DIY之多路大电流恒流恒压线性实验电源

gjs · 发表于 2010-3-18 20:06

没小数点就在小数点的位置钻个孔，补一个3mm的LED，从后面引线吧
fat 发表于 2010-3-17 09:53 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

FAT兄,由于俺的数码管比较小(0.2寸),想从后面钻孔比较难,很可能要钻断内部的PCB,明天去市场看看有没有合适的数码管再做决定了.......

gjs · 发表于 2010-3-18 20:12

小尚弟的板我和朋友各买了一块货还没到都差不多8天了，货没到手就跟朋友争论用什么表头好呢小 ...
柳暗祝明发表于 2010-3-18 16:29 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

小尚弟的板还是不错的,俺略做改动后测得的各项指标都不错......用什么表头就要看您用在什么地方了,几种表头各有优点缺点,合用就好......

小尚弟 · 发表于 2010-3-19 14:40

本帖最后由小尚弟于 2010-3-19 14:45 编辑

呵呵，没事来闲逛看到了楼主的帖子。
前面板的布局不错，只是看起来输出端子的距离近了些。
前天我也刚完成了我的30V20A的电源改造，欢迎同好去浏览
改造0-30V、0-20A可调恒流恒压实验电源

fat · 发表于 2010-3-19 15:06

改造0-30V、0-20A可调恒流恒压实验电源

前段时间朋友送了个坏的0-30V，20A的试验电源，电源参数0-30V连续可调，20A过流保护。据朋友讲这个电源可能有设计缺陷，使用过程中很容易损坏，陆陆续续修了4、5次，最后又坏掉了。
近期由于做了0-30V、0-5A可调恒流恒压电源套件，所以决定对其改造一下。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/18176472804.jpg
电源的正面图片，可以看出电源原来的电压切换方式是手动的。右边的那个灰色旋钮是之前修电源时加的电压微调。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181725265052.jpg
电源的散热系统，3个比较大的散热器，其实里边还有3个一样大的。调整管用的是2N3055。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181725282301.jpg
电源的顶视图，电源很重，拆之前我特意称了下，重量是17.5公斤。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181725897494.jpg
去掉上盖后内部一览。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181725471334.jpg
变压器的长度整整15厘米。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181725361086.jpg
叠厚8厘米。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181731941288.jpg
宽度12.5厘米。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732806101.jpg
次级输出用的是4*2mm的扁铜。根据以上变压器的尺寸和输出的线径初步估计这个变压器有800W的功率。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732920194.jpg
原电源的控制电路板，用了2个LM741，电路很简单，6个调整管均流用的电阻是用康铜丝做的。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732785008.jpg
果然，电压切换用的是多联旋转开关，为了通过20A的电流，生产厂家把4联并在了一起。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732174772.jpg
电源的整流滤波部分，整流管用的是IN5402，每6只并联作为一个二极管，整流桥一共用了24只IN5402。滤波电容用了4只50V4700UF的电解电容并联。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732587254.jpg
清晰点的整流滤波板图片。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732628233.jpg
变压器的主绕组输出电压0-15-25-36V。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181732997813.jpg
辅助绕组的输出电压，4.5V和0-17-36V，如果把0-17-36V绕组的17V抽头看作0点的话，它其实就近似于一个双18V带中心抽头的绕组。
以上是这个电源的基本情况。
根据我的分析电源之所以频繁损坏跟这个手动切换电压的开关有很大关系。
我们知道串联稳压电源的工作方式是把输入与输出的电压差由调整管分担并消耗来实现稳压的，分得的电压和流过的电流大小直接决定了调整管的功耗。
如果出现这样的操作：
试验人员将电压无意中切换开关切换到20-30V的档位，对应的36V输出绕组上，这时主滤波电容上的电压有50V多。而这时试验人员又需要做一个低压3V大电流18A的试验，这个时候就会出现问题。
首先18A的电流小于试验电源的保护电流20A，电源不会保护，会持续的输出。现在计算下6只调整管承担的功耗。假设主滤波电容上的电压刚好等于50V，那么调整管分得的电压是：输入电压50V-输出电压3V=47V，流过6只调整管的总电流是18A，6只调整管承担的总功耗为47V*18A=846W，每只调整管需要负担141W的耗散功率，查2N3055数据手册了解到，2N3055在环境温度小于25摄氏度的时候每只最大能承担115W的功耗。很显然在经过一段时间之后调整管就过热烧毁了。
这应该就是电源经常损坏的原因了。

那是不是这个电源在设计上根本就不能使用呢？
我们做下边的分析：
还是做一个低压3V大电流18A的试验，如果试验人员比较有经验或者看了电源的使用说明书会知道输出电压在3V，他选择0-10V的档位就可以了，0-10V的档位对应的输出绕组电压是15V，滤波后电压20V，调整管分得电压20-3=17V，调整管总功耗17*18=306W，折合每只2N3055调整管51W，显然在这样的条件下电源是可以长期工作的。
综上所述，这个电源存在绕组电压选择不当的缺陷。
经过我的检查7只2N3055全部损坏。

