Soft start, DC protection, standby

[jar1]

Kolejny projekt, który łączy ze sobą trzy funkcjonalności:

1. Sofstart – układ miękkiego startu dla toroidów

2. Zabezpieczenie przed napięciem stałym w sieci – tzw. DC protection

3. Tryb standby z obsługą przez pilota podczerwieni.

 

Całość składa się z wydzielonych funkcjonalnie części wykonawczej z układem soft startu razem z DC protection oraz części sterującej z własnym zasilaniem oraz układu sterującego opartego na mikrokontrolerze Amega32A.

Płytka PCB jest zaprojektowana jako pojedyncza, ale tak, by wygodnie można było ją podzielić na dwie części. Można je wtedy złożyć „na kanapkę”.

Układ wykonawczy.

Załączanie odbywa się poprzez dwa przekaźniki. Pierwszy załącza zasilanie i poprzez oporniki 10W o wypadkowej oporności ok. 50 ohm zasila resztę. Drugi przekaźnik, po upływie 1 sekundy zwiera oporniki. Dzięki temu przez jedną sekundę ograniczony jest prąd pobierany przez układ zasilany (trafo z zasilaczem) do wartości nie powodującej palenie bezpieczników na linii zasilającej.

Po drugim przekaźniku znajduje się klasyczny układ dc protection oparty na dwóch szeregowo połączonych elektrolitów (2x10mF) oraz równolegle do nich połączonych diód wysokoprądowych (2x dwie sztuki) jako zabezpieczenie przed pojawieniem się zbyt dużego napięcia stałego na kondensatorach. Układ można załączać przyciskiem On/Off (panelowym) oraz z pilota RC5 wykorzystując jeden, zaprogramowany uprzednio przycisk.

 

Układ sterujący.

Sterowanie korzysta z własnego, niezależnego zasilania opartego na trafku 10W wlutowanym do pcb. Układ ma wyprowadzone:

1. Dwa wyjścia do sterowania włączaniem/włączaniem przekaźników soft startu poprzez układ ULN2803A.

2. Pięć dodatkowych wyjść sterujących poprzez drugi układ ULN2803A do wykorzystania.

3. Cztery wejścia separowane optoizolatorem LTV844 (podwójne diody) do wykorzystania. Taki optoizolator może obsłużyć sygnały wejściowe o różnej polaryzacji.

4. Cztery wejścia nieseparowane, z których wykorzystane są dwa: do przycisku On/Off oraz do obsługi programowania pilota.

 

Tak więc, układ jest rozwojowy i ten, kto potrafi programować mikrokontrolery może sobie go przystosować do swoich potrzeb. Np. kontroli temperatury radiatorów i odłączania zasilania w przypadku jej przekroczenia, albo załączania opóźnionego głośników.

 

Po zmontowaniu wygląda to tak:

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[stereowiec]

Machnołem coś podobnego :)

dodałem wykrywanie zwarcia na przewodach głośnikowych (rezystancja poniżej 2.2R) ,zabezpieczenie temperaturowe na DS18b20 i wifi to sterowania na Xmega

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

W założeniu to miałem zaprojektować nowe pcb do soft startu i zapewnić obsługę włączania/wyłączania za pomocą pilota. :)

Ale jak już projektować coś od nowa, to można też przewidzieć kolejne możliwości.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Tak wygląda działanie soft startu na oscyloskopie.

Pomiary wykonywane były z dołączonym transformatorem toroidalnym 200VA (2 x 35V) bez dołączonego zasilacza oraz z dołączonym zasilaczem do jednego z uzwojeń wtórnych (cztery diody w mostku plus kondensator 10 000 uF/63V)

 

1. Pomiar różnicowy napięć na opornikach soft startu.

a) Zasilacz dołączony.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

Widać, ze różnice w napięciach zmniejszają się z czasem i praktycznie po upływie o. 500 mS zanikają. Załączenie przekaźnika zwierającego oporniki następuje w układzie po ok. 1s.

Największa różnica jest na samym początku i wynosi ok. 160V. Oporność zestawu oporników wynosi ~ 50 ohm, co dla powyższego napięcia daje wartość prądu ok. 3,2A. Wartości, oczywiście w piku.

 

b) Zasilacz odłączony

 

Przy odłączonym zasilaczu impuls prądowy może być większy, bo różnica w napięciu wynosi ok. 210V co daje ok. 4A. Jest on natomiast pojedynczy i występuje jedynie w pierwszej połówce okresu załączanego napięcia.

 

2. Pomiary na wyjściu układu, po kondensatorach blokujących DC (szeregowo dwa kondensatory 10 000uF).

 

Oto dwa napięcia, wejściowe (sieć) – kolor żółty oraz napięcie na wyjściu układu – kolor niebieski. Już po ok. 300mS napięcia wyrównują się.

 

To samo oglądając róznicę pomiędzy napięciem wejściowym a wyjściowym.

