Универсальный модуль накала/стабилизатор напряжения CSPS

Конструкции любых блоков питания, источников тока для любых назначений. Микроконтроллеры и все, что с ними связано

Модератор: Алаев Ян

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2339
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 16 раз
Контактная информация:

Универсальный модуль накала/стабилизатор напряжения CSPS

#1

Сообщение Алаев Ян » 25 сен 2015, 00:25





Для применения в различных устройствах (в первую очередь, в ламповой технике) был разработан
"Универсальный модуль накала/стабилизатор напряжения CSPS - Component Serial Power Supply".
Авторская разработка Потапова Владислава (poty).

Данный модуль представлен двумя платами, которые могут работать как вместе, так и обособленно друг от друга.
Текущая версия разработки: Rectifier board - V.0.9 / Regulator - V.0.9

Первая плата представляет собой модуль выпрямителей и фильтров с демпфирующими цепями, снижающими выбросы переключения диодов.
Вторая плата представляет собой линейный стабилизатор напряжения повышенной эффективности.
222 001.jpg
ПП модуля CSPS
111 001.jpg
ПП модуля CSPS
Принципиальные схемы плат CSPS:
Скриншот 2014-11-03 23.55.13.png
Принципиальная схема модуля выпрямителей
Блок стабилизатора.png
Принципиальная схема модуля регулятора
Номиналы установленных деталей указаны ориентировочно и варьируются в зависимости от конкретного применения модуля.

Эксплуатационные параметры модуля выпрямителей:
1. Максимальное входное напряжение 600В.
2. Максимальный ток нагрузки - 15А при условии повышения температуры дорожек печатной платы на 10°С.
3. Модуль позволяет установить до 4-х параллельно соединенных электролитических конденсаторов, максимальный диаметр корпуса устанавливаемых конденсаторов - 25 мм. Желательный и рекомендованный температурный диапазон - до 105°С.
4. Модуль рассчитан на применение выпрямительных диодов в корпусе ТО-220.
5. Монтаж печатной платы осуществлять на стойках высотой приблизительно 4-7 мм (зависит от способа установки диодов).
6. Демпфирующие цепи R102 (1210), C102 (1210), C101 (1210), R101 (1210), C103 (2220), C104 (2220) - рассчитываются по методике, представленной здесь.
7. Модуль выпрямителей может быть использован в режимах: однополупериодное выпрямление, двухполупериодное выпрямление, диодный мост.

Для монтажа диодов в корпусе ТО-220 необходимо выгнуть ножки соответствующим образом (положение выводов может меняться в зависимости от типа применяемых диодов).
2014-11-02 14.25.51.jpg
монтаж диодов ТО-220
2014-11-02 14.25.25.jpg
монтаж диодов ТО-220
Эксплуатационные параметры платы регулятора:
1. Максимальное входное напряжение 200В (для ПП, не для установленного регулятора).
2. Максимальный ток нагрузки - 5А.
3. Плата позволяет установить до 2-х входных параллельно соединенных электролитических конденсаторов, максимальный диаметр корпуса устанавливаемых конденсаторов - 25 мм. Желательный и рекомендованный температурный диапазон - до 105°С. Входные конденсаторы могут быть зашунтированы как выводным многоразмерным конденсатором, так и chip конденсатором в корпусе 1210.
4. Плата позволяет установить 1 выходной электролитический конденсатор, максимальный диаметр корпуса устанавливаемого конденсатора - 25 мм. Желательный и рекомендованный температурный диапазон - до 105°С. Выходной конденсатор может быть зашунтирован как выводным многоразмерным конденсатором, так и chip конденсатором в корпусе 1210.
5. Плата рассчитана на применение регуляторов LD1084V/LM338T/LM317 в корпусе ТО-220 и их аналогов.
6. Монтаж печатной платы осуществляется на стойках высотой приблизительно 4-7 мм (зависит от способа установки регулятора).
7. Плата регулятора может иметь различные способы стабилизации выходного напряжения: (с помощью делителя напряжения/с помощью опорного стабилизатора TL431 SOT-23-3).
8. Плата регулятора имеет возможность установки датчика потребляемого тока и выходного напряжения для последующей передачи на контроллер.
9. Датчик тока может быть заменен на предохранитель/перемычку или балластный резистор.

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2339
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 16 раз
Контактная информация:

#2

Сообщение Алаев Ян » 06 мар 2016, 00:41

Для демонстрации параметров модуля CSPS мы соберем типовой вариант включения под конкретный проект - стабилизатор напряжения накала радиоламп 6922 (8 шт.) для ММ-фонокорректора.
2014-11-03 20.27.49.jpg
2014-11-03 20.28.03.jpg
2014-11-03 20.28.18.jpg
2014-11-03 20.28.24.jpg
Фиксация диодов осуществляется винтовыми соединениями через технологические отверстия в печатной плате.
Для нашей задачи мы применили диоды Шоттки (для минимального тепловыделения и устранения шумов переключения) 8TQ100.

