Конструкция источника питания - Многорежимные регуляторы

Я пытаюсь создать настольный источник питания постоянного тока для питания небольших проектов, макетов, ардуинов и т. д. Это список того, что я хочу от него:

  • Рельсы с фиксированным напряжением для 24 В, 12 В, 9 В, 5 В и amp; 3.3V
  • Изменить: Текущие требования: 1A будет в порядке, 2A Я буду доволен, и где-нибудь рядом с полным 3A, предлагаемым с помощью кирпича для ноутбука, который я использую (см. ниже), будет отлично.
  • >
  • Переменный рельс напряжения от ~ 0 В до ~ 24 В
  • Импульсная широкая модуляция на переменном рельсе
  • Панель вольтметра на переменном рельсе
  • Индикатор включения питания
  • USB-порты для зарядки USB-устройств.
  • (Другие вещи, которые не связаны с этим вопросом, такие как выбираемые методы борьбы с переходными импульсами напряжения от использования ШИМ к силовые индуктивные нагрузки, регулируемые диапазоны частот PWM и т. д.).

Я буду использовать блок питания для ноутбука с напряжением 240 В переменного тока и 24 В, способный выводить 3А.

Для создания желаемых напряжений я намерен использовать линейный регулятор напряжения для каждого рельса, каждый из которых принимает вход 24 В от силового кирпича. Ниже приведен обзор моей планируемой установки. Конструкция источника питания

Схема PWM, которую я буду использовать, будет питаться от шины 12 В. USB-порты будут отключены от шины 5 В. Светодиодный индикатор питания (не показан) скорее всего оторвется от шины 3.3 В.

Вот мои вопросы:

  1. Я предполагаю, что регуляторы напряжения должны быть параллельны, каждый принимая полный вход 24 В, хотя будет большой разница между входом и выходом для некоторых из них (например, от 24 В до 3.). Я думал о том, чтобы поставить их в ряд, чтобы выход 12V первого регулятора подавал регулятор 9V, который будет питаться регулятор 5V и т. д., но схемы каждого регулятора блок на моей диаграмме выше разделил бы некоторый ток, оставив меня с очень небольшим входом 3A max для рельсов более низкого напряжения. Является это правильно? Я также предполагаю, что более значительные сокращения напряжение, необходимое для параллельной компоновки, как показано, будет производить больше тепла, чем в серии, но каждый регулятор будет иметь хороший жир радиатор и все это будет заключено в чем-то с по меньшей мере, вентилятор или два и множество отверстий для вентиляции.
  2. Рельс переменного напряжения будет управляться потенциометром в регулятор переменного напряжения (LM350). Должен ли я использовать разные постоянные регуляторы напряжения для моих фиксированных рельсов напряжения, или используйте LM350 для каждого, и установить их выходы с фиксированными резисторами или обрезкой горшки?
  3. Как кирпич для ноутбука я уже использую выходы 24v, я должен провод непосредственно к выходному терминалу для моего 24-вольтового рельса или Я также поставил регулятор напряжения там? В идеале не было бы с 24в до 24 В, но я не уверен, насколько напряжение - от кирпича для ноутбука. Я даже не уверен, что вы можете получить из регулятора именно то, что вы вложили - должно быть какое-то напряжение упало по пути. Если необходимо, есть ли другой способ: может обеспечить постоянный выход 24v?
  4. Я видел учебник где-то некоторое время назад, когда кто-то подключал вольтметр в psu, но инструкции, упомянутые с использованием 9v батарея и реле для питания вольтметра, а не силы вытягивания непосредственно из внутренних частей блока питания. Должен ли я это делать? Там было никаких причин, приведенных в учебнике, я не читал. Как упоминалось выше, я был собирается вывести мощность с 12-вольтового рельса.
  5. Есть ли что-то, что можно считать существенным для дизайн источника питания? Какие-либо функции безопасности? LM350 по-видимому, рассчитан на 3A и имеет встроенную максимальную токовую защиту. Я также добавлю предохранители на каждый рельс. Будет ли это адекватным в событие короткого замыкания при любой внешней нагрузке (например, плохо проводная макет и т. д.)
12 голосов | спросил John 16 Maypm13 2013, 13:53:28

2 ответа


8

Я согласен с другими в том, что коммутаторы - лучший выбор с точки зрения эффективности, но с ними может быть сложно справиться, если вы неопытные, и может быть много странных эффектов, которые не сразу очевидны (дозаправка , частоты биений и т. д.), что может затруднить жизнь. Предполагая, что вы выяснили свою рассеиваемую мощность и знаете, сколько тока каждый рельс может доставить, если линейки будут работать на вас, придерживайтесь их (по крайней мере, для первого прохода).

