維修、實驗用電源供應器之思考

ysc

電源供應器可說是電子工作者最基礎的儀器，雖然有現成的線性可調電源供應器可以使用，但對於一些小功率實驗或維修需求似乎不太適當，如體積太大、重量太重，小電壓輸出時不小心碰到電壓調整旋鈕那就悲劇啦。

好幾年前加入痞酷網時就看過Scott Wang大的多組式固定電壓電源供應器：
http://hihand.myweb.hinet.net/prg/5-15v-4setsPower.htm

這種固定電壓多組式電源供應器有其實用價值，心中一直想做一個，幾經思考想把它做成三部分，以彈性為主要考量。

1. 單電源供應器，總供電能力1A：

以常用的穩壓元件來達成，如7805/LM317之類的，可以用來應付電池電壓的需求，或邏輯電路5V，每個輸出接一顆LED，直接從輸出端子取電，匹配好限流電阻可以大略判斷輸出是否正常。

2. 雙電源供應器，正負各供電能力1A：

也是以線性元件來組成，主要是做類比雙電源實驗用，或是替代9V電池電壓，單電源9V、12V、15V也足以應付。

3. 雙電壓/電流表，這個可有可無，需要觀測負載電流變化或是電壓時就可派上用場：

左右電壓電流表內部供電各自獨立，電路互不相通，以香蕉插頭來連接電源端(IN)與負載端(OUT)，以插線方式來選擇觀測哪組電壓電流，可滿足彈性使用需求。

以上分成三個外殼製作，以積木概念互相搭配使用，應該足以應付大部分實驗或維修需求，或許大家有更好的想法......

tsai5371

過年都看我胡搞瞎搞喇黃金
終於有人發痞酷正常貼文了

scottwang

1. 若用78M05,79M05之類的正負電壓的IC要經過挑選才裝上去,不然你得處理正負電壓輸出不平衡的問題,還有其輸出電流太小.
   (因為當時零件較貴,而且也沒有多想,因而沒有經過挑選,所以目前的正負電壓並不相等,大約在0.5V以下)

2. 全部採用LM317和LM337的IC,這樣可以做正負電壓平衡的微調.

3. LED指示燈用3mm型,可以吃約5mA以下即可,不然太多個也是很耗電. (正負電源若有短路現象可以由LED亮度看個大概)

4. 電壓表和電流表,若要裝需要裝許多組,你若要每組都可以測,那就是正負各一組,另外正負各用3個按壓式小開關,想看哪個就按哪個,若想用波段式開關也行,若不嫌麻煩可以用NE555,CD4017和CD4066去做電子循環選擇式開關,可以參考以下的方式,正負各做一組即可,但是不必用那麼多個的CD4066. (我是看LED亮度,若覺得輸出電壓有異常時再去測電壓,測量電路電壓若與期盼值有出入時,也會去量電源電壓)

2組10 通道 示波器萬用電表多工選擇器.
http://hihand.myweb.hinet.net/prg/ScopeMultiTester1-10.htm

5. 電流想要1A的話,記得變壓器電流買大一點的.

duke83

可調限流電路最好還是加上去，維修線路或測試元件都用的上麵包板上實驗線路也不易燒壞零件，要做成積木式也行，香蕉插頭與引線請採用高品質的否則後續麻煩一堆如接觸不良與壓降。
甚至可以考慮輸出做成四線式的，將穩壓電壓回饋點與電壓表分開引線，也可以使用單一四端子接頭來做專用引線，這是龜毛派的作法可以消除電源長引線的壓降損失誤差。

傳統實驗電源或積木式電源通電前都要再三小心確認，最好是引線與表頭都能夠一目瞭然出錯率才會低。
傳統市售實驗電源最大的問題還是電壓調整 VR，請自行更換成進口高級品，可以減少許多麻煩與困擾。

個人覺得實驗電源還是要分開成幾台，小功率與大功率分開用，小功率可以有兩台相同的串聯起來成多電壓或正負雙電源，大功率雙電源用上的機率太少，每台都能獨立調整電壓與電流與顯示電壓電流。
還要準備一台測試元件專用限流電源，電壓分成幾檔 10V、20V、30V 電流分成 1mA、10mA、100mA 這幾檔就夠了，再裝上四位半數字電壓表頭，拿來測 LED 或齊納二極體甚是方便。

鍾義亭

scottwang 發表於 2018-2-18 03:11 AM
1. 若用78M05,79M05之類的正負電壓的IC要經過挑選才裝上去,不然你得處理正負電壓輸出不平衡的問題,還有其輸 ...