8TQ100

Один из вариантов включения платы регулятора
Модуль стабилизатора.png
Принципиальная схема модуля накала
Модуль накала.png
Модуль CSPS.jpg
Модуль CSPS
Испытания универсального модуля накала -Алаев и Ко- Лаб.jpg
Модуль CSPS

Аватара пользователя
seurf
Активный
Активный
Сообщения: 663
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 18 раз

#3

Сообщение seurf » 22 июл 2016, 13:52

Все очень красиво, замечательно. Может плохо искал, но...? Размеры самих плат? Длина/ширина в мм?
Александр

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2339
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 16 раз
Контактная информация:

#4

Сообщение Алаев Ян » 22 июл 2016, 14:07

seurf писал(а):Все очень красиво, замечательно. Может плохо искал, но...? Размеры самих плат? Длина/ширина в мм?
проглядели... Укажем в ближайшее время.

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3408
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 22 раза
Поблагодарили: 38 раз

#5

Сообщение poty » 22 июл 2016, 17:43

Вкратце - 60х80мм. Центры крепежей размещены на расстоянии 5мм от сопряжённых краёв (расстояния - 50х70), но так как вместо отверстий сделаны вырезы, по длинной стороне вполне реально раздвигать крепежи примерно на 5 мм (до 50х75).

Кстати, готовится новая версия этих плат, если что-то нужно позарез, можно внедрить. Только если это не совсем эксклюзив какой...
Владислав

Аватара пользователя
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Сообщения: 2700
Зарегистрирован: 22 май 2015, 11:52
Откуда: Республика Коми, Ухта
Поблагодарили: 6 раз

#6

Сообщение Евгений Михеев » 22 июл 2016, 18:32

Я бы хотел вставить свои 5 копеек.
Как я вижу платы:
1) это 1 плата, пусть она будет несколько больше, но мне видится логичным использовать выпрямление в купе со стабилизацией. Стабилизировать без выпрямления - не вариант. Выпрямлять без стабилизации - зачем останавливаться на пол пути.
2) уменьшил бы количество электролитов на эту плату до трех- четырех до стаба и 1 большой емкости после - на одной плате. Это сэкономило бы место.
3) Предусмотрел возможность установки как аксиальных диодов, так и в корпусе ТО220.
4) Возможность установки небольшого радиатора прямо на плате ( если речь идет о паре ламп).
Это мои рассуждения, возможно, пригодится.
Дорогу осилит идущий

Аватара пользователя
seurf
Активный
Активный
Сообщения: 663
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 18 раз

#7

Сообщение seurf » 28 июл 2016, 16:00

poty писал(а):Кстати, готовится новая версия этих плат, если что-то нужно позарез, можно внедрить. Только если это не совсем эксклюзив какой...
Может вопросы дилетантские, но с моей колокольни.....
А почему не источник тока? А стаб напряжения? Источник тока дает ПЛАВНЫЙ запуск, независимо от старения нити накала лампы поддерживает заданную температуру. Что собственно и требуется.
Если фантазировать про возможный апгрейд, то поддерживаю Евгения по поводу радиатора. Правда тут засада: площадь его зависит от тока, геометрий разных тьма. Но вертикально установленная плата, выведенный на дно в подвал элемент (как Вы собственно и делаете) и рядом стоящий вертикально радиатор любой конфигурации заказчика решает эту проблему.
И еще одна фантазия, надстройка над LM317t мощным транзистором для превышения тока от Datasheet на микросхему.

viewtopic.php?f=77&t=212&start=20
Я бы с удовольствием посмотрел на схемотехнику анодных стабилизаторов напряжения
А вот твердотельных стабилизаторов анодного питания я бы с удовольствием заказал 4 шт.
Так как ламповое хозяйство опять никуда не вмещается. А стабить увы надо! Как я только сам с собой не препинался.
Александр

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2339
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 16 раз
Контактная информация:

#8

Сообщение Алаев Ян » 28 июл 2016, 17:20

seurf писал(а):А почему не источник тока? А стаб напряжения? Источник тока дает ПЛАВНЫЙ запуск, независимо от старения нити накала лампы поддерживает заданную температуру. Что собственно и требуется.
А как тогда питать группу ламп? К примеру, в моей конструкции запитаны 8 ламп. Подключение через источник тока вызовет перекос между напряжениями на каждой лампе или перекос токов через них (зависит от того, как подключить).
IMG_4372.JPG
8 ламп 6922
seurf писал(а):Источник тока дает ПЛАВНЫЙ запуск
здесь он уже тоже реализован
2015-12-20 17.14.06.jpg
Надстройка для плавного запуска накала
seurf писал(а):А вот твердотельных стабилизаторов анодного питания я бы с удовольствием заказал 4 шт.
Напишите ЛС Кислун Андрею, возможно, у него еще осталось.

