Обзоры покупок

DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус

DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус

DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус

DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
oleg235

oleg235

ПисательПисатель

4,1
Рейтинг
59
Обзоров

Обновлено: 30 ноября -0001

 Под катом - много фотографий и небольшая лабораторная работа на готовом изделии. 
У каждого радиолюбителя рано или поздно наступает момент, когда питания от батареек или USB-порта становится недостаточно, и тогда он собирает себе блок питания. Сначала - нечто подобное на основе трансформатора ТВК-110:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
потом блок питания отращивает себе защиту от КЗ
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Но потом его владелец всё равно из него вырастает и начинает собирать что-нибудь мощнее... ещё мощнее... и ещё мощнее.
Проблемы начинаются тогда, когда оказывается, что блок питания по линейной схеме превращается в калорифер, а на сборку импульсного источника не хватает опыта/навыков/денег/приборов для его наладки.
В настоящее время широко доступны импульсные DC/DC преобразователи в модульном исполнении для монтажа на панель. Они довольно компактны:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
и выпускаются на широкий диапазон выходных напряжений и токов:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Модули представляют собой управляемые Step-Down конвертеры. Большинство из них моноблочные, и только у версий с выходным током 12 и 15 ампер силовая часть отнесена от управляющей на двух гибких шлейфах.
Я остановил свой выбор на модуле, способном выдать до 30 вольт на токе до 5 ампер.
Модуль приехал в компактной коробочке из прозрачного пластика. Таможенникам что-то там не понравилось и они её вскрыли.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
В коробочке - сам конвертер и цветная инструкция.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Инструкция - на китайском и английском языках. Она же является гарантийным талоном (в смысле он из неё вырезается)
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Из модуля торчит 4-контактная клеммная колодка, несколько электролитических конденсаторов и небольшой ребристый радиатор.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Если аккуратно отжать язычки внешней пластиковой обоймы, то можно вытащить этажерку из трёх печатных плат.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Сверху вниз - плата ЖКИ с диагональю 1,44", плата управления и плата силовой части.
Конструкция этого бутерброда разборки с последующей сборкой не предусматривает, но существование версии с отдельной силовой частью сильно упрощает изучение.
Отпаяв двухрядную гребёнку на 8 контактов, мы увидим следующую картину:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
На плате управления размещены:
- сдвоенный операционный усилитель MCP6002
- 32-битный микроконтроллер STM32F100C8 на ядре Cortex-M3

- 64 кБ Flash-памяти;
- 8 кБ ОЗУ;
- 7 таймеров;
- 3хUART;
- 2хI2C;
- 2хSPI;
- 10-канальный АЦП с разрешением 12 бит;
- 2 2-канальных ЦАП с разрешением 12 бит;
- 37 линий ввода-вывода.

- стабилизатор напряжения MD7133
- прецизионный операционный усилитель SGM8581
- интегральный стабилизатор напряжения LM1117
- ШИМ контроллер в корпусе SOIC-16 с внутрифирменной маркировкой
- кнопки, энкодер и прочее.

На плате управления удалось опознать микросхему DC/DC конвертера XL7005A с входным напряжением до 80 вольт и рабочей частотой 150 кГц. При этом максимально допустимое на входе модуля напряжение ограничено уровнем в 40 вольт - судя по всему, цепями питания платы управления.

Как работает Step-Down преобразователь напряжения?
В общем - достаточно просто.
Пока силовой ключ открыт, ток протекает через нагрузку преобразователя и включенную последовательно с ней катушку индуктивности, попутно запасая энергию в её магнитном поле.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Когда силовой ключ закрывается, гаснущее магнитное поле создаёт в катушке индуктивности ЭДС самоиндукции, поддерживающее ток через нагрузку, пока не откроется силовой ключ.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Конденсатор при этом сглащивает пульсации напряжения на нагрузке.
Так как силовой ключ почти всё время работы устройства находится либо в полностью открытом или полностью закрытом состоянии, а нагревается только в кратковременных переходных, то он не требует массивного радиатора для отвода избыточного тепла(в отличие от линейного регулятора), что подтверждается данной парой снимков с тепловизора:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Слева - изображение в видимом обычным глазом спектре, справа - карта распределения температур в устройстве.
Всё выглядит довольно просто, пока дело не дошло до практической реализации, когда нужно получить не просто как-то работающий преобразователь, а устройство с заданными параметрами. Покупка готового модуля, собранного и налаженного в заводских условиях, позволяет обойти сложности данного этапа.
На этом закончим с теорией и приступим к вивисекции;)
Модули эти в наше время не редкость, иуже существуют файлы с моделями корпуса для их установки, которые можно распечатать на 3D принтере, но, на мой взгляд, это не наш метод - корпус блока питания должен быть металлическим, чтобы служить экраном от побочных наводок.
Мне достался вот такой прибор. Некомплектный, так что толку от него всё равно не было.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Поэтому убираем из корпуса всё лишнее...
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонусDC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
... и ставим туда пару трансформаторов от матричных принтеров формата А3. Можно было бы и один тороидальный, но его нужно отдельно покупать или заказывать, а эти у меня уже давно лежали.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Почему сразу два? Потому что один 150 ватт через себя не пропустит - судя по площади центрального керна сердечника, такие трансформаторы рассчитаны на 80-100 ватт.
Отрываем родную фальшпанель, делаем новую из листа сплава АМг. И вырезаем необходимые отверстия в панели корпуса под ней.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Первые признаки жизни устройства. Пока что они ограничиваются просто работой лампочки в выключателе подсветки, выломанном из старого электрочайника;)
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Подключаем конвертер, любуемся стартовой заставкой...
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
и попадаем в основной экран.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
В верхней строке - установленные вручную параметры напряжения и тока на выходе конвертера, ниже и крупнее шрифтом - реально измеренные выходные напряжение, ток и мощность, ещё ниже - реальное напряжение на входе модуля (оно должно быть не менее чем на 10% больше требуемого выходного), в правой колонке - режим его работы: сверху сниз - наличие или отсутствие блокировки управления, срабатывание защиты (и если да - то какой из трёх), стабилизация напряжения или тока, активность или неактивность выхода.

