Плата-конструктор регулируемого блока питания, или правильный блок питания должен быть тяжелым часть 3

Также мне пришлось зайти на рынок и купить еще некоторые вещи для этого блока питания.
На самом деле так получилось, что на фото есть то, что я не применял, и нет некоторых компонентов, которые применил. Не всегда получается заранее на 100% продумать что понадобится в процессе сборки.
Но в любом случае я постараюсь все рассказать и показать.
Из того что было куплено пригодилось:
1. Трансформатор
2. Вентилятор с сеточкой.
3. Пара ручек
4. Выключатель питания
5. Разъем. 

Трансформатор я решил покупать в оффлайне по нескольким причинам. 1. У нас они дешевле
2. Качество наших трансформаторов куда выше, чем у ширпотреба из Китая.

Я выбрал трансформатор с напряжением 24 Вольта и током чуть больше 4 Ампер (100 Ватт).
http://kosmodrom.com.ua/el.php?name=508832-1-24V4.15A">Ссылка на трансформатор, цена около 13 долларов. Вообще выбор в магазине был довольно большой, но полностью подошел мне только этот.

Изначально хотел применить лежавший у меня трансформатор 12 Вольт 60 Ватт, но для БП надо было трансформатор минимум 65-70 Ватт, а ведь хотелось еще и доработок, которым тоже необходимо чем то питаться..

Вес 60 Ватт трансформатора в сравнении со 100 Ватт. Если вычесть из веса 60 Ватт трансформатора домотанную проволоку и разъем, то получим разницу примерно в 1.5 раза. 

При сборке как всегда были муки выбора, например как лучше расположить "начинку" внутри корпуса.
Сначала было четыре вполне рабочих варианта, все они имели свои плюсы и минусы, но но все время было чувство, что получается ерунда. 

В итоге я пришел к такому расположению радиатора, трансформатора и плат, мне это показалось оптимальным. 

Вообще изначально разработчик предполагал питание от импульсного БП, даже рекомендовал точку установки помехоподавляющего конденсатора.
Но на мой взгляд, зачем портить линейный БП питанием от импульсного источника, если делать, так серьезно :)  

Кстати, выше заметно что радиатор совсем маленький, явно не на эту мощность.
Дело в том, что в режиме КЗ и максимальном токе, на радиаторе рассеивается около 60 Ватт, а на фото радиатор максимум на 10.
В описаловке от магазина радиатор с вентилятором, но все равно смешной, да еще и внутри корпуса.
Вот что понравилось, так это выходные клеммы, надо себе таких купить где нибудь.
Кстати на фото корпус такой же как в обзоре, для сравнения :)

Дальше меня подстерегала еще одна проблема. Радиаторы то с вертикальными ребрами, а в мою концепцию они ну никак не вписывались, пришлось резать. Вот на этом этапе я сказал спасибо тому, что тело радиатора тонкое. Как говорится - не было счастья, так несчастье помогло.
Кстати, почему то радиатора с ребрами вдоль длинной стороны попадаются куда реже чем те, что в обзоре. 

Затем я взял небольшую шпильку М3, которая по сути является обкушенным винтом.

В крайних отверстиях радиатора нарезал соответствующую резьбу на длину чуть больше половины шпильки, чтобы даже в худшем варианте не вкрутить ее полностью в одну половинку. 

После этого вкрутил шпильку на половину длины в один радиатор. Чтобы не сорвать резьбу можно накрутить две гайки и затянуть их друг к другу около края шпильки, а затем крутить за крайнюю гайку. 

Скручиваем все вместе. В самом конце радиаторы уже уперлись друг в друга, а нужное положение не было достигнуто, пришлось применить силу, резьба была на пределе чтобы не сорваться, но в нашем случае это непринципиально.
Шпилька была нужна затем, чтобы держать радиаторы в одной плоскости и добавить жесткость конструкции. 

В конце я взял кусочек алюминиевой пластинки, которая изначально выполняла функцию радиатора, просверлил четыре отверстия и намазал термопастой.
Изначально был выбор, пластинка толще, но более жесткая или тонкая, но более мягкая. Я предпочел второй вариант, так как жесткость я увеличил шпилькой, а лишняя толщина мне ни к чему. 

Примеряем то, что получилось, идея думаю уже понятна.

Переходим к изготовлению задней панели.
Расчерчиваем все необходимые отверстия, отверстие для вентилятора усечено сверху и снизу, чтобы не ослаблять конструкцию задней панели. 