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3408
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 22 раза
Поблагодарили: 38 раз

#9

Сообщение poty » 28 июл 2016, 18:34

seurf писал(а):И еще одна фантазия, надстройка над LM317t мощным транзистором для превышения тока от Datasheet на микросхему.
Я об этом думал. Здесь есть две засады:
- величина радиатора для охлаждения транзистора (допустим, мы пытаемся создать регулятор для 6С33С в режиме 6,3В: ток накала 6,6А, на транзисторе нужно минимум 3 базо-эмиттерных перехода оставить, чтобы он работал более-менее нормально - это примерно 2В (6,3+2=8,3В), защититься от 10% падения напряжения на входе (8,3/0,9=9,2В), теоретически напряжение может подняться на 10% ещё (9,2*1,1=10,1В); итого на транзисторе будет рассеиваться мощность (10,1-6,3)*6,6=25,3Вт);
- схема с высокой эффективностью будет весьма сложной.
Поэтому, в таких случаях стоит использовать стекирование регуляторов. Есть даже серии специальные для этого.
seurf писал(а):А вот твердотельных стабилизаторов анодного питания я бы с удовольствием заказал 4 шт.
Вы - первый, кто спрашивает. :-) Маломощные можно изготовить на LR8. Средней мощности - на LR8 + гиратор. А вот большой мощности - это проблема - снова рассеиваемые мощности растут как на дрожжах.
Могу предложить попробовать шунт-регулятор, но его нужно рассчитывать, причём достаточно серьёзно. Есть как известные схемы, так и разработка в рамках "Алаев и Ко" Лаб.
Владислав

Аватара пользователя
seurf
Активный
Активный
Сообщения: 663
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 18 раз

#10

Сообщение seurf » 28 июл 2016, 22:45

Вот что то типа такую надстройку я имел ввиду.
Пример с 6c33c не совсем удачный. Этими лампами оперируют спецы, которые сами горазды все организовать. А Вы предлагаете готовые решения за разумные деньги на высоком инженерно- эстетическом уровне. Не чета самодельным платам, УГТ- кажется. ( Утюжно Гладильная Технология в народе кличится. Или близко к этой аббревиатуре).

http://s018.radikal.ru/i509/1607/0b/e3ce4e347bea.jpg
Чего то радикал не получился, попытка N-2
e3ce4e347bea.jpg
e3ce4e347bea.jpg (31.48 КБ) 1020 просмотров
Наверное не мой день.
Александр

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2339
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 16 раз
Контактная информация:

#11

Сообщение Алаев Ян » 28 июл 2016, 22:54

seurf писал(а):УГТ- кажется.
ЛУТ - лазерно-утюжная
seurf писал(а):Вот что то типа такую надстройку я имел ввиду.
На схеме, которую Вы показали, диодный мост некорректно нарисован (в обратную сторону). Схема работать будет, несомненно, у нас схемотехника поинтереснее немного. Хотя бы ориентируясь на то, что в качестве опорного напряжения используется не делитель напряжения из двух резисторов, один из которых (нижний) - лучше зашунтировать конденсатором, а шунт-регулятор на TL431, который обеспечивает стабилизацию на значительно лучшем уровне, хотя, для накала это может и не потребоваться, зависит от схемы.

Аватара пользователя
seurf
Активный
Активный
Сообщения: 663
Зарегистрирован: 12 май 2016, 19:54
Откуда: Волгоград
Благодарил (а): 11 раз
Поблагодарили: 18 раз

#12

Сообщение seurf » 29 июл 2016, 11:09

Да, ЛУТ. Запамятовал. Давно не гладил!
И схема у Вас поинтересней, и дизайн классный, и плата заводская, и подход инженерный, а не ОБС ( одна бабушка сказала). Именно по этому расширение возможностей по применению ( с токами превышающими возможности микросхемы), круг потенциальных заказчиков увеличится. Я вот на прямонакальный кенотрон хочу постоянку стабилизированную попробовать. А там 2,2 А в накале, микросхема напрямую уже не катит. ОБС говорит здорово?
А схемку я привел для примера не свою, а что бы наглядно было, о чем речь.
Александр

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2339
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 29 раз
Поблагодарили: 16 раз
Контактная информация:

#13

Сообщение Алаев Ян » 29 июл 2016, 11:28

seurf писал(а):А там 2,2 А в накале, микросхема напрямую уже не катит.
Мы ставим LM338T или, как было последний раз, LD1084V - каждая из них держит ток до 5А.

Плавная подача напряжения обеспечивается вот такой схемотехникой - выделено красным цветом, все остальное к нашей схеме отношения не имеет.
Идея плавного включения.png
Плавное включение БП
Идея плавного включения.png (9.23 КБ) 1016 просмотров

Аватара пользователя
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Сообщения: 2700
Зарегистрирован: 22 май 2015, 11:52
Откуда: Республика Коми, Ухта
Поблагодарили: 6 раз

#14

Сообщение Евгений Михеев » 30 июл 2016, 19:36

Я так и реализую вот уже не первый проект)
Дорогу осилит идущий

Закрыто
  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение