SP-QRP - Content

W dzisiejszych czasach kupno zasilacza dużej mocy jest równoznaczne z wydatkiem sporej ilości gotówki. Samodzielna budowa jest opłacalna - jednak najdroższym elementem jest transformator i należy go nabyć drogą kupna. Ale jak się okazuje wcale nie musi tak być...

Otóż wystarczy troszkę poszukać w internecie i transformator o potrzebnej mocy można nabyć za przysłowiowe grosze.
Jak? - najprościej na aukcji, na znanym polskim portalu aukcyjnym :)
Wystarczy wejść na stronę z aukcjami komputerowych urządzeń zasilających - UPS'ów. TAK - w ups'ach przecież siedzą transformatory, działajace w odwrotna stronę. W wielu przypadkach są to urządzenia wycofane z firm, mają uszkodzone akumulatory i sprzedawane są za niewielkie pieniądze. Oto przykłady:

Zazwyczaj daje się wykorzystać obudowę UPS'a na obudowę zasilacza. Do wykorzystania są przekaźniki, tranzystory sterujące, radiatory oraz przewody zasilające o dość dużym przekroju. Wszystko zależy oczywiście od mocy urządzenia.
Niestety trzeba też wspomnieć o minusach kupna takich okazji...
Do największych należy chyba fakt, że do momentu rozbiórki nie wiemy jaki typ transformatora siedzi w środku... Rzadko kiedy sprzedający chce zrobiś zdjęcie środka urządzenia... No, ale cena rekompensuje ewentualne straty...
Drugą wielką niewiadomą jest napiecie wyjściowe samego trafa...
W większości przypadków UPS'y małe (do powiedzmy 250W) mają jeden akumulator, a więc siłą rzeczy muszą mieć trafo 12V.
W urządzeniach o mocy większej zazwyczaj siedzą dwa akumulatory i wtedy trafo ma dwa uzwojenia po 12V. Teoretycznie 12V, bo niejednokrotnie po pomiarach okazuje się, że jesteśmy w posiadaniu trafa o napięciach 2x 15V :)
Ale, zdarzyło mi się kupić UPS o mocy 1400W !!!, gdzie po wyjęciu transformatora i pierwszych pomiarach, okazało się, że daje on napiecie 15,5V... Po prostu - zasilany był akumulatorami połączonymi równolegle...
Tak więc - pamiętajmy - kupując nieznany UPS - kupujemy kota w worku :)

To tak tytułem wstępu. Jak wcześniej napisałem udało mi się na jednej z aukcji zakupić UPS'a o mocy 1400W. Licytowałem w ciemno, wiedząc, że musi tam być coś dużego... Od dawna chciałem zbudować sobie jakąś elektrownię na 13.8V :)
Niestety zdjęć urządzenia nie mam - taki byłem zaaferowany przy rozbiórce, że zapomniałem zrobić fotki...
Niestey obudowa była bardzo nietypowa, z całości zostawiłem sobie tylko transformator, przewody (grube jak palec), filtr sieciowy, śrubki i kilka tranzystorów jako demobil.

Pozostało teraz znaleźć jakiś dobry schemat. Niestety przy tak niskim napieciu wyjściowym, pozostaje tylko zasilacz w konfiguracji LDO - czyli o niskim spadku napięcia. Pierwsze testy samego trafa wypadły znakomicie - przy obciążeniu prądem 30A napięcie zmalało tylko o 100mV!!! Oczywiście dotyczy to pomiarów prosto na zaciskach transformatora. Dość długo zastanawiałem skąd wziąć obciążenie o odpowiedniej mocy. Ale tu też przyszło z pomocą życie :)
Okazuje się, że wystarczy pójść do samochodu i pozbierać wszystkie żarówki samochodowe - oczywiście te zapasowe :)
Dużo lepszym obciążeniem byłby rezystor o odpowiedniej mocy - ale kto go posiada??? Żarówki nie są idealne, bo w momencie podłączenia, gby włókno jest zimne stanowi zwarcie - szczególnie, gdy mamy tych żarówek podłaczonych sporo...

Tak więc, mając już wstępne dane, musiałem znaleźć odpowiedni schemat zasilacza. I tu dopiero zaczęły się problemy... Spędziłem kilka dni, zanim znalazłem...
Ale opłacało się szukać - znalazłem stronę, na której krótkofalowiec EW1LN prezentuje swój zasilacz, umieszczając schemat oraz zdjęcia. Oto link do strony: http://www.qsl.net/ew1ln/power25.html

Pierwsze próby na "pająku" pokazały, że układ działa prawidłowo. Zaprojektowałem więc płytkę drukowaną dostosowując jednocześnie układ do swoich potrzeb. Zamiast TL431 dałem potencjometr wieloobrotowy, MOSFETY zastosowałem o lepszych parametrach - IRL2203. Usunięcie TL'a było konieczne, ponieważ gdy był on w układzie, to zwarcie wyjścia powodowało palenie tranzystorów... Na potencjometrze jest wszystko OK, ograniczenie działa prawidłowo.

