RIDEN RD6012P üzerine tersten çalışma

HexfeT

Aktif Üye
Katılım
1 Aralık 2019
Mesajlar
356
Bunlar Çinlilerin piyasadaki hobici potansiyelini görüp ürettiği güç kaynakları. Önce çok uyduruk buck-boost modüllerle başladılar. Giderek geliştirdiler. Panele monte edilebilecek düzgün bir kasa ve keypad eklediler.

Önce kaba güç için buck smps olan RD6018 modelini almıştım. Sonra buck smps + lineer olan RD6012P modelini aldım. İki yıldan uzun bir süredir kullanıyorum.

Forumdaki arkadaşların kendi güç kaynağını yapma çabası beni de ateşledi. Bu konuya uzun zaman önce girişmiş ama rafa kaldırmıştım.

Elimdeki RD6012P modelinin pcb sini önüme koyup lineer güç kısmı ve onu kontrol eden yapının şemasını çıkardım. Moktan Aliexpress güç kaynağı için niye uğraştın diye düşünebilirsiniz. Elimde bir Rohde & Schwarz güç kaynağı olsa onun üzerinde çalışmak isterdim tabi. Fakat RD6012P dandik Çin malı diye kestirip atılacak kadar kötü bir ürün değil.

Akım ve gerilim 0-60V 0-12A arasında 1mA 1mV hassasiyetle ayarlanabiliyor. Set edilen ve okunan değerler gerçekten ok gibi çalışıyor. Kullandıkları opamplar 30μV offset, Zero Drift: 0.01μV/°C (Gainsil GS8592) ve 24bit ADC (Titan Micro TM7707) sanırım Çinli üreticilere ait fakat iddialı ürünler. İsterlerse yapabiliyorlar.

Şemada görülen hassas noktalardaki gerilim bölücü ve opamp kazancını belirleyen dirençler %0.1 toleranslı. Aynı zamanda "temperature coefficient" değerlerinin de özel olabileceğini düşünüyorum. Çünkü yük altında pcb sıcaklığı artsa bile akım gerilim değerlerinde en ufak sapma yok.

DAC olarak TI ın DAC8562 si kullanılmış. Buna Çin alternatifi uyduramamışlar herhalde. 16bit ve dahili 2.5V 4ppm°C referansı var. Birazcık pahalı fakat mükemmel. Harici bir referans kaynağı kullanılabileceği gibi 2.5V dahili referansı dışarıya da verebiliyor. Zaten şemada görüleceği üzere ADC için de bu referans kullanılmış.

Bütün kontrol güç kaynağının + çıkışını GND kabul eden bir yapıda. Gerekli besleme A0505S1WR3 smps modülü ile girişten izole edilerek alınmış. Bu modüle +5.2V giriyor ve +-5.5V çıkıyor. Sonrasında ldo lar ile gerekli gerilimler elde ediliyor. Lineer güç kaynağının kalbini bir smps modülün beslemesi üzerinde tartışılacak bir konu. Fakat bu üründe zaten smps + lineer birleştirilmek zorunda. İyi yanlar birleştirilerek mümkün olduğu kadar hem verimlilik hem temiz çıkış elde edilmeye çalışılmış.

Negatif 2.7V ldo regülatör olmadığından olsa gerek, -2.7V opamp beslemesi için ilginç bir çözüm üretmişler. +2.7V ldo çıkışını opampla evirerek -2.7V elde etmişler. U6 LM321 40mA akım verebiliyor ve yeterli.

Çıkıştaki C2 ve C3 kapasitörleri mosfetlerle anahtarlanarak akım sınırlama değerine göre devre alınıp çıkarılıyor. Malum akım sınırlamalı bir güç kaynağında büyük değerli bir çıkış kapasitörünün olması istenmez. Mesela 10V 20mA ayarlayıp bir led bağlarsanız akım sınırlama devreye girene kadar kapasitördeki enerji yüke boca edilir. C2 >800mA, C3 >2.5A civarı akım set edildiğinde devreye alınıyor.

Q8 çıkış kapasitörlerindeki gerilim, set edilen değerden yüksek ise eşitlenene kadar güvenli şekilde deşarj edilmesini sağlıyor. Deşarj akımı 80mA resettable sigorta ile sınırlandırılmış.

