовать сформировавшимся традициям отрасли. 
Если почитать User Manuals по источникам ведущих фирм, там можно встретить OVP и OCP, но нигде - TRIGGER. По логике работы стандартный OCP Вас вполне устроит, он тоже отключит нагрузку при достижении установленного тока. Но задание этого порога следует делать отдельно.

Если источник не включать после перебоя сети, то заряжать АКБ им будет некомфортно. Есть повод для размышлений насчет действий при включении сети.

Установленное значение тока - очень редко требуемая для просмотра вещь, я решил отображать на выключенном источнике нулевой ток. А установленный можно посмотреть, войдя в режим SET. Не знаю, насколько это стандартно, гляну фирменные описания.

Верно, большинство источников в состоянии OFF отображают установленный ток. Это и есть трациция. Но мне больше понравилось выводить ноль, будем считать, что это моё фирменное отклонение :) Как-то заметней, что блок выключен и ток нагрузки не течёт. Настаивать на таком решении, конечно, не буду.

24.04.10 Логика работы TRIG предполагалась следующая: обычно при неисправностях в нагрузке БП просто ограничивает ток. Иногда это может приводить к "дожиганию" неисправного прибора. Вначале я думал сделать отключение выхода БП при переходе в режим стабилизации тока (видимо, нужно ещё ввести время задержки), но потом подумал, что аналогичный режим может быть использован и для ограничения напряжения (когда нагрузка питается током - например, светодиоды, или заряд АКБ), ну и для мощности (тут не знаю зачем может понадобиться).
Регулируемые пределы ограничения установки тока и напряжения - мысль неплохая, нужно обдумать. Но это другое.

При включении сетевого питания - однозначно выход не включать! Но установленные значения запоминать не лишнее.

При выключенном выходе БП показывать установленные значения напряжения и тока. Это очень удобно: как-то довелось попользоваться БП Hameg HM7042, там напряжение/ток устанавливались и отображались при отключенном выходе, и имелась кнопка включения выхода.

А01	3,3 Ом / обрыв		7 / 20В

В01	3,3 Ом / 47 Ом		7 / 8В

В02	+0,68мкФ

В03	+22мкФ

21.04.10 Переходный процесс при переключении U / I 
1. Испытания происходили так: на выход был подключен резистор 3,3 Ом через ключ IRF540, который управлялся от генератора (2кГц). Напряжение было установлено 20В, ток около 2,3А (напряжение на нагрузке 3,3 Ом примерно 7,5В). Т.е. при переходе со стабилизации напряжения на стабилизацию тока напряжение менялось с 20В на 7.5В
Переходный процесс для этого случая показан на первой картинке.

2. Всё по п.1 плюс параллельно выходу дополнительно был подключен резистор 47 Ом, напряжение установлено 8В, ток тот же (напряжение на 47 | 3.3 Ом около 7В). Т.е. при переключении напряжение/ток напряжение на выходе менялось с 8В на 7В
Переходный процесс для этого случая показан на второй картинке.

3. Всё по п.2 плюс параллельно выходу плёночный конденсатор 0,68мкФ

4. Всё по п.2 плюс параллельно выходу электролитический конденсатор 22мкФ

На всех осциллограммах канал 1 (желтый) это выходное напряжение, вход открытый. Масштаб 5В/дел для п.1 и 2В/дел все остальные (см. левый нижний угол осциллограммы). Канал 2 (голубой) это пульсации выходного напряжения, закрытый вход. Масштаб 500мВ/дел.
Т.е. оба входа подключены к выходу БП, но настроен разный режим и масштаб.

22.04.10 (Лeoнид Ивaнoвич) Еще интересно было бы глянуть на форму сигнала тока для случая 3 или 4.

0,68 мкФ

22 мкФ
22.04.10 форма тока для случаев 3 и 4

24.05.10