Budowa zasilacza warsztatowego regulowanego.

Witajcie!

Chciałbym pokazać jak wykonałem swój zasilacz warsztatowy o dość pokaźnych parametrach nie dużym kosztem z elementów z odzysku i gotowych modułów.

 

Założenia były następujące:

- prosta budowa w większości składająca się z gotowych elementów i modułów.

- zasilacz musi posiadać ograniczenie prądowe, a także regulowany zakres od 0A do 3A 

- wiadomo regulacja napięcia od 0V do 24V (jak wyżej im więcej tym lepiej).

- chciałbym żeby cały zasilacz był możliwie niewielkich rozmiarów przez co bezproblemowy w transporcie.

- może posiadać dodatkowe bajery, diody sygnalizujące zadziałania ogranicznika prądu (c.c.)

 

Wymagania są dosyć spore i obawiałem się, że i również takie będą koszty, więc najpierw udałem się na poszukiwanie części z któych zbuduje zasilacz.

Wiadomo, głównym elementem każdego zasilacza  (jak i również najdroższym) jest transformator, czy to elektroniczny czy też zwykły, są to najwyższe koszty. Tak jak było już wspomniane, udałem się na poszukiwania, i   znalazłem starą centralkę od siłowników do bramy wjazdowej dwu skrzydłowej. Elektronika była spalona, jednak w środku był nieoceniony skarb... Klasyczny transformator zasilający siłowniki, a na nich widniał napis 24V. Strzał w dziesiątkę! Napięcie sięgające 24V jak  i wydajność prądowa która musiała "uciągnąć" dwa skrzydła bramy czyli na oko okolo 4A 

Brzmi imponująco i tak wygląda!

transformator

Po wykręceniu z obudowy, moim oczom ukazała się naklejka znamionowa, a na niej takie informacje:

trafo

 

Mając trafo, od razu sprawdziłem, czy w czasie przepięcia w sieci, nie zostało uszkodzone uzwojenie pierwotne. Jednak po sprawdzeniu, uzwojenie pierwotne oraz wtórne byly w jak najlepszym porządku.

Znalazłem również mostek prostowniczy i po podpięciu do sieci na uzwojeniu wtórnym napięcie sięgało 24VAC, a za mostkiem prostowniczym 36VDC (bez obciążenia). Jest mała różnica, ponieważ po przemnożeniu 24V przez pierwiastek z 2 wychodzi 34VDC a  miernik pokazał 36VDC dlaczego? Otóż, jak widać na tabliczce znamionowej transformatora, napięcie zasilania to 230VAC i przy tym napięciu, napięcie na uzwojeniu wtórnym, powinno wynosić 34VDC. Jednak po pomiarze napięcia sieciowego miało ono 240VAC i się wszystko wyjaśniło.

Co do wydajności prądowej, spotkałem sie z oznaczeniem 110VA. Pierwszy raz spotkałem się z taką jednostką Voltamper, na szczęście mamy XXI wiek i po wpisaniu frazy w wyszukiwarkę  było jasne już na nie 80% a 100%.  Moje przypuszczenia okazały się słuszne, że jet to wolt x amper, czyli po przekształceniu 110VA / 24VAC = 4,58A,  w przybliżeniu 4,6A - jest to moc pozorna uzwojenia wtórnego.

Mając już trafo i mostek, przyszła pora na dobór przetwornicy o odpowiednich parametrach. Najbardziej do tych parametrów pasowała przetwornica bazująca na module XL4015E, o prądzie szczytowym 5A i napięciu do 35V. Dodatkowo przetwornica ta pojawiła się w sklepie z nakładką w formie wyświetlacza LED, wyświetlających napięcie i natężenie na jej wyjściu. Przetwornica posiada możliwość płynnej regulacji napięcia i natężenia poprzez potencjometry wieloobrotowe 10KOhm.

przetwornica xl4015e

Dodatkowym atutem jest to, że przetwornica informuje o zadziałaniu zabezpieczenia prądowego, poprzez diodę LED, jak i posiada 2 diody LED, sygnalizujące ładowanie i naładowanie ogniw litowych. Przetwornica jest małych wymiarów, co akurat jest dużym atutem (patrz założenia projektu). Kupując przetwornicę, nabyłem również grube przewody, cienkie przewody serwa, gniazda i wtyki bananowe, HX2S, diody led, potencjometry 2x 10KOhm i 2x 1KOhm (do regulacji zgrubnej i precyzyjnej), a także radiator na moduł XL i parę innych drobiazgów.