我們是 Design House ?
我在大陸多個論壇
直接用繁體 ,  三年經驗了
你有公司 ,  可否出十個外殼
有十個想DIY ,   我也想要個
SPS 鐵芯 , 我公廠做過事 會弄
對話 ,  不想超過三次
我可以提供 ,  大陸要DIY的困難
如在大陸淺水 ,  我就多話了
不是在職工程師 ,  少人認識 是沒人理
也沒多錢, 來DIY
大陸才有高級的貨 ,  台灣只有基本款
如生不出鐵殼,   沒鐵芯可用  , 就是空談
一直說大陸很敏感 ,  我要買的 都在對岸

我是用選字 ,   六十多歲　還能DIY PCB 的
有心血管問題 ,  沒體力　不能一直對話
只能偶而說上兩句 , 不想討論
我想跟同事 了解SPS ,   他回 不研究不討論
那時我家沒電腦　,　一台要三萬元
SPS 很煩人 , 只需你當負責 來生產
大陸不讓用鏈結 ,  台灣不能 講大陸
那我是 ,  無話可說 了

我很需要台二手 , 來仿製
匯款找我妹 ,  我弟在大陸 不想代買
他以前進出口 ,  現賣 手工香腸
我都是 ,  找別人辦事





我弟不想買 ,  就找她買
很煩人,  不是工程師 不代買
找她很煩人,  別找我
都回要有量 ,  有量 找大陸論壇 就可
想買的 ,  在論壇 去喊 ,  台灣就有貨買了

想要程式 ,  去付費網 ,  有公司 就會給你了

wish

大家都知道某方面我是個很龜毛的人，自製的東西如果是經常要用的，我還是會考慮一下美觀的問題，不知道大家自製的東西怎麼在面板上印字？

鍾義亭

三人的 代工儀器 , 就用轉貼紙轉印
再噴透明漆 ,  掉漆時 這台已沒新鮮感
可以換新了 , 都還沒買 就來說掉漆
有很好的金屬漆 ,   噴的像鐵殼

噴墨印表機用 水轉印紙

SIMON1016

wish 發表於 2018-2-18 10:35 AM
大家都知道某方面我是個很龜毛的人，自製的東西如果是經常要用的，我還是會考慮一下美觀的問題，不知道大家 ...

樓上7#鍾大的建議看來實用

A 護貝
面板用電腦繪印到紙上 比對實物確認   
然後美工刀筆刀開孔與內框,
用麥拉片護貝後重複上述開孔與內框, 護貝墊木將板以木刻刀鑿內框角
==> 這點最細工最累 美觀問題勝敗取決於此
我接私案出給客人時, 才會這樣搞

B 麥拉片投影片
同理 上述可以'從簡'  圖面左右反轉用影印做麥拉片投影片方式

C 打印 膠帶
只貼一段還好; 若是兩個以上就是補釘, 有志丐幫九袋長老可以考慮


D 紅膠直上
以前初期SMT常常用的點膠機(dispenser)來加紅膠，
那時候看了PCB上有紅膠做點字標出SMT線號批號,受到啟發
後來SMT線汰出點膠機  我請做治具的麻吉依這想法做了一個面板
有XY定位滑台 和空壓環境的可以玩玩 (空壓驅動擠紅膠 或自行染色環氧樹脂)

E 簽字筆藝術手繪
這不是我自創  是受1#連結Scott Wang大的啟發  

scottwang

SIMON1016 發表於 2018-2-18 06:06 PM
樓上7#鍾大的建議看來實用

A 護貝

>E 簽字筆藝術手繪
>這不是我自創  是受1#連結Scott Wang大的啟發  

哈哈,萬用油性粗細簽字筆,面板寫字和畫圖, PCB Layout, PCB零件功能標示, 接頭腳位編號標示 ...

scottwang

wish 發表於 2018-2-18 11:35 AM
大家都知道某方面我是個很龜毛的人，自製的東西如果是經常要用的，我還是會考慮一下美觀的問題，不知道大家 ...

看您夠不夠龜毛,透明膠紙轉印,雷雕(雷射雕刻) ...

SIMON1016

積木概念 橫臥的層疊 ˊ或是 直立的排放
拉出來的線組 有時擋住顯示器或旋鈕  挺礙事的

jason680

可以從幾個方向來看問題

1. 執行力很強
  那就定好最完善的功能規格,一次做好.

2. 執行力尚可,可以實做出自已想的
  那先把自已能做的,先做出來,再來改善...
  註:或者是把"最基本"該有的保護功能實做後,
  再來加後續功能...
像我這種想法很多,但執行力不足的....
有時候往往想了很多功能,擺著擺著,就都沒做了...