Bu lineer kısmın öncesinde kullanıcı arayüzü için bir işlemci, lcd ve senkron doğrultmalı buck regülatör var. Buck regülatörün lineeri 1.6V üstten takip etmesi sağlanmış. Böylece ciddi bir verimlilik elde edilmiş. Küçük bir soğutucu ve fan yeterli olmuş.

Lineer kısmı kontrol eden STM8S003F3P6 mcu sunun arayüz mcu su ile irtibatı yine Çin işi bir kapasitif izolatör ile sağlanmış. U2 122U31

Amaç beklenenden iyi çalışan bu şematik üzerinde çalışmak, ayrıntıları anlamak, muhtemel iyileştirmeler yapmak ve nihai olarak dijital kontrollü, kompakt ve çeşitli senaryolara uyumlu standart bir lineer modül olarak gerçekleştirmek.

Öncesinde yer alacak güç kaynağı, arayüz, kanal sayısı vs. ayrıca ele alınacak. Transformatör, buck regülatör, istenen tür ve ebatta lcd gibi çeşitli senaryolar isteğe göre bu modül öncesinde yer alabilecek.

New Project.jpg


IMG_20241213_225347.jpg

IMG_20241213_225246.jpg

IMG_20241213_225153.jpg
 
Son düzenleme:
U9:B ne işe yarıyor hiç anlamadım. gerçi çoğu yeri anlamadım ama onu daha çok anlamadım. sonraki iki opampı mı biaslıyor?
 
Böyle yaparsanız kimse kolay katkı sağlayamaz bence.
Blok şema çizerseniz başta çok iyi olur.

Mesela, ilk olarak girişte 50Hz trafo mu olacak. Trafo çok sargılımı yoksa tek sargılı mı olacak, çok sargılı ise nasıl anahtarlanacak vs. vs.
İkincisi lineer kısım nasıl olacak. Ki bence kesinlikle koradınki temel alınmalı. Yani pozitif çıkışın, kontrolde GND olarak kabul edildiği yöntem.
Üçüncüsü işlemci bunun neresinde olacak, haberleşme olacak mı?
 
@Taçsız Kral Pele

Aynen pozitif çıkış kontrolde GND olacak. İlk etapta amaç maks. 60V ve 20A e kadar destekleyen kompakt bir lineer modül kart yapmak. 24bit ADC, 16bit DAC ve bunları kontrol edecek basit bir bir mcu da bu kart üzerinde olacak. Dışarısı ile izole uart üzerinden haberleşecek.

Lineer modülü başarı ile tamamlarsak ön regülatör ve arayüz işine ayrıca bakarız.

Dileyen kendi arayüzünü yazacağı bir mcu ve lcd ile bizim modülle izole uart dan haberleşerek güç kaynağını yapacak. Dilerse birden fazla modül kullanarak çok kanallı bir güç kaynağı yapabilecek.

Modüle güç sağlayan kısmı isteyen röleler ile sargıları anahtarlayan trafolu bir sistem ile yapar. Dileyen çıkış voltajını 2-3V yukarıdan takip edecek bir buck regülatör kullanır. Hatta direkt 220 ile çalışan LLC + Buck ön regülatör bile olabilir.
 
Son düzenleme:
Daha yüksek frekans ile çalışacak olan, daha yüksek dI/dt akımları çekecek olan ve dolayısıyla daha fazla parazit/ground bounce oluşturacak olan UI MCU ile devrenin opto izolatör ile ayrılmış olması güzel bir tedbir. Belli bir gürültü performansı gerektiğinde kesinlikle yapılması gereken birşey olarak ders alıyorum ...
 
Bir diğer dikkat çeken konu da, bizim demontede gibi voltaj regülatör opamp, doğrudan pass transistörleri sürmüyor. Onun yerine, pass transistörleri R2 sürüyor ve Q9 onlardan akım çalıyor. Bu da opamp lerin yüksek voltaj olması gereksinimini ortadan kaldırıyor. Ama pass transistörleri doğrudan puş pul süren bir opamp olmayınca dinamik performans etkilenir diye düşünüyorum. Bunu denemek lazım.
 
Bir saniye. Q9 sadece ON/OFF için kullanılıyor. Regülasyonu U1 optokuplör üzerinden yapıyor.

Burada voltaj regülasyonunu yapan opamp U13:B diye anlıyorum. Ama girişlerinden birisinde doğrudan güç kaynağının çıkış voltajı yok, Çıkış voltajı, bir dizi opamp'den geçip (3 tane) sonra feedback olarak U13:B nin girişine ulaşıyor. Bu da gecikme demek ve gene güç kaynağının dinamik performansına yansır.
 