- Schemat zasilacza
- Płytka drukowana
- Układ montażowy

Aby mieć jak najmniejszy spadek napięcia, zastosowałem w układzie mostka diody Shottkiego - połączone równolegle cztery pary. Diody takie można znaleźć np. w zasilaczach komputerowych - trzeba tylko sprawdzić parametry. Ja zastosowałem 30A, dając oczywiście kondensator blokującu w.cz 1nF przy każdej diodzie w mostku.
Ponieważ chciałem mieć możliwość pobierania do 28A, na wejściu po mostku zastosowałem filtr złożony z 30 kondensatorów 4700uF/25V, uzyskując w sumie pojemność 141.000 uF. Zapewne spyta ktoś czemu nie dałem kilku sztuk o dużej pojemności??? Dobre pytanie, tyle tylko, że za paczkę 50 sztuk tych kondensatorów zapłaciłem mniej, niż za 3 sztuki 10.000uF/35V...
Z ważnych rzeczy jakie należy zastosować, przy tak dużym transformatorze (dotyczy to w szczególności transformatorów toroidalnych) to układ "miękkiego startu". Ponieważ nie chciało mi się robić płytki zakupiłem płytkę z zestawu AVT 1226. W obwodzie zasilania 230V dobrze też jest zastosować jakiś gotowy filtr przeciwzakłóceniowy.

Montaż jest prosty i sprowadza się do starannego lutowania. Potencjometr PR1 służy do dokładnego ustawienia napięcia wyjściowego, zaś PR2 określa próg zadziałania ograniczenia prądowego. Należy go ustawić w/g indywidualnych potrzeb.

Reszta, to w zasadzie monotonny montaż mechaniczny. Jako pomoc przy wycinaniu dziur osobiście wykorzystuję małą modelarską szlifirkę kątową - super sprawa :)
Przy tak dużych prądach należy zastosować radiator o dość grubym profilu, w przeciwnym razie ugotuje nam się wszystko... Do połączeń użyłem podwójnie złożonego i zlutowanego drutu miedzianego 1.5mm2. Aby to polutować, musiałem użyć lutownicy o mocy 70W - mniejsze nie były w stanie dobrze rozgrzać cyny...

W swoim zasilaczu zamiast standartowych mierników wskazówkowych postanowiłem dać wyświetlacze LCD - kosztują niewiele, a zawsze coś innego. Wiążę się to z dodatkowami dwoma zasilaczami, ponieważ mierniki te nie mogą być zasilane ze źródła pomiarowego. Na szczęście nie trzeba w kolejne trafo inwestować - w każdym UPS'ie jest zamontowany mały transformatorek do zasilania elektroniki - wystarczy go wykorzystać. Jak mamy szczęście trafi się nam z podwójnym uzwojeniem...

Do pełni szczęścia brakuje inteligentnego wiatraka - bo przecież jakiś wentylatorek musi być! Długo się nie zastanawiałem - zrobiłem go na procesorze :) Układ wyposażony jest w trzy diody LED informujące o aktualnym stanie wentylatora i radiatora. Jako czujnik temperatury pracuje układ DS18B20. Dzięki temu, nie trzeba nic kalibrować - po uruchomieniu układ jest gotowy do pracy.

Działa on w następujący sposób:
W temperaturze pokojowej wentylator jest włączony i pracuje na małych obrotach z włączonym w szereg opornikiem - u mnie 150 Ohm. W takim stanie świeci się na panelu czołowym zielona dioda LED. Gdy temperatura radiatora w okolicy tranzystorów mocy (bo tam jest umocowany czujnik temperatury) wzrośnie powyżej 35 stopni Celsjusza załączy się pierwszy z przekaźników, obniżając rezystancję i podnosząc delikatnie obroty wentylatora. Gdy temperatura w dalszym ciągu będzie rosła i przekroczy próg 45 C - wtedy zaświeci się dioda żółta na panelu i włączy się przekaźnik 2, wyraźnie zwiększając obroty wentylatora. Taka praca jest już słyszalna, ale nie uciążliwa.
Gdy temperatura radiatora przekroczy 75 stopni Celsjusza zaświeci się dioda czerwona i załączy się ostatni przekaźnik - wentylator jest zasilany napięciem znamionowym. Jest to już dość mocno słyszalne. W przypadku gdyby temperatura nadal rosła, to po przekroczeniu wartości 85 C dioda czerwona zacznie migać z częstotliwością około 4 razy na sekundę. Jest to informacja, że należy zredukować pobieraną moc i ochłodzić radiator.

Układ zbudowany jest w oparciu o popularny i tani procesor ATtiny2313. Do tego jest kilka popularnych elementów. Jeśli ktoś będzie miał problem ze zdobyciem przekaźników kontaktronowych DIP12-1A72-12L, to może podłączyć jakiekolwiek na 12V. Może też przerobić płytkę i zamiast przekaźników użyć tranzystorów np. BD139. Procesor pracuje z wewnętrznym kwarcem 4MHz i tak też należy ustawić FuseBity.

- Schemat sterownika
- Płytka drukowana
- Układ montażowy
- Program sterownika

Rezystory R9 - R11 należy dobrać we własnym zakresie, w zależności od zastosowanego wentylatora.
Oczywiście sposób chłodzenia zależy tylko i wyłącznie od konstruktora - to jest tylko propozycja :)
A oto szczegóły budowy mojego zasilacza:

Życzę udanych konstrukcji
Grzegorz SP5EIN

Opublikowane: 2008-01-28 (37181 odsłon)

[ Wróć ]