---------------------------------------------------------
如果你執行力夠強大,在輸出的LED上,在輸出電壓上加入電源範圍檢測
例: 5V 一般而言 +-5%為正常範圍(可自訂),
1. +-5%, 4.75V~5.25V
  亮 綠燈(表示正常)
  註:使用紅綠雙色LED,可以組出紅,綠,黃三個顏色
  紅綠LED同時亮為"黃"(橙/橘)色

2. +-5% ~ +-10%, 低電壓4.5V~4.75V.
  亮 黃燈(表示"輕微"異常)
  輕度過載保護等等...

3. +-10%以外
  亮 紅燈(表示"嚴重"異常)
  嚴重過載或短路保護等等...
  也可能是故障...

註:如果加上閃爍,就可以有更多變化...

基本上,這要使用單晶片寫程式(ADC)來完成...
要用比較器來組出來也可以,但要很多組也很麻煩...
所以"執行力"要夠強,要不然想著想著加一堆"高級"功能,
沒做出來,也沒用...

  

antlu

電壓表 電流表 若是數位顯示都需要外加電源,我先前有過一個經驗電流表除了外加電源之外,還要考慮電源接地的問題,檢流器SHUNT 好像設計成共地端,不能亂接!! 若是不想麻煩使用機械表頭又有精度問題...

ysc

scottwang 發表於 2018-2-18 03:11 AM
1. 若用78M05,79M05之類的正負電壓的IC要經過挑選才裝上去,不然你得處理正負電壓輸出不平衡的問題,還有其輸 ...

不愧是行家，做過才會想到這些實際問題，目前有考慮到所有元件在焊上去之前要先測量配對，手邊78/79系列有好幾百顆，可以慢慢挑......

ysc

duke83 發表於 2018-2-18 05:50 AM
可調限流電路最好還是加上去，維修線路或測試元件都用的上麵包板上實驗線路也不易燒壞零件，要做成積木式也 ...

這個構想主要是簡單實用，若講究精密度可能要選擇廠製機，所以會歸納出這樣是經過折衷的。

antlu

SIMON1016 發表於 2018-2-18 06:06 PM
樓上7#鍾大的建議看來實用

A 護貝

SIMON大: "D 紅膠直上
以前初期SMT常常用的點膠機(dispenser)來加紅膠，
那時候看了PCB上有紅膠做點字標出SMT線號批號,受到啟發
後來SMT線汰出點膠機  我請做治具的麻吉依這想法做了一個面板
有XY定位滑台 和空壓環境的可以玩玩 (空壓驅動擠紅膠 或自行染色環氧樹脂)"   

這可以用雷雕機來替代,點膠機我之前有一台不方便使用,後來都使用雕刻機來取代!! 直接電腦作圖比較方便!!

ysc

wish 發表於 2018-2-18 11:35 AM
大家都知道某方面我是個很龜毛的人，自製的東西如果是經常要用的，我還是會考慮一下美觀的問題，不知道大家 ...

以前我是用layout的轉印文字來標示，現在會改用CAD繪製印出再護貝，再貼在面板上。

ysc

SIMON1016 發表於 2018-2-18 07:45 PM
積木概念 橫臥的層疊 ˊ或是 直立的排放
拉出來的線組 有時擋住顯示器或旋鈕  挺礙事的 ...

有些香蕉插頭可以安排在機殼背面，可以減少類似困擾。

ysc

jason680 發表於 2018-2-18 10:05 PM
可以從幾個方向來看問題

1. 執行力很強

沒想得這麼複雜，取其簡單易用好維護，若是做得太複雜就跟可調電源供應器一樣了。

ysc

antlu 發表於 2018-2-19 12:27 AM
電壓表 電流表 若是數位顯示都需要外加電源,我先前有過一個經驗電流表除了外加電源之外,還要考慮電源接地的 ...

這個有考慮過，所以前面才說兩組電源要各自獨立，這個雙表其實可有可無，用手邊數位電錶也可以達到目的，只是不若專用方便。

antlu

jason680 發表於 2018-2-18 10:05 PM
可以從幾個方向來看問題

1. 執行力很強

JASON大:
   用MCU控制真的比較方便,以前我自製2台數控電源,但是用凍凍板焊接很煩人,LAYOUT又LAY不出來所以沒法量產!!  目前蝦皮有賣大陸的DPS3003 不到1000元台幣,不知道大家下得了手?

