Источник питания 1502dd инструкция по применению

PS-1502DD — стабилизированный одноканальный источник питания с триггерной защитой от перегрузки.

[Параметры]

— выходное напряжение 0..15 вольт, выставляется в ряд фиксированных значений, либо с помощью плавной регулировки (текущее напряжение индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
— выходной ток до 2 ампер, регулируемый ток срабатывания триггерной защиты 0.6..2 А (текущий ток нагрузки индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
— стабильность напряжения 0.01%.
— напряжение пульсаций при токе 2 А не более 0.5 мВ.
— размеры 120x145x195 мм.
— вес 1.2 кг.

Принципиальная схема, которую удалось найти в Интернете. Внимание! Позиционные обозначения элементов на схеме могут не соответствовать тем, что будут в Вашем блоке питания (именно так случилось у меня). Могут быть также и другие ошибки (например, у меня вызывает сомнения правильность схемы узла защиты по току). Силовое переменное напряжение питания схемы — 21 вольт (подается на вход силового выпрямителя).

Другой вариант схемы:

Что понравилось в источнике питания:
1. Неплохие технические параметры (подозрительно маленькое напряжение пульсаций).
2. Симпатичный корпус. Внутри много свободного места, что позволяет его легко переделывать и улучшать.
3. Наличие цифровых индикаторов тока и напряжения.
4. Грубая и плавная регулировка напряжения, регулировка срабатывания тока защиты.
5. Имеется шнурок с хвостами для зарядки мобильных телефонов. Мне это не нужно, просто сей факт меня удивил.
6. Цена — 549 рублей в розницу. Приятель говорил, что видел месяц назад этот блок питания за 470 (!) рублей.

Недостатки, хотя при такой цене смешно о них говорить (причем большинство недостатков устранимы с минимальными усилиями):
1. Короткий и хлипкий шнур питания (легко фиксится).
2. Корпус сделан из тонкого железа, слишком много винтов-саморезов, крепящих крышку (неудобно блок разбирать), слабое качество резьбы — резьба фактически отсутствует, что после нескольких разборок может привести к выпаданию саморезов (фиксится при надобности путем напайки гаек с резьбой M3).
3. Резистор датчика защиты на максимальном токе сильно греется — так сильно, что может отпаяться, с обугливанием платы (фиксится).
4. Защита по току триггерная, чтобы её сбросить, надо выключить питание (фиксится).
5. Индикация рабочего режима и срабатывания защиты сделана «наоборот» — когда блок находится в рабочем режиме, то цвет свечения светодиода красный, а когда сработала защита — меняется на зеленый (фиксится путем доработки схемы).
6. Силовому транзистору не помешал бы радиатор (легко фиксится).
7. Конденсатор на выходе выпрямителя слишком маленький — там стоит 2200 мкФ 35 вольт (фиксится). Диодный мост тоже слабоват, без запаса по току (фиксится).
8. Ручки на переменных резисторах и особенно на переключателе сидят очень туго, и их тяжело снимать (я их даже слегка повредил и помял пластмассу передней панели). Это придется делать, если будете реализовывать апгрейд блока питания или если придется его ремонтировать.
9. Хлипкие выходные клеммы — резьба на гаечках зажимов проводов сделана из пластмассы, и долго она не продержится.

Список реализованных переделок:

5. Увеличение емкости конденсатора фильтра после диодного моста (сейчас стоит 2200 мкФ 35 вольт), увеличение предельного тока диодного моста (там сейчас стоит мост на 2 А).
6. Замена силового трансформатора на более мощный.
7. Переделка токовой защиты на более чувствительную (позволит уменьшить сопротивление датчика тока и увеличить пределы регулировки тока ограничения).
8. Применить качественную индикацию срабатывания защиты (сейчас она практически не работает).

[Подробнее о переделках]

Родной сетевой шнур был неприлично коротким (когда блок стоит на столе, то вилка не доставала даже до пола). Заменил на стандартный, с заземлением. Для этого пришлось немного расточить полиэтиленовый фиксатор шнура.

Резистор датчика тока защиты (1 Ом) заменил на самодельный из нихрома диаметром 0.8 мм, несколько меньшего номинала (0.6 Ом). Исчезла проблема с перегревом резистора и платы на больших токах нагрузки.

