בנית ספק כח

[Elad128]

אני מעוניין לבנות ספק כח לשימושים שונים שיתן לי מתחים 1.5v-5v בזרם של עד 3A

בהתחלה חשבתי להשתמש עם איזה LM317 וספק כל שהוא שזרוק בבית. הבעיה היא שכל הספקים שיש לי בבית נותנים זרם מאוד נמוך - פחות מאפר אחד וגם הזרם המקסימלי שניתן למשוך מLM317 הוא 1.5A. כך שחשבתי לבנות אחד כזה.

אני לא רוצה להשתמש בספק סיני ממותג שיהפוך לפחם אחרי כמה שימושים..

האם משתלם לבנות אחד כזה?

עד כמה זה יכול להיות מסובך (אולי מספיק רק שנאי, גשר דיודות, כמה קבלים ומעגל ייצוב פשוט)?

אשמח להכוונה ומידע בנושא..

חג שמח!

[card]

רק הערה קטנה..

אני לא רוצה להשתמש בספק סיני ממותג שיהפוך לפחם אחרי כמה שימושים..

הספק שיש לך בראוטר שלך, סביר להניח שהוא סיני..

ואם הוא לא התפחם מהר, אז כנראה שהוא לא כזה רע..

http://dx.com/p/5v-3a-inserting-wall-power-adapter-for-scanner-psp-router-more-us-plug-5-5-x-2-1mm-125355

[Mike-]

זה ממש לא פרקטי לבנות ספק מלא מ0, אלא אם כן יש לך שנאי מסיבי זמין שאתה יכול להשיג "בחינם".

הייתי מציע לך להשתמש בספק של לפטופ או מחשב ולחבר אותו למייצב (ממותג או ליניארי).

[Ash Binary]

ספק של מחשב (גם גנרי) יכול לתת 3A ויותר. עכשו בהרבה ספקים ה 3.3V מיוצר על ידיי TL431 מה 5V, כלומר ניתן לשחק קצת אם כניסת ה 3.3v sense שלו (על ידיי פוט שמחלק מתח ממסילת ה 5V) ולקבל מתחים שונים - לא יודע באיזה תחום כנראה משהוא כמו 2.5 - 5V

ויש מצב שתדפוק את הספק אם תגיע לקצוות אז תנסה אם ספק שלא ממש משנה לך ממנו

לפנייש אתה משחק אם זה תעיף את נגכדיי ה load של המסילה בתוך הספק ותחבר נגדים להפק גבוה יותר חיצוניים - הם הולכים להתחמם הרבה יותר אם אתה תעלה את המתח ל 5V. כמו כן קבלים של 6.3V רצוי להחליף ל 10V - לקבלים גנריים של 6.3V ה 5V יכול להיות קצת יותר מידי

[Elad128]

תודה לכולכם על התגובות!

card, מנסיון שלי הספקים הסיניים האלה לא תמיד עושים את העבודה שלהם כמו שצריך ויצא לי לראות גם כזה שהתפוצץ ברגע שחיברו אותו לחשמל (עוד לפני שניסו להטעין איתו משהו..) כך שאני מעדיף להמנע מהם.

Mike, מה הופך את העיניין ללא פרקטי?

יכול להיות שאני אצליח להשיג שנאי מאיזה מגבר ישן מקולקל או משהו כזה (אולי שנאי של תאורה יתאים?)

עד כמה יכול להיות מסובך בניה של שאר החלקים?

חשבתי על משהו בסגנון של שנאי+גשר דיודות+כמה קבלים+LM350 (או מייצב פשוט אחר).

11010010110, כרגע אין לי ספק מחשב פנוי בשביל זה. כך שבשלב הזה זו לא אופציה עבורי. אבל טוב לדעת על העיניין!

שוב תודה!

[Mike-]

התכוונתי שקניה של שנאי היא לא פרקטית (שנאי לזרמים גדולים יקר מאוד, גדול מאוד וכבד מאוד).

אם תמצא ספק מסיבי מספיק (כזה שמסוגל להתמודד עם 3A+), אין בעיה לבנות מעגל עם מיישר חצי גל, קבלים ומייצב מתח.

רק שים לב לפוטנציאל בזבוז ההספק העצום של מייצב מתח ליניארי, בשביל זרם של 3A אתה צריך לחבר כמה מיצבים במקביל וגוף קירור רציני, ותלוי במתח שיצא לך מהשנאי אולי גם קירור אקטיבי (מאורר).