Нажимаем кнопку SET и попадаем в меню настроек.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Тут можно настроить нужные значения стабилизации напряжения и тока, уставки защит, яркость дисплея, номер используемой при старте ячейки памяти(всего их десять) и нужное состояние выхода при старте.
Перемещение между пунктами меню выполняется кнопками "V/up" и "A/down", выбор нужного разряда многозначной величины - коротким нажатием на ручку энкодера, изменение величины - вращением ручки, блокировка управления - длинным нажатием на ручку энкодера. Описание управления выглядит громоздким, но на деле легко и быстро запоминается.
А теперь - небольшая лабораторная работа(я же обещал ВАХ в самом начале?)
Ставим ограничение выходного тока 10 мА и активность выхода на старте, выключаем блок. При этом экран конвертера будет светиться до тех пор, пока фильтрующие конденсаторы выпрямителя (из расчёта 2000 мкФ на 1А выходного тока) не разрядятся примерно до напряжения 7В.
Подключаем к выходу блока светодиод, включаем блок(если наоборот - светодиод сгорит. Такая вот специфика импульсных источников питания) и видим работу в режиме СС (Constant Current).
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Немножко поднимем ограничение выходного тока, поочередно подключим к выходу три светодиода разного цвета и будем плавно поднимать подаваемое на них напряжение, следя при этом за протекающим через них током и занося полученные значения в таблицу.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Забьём эти цифры во что-нибудь Excel-подобное и построим по ним график.
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
Из полученной серии графиков можно увидеть, что чем ближе спектр свечения светодиода к ультрафиолетовому участку...
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
...тем больше необходимое ему рабочее напряжение.
Примечание: светодиод, обозначенный на графике как синий, излучает свет, видимый глазом как белый. На самом деле кристаллы таких светодиодов излучают в синем или ультрафиолетовом участках спектрального диапазона, но часть света поглощается нанесённым на кристалл люминофором...
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
... и переизлучается в более длинноволновом участке спектра. Примерно так:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
или вот так:
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
PS. У меня сейчас нет под руками осциллографа, но выходное напряжение под малой нагрузкой выглядит примерно так, 
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус
а под нагрузкой побольше - вот так(источник).
DC/DC конвертер DPS3005, сборка лабораторного блока питания на его основе +бонус 
PPS. Да, я в курсе, что фальшпанель выглядит не очень. Это сугубо временное решение до конца отпуска. Будет и краска, и отвердитель ДГУ для неё, и электропечь для горячей сушки деталей. Но - после отпуска.

Добавить комментарий:
Имя:
E-mail:
Комментарий:
Комментарии (4):
Алексей Дедюхин
0 #
На муське ты дал линки на фотки Кирича и на его обзор, а тут хоть бы фотки в уголке подписал.

kolosok23
0 #
Я, некоторое время тому, собрал свой "комбайн". Одним из элементов стал именно такой модуль.

Brilli
0 #
А панель такую красивую как делали?

kolosok23
0 #
Принтер плюс смоклейка для лазерников. Кажись "Ломонд"... Не помню уже названия

Интересные материалы

Syncaine

Syncaine

Бог обзоровБог обзоров

4,2
Рейтинг
7
Обзоров
Berezovy

Berezovy

Бог обзоровБог обзоров

4,1
Рейтинг
7
Обзоров
vitaly-ru

vitaly-ru

Профи обзоровПрофи обзоров

4,2
Рейтинг
1
Обзор
thunderheart

thunderheart

НовичокНовичок

4,2
Рейтинг
1
Обзор
ysh2005

ysh2005

Мастер обзоровМастер обзоров

4,1
Рейтинг
1
Обзор
sergeiivas

sergeiivas

ТалантТалант

4,2
Рейтинг
1
Обзор

Спасибо за участие в проекте. Ваша оценка принята!

Ок
Live