Самая неприятная вещь в источнике питания PS-1502DD — триггерная защита по току. Она очень неудобная, для её сброса нужно полностью выключать питание и ждать пару секунд. С такой защитой ручка регулировки тока почти теряет смысл. Триггерный эффект отключается просто — достаточно выпаять транзистор V1 и замкнуть резистор R3 (здесь и далее позиционные обозначения соответствуют приведенной выше принципиальной схеме). После этого схема заработала в режиме регулировки ограничения тока в пределах 0.7..2.2 А (максимум ограничивается нагрузочной способностью трансформатора).

Установка силового транзистора на радиатор никакой проблемы не составила. Купил на рынке первый понравившийся радиатор, просверлил в задней стенке и подправил дремелем несколько дырок, и прикрутил.

Схему защиты есть смысл полностью переделать на более эффективную. Схема не многим сложнее, зато пределы регулировки тока увеличиваются на порядок (можно легко регулировать ток ограничения в пределах 0.05..2 А). Статья, описывающая принцип защиты, была опубликована в журнале «Радио» №6, 1987 г., автор А. Чурбаков. Я пробовал ранее делать такую схему, она отлично работает. Отличие новой схемы от старой в том, что падение напряжения на датчике тока не открывает подключенный к датчику транзистор, а наоборот — закрывает.

[Блок индикации]

Единственное, что точно не требует переделки (разве что ремонта) — это блок индикации YIZHAN-3000BTB. Он, конечно, тоже не лишен недостатков (см. схему). Например, опорное напряжение генерируется из напряжения питания +5 вольт, которое дает обычный стабилизатор L7805CV. Внимание! Обмотка трансформатора 9 вольт (которая питает схему индикации) должна быть развязана от всех остальных обмоток, иначе попалите входные цепи микросхем GC7137AD (это китайский урезанный аналог микросхемы MAXIM ICL7137).

Индикаторы применены с общим анодом HS310561K-2A (китайский аналог LD4031B).

Если у Вас нет микросхем GC7137AD (ICL7137) и нечем их заменить, можете воспользоваться контроллером на макетной плате AVR-USB-MEGA16 [3].

UPD130322

Для переделки оригинальной схемы PS-1502DD хорошо подойдет схема лабораторного источника 0..25V, с регулировкой тока защиты 0..5A. Защита по току сделана по принципу ограничения тока. Далее приведен перевод материала из оригинальной статьи автора [4].

Вот схема силовой части одного канала:

Для этой схемы нужен один трансформатор на 24V переменного тока 5A, и еще один на 6.3V переменного тока 0.1A. Два трансформатора нужны, чтобы получить 2 постоянных напряжения с уровнем 30V и 40V. Можно использовать две обмотки на одном трансформаторе. Напряжение 30V нужно как мощный источник постоянного тока для выхода, и 40V нужно для питания управляющей схемы. Можно конечно использовать один мощный источник нестабилизированного постоянного тока на 40V 5A, но тогда полезная мощность трансформатора будет рассеиваться неэффективно, и для выходных силовых транзисторов потребуется радиатор увеличенного размера.

Операционный усилитель LT7013 выполняет две функции — часть A является регулятором напряжения, а часть B управляет током. Оба выхода операционных усилителей A и B соединены друг с другом через диоды, так что результирующее напряжение на выходе определяется самым низким напряжением на выходе операционных усилителей. Так что если Вы установите выходное напряжение 10V, и выходной ток 1A, и затем замкнете выход, то операционный усилитель B своим выходом ограничит выходное напряжение, и выходной ток стабилизируется. Для работы датчика тока используется очень хорошая деталь ZXCT1009, которая работает как токовое зеркало. Оно генерирует ток пропорционально току, протекающему через резистор датчика тока, и этот ток передается на резистор R8, который преобразует его в напряжение. На выходе блока питания применено много транзисторов (включенных по схеме составного транзистора), потому что выходы операционных усилителей дают небольшой ток. Имейте в виду, что резистор R23 очень важен, так как он защищает выходные силовые транзисторы от слишком больших импульсов тока короткого замыкания. Если Вы соберете эту схему, то убедитесь, насколько хорошо она работает.

Как видно на фотографии, этот лабораторный источник питания подключен к LCD для отображения установленного текущего тока и напряжения, а также для отображения реального текущего выходного тока и напряжения. Управление LCD реализовано на микроконтроллере ATmega32 с 4 входами АЦП для получение аналоговых значений тока и напряжения от силовой части (можно также использовать макетную плату AVR-USB-MEGA16, на которой установлен микроконтроллер ATmega32A).