במקום מייצב ליניארי הייתי שוקל לקנות מייצב ממותג של איזה 5A מאיביי.

[Ash Binary]

שנאי תאורה ליניארי (להלוגן 12V) + דימר + מיישר וקבל ביציאה - לא מדוייק ולא ליניארי אבל יכול להיות מעניין....

תיקח הרבה מקדם ביטחון במתח ובזרם של הדיודות במיישר ובקבל כי השנאי יכול לתת מתחים קופצים (ספייקים) כשהוא על הדימר במצב "נמוך"

[Elad128]

Mike, מהשיטוט המהיר שעשיתי בנושא אני מבין שבניה של ספק ממותג תהיה מסובכת יותר.

בכל מקרה, אני רוצה לעשות בדיקה של מחירים. אשמח אם תוכל לעזור לי בחישוב של הנתונים לשנאי.

בהנחה שאני אשתמש ב-LM388 במתח של מקסימום 5.5v, נוסיף לזה עוד בערך 1.5v שיפול על גשר הדיודות.

מה מתח המוצא מהשנאי שהכי יתאים?

11010010110, הכוונה שלי היא בין השאר להשתמש לכל מיני פרוייקטים שאני עושה. אני מעוניין בספק שפשוט יעשה את העבודה בלי שאני אצטרך לחשוש שיהרס לי משהו.

אבל אני חייב לציין שאני מאוד אוהב את היצירתיות שלך. יצא לי לא פעם להשתמש ברעיונות שלך

תודה על העזרה חבר'ה!

[Mike-]

LM338 זה מגבר סטריאו, ניראה לי שהתבלבלת במספר איפהשהו, אתה מתכוון אולי לLM350.

ניראה לי שכדאי למצוא שנאי שמוריד בערך 14v (כמובן שיעמוד בעומס תחת 3A לפחות), אחרי הדיודות זה ישאיר בערך 7.5-8V שזה מתאים למתח של המייצב.

עכשיו, חישוב טרמי זריז, נניח שאתה אכן משתמש בשנאי הנ"ל עם קבלים מספיק גדולים כפילטר (על זה בהמשך) ואתה רוצה להשתמש במתח של 1.5 וולט בזרם מלא של3A (לא יודע מה הולך לזלול כל כך הרבה זרם במתח שכזה) ההספק שיפול לך על המייצב יהיה: (8-1.5)*3 =19W !!, שוב זה 19W של חום בלבד, בשביל לקרר את זה את צריך גוף קירור ענק + מאורר.

חוץ מזה, אתה צריך קבל כפילטר, אבל עם עומס של 3A מה יהיה גודל הקבל שאתה צריך ?

נניח שנרשה אדווה (ripple) של 0.5v, תחת 3A אתה צריך קבל של 30mF (או שהחישוב יצא לי שגוי או שזה גדול בצורה לא הגיונית).

כמובן שאם כבר יש לך ספק שמסוגל להוציא זרם כזה גבוה כניראה תרצה גם תצוגה עליו ויכולת הזרמת זרם קבוע כמו בספק מעבדתי פשוט.

[anatoli]

להוציא 20W מהטרנ' זה משהו שדורש גוף קירור גדול, אבל לא משהו שאי אפשר להשיג. אני השתמשתי לא פעם בגופי קירור שהוצאתי ממחשבים (מעבדים, כרטיסי מסך) - אפשר לקרר איתם 20W בלי הרבה בעיות. למעשה, זה מה שמקרר לי את הטרנ' ב-constant current load שבניתי

והייתרון הוא שכמע לכולם יש כאלה זרוקים בבית.

באותו הנושא, יש לי 2 ספקי מעבדה בבית. האחד של 40V/1A לכל ערוץ, והשני של 30V/5A לכל ערוץ (האחד הזה עובר בין מוצאים שונים של השנאי באמצע הסקאלה כדי להוריד את כמות החום שנשרפת במתח נמוך). באופן אירוני, הספק החלש יותר מכיל גופי קירור גדולים יותר, אבל זה לא הנושא. מה שאני מנסה להגיד הוא ששניהם שורפים מעל 20W על כל טרנ' (באחד מהם זה 2N3055, בשני אני לא זוכר כרגע), וגופי הקירור שם בגודל סביר לגמרי שאפשר להכניס על גבי קופסת פרוייקטים סטנדרטית. למרות זאת הם עובדים כבר המון שנים בלי שום תקלות (וסמוך עליי שהעמסתי עליהם לא פעם ).