Немного отвлекусь. Меня иногда спрашивают про то, какие вентиляторы лучше.
Я применяю вентиляторы фирмы Sunon, так как считаю их лучшими на нашем рынке. Для обзора я купил 12 Вольт вентилятор размером 50мм.
На всякий случай ссылка на http://kosmodrom.com.ua/el.php?name=ME50151V2-A99">него и на http://kosmodrom.com.ua/el.php?name=FG-05A">решетку. Вентилятор примерно 3.5 бакса, решетка около 0.4.
Решетки бывают 50 и 52мм, я покупал 50мм.

Изначально хотел применить вентилятор 60мм, но он был совсем впритирку, не хотел рисковать.

Вентилятор изготовлен по технологии maglev, что уменьшает шум и увеличивает срок службы.
С одним я прогадал, хотел получить большой поток воздуха, а в итоге перестарался, на максимальной мощности шум от вентилятора очень большой, надо было выбрать другую модель. 

Как я писал выше, вентилятор на 12 Вольт, мне это добавило своих проблем, так как плата рассчитана на 24 Вольта. Соответственно надо было понижать напряжение и лучше для этого знать ток, так как от него зависит рассеиваемая на стабилизаторе мощность.
Удивило то, что стартует вентилятор при напряжении 2.7 Вольта и при этом уже обеспечивает неплохой поток воздуха, при 12-15 его уже сдувает, пришлось упереть в провод.
В общем если выбирать вентилятор, то мне кажется что лучше у нас не найти, правда цена на них выше чем на компьютерный ширпотреб, но они того стоят. 

Устанавливаем транзистор на радиатор. Транзистор изолирован от радиатора при помощи тонкой слюды, так как винты будут торчать наружу корпуса и мне не хотелось бы потом что то случайно закоротить.
В данном БП применен транзистор противоположной проводимости (pnp), чем был в предыдущем БП (npn).
Причем интересно то, что в оригинале схемы применен npn транзистор.
Транзистор имеет максимальный длительный ток коллектора до 10 Ампер, напряжение до 140 Вольт, а рассеиваемую мощность до 100 Ватт, что с большим запасом для данного БП. 

Для сборки мне понадобились винты М4х50мм, а также М3х10 с потайной шляпкой. Изначально думал поставить более короткие М3 черного цвета (они на фото), но к сожалению не хватило 1мм длины, с ними было бы аккуратнее.

В итоге получилась такая вот конструкция, винты М4х50 собирают всю конструкцию в "бутерброд".
Вентилятор пришлось установить так, что он выдувает воздух из корпуса. Конечно это далеко не лучшее решение в плане эффективности, но я не смог придумать как можно все собрать так, чтобы вентилятор дул на радиатор.

К сожалению магазин не предлагает оправок для крепления трансформатора (было бы куда удобнее), потому пришлось поступить по своему. Сделал шесть отверстий и приклеил полоски толстого двухстороннего скотча. 

Затем стянул все широкими стяжками. Стяжки прижимают трансформатор, а скотч не дает ему сдвигаться. Под стяжки надо проложить изоленту или тонкую резину, вспомнил когда одну стяжку затянул, а так как стяжек оставалось четыре, и одна в итоге лопнула, то пришлось пока оставить так как есть.
Синий провод от трансформатора идет не просто так, позже расскажу про него.

Передняя панель.
Для разметки отверстий я использую черновик шаблона передней панели, фото не сохранилось, но идея думаю понятна. 

Передняя панель делается в программе FrontDesigner.

Вырезаем ножом отверстия.

Примеряем, что у нас получилось.

Затем берем скотч и острый нож. Хотя не так, здесь я допустил ошибку, сначала надо было взять скотч и нож, а лишь потом вырезать все отверстия, а так пришлось резать два раза. 

Наклеиваю скотч (в идеале применить ламинатор), потом вырезаю окошки и оставляю запас скотча по бокам. Так как я еще планирую переделывать панель, то двухсторонний скотч проклеиваю только около дисплея, обычно его надо больше, он не дает "топорщиться" бумаге.

Переходим к окончательной сборке и тестам. Полусобранный вид, плата нашла свое место :) В корпусе совпало два установочных отверстия с отверстиями для радиатора на плате. 

Первое включение в корпусе. Для подстройки блока питания на силовой плате есть подстроечный резистор.
Выставляем при помощи энкодера какое нибудь фиксированное напряжение, например 5-10-15 Вольт и подключив мультиметр к выходу, при помощи резистора добиваемся чтобы мультиметр отображал то, что установлено, все.

