Переделка БП АТХ под лабораторный

Автор: davids58. Опубликовано в Источники питания

WAV 4.0Переделка БП АТХ под лабораторный.
- 2-х диапазонный измеритель напряжения;
- измеритель тока;
- 2-х канальный ШИМ для задания тока и напряжения;
- дисплей от телефона Nokia 3310;
- контроллер ATMEGA8.
  Сегодня переделкой блоков питания от ПК не занимался, наверное, только самый ленивый. Об этом написано бесконечное множество статей и открыто такое же количество форумов. И это справедливо, ведь блоки питания, что называется валяются под ногами и грех не дать им второй жизни.

Но сразу хочу сказать, что называть переделанный БП АТХ лабораторным – это слишком громко и на это есть как минимум три причины:
1. Уровень пульсаций снизить, до необходимого в лабораторном блоке, будет весьма затруднительно.
2. На выходе БП стоят емкости по 2000…3000 мкФ, поэтому вся энергия заряженного конденсатора приложится к элементу, который вышел, скажем в лавинный пробой, - это неизбежно приведет к его выходу из строя, хотя вы предварительно и выставили ограничение тока на уровне нескольких мА. Об этом необходимо всегда помнить.
3. Минус(выход) блока питания, практически всех переделок, отделен от корпуса(«земли») шунтом, который является датчиком тока нагрузки. А защита таких БП в основном сводится к ограничению тока выдаваемого БП, вроде бы все нормально, но есть одно НО… Если случайно плюсовой провод с выхода БП попадает на металлический корпус, то защита по мощности может(а это случается в большинстве случаев) не успеть среагировать на превышение предельного значения и тогда - знакомый всем БАБАХ!!! И два силовых ключа пошли спать…
НО если все это для вас не преграда, тогда вы к нам!


Переделывать БП можно по-разному(Google даст тысячи вариантов):
- самый простой вариант выкинуть все лишнее с низковольтной половины платы и добавить шунт и два потенциометра;
- путь посложнее – добавить к первому варианту два операционных усилителя;
- и третий, по которому пошел я, - это создание совершенно отдельной платы управления, очистив все на низковольтной стороне кроме: силовых диодов, дросселя и конденсаторов фильтра. Почему так, а потому, что не все БП АТХ можно переделать первыми двумя способами. Некоторые ШИМ контроллеры имеют встроенную систему слежения за питающими напряжениями и обмануть их не всегда удается, некоторые имеют всего один усилитель ошибки, а нужно два: для тока и напряжения. Поэтому было решено взять за основу TL494(как самую ходовую) и добавить схему защиты от превышения мощности в нагрузке и перенапряжения с защелкой, т.е. при срабатывании защиты - возврат только после обесточивания схемы управления. Единственное, что перед тем как идти по этому пути необходимо восстановить(если был убитый) БП до рабочего состояния и померить частоту ШИМ, чтобы потом выставить такую же на новой плате. Большинство деталей с платы БП из обвязки ШИМ контроллера пойдут на новую плату. Очень подробно описал процесс переделки и настройки БП АТХ Андрей Голубев в своем блоге. В итоге получилось вот это:

Power 0

Таких блоков было собрано больше десятка и они успешно работают, но время не стоит на месте и прогресс идет вперед. Информативность китайского показометра слишком мала (ток и напряжение), а хочется знать потребляемую мощность, сопротивление нагрузки, количество Ампер-часов. Тут, конечно может помочь только микроконтроллер (МК).
Автором прошивки к данному устройству является Soir.
В основу данного устройства легла схема (http://sxem.org/2-vse-stati/20-voltmetry/91-voltmetr-ampermetr-vattmetr-v3-0-nokia5110) которая немного видоизменилась и приобрела следующий вид:

A8 digital bloks

Прибор собран на двух платах – цифровой  и аналоговой, которые собираются «бутербродом».  Цифровая плата универсальная, ее можно использовать практически в любых проектах с Атмегой 8, поскольку предусмотрена установка максимальной конфигурации элементов для данной микросхемы. Ненужные элементы просто не впаиваются, а там, где необходимо ставятся перемычки вместо резисторов.

WAV 4.0

На дисплее прибора отображается:
- Напряжение на нагрузке (два диапазона 0,01…9,99В и 10,0…99,9В)
- Ток в нагрузке (0,01…9,99А)
- Мощность в нагрузке(0,1…999,9Вт)
- Сопротивление нагрузки(0,001…99,999Ом)
- Текущее время (ЧЧ:ММ)
- Температуру радиатора или др. объекта (-50…+125оС)
- Количество А-ч в нагрузке(0,01…99,99Ач)
- Максимально допустимая мощность в нагрузке(1…999Вт) после которой срабатывает отсечка
- Максимально допустимая температура объекта (+0,1…+125оС) после которой срабатывает отсечка
- минимальное напряжение на нагрузке(0,01…Umax БП) после которой срабатывает отсечка.
Кроме того прибор выдает:
- постоянные напряжения (0…5В) по двум каналам(для тока и напряжения) для установки уровня срабатывания компараторов усилителей ошибки TL494с целью регулировки выходного напряжения и ограничения максимального тока выдаваемого блоком питания, которые контролируются по показаниям амперметра и вольтметра.
- уровень логической единицы при срабатывании отсечки(для остановки ШИМ )
- светодиодную индикацию трех вариантов отсечки(мощность, температура, снижение напряжения ниже порога – при разрядке АКБ).
- напряжение с выхода усилителя тока шунта (0…5В) для компаратора усилителя ошибки канала тока TL494.
Управление всеми функциями осуществляется с помощью энкодера.
На основном экране все, перечисленные выше параметры.

Меню:
- первое короткое нажатие на энкодер – мигает значение «V» - энкодером регулируем выходное напряжение.
- второе короткое нажатие на энкодер – мигает значение «А» - энкодером регулируем максимальный выходной ток БП при нагруженном выходе.
Если 10с ничего не делать – выход в основной экран
Длинное нажатие (более 3с) вход в меню:
-заряд
-мощность
- температура
- Напряжение
- время
- назад
Навигация по меню поворотом энкодера, выбор пункта - нажатием его кнопки.
В каждом пункте меню есть свои пункты подменю, которые интуитивно понятны. С их помощью можно установить значение параметра или отключить любую отсечку.
Если 10с ничего не делать – выход в основной экран, и запись в память МК.
Для модернизации платы управления БП с нее удаляются потенциометры, а на их место устанавливается 10 контактный разъем для подключения нашего измерительного прибора. Обвязку с операционника тока убираем, ставим в режим повторителя, допаиваем два резистора * на случай обрыва шлейфа. Шунт измерительного прибора подключается в разрыв минусового провода БП. Питание на прибор идет от БП ДР АТХ, переделанного на 12В, оно приходит через плату управления, которая тоже питается от этого БП.
Плату управления я не переделывал ее вариант в архиве. Если кто будет разводить, то лучше сразу на СМД элементы. Подключение Блока к плате управления на следующей схеме.

Power 1

Данный прибор может быть с успехом использован в электронной нагрузке, о которой речь идет речь в статье Электронная нагрузка с микропроцессорным управлением.

 

В архиве находятся прошивка, проект в Proteus для симуляции работы, FUSE, чертежи печатных плат в формате *.lay6 и схемы в формате *.spl7.

Для обсуждения, вопросов и предложений на форуме есть соответствующая тема.

You have no rights to post comments.
Недостаточно прав для комментирования