מעבר לזה שגם אין צורך בקבל של 30mF. הזרם של 3A הוא לא משהו שלא נשמע כמותו, כל מגבר סטריאו סביר יכול להוציא את זה בכל אחד מהערוצים שלו בלי יותר מדיי בעיה. איך עושים את זה? פשוט דואגים שהמתח אף פעם לא ייפול מתחת למינימום הנדרש בכדי שהמייצב יישאר בפעולה. אז אם נניח משתמשים בשנאי שיכול להוציא 12VAC תחת זרם כזה, מקבלים אחרי המיישר בערך 15V (ערך מקסימלי, לא DC). זה משאיר לך בערך 7-8V להפיל תוך 10mS (אם משתמשים בגשר דיודות אז הוא מכפיל את תדר הרשת). אז אפשר לשרוד עם קבל של 4700u ואפילו מתחת לזה. נכון שזה לא קבל קטן במיוחד, אבל זה משהו נסבל לחלוטין, ומאחר וקבל של 25V יותר ממספיק לשימוש הזה, הוא גם לא יעלה יותר מדיי. אפשר (ואפילו מומלץ) להחליף לכמה קבלים במקביל - אפילו 2 של 2200uF יספיקו. למייצבי מתח (אפילו LM350) יש line regulation מספיק טוב כדי לחיות עם ריפל כזה בכניסה ולהוציא מתח סביר לחלוטין ביציאה. ואגב, זה בהנחה שהטעינה של הקבל מתבצעת ב-0 זמן ו-100% מהזמן המתח נפרק, למעשה זה לא ממש נכון והמצב במציאות יהיה כנראה קצת טוב יותר.

אגב, עוד דבר שיכול להיות חכם הוא להשתמש ב-LDO. הם ישאירו לך headroom של עוד 1.5V בערך, שזה מעולה. למעשה, אם תשתמש ב-LDO, אז אפשר גם לעשות שימוש ב-2 מייצבים אחד אחרי השני, ה-headroom שתצטרך להשאיר יהיה דומה לזה של LM317 וחבריו, אבל הוא יפריד את העבודה של ה-line regulation וה-load regulation ואז ההשפעות של המתח בכניסה על המוצא יהיו נמוכות בסדרי גודל.

אני ממליץ לך (במידה ולא עשית זאת עד כה) לקרוא את המבוא שרשמתי לעניין של מייצבי מתח לינאריים (אצלי בחתימה).

[Elad128]

Mike, טעות שלי. התכוונתי ל LM338.

ראיתי איתו תיכנונים נחמדים. זה למשל:

http://www.circuit-projects.com/index2.php?option=com_content&task=view&id=92&pop=1&page=0&itemid=34

אך זה היה סתם כהצעה. יכול להיות שבסוף אני אשתמש באחד אחר כמו LM350.

יש לי בבית גוף קירור לפנטיום 4. לפי הבנתי הוא יספיק (אבל צריך להתחשב גם בצריכה שלו.. :-\ )

לגבי משיכת זרם וקבלים, הערך 3A הוא מבחינתי מקסימלי ואני לא מאמין שבשימוש יום-יומי אני אגיע אליו. אם אני אראה שהשנאי עבור זה יהיה יקר מדי אולי באמת אני אתפשר בעיניין.

לגבי חישוב של הקבל, איך מחשבים דבר כזה?

בתור התחלה אני לא מתכוון להוסיף מד מתח וזרם פנימי למרות שזה יכול להיות שימושי. אני מנסה להוציא על העיניין כמה שפחות.

Anatoli, ברוך הבא לדיון

פשוט דואגים שהמתח אף פעם לא ייפול מתחת למינימום הנדרש בכדי שהמייצב יישאר בפעולה

לא הבנתי. אשמח אם תוכל להסביר.

לגבי הערך peak to peak. קראתי שצריך להכפיל בשורש 2 כדי לקבל אותו. לא הצלחתי להבין איך זה מסתדר (מ12 ל 15 ??? ) ומה זה אומר על החישובים של שאר הרכיבים בהמשך..

זה אומר שלספק שאני רוצה לבנות שנאי של 12VAC יספיק? קצת הסתבכתי עם החישוב הזה..

