- 07 cze 2012, 22:01
#467107
Po ponad dwóch miesiącach testów i doświadczeń, pozwolę sobie założyć ten temat aby podsumować moje „prace projektowe” - zapoczątkowane w temacie „projekty pomysły” (od str. 41) - nad układem zasilania moda opartym na module KIS-3R33S i potencjometrze cyfrowym.
Układ który roboczo nazwałem VVPS (VV Power Source ) zapewnia:
- ograniczenie zakresu nastaw napięcia wyjściowego w zakresie od 3,65V do 6,02V (bez obciążenia);
- sterowanie pracą modułu KIS-3R33S dowolnym mikroprzełącznikiem poprzez wejście EN/DIS i wiążące się z tym rozwiązaniem proste „pseudo zabezpieczenie” akumulatorów przed nadmiernym rozładowaniem*;
- nastawę napięcia wyjściowego Vout za pomocą dwóch mikroprzełączników sterujących 64 pozycyjnym potencjometrem cyfrowym**.
- spadki napięcia pod obciążeniem nie przekraczające 0,05V (dla RL=3,3 ohm w zakresie Vout od 3,65V do 5,45V – lub - dla RL=2,0 ohm w zakresie Vout od 3,65V do 4,60V), patrz wykres poniżej***:
*Bez wnikania w detale – przycisk NO wraz z rezystorami R7(100k), R8(27k) i R9(10k) umożliwia załączanie układu KIS poprzez wejście EN tylko dla Vin powyżej 6,0V. Poniżej tego progu, przycisk NO nie załącza i tym samym może zabezpieczyć ogniwa (np. bez PCB) przed nadmiernym rozładowaniem (poniżej 3V na cele). Napisałem „może” a nie że na pewno zabezpieczy, ponieważ ogniwa niekoniecznie rozładowują się równomiernie. Maksymalne napięcie Vin przy którym przycisk NO nadal prawidłowo rozłącza przekracza 8,6V (czyli powyżej 2x 4,25V).
**Zastosowany w układzie potencjometr DS1869 ma 64 pozycje. Z matematyki wynikałoby więc, że dla zakresu nastaw napięcia Vout od 3,64V do 6,02V – czyli 2,38V, precyzja nastaw wynosi 0,037V. W układzie w jakim zastosowałem potencjometr jest jednak trochę inaczej – precyzja nastaw spada wraz z wzrostem ustawionego Vout:
Vout(3,64-4,00V) => prec. 0,01-0,02V,
Vout(4,00-4,50V) => prec. 0,02-0,03V,
Vout(4,50-5,00V) => prec. 0,03-0,05V,
Vout(5,00-5,50V) => prec. 0,05-0,07V,
Vout(5,50-6,01V) => prec. 0,07-0,09V.
Ponieważ największy spadek precyzji nastaw dotyczy napięć powyżej 4,5V, w większości zastosowań nie powinno stanowić to specjalnego problemu.
***Wysokość spadków napięcia Vout jest uzależniona głównie od oporności RL załączonej grzałki. Dla każdego oporu RL, istnieje określony próg napięcia Vout przy którym układ osiąga swoją maksymalną moc. Im mniejszy opór RL, tym ten próg jest niższy, a spadki napięcia Vout wyższe. Jak się przekonałem, opór grzałki nie jest jednak jedynym powodem pojawiania się w układzie niepożądanych spadków napięcia. Istotna jest jakość płytki drukowanej oraz staranność jej montażu.
Schemat układu:
Zastosowany w powyższym schemacie moduł KIS-3R33S jest wewnętrznie zmodyfikowany. Modyfikacja umożliwia rezygnację z stosowania zewnętrznych kondensatorów elektrolitycznych na wejściach Vin i Vout. W ramach modyfikacji modułu:
- usunięto rezystor R6 i zastąpiono go mostkiem;
- usunięto diodę zenera D2 i zastąpiono ją kondensatorem tantalowym 47uF/10V - C8;
- usunięto kondensator C1 i zastąpiono ją kondensatorem tantalowym 47uF/10V – C7.
Wykaz elementów:
1x laminat dwustronny 65x29mm;
1x moduł KIS-3R33S;
2x kondensator tantalowy smd 47uF/10V (TAJB476K010RNJ), obudowa typu „B”;
1x układ scalony DS1869-10 (10k, obudowa DIP8);
2x mikroprzełącznik TACTM-613N-F (wysokość 12,5mm);
1x mikroprzełącznik KS01-BV-BLACK;
1x kondensator ceramiczny 0,1uF;
7x rezystor 0,25W: 2x 10k, 1x 100k, 1x 27k, 1x 15k, 1x 51k, 1x 4,7k.
Schemat płytki drukowanej i modyfikacja modułu KIS-3R33S:
Rysunek płytki nadający się do druku laserowego znajduje się TU. Obszar wydruku 65x65mm.
Schemat montażowy:
W przedstawionej powyżej wersji, całkowita długość układu wraz z woltomierzem cyfrowym nie przekracza 80mm. Szerokość płytki wynosi 29mm, ale można ją zredukować (szlifowanie) do 27mm. Układ pierwotnie zaprojektowałem do montażu w rurze o przekroju wewnętrznym 30mm, ale dzięki otworom mocującym można go mocować w dowolnym boxie bezpośrednio do jego ściany - patrz na rysunek wyżej.
***
Zaznaczam, że układ opracowałem tylko na własne potrzeby i nie będę go ani produkował, ani sprzedawał. Udostępniam jednak całą „dokumentację” (CC) a w razie ewentualnych pytań, służę – w miarę możliwości – pomocą.