Тестировать я буду при помощи электронной нагрузки, но уже видно что блок питания вполне держит заявленную мощность. 

Тестирование точности удержания напряжения и тока, а также качества трансформатора
Я последовательно выставлял напряжения 5-12-20-28 Вольт и смотрел что происходит реально на выходе.
Без нагрузки.

Нагрузка 1 Ампер

Нагрузка 2 Ампера

При токе 2 Ампера и максимальном выходном напряжении я получил на выходе больше чем надо, но стоило снизить выходное до 27.8 и все приходит в норму, почему, не знаю.
В остальных режимах БП держит напряжение отлично.

Стабилизация тока работает не хуже, на фото выставлено 0.5-1-1.5-2 Ампера

Так как у прибора нет меню и прочих "плюшек", то описание управления будет предельно простое.
При выходном токе равном (или немного меньше) установленному, высвечивается восклицательный знак и буквы OL означающие перегрузку.
Если вывести ток или напряжение в ноль, то высвечивается обозначение OFF, выход отключен.
Если нажать на энкодер напряжения или тока, то установленное значение будет записано в память и при включении его выставит на выходе.
Функция отключения нагрузки отсутствует, придется дорабатывать :)

Ну и "чтобы два раза не бегать" решил проверить какой трансформатор мне попался.
На фото постоянное и переменное напряжение при токе нагрузки 2 Ампера и при полной мощности. Выпрямитель нагружал напрямую при помощи электронной нагрузки.
В сети было 230 Вольт. Трансформатор работает нормально, а вот запас для регулировки получился небольшой, все таки придется допаять фильтрующий конденсатор и возможно домотать несколько витков. 

Нагрев трансформатора даже при полной мощности в 100 Ватт остается в норме, максимум я получил 52-55 градусов. И то, нагрев больше со стороны диодного моста, где температура куда выше. 

"Приколхозил" дополнительный конденсатор (я о нем писал выше), с ним при полной нагрузке напряжение будет чуть выше, да и просто он уже был :) 

Все, вот что вышло в итоге. На фото в районе разъема вентилятора видно пару резисторов. Данные резисторы включены параллельно термовыключателю.
Совсем забыл. В комплекте к плате идет термовыключатель на 50 градусов, для включения вентилятора. Я закрепил термовыключатель около мощного транзистора, прижал его скобкой к радиатору. Термовыключатель был в силиконовой трубке, ее надо оставить, так как один из выводов имеет контакт с корпусом. прижимная скоба должна быть такой, чтобы не прорезала изоляцию.
Резисторы параллельно стоят для того, чтобы вентилятор работал постоянно на малых оборотах, так он реже будет включаться на полную мощность.

Не забываем изолировать оголенные контакты, особенно соединенные с сетью.
На предохранитель входной провод лучше заводить на крайний контакт, так безопаснее.

Наверняка внимательные читатели заметили на предыдущих фото реле. Дело в том, что линейный БП всю "лишнюю" энергию рассеивает в виде тепла и чтобы этого тепла было меньше, я сделал небольшую доработку.
От трансформатора сделал отвод с напряжением около 16 Вольт (при общем напряжении 27 на холостом ходу), а реле переключает обмотки в зависимости от выходного напряжения. Для поиска необходимого места для отвода я использовал острую иглу и мультиметр. Один щуп мультиметра соединяем с любым выводом вторичной обмотки, а вторым щупом с иглой ищем подходящее напряжение протыкая лак на проводе. Стоит учесть, что искать надо разницу, так проще. Для пример трансформатор дает 27 Вольт, надо 17, ищем 17 или 10, во втором варианте будет тоже 17, но относительно другого вывода вторичной обмотки.
Протыкать лак иглой надо очень аккуратно, так как лак прочный и игла может соскользнуть и проткнуть первичную обмотку.

Изначально думал поставить компаратор, даже купил его и возможно поставлю, но решил упростить.
Чтобы реле не клацало постоянно туда-сюда, применяют гистерезис, включаем при одном напряжении, а выключаем при другом. Но электромагнитное реле само по себе имеет гистерезис.
Например я применил реле Finder на 24 Вольта, включается оно при 13 Вольт, а выключается при 6 Вольт. Пороги конечно не очень удобные, куда лучше было бы сделать 12-15, но что есть, компаратор сделаю потом, там можно задать как удобно. Но даже так рассеиваемая мощность при низком выходном получается ниже, что уже хорошо.
Реле подключено к плюсу выхода и минусу диодного моста, чтобы его ток потребления не отражался на индикации. 