http://bbs.pigoo.com/thread-46809-1-1.html

eson0724

我有思考過維修用的電源供應器，市售能花得起的，大多是30V3A的規格，
在很多利用上會有受限，理想的電供，想提升到0-65V10A的規格，目前還沒看到

我手上有2台30V3A和一台15V30A的電供，若是能達到65V10A的規格

利用性上會更佳，但是自身的功力不足，做不出來，還仰賴先進們加持了!!

winrar070

製做電供要考慮到用途

小弟目前有一台簡易型可調電供
是採用交換式電源+線性穩壓
交換式電源修改成三段電壓輸出12V/24V/36V
線性穩壓則設計成兩組
一組限流20mA  一組限流1A  可調電壓範圍4.2~30V
這台無法長時間滿載使用,除了散熱問題外
那顆交換式電供也會受不了重載而跳機

當需要大電流輸出時,則用網購來的0~48V 10A電供
原本只有可調電壓,電流則是限制在最大值10A
小弟也修改成可調電壓與可調電流了

樓主應該考慮一下用途,再來決定電路規劃與設計
如果只是簡單測試OPA或數位邏輯
應該準備兩組5V/9V/12V/15V 並且不共地
這樣不管是要兩組單電源或一組雙電源都能達到
電流限制在最源頭,直接限制1A既可

wish

eson0724 發表於 2018-2-19 01:28 AM
我有思考過維修用的電源供應器，市售能花得起的，大多是30V3A的規格，
在很多利用上會有受限，理想的電供， ...

下方連結那一張電路板Layout 圖就是找不到電路圖，不然那台0~80V 5A，兩組就達到你的要求，串聯+Tracking可以實現±80V或160V 5A，並聯可以0~80V 10A。

http://bbs.pigoo.com/thread-18680-1-1.html

這台是旋鈕及按鈕兩用，由於是使用線性電源，所以很大又很重一台，聽業主說只做一批100台，在台灣都賣不出去，最後賣給香港商人一下就賣光光，原型機應該還在我家，不知被烏骨雞學姐塞到那裡去了，不過就算找到應該也是壞的了。
你要的這種規格其實不會常用，大電流的規格現在應該都是切換式電源的天下了。

scottwang

eson0724 發表於 2018-2-19 01:28 AM
我有思考過維修用的電源供應器，市售能花得起的，大多是30V3A的規格，
在很多利用上會有受限，理想的電供， ...

買兩台30V/5A的來串接.

30V 5A Power 01.

30V 5A Power 02.

不然就自製,變壓器請人繞,電路圖在裡面.
50V 5A Power supply circuit

scottwang

ysc 發表於 2018-2-19 12:33 AM
不愧是行家，做過才會想到這些實際問題，目前有考慮到所有元件在焊上去之前要先測量配對，手邊78/79系列 ...

若做Op Amp實驗的話,用78Mxx和79Mxx系列應該是沒有問題,但若是想要達到你要的1A,那你就得用LM317和LM337,或想別的辦法了.

這台是更早期的,做為AC/DC雙用輸出,除了+5Vdc外都沒有穩壓,可以提供741的+/-電源實驗,但是使用時要很小心,不然AC/DC弄錯那就有事情做了.
簡易式DC雙電源，AC低壓電源

ericchou

或許蔡總那篇
6段切換變壓器結構，修改部份設計，
也可放入這議題加以應用，縮小體積

十全  六段穩壓整流變壓器 不過電 維修
http://bbs.pigoo.com/thread-67475-1-1.html
(出處: 痞酷網_PIGOO)

ysc

scottwang 發表於 2018-2-19 04:52 AM
若做Op Amp實驗的話,用78Mxx和79Mxx系列應該是沒有問題,但若是想要達到你要的1A,那你就得用LM317和LM337, ...

是有想過全部用LM317/337來做，因為可以個別校準電壓，不過這種輕巧型電供其實0.5A也夠用了。

ysc

ericchou 發表於 2018-2-19 11:43 AM
或許蔡總那篇
6段切換變壓器結構，修改部份設計，
也可放入這議題加以應用，縮小體積

開關切換方式有想過，本質上不太一樣耶，不經切換多組輸出可以同時使用多組電源，使用上較有彈性，可靠度也比較好。

ysc

winrar070 發表於 2018-2-19 01:55 AM
製做電供要考慮到用途

小弟目前有一台簡易型可調電供

大電流電供也曾想過SWITCHING+線性兩階段方式，而且SWITCHING輸出電壓是採用TRACKING方式，比輸出高個3~5V，如此可可達到效率與問壓品質最佳平衡，也省去變壓器多抽頭與切換繼電器，但還是免不了有SWITCHING突波問題(雖然比SWITCHING直接輸出好很多，但還是無法完全避免掉)。

不過這是不同等級電供，根本篇想做的定位不同。