[Ссылки]

1. radio-1987-06.djvu — номер журнала «Радио», где опубликована статья про токовую защиту.
2. Архив фотографий с максимальным разрешением и инструкцией, схема, даташиты.
3. AVR-USB-MEGA16: замена GC7137AD (ICL7137) на ATmega32 и OP291.
4. Bench Power Supply 0..25V @ 0..5A. Схема, исходный код для индикатора LCD, документация.
5. Увеличение мощности лабораторного блока питания Dazheng site:youtube.com.

Для ремонта и экспериментов с электронным оборудованием необходим блок питания. Есть у меня хороший (еще в 90х брал) — два независимых выхода: по U = от 0 до 30 В, и защита по I = от 0 до 3 А. Всем хорош, НО тяжелый и БОЛЬШОЙ. Для дома хочется чего-то удобное и маленькое (еще и не задорого). Приглянулся мне маленький китаец YaXun PS-1502DD+.

Параметры YaXun PS-1502DD+
— выходное напряжение 0.15 вольт, выставляется в ряд фиксированных значений, либо с помощью плавной регулировки (текущее напряжение индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
— выходной ток до 2 ампер, регулируемый ток срабатывания триггерной защиты 0,6-2 А (текущий ток нагрузки индицируется 3-разрядным цифровым индикатором).
— стабильность напряжения 0.01%.
— напряжение пульсаций при токе 2 А не более 0.5 мВ.
— размеры 120x145x195 мм.
— вес 1.2 кг.

Что не полностью соответствует заявленному, может из-за назначения блока питания…

В заводском варианте PS-1502DD+ мягко говоря сыроват:
— Вольтметр врет, надо настраивать. Точность примерно +-0,5B.
— Амперметр не лучше вольтметра.
— При нагрузке по току 1,75 А (12 В) ~ через 30 секунд все вскипело. Конкретно это трансформатор, диодный мост, пару резисторов и выходной транзистор.
— При выходе из строя выходного транзистора (из-за перегрева) на нагрузку может пойти 22В.
— Без особых перегрузок сгорела пара выходного транзистора, вылетел 2SB647A. Вообще в таком включение не очень удачное решение, хорошо основной за собой не потянул.

Доработки:
— 2SB647A заменил на КТ816Б.
— Резистор 0,1 Ом 5 Вт заменил на нихромовую проволоку. Он предназначен для измерения тока.
— Резистор 150 Ом 2 ВТ заменил на 390 Ом 2 ВТ.
— Заменил резисторы для получения других фиксированных напряжений. Выставил фиксированные напряжения: 1,5В; 3.3В; 5В; 9В и 12В.
— Заменил трансформатор на блок питания от ноутбука. Заодно решил проблему с диодным мостом.
— Выходной транзистор поставил на радиатор.

Трансформатор с такими токами нужно тороидальный, а стоит он дороже или столько же как БП ноута. Правда O777cmd777O просто мне дал БП от сдохшего ноутбука.

Плюсов от такого источника просто море:
— Маленький вес.
— Диодный мост на плате стабилизатора теперь не нужен.
— Ни один трансформатор не работает при входном U от 100 до 240 B.
— Слегка понизил напряжение на выходной транзисторе, тоже плюс.
— Значение вольтметра и амперметра стали более стабильными.
— Плату измерений тоже запитал от этого БП.

По поводу питания платы измерений. Там стоит один выпрямительный диод и стабилизатор выполненный на 78L05. Рекомендуемое напряжение на входе 78L05 от +7 до + 20 В, так что все в допусках.

Выставлять точность вольтметра и амперметра лучше по максимальным значениям. Для напряжения с этим проблем нет, а для тока использовал лампочку 12V 21W. Для данного амперметра точность достаточна, ток 1,75 А при 12 В.

Правый подстроечный резистор по току — для выставления нуля (на индикаторе) без подключенной нагрузки.
Интересна антенна на плате индикаторов. Прибор и на самом деле измеряет какую-то напряженность поля, правда не разбирался какова реальная частота измерений.

Проверка:
— При токе 1,75 А (12 В), за 45 минут, слегка нагрелся блок питания от ноутбука и сильно силовой транзистор, больше ничего не нагрелось. При более низких выходных напряжениях силовому транзистору будет тяжелее.
— Пробовал ставить вместо силового транзистора КТ829А (установлен на радиатор), но выигрыша по температурному режиму не получил. Остановился на заводском варианте, силовой транзистор — 2N3773.

В принципе для моих задач пойдет.