100,- kr. strømforsyning - 0..30V / 0..2A (Læst 12541x)

Offline gerd

  • µProcessoren
  • *
  • Indlæg: 898
  • Antal brugbare Indlæg: 95
    • Vis profil
    • Hjemmeside med nogle af mine projekter
100,- kr. strømforsyning - 0..30V / 0..2A
« Dato: Oktober 18, 2013, 12:24:07 »


Idéen
Idéen er at lave en laboratoriestrømforsyning med omkring 0..30V, 0..2A strømbegrænsning og  display for spænding og strømstyrke. Det skal være simpel, uden SMD komponenter og billigt (ca. 100 kr).

Konceptet

Spændingsregulatoren

En spændingsregulatoren bestå af en effekttransistor, en opamp, en referencespænding og en spændingsdeler på udgangen. Regulatoren (opamp)  styrer transistoren så, at spændingen på spændingsdeleren er ligesom spændingen af referencespændingen.

Der er to muligheder, for at aende udgangsspændingen:

1. Spændingsdeleren som et potentiometer

Det er også princippet af en LM317.

Ulempen er at spændingen starter på Vref (f. eks. 1.25V) og ikke på 0V. Spændingen er ikke lineær:


2. Potentiometeret efter referencespændingen


Udgangsspændingen starter nu på 0V og er lineær med potentiometeret:



65V Opamp
En standard opamp (LM358/LM324) har max. 32V. Hvis vi har en 24V trafo + en brokobling spænding kan være 34V. Sammen med en ladningspumpe er det omkring 44V.
Med en ekstra 65V NPN transistor på udgangen af opamp'en, udgangsspændingen kan nu være op til 65V:

En LM358/LM324 har en intern frekvens kompensation. Da vi har nu en ekstra forstærkning, det er nødvendig at have en eksern kompensation (kondensatorer).


Shunt og strømforstærker
Det er ikke let at måle strømmen i +ledning, hvis udgangsspændingen kan være 0V. En strømspejl med transistorer eller med en IC gør ikke.
Så vi måle strømmen i -ledning:



Shunt kompensation
En ekstra shunt modstand med 0.1R forårsager en fejl af 0.1V pr. ampere.
Vi kan kompenserer det, hvis vi tilføjer en del af strømværdien til spændingen:



Strømregulatoren
Strømregulatoren er en PI-regulator med opamp.

med:
Kp = R1/R2
Ki = R1 x C1

Kredsløbsdiagram

som PDF


Print

Gerber filer
Print som PDF

Basis version

Komponenter (print)
AntalKomponentBeskrivelsePrisLeverandør
3C4, C11, C13Kondensator keramisk 1nF 2.5mm0,67 krRCH
9C1, C2, C5, C6, C7, C8, C10, C12, C14Kondensator keramisk 100nF 2.5mm0,37 krRCH
3C15, C17, C18Kondensator keramisk 100pF 2.5mm0,54 krRCH
1C16Kondensator elektrolyt 100µF / 35V0,30 krRCH
1C9Kondensator elektrolyt 220µF / 35V low ESR1,72 krRCH
1D3Zener diode 12V 0.5W0,37 krRCH
1IC2ATMega8-1613,80 krRCH
1IC178052,09 krRCH
3T14, T16, T17BC547C0,30 krRCH
1T15TIP1426,41 krRCH
1IC3LM3241,42 krRCH
6T7, T8, T10, T11, T12, T13BC557C0,30 krRCH
1R22Modstand 0.1R 2W0,30 krRCH
8R4, R6, R15, R16, R17, R20, R25, R30Modstand 1k 1% 0.25W0,37 krRCH
1R29Modstand 1k5 1% 0.25W0,37 krRCH
1R23Modstand 2k 1% 0.25W0,37 krRCH
1R14Modstand 7k5 1% 0.25W0,37 krRCH
7R2, R19, R21, R24, R26, R27, R28Modstand 10k 1% 0.25W0,37 krRCH
1R11Modstand 10R 1% 0.25W0,37 krRCH
1R18Modstand 20k 1% 0.25W0,37 krRCH
1R31Modstand 200k 1% 0.25W0,37 krRCH
7R5, R7, R8, R9, R10, R12, R13Modstand 300R 1% 0.25W0,37 krRCH
46,43 kr

Ekstra komponenter
AntalBeskrivelsePrisLeverandør
2LED display (common cathode)3,73 krPOL
1Print 50x100mm, 2 layer8,06 krITS
2Potentiometer 1k0,86 krELFA
17,25 kr

Option buck

Komponenter (print)
AntalKomponentBeskrivelsePrisLeverandør
1C3Kondensator elektrolyt 220µF / 35V low ESR1,72 krRCH
2T1, T3BC547C0,30 krRCH
1T2BC557C0,30 krRCH
1R1Modstand 1k 1% 0.25W0,37 krRCH
1R3Modstand 2k 1% 0.25W0,37 krRCH
1T4IRF53054,48 krRCH
1D1SB3601,49 krRCH
1L147µH 2,5A7,83 krRCH
17,16 kr


Option boost

Komponenter (print)
AntalKomponentBeskrivelsePrisLeverandør
1T9BC547C0,30 krRCH
1T6BC557C0,30 krRCH
1T5IRLZ34N3,21 krRCH
1D2SB3601,49 krRCH
5,30 kr

Software
Softwaren er open-source og findes på Google Code

Billeder




Licens
Det er et open source projekt. Licens:  Creative Commons Navngivelse 4.0 International License og GPL3 (software)







Diskussion
0..24V/2A byggesæt strømforsyning < 100 kr.

« Senest Redigeret: Marts 22, 2014, 12:56:13 af gerd »

 

Offline Julle

  • Jordet Collector
  • *
  • Indlæg: 116
  • Antal brugbare Indlæg: 2
    • Vis profil
Sv: 100,- kr. byggesæt strømforsyning - 24V / 2A
« Svar #1 Dato: Oktober 31, 2013, 12:40:00 »
det ser ud til i har styr på tingene :-/ 

hvis i nu får lave det hele klar som en samle selv løsning så kunne jeg godt bruge et par stk
Hilsen Klaus

 

Offline janengelbrecht

  • Op-amp
  • ***
  • Indlæg: 211
  • Antal brugbare Indlæg: 23
    • Vis profil
    • Personlig hjemmeside
Sv: 100,- kr. byggesæt strømforsyning - 24V / 2A
« Svar #2 Dato: December 28, 2013, 12:40:17 »
Jep kommer der et byggesæt er jeg også kunde til et eller 2 sæt :) Men ja...PCB skal der til :)

 

Offline KentBruun

  • Nyfødt El-Elsker
  • *
  • Indlæg: 9
  • Antal brugbare Indlæg: 0
    • Vis profil
Sv: 100,- kr. strømforsyning - 0..30V / 0..2A
« Svar #3 Dato: September 19, 2016, 15:57:28 »
Ved ikke om Tråden er død,
Men jeg vil være med på 2 sæt.

Lyder som noget meget fornuftigt.

KentBruun