От много време ми се върти из главата идея за лабораторно захранване, което да използвам ежедневно в развойната ми работа. В момента използвам ТЕС-ове и разни правениот мен за конкретните ми приложения, но мисля, че вече е време да направя нещо по-универсално и подходящо за целите ми (предполагам, че и за вашите)...
Използвайки мненията Ви от темата на ДАН за захранванията реших да се опитам да дефинирам нещо като технически параметри и функционалност, която биха ми вършела работа. Няма точно да ги специфицирам, за да не налагам излишни ограничения или излишно усложняване на схемата, а и очаквам ваши идеи и изисквания, които да бъдат добавени.
Идеята ми е да се направи компактно и леко дву-канално захранване (2 положителни напрежения с обща маса без компенсация на пада по кабелите в изхода им), с максимална функционалност на минимална цена … С две думи „хубаво и евтино”
За да е леко и компактно - идеята ми е вместо трансформатор или разработване на мрежово импулсно захранване - да използваме компактно импулсно захранване (адаптер) за лаптоп. Гледам разни 20V/4.7A по 30лв в Кузмов. Това е около 100W.
Идеята ми е захранването да е двустъпално – импулсен предрегулатор + линеен регулатор след него. Така ще се намали мощността разсейвана от мощните транзистори на линейния регулатор. Така вероятно ще се избегне и необходимостта от принудително охлаждане с вентилатор.
Адаптера за лаптоп AC220 -> DC20V/5A. ще захранва два идентични канала, всеки от които е изграден от DC/DC предрегулатор и прецизен линеен регулатор на напрежение с токоограничение. Така ще може при ниско изходно напрежение да имаме голям изходен ток (>5А примерно при 5V в изхода). Единственото ограничение ще е сумата от мощностиър в двата канала да не надхвърля мощността на мрежовия адаптер. (Предполагам, че това би било достатъчно за доста девелопъри.)
Изходното напрежение и ток на всеки от каналите трябва да може да се регулират дигитално от ротари енкодер или от персонален компщтър през галванично разделен комуникационен интерфейс. Допълнително може да се сложи и защита (с тиристор в изхода) от пренапрежение или изхода да се направи „биполярен” (с мощен транзистор и към маса).
Има доста тънкости в аналоговата част на линейните регулатори (шумове, стабилност и бърза реакция при промяна на товара), но се надявам с общи усилия да достигнем до приемлив вариант.
За да не се използват много на брой и скъпо чипове – идеята ми е до колкото може фунционалността да бъде поета от микроконтролера.
За да не се използват външни ADC-та за измерването на изходния ток и напрежение на каналите обмислям възможността да използвам контролер с вграден 12битови конвертор. За управлението на изходните токове и напрежения на каналите мисля да използвам външни DAC-ове (не се сещам за подходящ контролер с 4бр. поне 12bit. DAC-a). Гледам микрочеп предлагат 4 канални 12битови DAC-чета с I2C интерфейс за около 1долар.
За управление мисля да използвам клавиатура с 16 бутона + ротари енкодер.
Отделно захранването ще може да се управлява и от PC.
Мисля да е през USB (RS-a отдавна изчезна от лаптопите). Трябва задължително да има галванична изолация, като за целта мисля да използвам 2 оптрона. Т.е. микроконтролера през UART и 2 оптрона комуникира с FTDI Serial to USB конвертор. Ще се използва захранването на USB-то за захранване на FTDI-я и оптрона от страната на РС-то. Може да се използват оптрони с цифров изход за да се постигнат скорости над 115.2 kbps.
Относно функциите – ще има индивидуално вклщчване и изклщчване на изходите, заклщчване на сетингите, задаване на обхват на промяна на изходото напрежение (минимално и максимално - това е основна функция, която ми трябва при развоя и тестовете на батерийни устройства), задаване на тока на токоограничение, управление на изходите директно от ротари-енкодера или с бутони (делта + и делта -).
Комуникационния канал с РС-то освен за управление ще може да се използва и за логване с предварително зададен семпъл рейт на изходния ток и напрежение (предполагам, че ограничението ще дойде основно от UART -a)
Дисплея ще трябва да е графичен – поне 128х64, н достатъчно голям, на който едновременно да може да се показват изходните напрежения, токове, мин и макс обхват на всеки от каналите и др. (За това беше питането ми в в другата тема преди няколко дни)
Мисля, че е напълно възможно контролера през ПВМ-ите си директно да управлява през драйвери мосфет-ите на предрегулаторите на двата канала, да измерва с вграденото си АДЦ изходните токове и напрежения на каналите (12битово ), да чете ротати енкодера и клавиатурата, да управлява бъзер и външните DAC-ове (12 битови) и ЕЕПРОМ през I2C. Т.е. като изклщчим операционните усилватели, компараторите и драйверите за MOSFET-овете – всичко друго да се поеме от контролера.
По този начин ще може доста да се оптимизира броя и стойността на компонентите, а и да се постигне максимална гъвкавост на дизайна.
Предполагам, че гореописаната функционалност ще е повече от достатъчна за софтуерни ембедед девелопъри. (Поне аз бих бил щастлив и по-спокоен, ако разполагах с такова в ежедневната ми работа.)
Понеже не разполагам с много време точно в момента – мисля че ще е добра идея, ако захранването се дефинира и разработи с общи усилия – като отворен проект.
Приемам всякакви идеи, критики и коментари ...