את הפיסקה האחרונה שלך לא ממש הבנתי. מסתבר שיש לי עוד הרבה שיעורי בית לעשות..

אשמח מאוד אם תוכל להבהיר בקצרה את העיניין של ההפרדה של line regulation ו load regulation. ואיך שירשור של מייצבים עוזר במקרה זה.

המושג LDO הוא חדש לי. הרגע עברתי עליו בריפרוף. אגב, שמתי לב ששני המייצבים שהוזכרו עד כה- LM338, LM350 שניהם LDO.

המדריך שלך אחלה! קראתי אותו לפני כמו חודשים (ועברתי עליו השבוע). הבעיה היא שמחוסר ידע איבדתי את עצמי אחרי שליש ממנו..

בהמשך למה שנאמר עד כאן, שנאי כזה יכול להתאים? (האחרון - CL604)

http://colaj.com/he/power_supplies

Mike ו Anatoli, תודה רבה רבה על העזרה!!

[anatoli]

1. אני ממליץ לך להמשיך לקרוא את המדריך שלי, יש שם תשובות להרבה מהשאלות שלך (כולל גם העניין של שרשור ואיך זה נעשה).

2. מתח השנאי הוא AC, לכן המקסימום שהוא מוציא יהיה כפול 1.4 (שורש 2) כיוון שכך עוברים מערך RMS של גל סינוס למתח המקסימלי שלו.

3. חישוב הגודל של הקבל נעשה בצורה מאוד נאיבית ומפושטת והוא חישוב מקורב בלבד. השיטה היא כזו:

א. למצוא את המתח המקסימלי שאליו נטען הקבל

ב. לדעת מה המתח המינימלי שצריך להיות על גביו כך שהמייצב שנמצא אחרי הקבל ימשיך לעבוד כמצופה (בשלב מסוים הוא פשוט מפסיק לייצב את המתח אלא מעביר אותו עם הפסד כלשהו על גביו)

ג. לדעת מה הזמן שעובר בין טעינות של הקבל (עבור מיישר חצי גל מדובר על 20mS, עבור מיישר גל שלם מדובר על 10mS - פשוט אחד חלקי תדר הרשת, או הכפלה שלו ב-2 במידה ומשתמשים במיישר גל שלם)

ד. לפי הנוסחא של הקבל, בהנחה והזרם קבוע (שזו הנחה דיי שרירותית, אבל היא מספיקה בכדי לקבל מושג על גודל הקבל הדרוש): I*deltaT=C*deltaV

אז אם בדוגמא שלנו המתח המקסימלי הוא 15V (שזה בעצם 12*1.4 והורדנו וולט וחצי על הגשר דיודות) והמינימום שצריך הוא 8V (בשביל שהמייצב יישאר תמיד עם מתח כניסה שהוא לפחות מתח המוצא + המתח שהוא דורש בכדי לעבוד בעצמו) אז ה-deltaV הוא ההפרש בינהם, 7V. הזמן אנחנו יודעים שהוא 10mS, והזרם 3A. תציב מספרים ותקבל מושג לגודל הקבל שצריך. כדאי תמיד להשאיר מרווח ביטחון כמובן.

4. בנוגע לגוף הקירור של המעבד, המאוורר שם לא צורך יותר מדיי, בדר"כ רשום כמה הוא צורך על גביו. במידה ולא פשוט תחבר אותו לספק 12V ותמדוד את הזרם שזורם בו. כנראה שמדובר שם על פחות מעשירית מהזרם שאתה מתכנן להוציא במקסימום, אז אין יותר מדיי מה לדאוג לזה. מעבר לכך שאתה יכול להפעיל אותו לא דרך המייצב אלא פשוט לשים אותו על גבי הקבל בכניסה (אם אתה רוצה להגביל את המתח עליו בכדי שהוא לא יינזק ממתח גבוה מדיי אפשר לשים בטור אליו זוג דיודות, או נגד אפילו).

[Elad128]

Anatoli, תודה על התגובה המפורטת!

הפילה לי כמה אסימונים

נשארה רק נקודה אחת שלא כל-כך ברורה לי - שירשור של מייצבים.

ממה שקראתי בסעיף 7.3 במדריך שלך אני מבין שהיתרון שאני מקבל משירשור הוא מתח יותר מיוצב (וגם החום שמתחלק על שניהם). עד כמה יותר מיוצב?