Q9 on/off. Optokuplör akımın sınırlandığını mcu ya bildirmek için. Ekranda "CC" yazacak hani.

Voltaj regülasyonu D3 (kırmızı led) üzerinden U13:B, akım sınırlaması ise D4 üzerinden U13:A tarafından yapılıyor.
 
Son düzenleme:
Benim ilk aklıma takılan R36 R37 dirençleri ile ne amaçlandığı. Burada gerilim değişiminin akım sınırlama döngüsüne çok küçük oranda dahil olması söz konusu gibi.

Bir de U14:A yı anlasak iyi olur. 0.092 kazançlı eviren yapı ne iş görüyor? Giriş ve çıkışı arasında DC fark yok. Amaç V_SNS(+) hattı boyunca üzerine binecek muhtemel bozulmaları zayıflatıp temiz bir referans noktası oluşturmak mı acaba? Değeri kritik olmayan R46 130k direncinin yanına paralel neden 3 Mega Ohm direnç var? Sanki burada tasarım aşamasında deneme yapmak için iki alternatif direnç için yer ayrılmış da, unutulup öylece kalmış gibi geldi bana.
 
Bir de V_SNS(+) neden L1 den önce alınmış? Yüksek akımlarda L1 üzerinde belirgin bir gerilim düşecek ve böylece çıkış voltajı biraz çökecek.
 
bu pozitifi şase kabul etme işi de gereksiz yere kafa karıştırıyor bence. High side sensing yapan çok yüksek performanslı opamp'ler var, onları kullanıp normal şasesi aşağıda olan bir devre yapılabilirdi.
 
Girişte buck ön regülatör olduğu için lineer sonrasına dahi küçük bir miktar gürültü sızması kaçınılmaz. Son noktada bir filtre olarak L1 dahil edilmiş. Eğer V_SNS(+) noktası L1 in sağına alınsaydı gerilim kontrol döngüsüne olumsuz etkisi olurdu bence.

Tam çıkıştaki banana jak noktasından V_sense almak ya da panele ayrıca V_sense bağlantısı koymak için L1 den kurtulmak gerekecek. İşin içine smps ön regülasyon karışmazsa L1 i kaldırmanın hiç sakıncası yok.
 
0-60V çalışabilecek bir yapı pozitif çıkışı GND almadan zor. Opampların +63V ile çalışması gerekirdi. 60V gerilimde high side sense yapabilecek opamp da zor. Ayrıca high side akım sense için yapılmış entegrelerin çoğu ölçüm amaçlı olup, hızlı bir kontrol döngüsüne cevap veremeyebilir gibi geliyor bana, emin değilim. Bazıları normal opamp gibi değil, sense uçları anahtarlamalı bir yapı ile örnekleme alarak çalışıyor. Bu da yavaş kalacak demek.
 
Son düzenleme:
100V high side sensing yapan opamp'ler var. Voltaj kontrol opamp'inin yüksek voltaj olmasına gerek yok. Buradaki gibi R2 nin beslediği ve bir transistör ile akım çalındığı yapıda opamp'ler düşük voltaj ile çalışabilir.
 
Muhtemelen L1 üzerinde yüksek akımlarda düşecek voltajı, "load regulation" spec'e dahil ettiler. Böylece o voltaj düşümünü baştan kabullenmiş oluyorsun.
 

Forum istatistikleri

Konular
7,087
Mesajlar
120,804
Üyeler
2,873
Son üye
mücayitakyıldırım

Son kaynaklar

Son profil mesajları

Unal wrote on taydin's profile.
Timur Bey, Arduino kontrollü bir akü şarj cihazı yapmaya çalışıyorum. Aklımdaki fikri basit bir çizim olarak konu açmıştım. Özellikle sizin fikirlerinizi çok önemsiyorum.
hakan8470 wrote on Dede's profile.
1717172721760.png
Dedecim bu gul mu karanfil mi? Gerci ne farkeder onu da anlamam. Gerci bunun anlamini da bilmem :gulus2:
Lyewor_ wrote on hakan8470's profile.
Takip edilmeye başlanmışım :D ❤️
Merhaba elektronik tutsakları...
Lyewor_ wrote on taydin's profile.
Merhabalar. Elektrik laboratuvarınız varsa bunun hakkında bir konunuz var mı acaba? Sizin laboratuvarınızı merak ettim de :)
Back
Top