在分析了这个电源的各个参数之后我认为这个变压器配“0-30V、0-5A可调恒流恒压电源套件”再合适不过了。尤其是次级绕组输出电压，非常合适。再者套件电路中有自动绕组切换电路，可完全避免原电源的缺陷。
关于套件的一些资料：
套件的购买连接：
点我购买
套件原理图：
点我下载

套件中所有元件：
http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/161216868037.jpg

电路板正面：
http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/161217228797.jpg

电路板反面：
http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/161216108003.jpg

以下是改动、制作过程：

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181733731614.jpg
由于原套件输出电流是5A的，在扩大输出电流之后所需的调整管比较多，需要加一级推动，改动后的后级电路见上图。电路的其它部分不用改。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181932656536.jpg
把需要改动用不上的东西拆掉。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181932719680.jpg
原电路的均流电阻用的康铜丝，热稳定性比较好，准备留下康铜丝，其它去掉。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181932116998.jpg
原电路的整流滤波板也保留了。我在每个电容上加了个7.5K/2W的泻放电阻。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933931908.jpg
切换继电器用的拆机的，由于找不到大容量的用的15A，不过触点比较大，做工很好。继电器不好固定直接用A、B胶固定到变压器上了。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181932689468.jpg
继电器的固定位置和引线，现在还没有用胶固定。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933772991.jpg
电压、电流调整电位器我都换成多圈的了，这样调整起来比较细。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933442220.jpg
电位器的规格和接线。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933959814.jpg
控制板的固定，之所以把铁片弄成“Z”字型因为还有个康铜丝均流电阻板要固定。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933264983.jpg
固定好的控制板。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933416210.jpg
控制板和康铜丝均流板的固定，从侧面看下。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933850994.jpg
调整管的连线。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181933711248.jpg
调整管都换成3DF20了。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181934328841.jpg
装好了。

要开始试验性能了。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181934952837.jpg
先试这个30V20A柔性的一面。
调整恒流15mA，电压15V，关闭电源接上一个白光二极管，不加任何限流电阻，开机。白光二极管发光。同时恒流指示灯也亮，表明恒流电路起作用了。如此开关几次白色发光管正常，没有出现损坏。
另外我调整恒流电位器时发先用10圈的多圈电位器，电流的步进在15mA左右。比如恒流15mA，略微调下成了30mA，再调45mA。粗略算了下：多圈电位器的步进约是20A/0.015A=1333步。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181934530523.jpg
这个图是1mm的焊锡丝通10A电流的情况。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181934591525.jpg
大约过了不到5秒钟，焊锡丝就融化了一段。

http://blog.21ic.com/UploadFiles/2010-3/181934761565.jpg
这个是电源比较阳刚的图片。
输出电压30V，恒流20A，用1000W的电炉丝作负载，当电流接近20A时，火花四溅，电炉丝直接融化了。

截至目前电源使用正常，不过说实话这个电源功率大耗电，电流也太大，试验时我很少用。一般都用我那个5A的。

小尚弟 · 发表于 2010-3-19 15:28

多谢“FAT”老哥转贴。
记得帖子不好转呀，我往CT原创栏目转的时候不显示图片，我还以为不能转呢。

fat · 发表于 2010-3-19 15:31

CT的论坛版本太低，这里是Discuz!7.2，转帖时只要在源页面那边“选择”->“复制”，到这里“粘贴”就搞定收工了

小尚弟 · 发表于 2010-3-19 15:44

CT的论坛版本太低，这里是Discuz!7.2，转帖时只要在源页面那边“选择”->“复制”，到这里“粘贴”就搞定收 ...
fat 发表于 2010-3-19 15:31 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

原来如此！

gjs · 发表于 2010-3-19 15:53

李兄来啦?刚在手电有几个兄弟问俺套件的事,俺已经让他们上淘宝找你了......前几天有没有来买套件和25个调整管的?那兄弟也是手电的,他也要做20A的...你那个变压器可是媲美量身定做啊,俺是买了个新的自己改绕的...

...前端输出接口靠得比较近的原因是原来只准备一组输出,只有中间二个端口,想双组输出为了平衡就只能搞成这样啦....

gjs · 发表于 2010-3-19 16:02

记错了,那家伙要做40A的,他用了三个500W的牛,今天可能还有个要做15A的要去你那边,也是手电的兄弟.....

HGQ21102 · 发表于 2010-3-19 16:13

本帖最后由 HGQ21102 于 2010-3-19 16:18 编辑

20A继电器切换是个大问题~~我有时用低压大电流(大约4V5A)时会发现有继电器接触点有焊死的情况~~拍打下继电器才能完全式放,看到公司得大电流接触器眼就发光

~~总是想顺来扩多一级~~嘻嘻~~

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李兄这篇非常好的修复、改装教程，我转帖过来，方便大家浏览