קבל מספיק גדול לא יצליח להגיע לאותם נתונים?

אני שואל את זה מכיוון שזה מכריח אותי לקחת שנאי עם מתח גבוה יותר בגלל ה-dropout הגדול יותר.

בהמשך לזה, האם השנאי מההודעה הקודמת יתאים לדעתך?

מההתרשמות שלי, שנאי טרואידי 12v שמיועד לתאורה היא האופציה המועדפת..

שוב תודה!

[anatoli]

השנאי ההוא יכול להתאים. הבעיה היא העובדה שאתה לוקח ממנו את הזרם בפולסים, ולא עם נגד קבוע, ולכן כדאי תמיד לקחת שנאי שמדורג גבוה יותר ממה שאתה צריך. 50VA זה בערך המינימום שהייתי לוקח במקומך. במקרה הכי גרוע תקבל קצת פחות זרם

בנוגע לשרשור מייצבים, אתה יכול פשוט לחפש השוואות של שני המצבים ברשת. לחלופין, מאחר ומדובר על שיפור ב-line regulation, אז פשוט תסתכל מה הביצועים של המייצבים האלה. בדר"כ זה מופיע תחת line regulation או ripple rejection (זה מופיע כפונקציה של התדר, תניח לצורך הפשטות שהחלק העיקרי הוא ב-100Hz). אם מייצב בודד משיג 60-80db, אז שרשור שני מייצבים יהיה פי 2 (בדציבל). אז אם תניח שיש בערך 10Vpp בכניסה, ממייצב בודד תקבל כמה mV של ripple במוצא, ובשרשור מייצבים תקבל כמה uV בלבד. במקרה השני זה יהיה פחות מאשר הרעש שהמייצב מייצר בעצמו (פעם אחרונה שמדדתי מייצב דומה קיבלתי קצת מתחת ל-100uVRMS במוצא בתחום של 5-100Khz.

בנוגע להאם קבל יכול לעשות את זה, התשובה היא כן, קבל יכול לעשות את זה. אבל אם אתה רוצה קבל שייתן לך 60dB הנחתה ב-ripple זה אומר שאתה צריך קבל פי 1000 יותר גדול (לפי אותה הנוסחא שהשתמשנו בה מקודם).

לדעתי אתה לא חייב לשרשר מייצבים. תוכל להשתמש במייצב בודד, תשים בכניסה קבל גדול יותר מהמינימום הנדרש, תחבר במוצא קבל נוסף (אם אתה משתמש ב-LDO אני ממליץ לך לקרוא את החלק הרלוונטי במדריך שכתבתי, הוא מסביר על יציבות של LDO עם קבלי מוצא שונים). אתה יכול גם לשים קבל במשוב (במקביל לנגד המתאים כפי שמוסבר במדריך) ועל ידי כך להגדיל את ה-ripple rejection פי כמה. לדעתי לכל שימוש סביר זה ייתן לך ripple מספיק נמוך במוצא. לחלופין אתה יכול להשתמש ברכיב שלא דורש את הקבל הזה (כיוון שהוא עובד תמיד במצב של הגבר יחידה) כמו ה-LT3083 מה שיחסוך לך קצת עבודה. הוא גם LDO ויכול לעבוד עם מתח נמוך מאוד של 300mV על פניו וזה מספיק לו לספק 3A. אתה יכול גם להשתמש ב-2 רכיבים כאלה במקביל (עם נגד קטן במוצא במידת הצורך, סביר להניח שזה מוסבר בדפי המפרט), במידה ואתה רוצה להפחית את ההספק שנופל על כל אחד מהם.

[Elad128]

תודה על התגובה Anatoli!

האופציה הזו של שירשור מייצבים ניראת דיי מגניבה ממה שאתה מתאר. יכול להיות שבסופו של דבר זה מה שאני אעשה.

אני מקווה שהשבוע יהיה לי יותר זמן לבדוק לגבי שנאים, שזה החלק היקר ביותר במערכת. אם אני אמצא שנאי שיתאים לי לצריכת זרם והתקציב עם מתח יותר גבוה אז אבחר בו.

בעצם, בגלל המחיר של השנאי אני נאלץ להתאים את כל שאר הרכיבים אליו, ולא להפך..

אני אעדכן איך הסיפור מתקדם.

תודה על העזרה!