Układ który roboczo nazwałem VVPS (VV Power Source ) zapewnia:
- ograniczenie zakresu nastaw napięcia wyjściowego w zakresie od 3,65V do 6,02V (bez obciążenia);
- sterowanie pracą modułu KIS-3R33S dowolnym mikroprzełącznikiem poprzez wejście EN/DIS i wiążące się z tym rozwiązaniem proste „pseudo zabezpieczenie” akumulatorów przed nadmiernym rozładowaniem*;
- nastawę napięcia wyjściowego Vout za pomocą dwóch mikroprzełączników sterujących 64 pozycyjnym potencjometrem cyfrowym**.
- spadki napięcia pod obciążeniem nie przekraczające 0,05V (dla RL=3,3 ohm w zakresie Vout od 3,65V do 5,45V – lub - dla RL=2,0 ohm w zakresie Vout od 3,65V do 4,60V), patrz wykres poniżej***:
*Bez wnikania w detale – przycisk NO wraz z rezystorami R7(100k), R8(27k) i R9(10k) umożliwia załączanie układu KIS poprzez wejście EN tylko dla Vin powyżej 6,0V. Poniżej tego progu, przycisk NO nie załącza i tym samym może zabezpieczyć ogniwa (np. bez PCB) przed nadmiernym rozładowaniem (poniżej 3V na cele). Napisałem „może” a nie że na pewno zabezpieczy, ponieważ ogniwa niekoniecznie rozładowują się równomiernie. Maksymalne napięcie Vin przy którym przycisk NO nadal prawidłowo rozłącza przekracza 8,6V (czyli powyżej 2x 4,25V).
**Zastosowany w układzie potencjometr DS1869 ma 64 pozycje. Z matematyki wynikałoby więc, że dla zakresu nastaw napięcia Vout od 3,64V do 6,02V – czyli 2,38V, precyzja nastaw wynosi 0,037V. W układzie w jakim zastosowałem potencjometr jest jednak trochę inaczej – precyzja nastaw spada wraz z wzrostem ustawionego Vout:
Vout(3,64-4,00V) => prec. 0,01-0,02V,
Vout(4,00-4,50V) => prec. 0,02-0,03V,
Vout(4,50-5,00V) => prec. 0,03-0,05V,
Vout(5,00-5,50V) => prec. 0,05-0,07V,
Vout(5,50-6,01V) => prec. 0,07-0,09V.
Ponieważ największy spadek precyzji nastaw dotyczy napięć powyżej 4,5V, w większości zastosowań nie powinno stanowić to specjalnego problemu.
***Wysokość spadków napięcia Vout jest uzależniona głównie od oporności RL załączonej grzałki. Dla każdego oporu RL, istnieje określony próg napięcia Vout przy którym układ osiąga swoją maksymalną moc. Im mniejszy opór RL, tym ten próg jest niższy, a spadki napięcia Vout wyższe. Jak się przekonałem, opór grzałki nie jest jednak jedynym powodem pojawiania się w układzie niepożądanych spadków napięcia. Istotna jest jakość płytki drukowanej oraz staranność jej montażu.
Schemat układu:
Zastosowany w powyższym schemacie moduł KIS-3R33S jest wewnętrznie zmodyfikowany. Modyfikacja umożliwia rezygnację z stosowania zewnętrznych kondensatorów elektrolitycznych na wejściach Vin i Vout. W ramach modyfikacji modułu:
- usunięto rezystor R6 i zastąpiono go mostkiem;
- usunięto diodę zenera D2 i zastąpiono ją kondensatorem tantalowym 47uF/10V - C8;
- usunięto kondensator C1 i zastąpiono ją kondensatorem tantalowym 47uF/10V – C7.
Wykaz elementów:
1x laminat dwustronny 65x29mm;
1x moduł KIS-3R33S;
2x kondensator tantalowy smd 47uF/10V (TAJB476K010RNJ), obudowa typu „B”;
1x układ scalony DS1869-10 (10k, obudowa DIP8);
2x mikroprzełącznik TACTM-613N-F (wysokość 12,5mm);
1x mikroprzełącznik KS01-BV-BLACK;
1x kondensator ceramiczny 0,1uF;
7x rezystor 0,25W: 2x 10k, 1x 100k, 1x 27k, 1x 15k, 1x 51k, 1x 4,7k.
Schemat płytki drukowanej i modyfikacja modułu KIS-3R33S:
Rysunek płytki nadający się do druku laserowego znajduje się TU. Obszar wydruku 65x65mm.
Schemat montażowy:
W przedstawionej powyżej wersji, całkowita długość układu wraz z woltomierzem cyfrowym nie przekracza 80mm. Szerokość płytki wynosi 29mm, ale można ją zredukować (szlifowanie) do 27mm. Układ pierwotnie zaprojektowałem do montażu w rurze o przekroju wewnętrznym 30mm, ale dzięki otworom mocującym można go mocować w dowolnym boxie bezpośrednio do jego ściany - patrz na rysunek wyżej.
***
Zaznaczam, że układ opracowałem tylko na własne potrzeby i nie będę go ani produkował, ani sprzedawał. Udostępniam jednak całą „dokumentację” (CC) a w razie ewentualnych pytań, służę – w miarę możliwości – pomocą.
Ostatnio zmieniony 08 cze 2012, 10:13 przez Paveletz, łącznie zmieniany 2 razy.