Кроме того я подключил кнопку включения нагрузки, но решил не подключать ее в разрыв силового провода, а сделать красивее.
С платы управления выходит напряжение регулирования, если его замкнуть на землю, то на выходе будет ноль.
В таком варианте можно спокойно выставить необходимые параметры на выходе, а потом просто щелкнуть выключателем и получить установленное. 

И что получилось в итоге. Для энкодеров я использовал такие http://kosmodrom.com.ua/el.php?name=KNOB-PLB-14X15X6-RED">ручки, но их пришлось немного укоротить, так как энкодеры утоплены очень глубоко и ручки плохо держались, в остальном проблем не было.

Изменений в схеме было не очень много, тем более что добавление стабилизатора 12 Вольт вообще обусловлено примененным вентилятором, но на всякий случай внес их в принципиальную схему.

Все добавления и изменения обозначены красным цветом.

Как-то обзор получился совсем большим,сделал мини версию в четырех фотографиях :)))

Немного о будущих доработках. Хочу сделать нормальное переключение обмоток, а также добавить пару выходов с фиксированным напряжением и индикатор тока нагрузки этих выходов. Собственно для этого оставлено свободное место на передней панели. Но выходы делать придется отключаемыми, так как понижать придется скорее всего при помощи ШИМ преобразователя и возможны помехи.
Возможно добавлю регулятор оборотов вентилятора, но пока и так устраивает.
В качестве дополнительных материалов предлагаю все что я собрал по этому БП, а также несколько даташитов, мой вариант схемы и передней панели - https://yadi.sk/d/NTjS_Vsutisqu">ссылка.

Ну а теперь можно попробовать подвести итоги этого длинного обзора. Не буду расписывать плюсы и минусы дополнительных товаров, их я показал в самом обзоре, выскажусь только по плате блока питания.
Плюсы
Очень хорошее качество изготовления печатных плат
Неплохое качество комплектующих
При правильной сборке нормально работает
Настройка минимальна и предельно проста
Возможность установки тока без подключения нагрузки
Точная регулировка выходного напряжения и тока
Нет необходимости покупать вольтметр и амперметр
Термореле для автоматического включения вентилятора

Минусы
Выходной ток всего 2 Ампера
Чувствительный переход между точной и грубой настройкой выходного напряжения и тока
Отсутствие схемы в комплекте, инструкция по сборке есть в электронном виде.

Мое мнение. Конструктор однозначно интересный. По сути здесь есть все, что необходимо для сборки блока питания, дополнительно надо только трансформатор, радиатор и корпус. В прошлый раз часто спрашивали как применить вместо трансформатора импульсный БП, здесь такой проблемы нет, БП может быть любым. Также были вопросы по добавлению индикации тока и напряжения, здесь уже "все включено", ну и приятный бонус в виде энкодеров, не нужны многооборотные резисторы. Для меня большим плюсом является то, что можно сначала выставить необходимый ток, а только потом подключить нагрузку, в прошлом БП это было невозможно, особенно при наличии многооборотных резисторов.
Ну и как не отметить то, что к этому конструктору есть исходный вариант программы (правда без энкодеров), который можно при желании доработать под себя. В теории, после доработки, можно подключить и к компьютеру, но мне кажется что в данном случае это уже лишнее.
Из минусов пожалуй отмечу только то, что цифровая обратная связь все таки медленнее аналоговой, здесь никуда не деться, по крайней мере дешевыми способами.

Конечно будут комментарии вида - да за хх баксов можно купить готовый БП. Конечно, так и есть, спорить не буду, можно купить, но ведь не все покупается за деньги. А как же удовольствие от процесса сборки, от полученного результата, да и просто от приятно проведенного времени, сколько это стоит?

На кого ориентирован данный конструктор. Мне кажется что в первую очередь на начинающих радиолюбителей. Как вариант, можно подарить подростку, интересующемуся радиоэлектроникой, стыдно за такой подарок точно не будет. Также такой конструктор может подойти и более опытным, просто в качестве полезной вещи и приятно проведенного времени.

На этом наверное все, жду как всегда комментариев и вопросов, надеюсь что обзор был полезен и интересен.
 

 http://www.taker.im/review/12770-plata-konstruktor-reguliruemogo-bloka-pitaniya-ili