Если вы пытаетесь получить прямоугольную волну с переменной амплитудой на вашем регулируемом рельсе, измельчение может ввести шум в основной рельс 24 В, который может появиться на других рельсах. Вы можете захотеть иметь LC-фильтр между основной 24-вольтовой шиной и входом регулятора для обеспечения высокочастотной изоляции и, возможно, потребуется дополнительная емкость на выходе регулируемого регулятора (объемная электролитическая, а также низкоомная керамика), если вы ожидаете, что прямоугольные волны будут резкими.

1, 5). В вашей схеме есть некоторые опасности.

Рассеяние мощности в линейных регуляторах будет

\ $ (V_ {out} - V_ {in}) \ cdot I_ {out} \ $

, что важно, особенно для нижних выходных рельсов. Регуляторы типа 78xx имеют встроенную термическую защиту около 125 ° C и (без теплоотвода) термическое сопротивление перехода к воздуху 65 ° C /W. Ваше тепловое управление будет сложным.

Другая потенциальная проблема - если элемент последовательного прохода в любом из ваших низковольтных регуляторов не работает или обходит (закорочен), вы представляете полный вход 24V на выход. Это может быть катастрофическим для низковольтной логики. Вы должны защищать свои низковольтные рельсы с помощью ловушек SCR , которые могут поглощать достаточное количество тока для поместите кирпич DC /DC в текущий предел и скомбинируйте 24-ватный рельс (им также понадобятся большие радиаторы). Предохранители вряд ли будут хорошей защитой, так как 24V-кирпич, вероятно, недостаточно жесткий, чтобы генерировать \ $ I ^ 2 \ cdot t \ $, необходимые для вдувания плавкого предохранителя.

2) Независимо от того, что плавает ваша лодка.

4) Метры не являются огромными нагрузками. Просто используйте один из ваших рельсов.

3) Правильно - все регуляторы имеют требования к запасам. Если вам нужен максимум 24 В, вам нужно прямое соединение, и вам придется полагаться на любые внутренние защиты, которые предоставит вам кирпич.

ответил Adam Lawrence 16 Maypm13 2013, 16:50:54
8

Вы не указали текущие требования к выходу, но самая большая проблема, с которой вы столкнетесь, - это рассеиваемая мощность, и я настоятельно рекомендую вам рассмотреть возможность использования переключающих регуляторов для 12 В, 9 В, 5 В и 3 В 3 и при необходимости использовать их для генерации 13 В , 10 В, 6 В и т. Д. И имеют линейные регуляторы Low-Drop-Out (LDO), чтобы получить снижение до конечного напряжения, которое вам нужно.

Преимущества - значительно меньшая теплоотдача на конструкцию и более высокие токовые выходы, особенно на 3V3 и 5V.

1) Регуляторы могут быть последовательно или параллельно, но это будет регулятор 12 В, который генерирует большую часть тепла, если использовать линейные ряды последовательно. Если вы используете коммутаторы, то при условии, что они могут работать с входом на 24 В +, то параллель, вероятно, лучше, но если вы найдете действительно приличный 12-вольтовый коммутатор и отключаете другие переключатели низкого напряжения /LDO от его выхода, это тоже будет работать.

2) Я бы использовал переключатели и линейный LDO (необязательно)

3) Я бы подключил его напрямую

4) Я не понимаю этого момента, но также не вижу, как висит метр на выходе как проблема.

5) Добавьте предохранители перед регуляторами, если это необходимо, но вполне вероятно, что большинство регуляторов будут иметь избыточную защиту, легко добавляемую, если это не является неотъемлемой частью устройства. Возможно, у меня возникнет соблазн запустить USB из собственной схемы 5 В. Возможно, у меня также возникнет соблазн предоставить рельс -9V (или -12V или -5V).

РЕДАКТИРОВАТЬ - я бы, вероятно, поставил светодиод на каждый выход

ответил Andy aka 16 Maypm13 2013, 14:55:48

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132