Pierwszy pik na poziomie 170V. Podobnie, jak dla pomiaru na samych rezystorach.

 

 

 

Nieco się obawiałem, czy umieszczenie układu sterującego z atmegą w pobliżu obwodów sieciowych i obecnych w pobliżu impulsów prądowych związanych z załączeniem nie będzie powodować zakłóceń pracy układu. Na razie nie stwierdziłem z tym żadnych problemów, co mnie bardzo cieszy ;)

 

Tradycyjne soft starty, najczęściej spotykane, są nieodporne na szybke załączenie zaraz po uprzednim wyłączeniu. Ich zasada działania opiera się na ładowaniu kondensatora, by po nim załączany był przekaźnik zwierający oporniki.

W przypadku szybkiego włączenia po wyłączeniu, kondensator nadal jest naładowany, więc przekaźnik dalej zwiera oporniki. Załączenie wtedy zasilania powoduje, że nie ma żadnego ograniczenia impulsu rozruchowego i wywalany jest bezpiecznik sieciowy.

Układ pokazany w tym wątku jest odporny na takie zachowanie. Chwilowy brak napięcia powoduje natychmiastowe rozłączenie przekaźników - dlatego wybrane są takie, które bez napięcia są w stanie rozwarcia. Ponowne podanie napięcia do układu powoduje, ze włącza się on jedynie do stany standby.

Programowo, również ponowne załączenie jest możliwe dopiero po ok. 5s.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

A tak wygląda schemat całości.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[sybic]

Mam parę podobnych projektów za sobą i w każdym z ich zastosowałem podobne trafo.

Niestety ono się dość grzeje i ogólnie, z racji małej mocy ma małą sprawność.

 

W dzisiejszych czasach dobry standby to taki, który ma moc poniżej 1W.

Czy ktoś już próbował w tego typu układach zastosować zasilacz impulsowy?

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Trudno raczej załączyć dwa przekaźniki sieciowe mocą poniżej 1W.

Zawsze można mieć też przycisk do wyłączenia zasilania standby. I to jest, moim zdaniem w przypadku obsługi urządzeń z duzymi transformatorami, najbezpieczniejsze i najprostsze rozwiązanie.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[sybic]

Trudno raczej załączyć dwa przekaźniki sieciowe mocą poniżej 1W.

Przy zastosowaniu zasilacza impulsowego nie ma przecież problemu. Na standby będzie zasilał tylko małą kostkę. Wtedy pobiera poniżej 1W.

Gdy dostaje sygnał załącz, włącza przekaźniki. Wtedy pobiera tyle ile przekaźniki, ale wtedy cały sprzęt jest włączony i wtedy nikt już poboru prądu nie wylicza.

Muszę tak kiedyś zrobić. Na pająku działa, ale... w gotowym układzie, wiadomo że może się zdarzyć coś nieprzewidzianego.

Trzeba przetestować :)

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Różnice w poborze mocy wynikać będą w rzeczywistości z różnic sprawności transformatora a zasilacza impusowego. Bo trafo w stanie standby tez pobierać będzie jedynie moc do zasilania kostki ;)

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[sybic]

No właśnie. Chodzi o wyeliminowanie tego transformatora, który sam z siebie, na dotyk bierze ponad 1W.

i zastąpienie go czymś z tej kolekcji :

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

Na szczególną uwagę zasługiwałby 9V 500mA.

Wymiary : 3x2,1.8 cm (tyle co to trafo)

W stanby zasilając siebie i układ będzie brał poniżej 1W

Ma 4.5 W. Do załączenia przekaźnika wystarczy.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

A ile energii zaoszczędziesz? Liczyłeś?

Bo, jak dla mnie to raczej niewiele. ;)

Na dodatek wsadzasz do układu przeznaczonego do audio, opartego na transformatorach zasilanie impulsowe do ich rozruchu.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[sybic]

W sumie niewiele, ale u np. mnie w domu jest sporo urządzeń na standby i one razem już sporo prądu pożerają.

Można to łatwo sprawdzić, wyłączając wszytko pozostawiając tylko te ze standby następnie udać się do licznika i popatrzeć jak kręci.

Obecnie jest trend na oszczędzanie energii, więc dlaczego by nie zastosować tego w naszych układach.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Trend, trendem, ale warto się zastanowić, czy oprócz trendu jest jeszcze korzyść i jaka.

Na pewno ma to większe znaczenie dla urzadzeń zasilanych z baterii.

Poza tym, jako inżynier starej daty wyznaję zasadę, ze nie zostawiam pod napięciem urządzeń, jak ich nie używam. ;)

Na noc zawsze wyłączam zasilanie z listwy. To samo, gdy nie ma mnie w domu. Oczywiście lodówki nie wyłączam ;)

Więc zysk dla mnie jest niewielki, a sprawiać sobie dodatkowe problemy z zakłóceniami zasilacza impulsowego w jednej obudowie z czułymi układami audio mnie nie pociąga.

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )