Regulátor napětí ve zdroji

Zpráva

Setros · #1 Příspěvek od **Setros** » 06 srp 2016, 23:30

Zdravím všechny bastlíře,
Navrhuji si laboratorní zdroj a chtěl bych klasické zapojení s operačními zesilovači jako stabilizátor napětí. Samozřejmě abych nevymýšlel již vymyšlené, tak jsem se díval po již hotových zdrojích pro inspiraci. Chtěl bych to celé řídit mikroprocesorem, použít AD a DA převodníky, přesný zdroj referenčního napětí apod. Chtěl bych se vás všech zeptat, s čím máte zkušenosti a jaké zapojení regulátoru napětí byste doporučily. Mám dva kandidáty (viz. obrázky níže), nebo použít již hotové integrované zapojení např. přesné přístrojové zesilovače jako jsou např. INA333, ISL28535 apod. Na nich mě láká, že jsou velice přesné (některé mají přesné laserem řezané vnitřní rezistory, které v reálných podmínkách asi těžko nahradím), mají nízký drift, tepelnou stabilitu, nízký šum apod.
Předem díky za vaše nápady a návrhy.

Milan · #2 Příspěvek od **Milan** » 07 srp 2016, 08:45

Nevím, jaké zkušenosti máš, co jsi již vymyslel a postavil, a jaké parametry má tvůj zdroj mít - z obsahu dotazu bych to viděl na zdroj opravdu laboratorní, kde hodláš honit mV nebo i méně. Když se podíváš na ceny takových zdrojů na trhu, klidně jsou to desítky až stovky tisíc Kč - proč asi? No je to složité, náročné na návrh, součástky i výrobu, řešení problémů s přechodnými ději, ochrany před vším možným v různých provozních stavech, odrušení atd.

Když se podívám jen jedním okem na ta tvoje schémata zde, ptáš se na něco, co ti asi nikdo odpovědně neobjasní. Já osobně jsem těch zdrojů dělal desítky včetně profi do průmyslových zařízení, když ale vidím ta schémata plná různých kondů a odporů ve zpětných vazbách, které tam autor nacpal, aby mu to nekmitalo či neházelo přepětí na výstupu, a nakonec dal na výstup zdroje kondy třeba 5G, aby měl jistotu jakés takés funkčnosti, tak to bych tedy rozhodně začátečníkovi k realizaci nedoporučil. A takových schemat více či méně funkčních je plný net. Nehledě na problémy koncepce řízení µP a s tím souvisící jednak rušení, jednak problémy zajištění nějakého nouzového běhu, když se třeba µP kousne.

Možná by bylo vhodné ozřejmit nám, co od toho zdroje parametrově očekáváš, a co jsi schopen samostatně řešit - jinak to může být pro tebe velké zklamání a nakonec i časová a finanční ztráta.

#3 Příspěvek od **jezevec** » 07 srp 2016, 10:53

Tady se můžeš inspirovat.

#4 Příspěvek od **Zaky** » 07 srp 2016, 11:07

V prvním schématu se mi nelíbí zpětnovazební C, vede z výstupu OZ na střídavě uzemněný bod, tedy výstup OZ pracuje do kapacity, což se může výstupu OZ velmi nelíbit. Variantu přístrojový zesilovač klidně použij, nejen, že máš vyřešený problém s přesnými odpory, ale významnou roli hraje i topologie, vše je malé uvnitř na čipu a tobě se zjednoduší zapojení. Stejně to budeš muset odbastlit a změřit. MCU zpočátku nemusíš řešit, dáš si na referenční vstup poťák od reference a můžeš ladit. To druhé mi přijde jako poněkud děsivý kombajn, všechny ty C přes děliče můžou sice být z důvodu rychlosti odezvy, ale taky můžou na některých frekvencích vést k zajímavým nestabilitám. Jak je psáno výše, chtělo by to začít zadáním, co to má reálně umět, pak se dá uvažovat, jak toho dosáhnout. V dnešní době mi přijde i docela vhodné použít jako výkonový tranzistor mosfet, odpadne potřeba budiče, který musí být celkem rychlý a schopný dodat trvale nezanedbatelný proud do báze výkonového bipoláru.

vrky · #5 Příspěvek od **vrky** » 07 srp 2016, 11:52

Pěkný zdroj v tom odkazu.

Setros · #6 Příspěvek od **Setros** » 07 srp 2016, 12:05

Pár zdrojů jsem už také postavil. Od jednorázových s 7812, přes zdroje s OZ, po spínané zdroje. Jenomže nikdy nedosahovali takové stability, jakou bych potřeboval současně. Ano, potřeboval bych zdroj s jemnou regulací v řádech mV a mA až po řekněme zažitých 30V/3A (vstup zdroje bude 36V/5A), proto chci použít přesný zdroj referenčního napětí a to 2.048V nebo 4.096V a 16bit převodníky. Mikroprocesor tady rozebírat nebudu, jeho chod a zabezpečení je mi obeznámen, včetně plné oddělení digitální a analogové části od sebe. Tady mám X leté zkušenosti.
Šlo mi o to a z minulosti do znám, že nastavení, odrušení, potlačení různých parazitních jevů není lehká práce a jsou to hodiny a hodiny práce a měření a někdy i náhody, aby zdroj slušně fungoval. Jen jsem si chtěl trochu tuto práci ulehčit a použít třeba něco, co má někdo už odzkoušené a vyladěné a také čeho se vyvarovat. Většina zdrojů používá různé kombinace zapojení OZ jako diferenční zesilovače a komparátory. Proto i můj návrh použít přesné a stabilní přístrojové zesilovače v integrovaném pouzdru.
to Jezevec: tyto stránky velice znám a právě regulátor 1 je použit z tohoto zdroje. Je to práce dvou lidí, kteří dosáhli poměrně velice slušných parametrů (doporučuji prostudovat). Ale také tento zdroj stavěli několik let, což si nemůžu dovolit.
Předem díky na nějaké návrhy a díky za vaše reakce.

Milan · #7 Příspěvek od **Milan** » 07 srp 2016, 19:04

Vzhledem k požadavkům se domnívám,že lepší konstrukcí včetně podrobného popisu co jak a proč než je v odkazu Jezevce těžko na netu hledat,parametry jsou na úrovni velmi drahých profi zdrojů. A doba vývoje
zdroje- když uvážíme start z nuly, návrh a ověření zapojení, desky PS,vývoj sw a jeho ověření ,shánění součástek - a práce v jen rozsahu volna - není to nic nepřiměřeného.

termit256 · #8 Příspěvek od **termit256** » 07 srp 2016, 19:40

Ja chtel taky podobny zdroj stavit, ale kdyz jsem spocital naklady, vyslo to stejne jako kdyz koupim hotovy zdroj, viz treba zde http://www.silcon.cz/index.php?route=pr ... uct_id=101

Takze jsem zdroj koupil a usetreny cas venoval necemu co koupit nelze

Setros · #9 Příspěvek od **Setros** » 08 srp 2016, 10:13

Díky za reakce, mě osobně se ten zdroj v odkazu také zamlouvá, jen jsem nechtěl bezduše okopírovat něčí práci, ale postavit něco svého. Je pravdou, že autoři zdroje dosáhly v domácích podmínkách špičkových výsledků a lepší zapojení asi nenajdu, jen jsem si chtěl to hodinové laborování s vychytáním much ušetřit, protože jak psal autor zdroje, z rodinou a dětma přilepenýma na nohách moc času není, což je i můj případ.
Asi nakonec použiji koncept tohoto zdroje, upravím si některé věci podle svého a uvidíme, jaký bude výsledek.

Jinak pro zájemce o podobné zdroje, uvádím odkazy další dvou zdrojů řízených mikroprocesorem, které se mi také osobně líbí.

http://www.envox.hr/eez/bench-power-supply/psu-introduction.html
http://www.ianjohnston.com/index.php/projects/57-project-021-home-built-bench-power-supply

termit256 · #10 Příspěvek od **termit256** » 08 srp 2016, 10:27

Kdyz uz to budes delat, zvazil bych doplneni tretiho zdroje na napajeni logickych obvodu, staci jednoduchy, do cca 5V. Osobne to dost casto vyuzivam. Ale zalezi na co predevsim pouzivas zdroj ty.

Setros · #11 Příspěvek od **Setros** » 08 srp 2016, 10:36

Nějaké pevné zdroje jako 3,3V, 5V, 9V, oddělené od hlavního zdroje do projektu mám v plánu zakomponovat. Ale ty koupím už hotové třeba na ebay. Jsou malé, levné a místo se na ně vždycky nějak najde. Parametrama sice neoslní, ale jako nouzovka na logiku postačí.

Setros · #12 Příspěvek od **Setros** » 25 srp 2016, 17:48

Při návrhu zdroje se mi do rukou dostal jeden exemplář součástky INA301A2. Je to součástka na měření proudu přes snímací rezistor. Taky mám doma jeden přesný rezistor s hodnotou 0,02 Ohmů. Při mnou uvažovaném výstupním proudu 4A by mi výstup pro měření dával 4V, což by se docela hodilo i k AD převodníku a mnou uvažovanému ref. napětí 4.096V. Tímto napětím se dá i nastavit požadovaná „proudová pojistka“. Bohužel se součástkami tohoto typu nemám zkušenosti. Už jste někdo s podobnou součástkou někdo něco stavěl a co na to říkáte. Má docela i slušné parametry a přesnost.

termit256 · #13 Příspěvek od **termit256** » 25 srp 2016, 19:19

Nemam cas to ted moc koumat, ale do laboratorniho zdroje bych to nedaval.
Je to spis urceno jako nadproudova ochrana. Kdovi jak se to bude chovat pri napeti blizkem nule, jake budou dymanicke parametry ktere jsou dulezite v regulacni smycce apod.
Ale pokud to chces jen jako proudove omezeni ve stylu "pri nadproudu vypni" muze to slouzit dobre. Otazka je, jestli tuhle funkci neni jednoduchsi udelat v SW ridiciho procesoru. Ja si nevzpominam ze bych tohle ve svem zdroji nekdy zapnul.

Setros · #14 Příspěvek od **Setros** » 26 srp 2016, 00:25

Já jen, že se mi to dostalo do rukou. Na vstupu to má klasický OZ pro měření na snímacím rezistoru, dál je tam komparátor pro nastavení prahové hodnoty proudu a vstupy co se má dít při překročení nastaveného proudu. Celé je to myslím uzpůsobené pro připojení ad/da převodníků a procesoru. Prostě klasické zapojení, jenom v jednom pouzdru. A co jsem pročítal parametry, tak i docela přesné. Asi si to jen tak vyzkouším na bastl desce a uvidím.