Budowa zasilacza warsztatowego 1,32 - 35V, 0 - 5A na przetwornicy XL4015E

Założenia były następujące: 

- prosta budowa w większości składająca się z gotowych elementów i modułów.

- zasilacz musi posiadać ograniczenie prądowe, a także regulowany zakres od 0A do 3A

- wiadomo regulacja napięcia od 0 do 24 V (jak wyżej, im więcej, tym lepiej).

- chciałbym, żeby cały zasilacz był możliwie niewielkich rozmiarów, przez co bezproblemowy w transporcie.

- może posiadać dodatkowe bajery, diody sygnalizujące zadziałania ogranicznika prądu (c.c.) 

Wymagania są dosyć spore i obawiałem się, że i również takie będą koszty, więc najpierw udałem się na poszukiwanie części, z których zbuduje zasilacz.

Wiadomo, głównym elementem każdego zasilacza  (jak i również najdroższym) jest transformator, czy to elektroniczny, czy też zwykły, są to najwyższe koszty. Tak jak było już wspomniane, udałem się na poszukiwania, i   znalazłem starą centralkę od siłowników do bramy wjazdowej dwu skrzydłowej. Elektronika była spalona, jednak w środku był nieoceniony skarb... Klasyczny transformator zasilający siłowniki, a na nich widniał napis 24 V. Strzał w dziesiątkę! Napięcie sięgające 24V jak  i wydajność prądowa, która musiała "uciągnąć" dwa skrzydła bramy, czyli na oko około 4A.

Brzmi imponująco i tak wygląda!

 Po wykręceniu z obudowy moim oczom ukazała się naklejka znamionowa, a na niej takie informacje:

Mając trafo, od razu sprawdziłem, czy w czasie przepięcia w sieci, nie zostało uszkodzone uzwojenie pierwotne. Jednak po sprawdzeniu, uzwojenie pierwotne oraz wtórne były w jak najlepszym porządku.

Znalazłem również mostek prostowniczy i po podpięciu do sieci na uzwojeniu wtórnym napięcie sięgało 24VAC, a za mostkiem prostowniczym 36VDC (bez obciążenia). Jest mała różnica, ponieważ po przemnożeniu 24 V przez pierwiastek z 2 wychodzi 34VDC, a  miernik pokazał 36VDC dlaczego? Otóż jak widać na tabliczce znamionowej transformatora, napięcie zasilania to 230VAC i przy tym napięciu, napięcie na uzwojeniu wtórnym, powinno wynosić 34VDC. Jednak po pomiarze napięcia sieciowego miało ono 240VAC i się wszystko wyjaśniło.

 Co do wydajności prądowej, spotkałem się z oznaczeniem 110VA. Pierwszy raz spotkałem się z taką jednostką Voltamper, na szczęście mamy XXI wiek i po wpisaniu frazy w wyszukiwarkę  było jasne już na nie 80% a 100%. Moje przypuszczenia okazały się słuszne, że jet to wolt x amper, czyli po przekształceniu 110VA / 24VAC = 4,58A,  w przybliżeniu 4,6A - jest to moc pozorna uzwojenia wtórnego.  

 Mając już trafo i mostek, przyszła pora na dobór przetwornicy o odpowiednich parametrach. Najbardziej do tych parametrów pasowała przetwornica bazująca na module XL4015E, o prądzie szczytowym 5A i napięciu do 35 V. Dodatkowo przetwornica ta pojawiła się w sklepie z nakładką w formie wyświetlacza LED, wyświetlających napięcie i natężenie na jej wyjściu. Przetwornica posiada możliwość płynnej regulacji napięcia i natężenia poprzez potencjometry wieloobrotowe 10KOhm.

Dodatkowym atutem jest to, że przetwornica informuje o zadziałaniu zabezpieczenia prądowego, poprzez diodę LED, jak i posiada 2 diody LED, sygnalizujące ładowanie i naładowanie ogniw litowych. Przetwornica jest małych wymiarów, co akurat jest dużym atutem (patrz założenia projektu). Kupując przetwornicę, nabyłem również grube przewody, cienkie przewody serwa, gniazda i wtyki bananowe, HX2S, diody Led, potencjometry 2x 10KOhm i 2x 1KOhm (do regulacji zgrubnej i precyzyjnej), a także radiator na moduł XL i parę innych drobiazgów. 

Mając już wszystkie potrzebne elementy, przyszła pora na obudowę, jednak nie znalazłem odpowiedniej, która by mi się spodobała. W głowie miałem obraz, jak powinna wyglądać całość, mając na uwadze niewielkie rozmiary i tak oto zaprojektowałem i wydrukowałem taką oto nasadkę na transformator, w której znajdzie się cała elektryka. 

Tylna osłona posiada wyżłobienie, dzięki czemu idealnie pasuje do obudowy.

Wydrukowałem również dystanse, które wkleiłem w obudowę i do których przykręcone są  przetwornica i wyświetlacz. 

Przykręcony wyświetlacz

Zastąpienie potencjometra wieloobrotowego, jednym zwykłym, nie daje możliwości dokładnej regulacji. Zrobiłem więc regulację zgrubną i precyzyjną,  jak jest  w większości zasilaczach warsztatowych.

Potencjometry łączymy tak jak na zdjęcie powyżej, czyli w potencjometrze precyzyjnym (1KOhm) łączymy razem 2 nóżki, a te łączymy do skrajnego wyprowadzenia potencjometra zgrubnego (10 KOhm). Następnie do skrajnych wyprowadzeń połączonych potencjometrów, podłączamy skrajne napięcia, którymi będziemy operować, a środkowe wyprowadzenie pot. zgrubnego to sygnał wychodzący. Jeżeli zdarzy się, że kręcąc w lewo, zakres się zwiększa, a chcemy, żeby się zmniejszał, wtedy należy odwrotnie podłączyć przewody napięciowe. 

 Połączone wnętrze wygląda tak

Jak widać, równolegle z mostkiem prostowniczym, połączony jest kondensator o pojemności 1000uF, który ma filtrować zasilanie, magazynować energię i oddać gdy jej zabraknie - jak to kondensator. Więcej na ten temat na końcu wpisu.

  Wszystko wpakowane w obudowie jak widać, mieści się, a nawet zostaje sporo miejsca 

 Również po zamontowaniu na trafo w środku zostaje sporo wolnego miejsca 

  Prezentacja efektu końcowego :)

 Również dokładność wskazań jest bardzo dobra, jak widać!

 Napięcie maksymalne

Pod obciążeniem wskazania nie odbiegają od tych, które wskazuje miernik.

Na koniec, pomimo wielkiej satysfakcji i poprawnym działaniu, nie byłem do końca zadowolony. Znalazłem wiele błędów technicznych i elektrycznych, które muszę poprawić, więc na pewno pojawi się jeszcze wpis na temat mojej "mini" przetwornicy warsztatowej

W takim razie zadacie pytanie,  co jest do poprawy?  Śpieszę z odpowiedzią,  po pierwsze i najważniejsze, marnuje się ogromny potencjał przetwornicy, czyli wydajność prądowa 5A. Żeby wykrzesać bezpieczne 4A dla trafo, przetwornica musi mieć lepsze chłodzenie pasywne, a może nawet pokuszę się o aktywne z automatyczną regulacją obrotów? Kto wie... Następny problem / nie problem - jeden kondensator 1000uF, to zdecydowanie za mało, z tego co wywnioskowałem, po prześledzeniu wielu wątków na forach. Więc zrobię baterię kondensatorową i to chyba by było na tyle.