Mając już wszystkie potrzebne elementy, przyszła pora na obudowę, jednak nie znalazłem odpowiedniej, któa by mi się spodobała. W głowie miałem obraz, jak powinna wyglądać całość mając na uwadze niewielkie rozmiary i tak oto zaprojektowałem i wydrukowałem taką oto nasadkę na transfomator, w której znjadzie się cała elektryka.

obudowa 3D

Tylna osłona posiada wyżłobienie, dzięki czemu idealnie pasuje do obudowy.

obudowa 3D

Wydrukowałem również dystanse, które wkleiłem w obudowę i do których przykręcone są  przetwornica i wyświetlacz.

obudowa 3D

Przykręcony wyświetlacz

obudowa 3D

 

Zastąpienie potencjometru wieloobrotowego, jednym zwykłym, nie daje możliwości dokładnej regulacji. Zrobiłem więc regulację zgrubną i precyzyjną,  jak jest  w większości zasilaczach warsztatowych.

regulacja zgrubna i precyzyjna

Potencjometry łączymy tak jak na zdj powyżej, czyli w potencjometrze precyzyjnym (1KOhm) łączymy razem 2 nóżki, a te łączymy do skrajnego wyprowadzenia potencjometru zgrubnego (10 KOhm). Następnie do skrajnych wyprowadzeń połączonych potencjometrów, podłączamy skrajne napięcia, którymi będziemy operować, a środkowe wyprowadzenie pot. zgrubnego to sygnał wychodzący. Jeżeli zdarzy się, że kręcąc w lewo, zakres się zwiększa, a chcemy żeby się zmniejszał, wtedy należy odwrotnie podłączyć przewody napięciowe.

Połączone wnętrze wygląda tak

elektronika

 

 

Jak widać, równolegle z mostkiem prostowniczym, połączony jest kondensator o pojemności 1000uF, który ma filtrować zasilanie, magazynować energię i oddać gdy jej zabraknie - jak to kondensator. Więcej na ten temat na końcu wpisu.

Wszystko wpakowane w obudowie,  jak widać mieści się, a nawet zostaje sporo miejsca

zasilacz warsztatowy

 

Również po zamontowaniu na trafo w środku zostaje sporo wolnego miejsca

zasilacz warsztatowy

Prezentacja efektu końcowego :)

zasilacz warsztatowy

 

zasilacz warsztatowy

 

Również dokładność wskazań jest bardzo bobra, jak widać!

zasilacz warsztatowy

Napięcie maksymalne

zasilacz warsztatowy

Pod obciążeniem wskazania nie odbiegają od tych, które wskazuje miernik.

zasilacz warsztatowy

Na koniec, pomimo wielkiej satysfakcji i poprawnym działaniu, nie byłem do końca zadowolony. Znalazłem wiele błędów technicznych i elektrycznych, które muszę poprawić, więc na pewno pojawi się jeszcze wpis na temat mojej "mini" przetwornicy warsztatowej xD

W takim razie, zadacie pytanie,  co jest do poprawy?  Śpieszę z odpowiedzią,  po pierwsze i najważniejsze, marnuje się ogromny potencjał przetwornicy, czyli wydajność prądowa 5A. Żeby wykrzesać bezpieczne 4A dla trafo, przetwornica musi mieć lepsze chłodzenie pasywne, a może nawet pokuszę się o aktywne z automatyczną regulacją obrotów? Kto wie... Następny problem / nie problem - jeden kondensator 1000uF, to zdecydowanie za mało, z tego co wywnioskowałem, po prześledzeniu wielu wątków na forach.  Więc zrobię baterię kondensatorową i to chyba by było  na tyle (na razie xD).

Do następnego!

Pozdrawiam!

Cześć!

Arek :)