preguntas de la fuente de alimentación de CC (+/- voltajes, amperímetro casero)

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Esto resultó ser varias preguntas, aunque todas están estrechamente relacionadas; Espero que esté bien. Debido a esto, crearé un pequeño "resumen" con solo las preguntas al final.

Estoy pensando en diseñar una PSU de dos rieles a partir de un transformador secundario doble (2x12 V / 2x1.7 A, total 40.8 VA). El transformador será la única parte compartida entre los dos rieles, por lo que tendré dos rectificadores de onda completa, dos tapas de suavizado grandes, dos reguladores de voltaje, etc. Para ser claros, esto no es un transformador de toma central. Tiene 4 pines de salida, no 3, por lo que cada "riel" tiene dos conexiones no compartidas y, según tengo entendido, también tiene su propio devanado en el transformador.

Ahora, el objetivo aquí es tener una PSU que pueda alimentar dos cosas a la vez (no solo cargas pequeñas, más como 1 A cada una), a diferentes voltajes. Además, un objetivo secundario es tener un suministro con capacidad +/-. Mi entendimiento es que puede conectar una fuente de alimentación doble de manera que obtenga un voltaje de +/- - IIRC conectando + desde un riel y tierra desde el otro.
Si es así, ¿significa esto que la corriente va hacia atrás a través de una fuente? Si lo hace, y asumo que sí, entonces, ¿cómo puedo medir la corriente de salida de cada riel con un µC? Mi diseño de amperímetro pirateado en casa (resistencia en derivación + opamp para amplificar el pequeño voltaje a través de la resistencia + ADC para medirlo) no me va a gustar mucho, ¿verdad? El opamp no solo es alimentado por positivo y "tierra" (no +/-), sino que el ADC tampoco admite / tolera negativos.

Entonces, para resumir las preguntas:

  • Al conectar los rieles entre sí para un voltaje +/-, ¿habrá una corriente inversa a través de una fuente? Si es así, ¿un diseño de suministro lineal estándar (transformador / rectificador / LM317) manejará eso sin problemas? Teniendo en cuenta las tapas electrolíticas y demás.
  • También, si es así arriba: ¿cómo puedo hackear un amperímetro basado en µC que pueda entenderse actual en ambas direcciones?

  • Para un transformador con este pinout: pin 1-2 = 12 V, pin 3-4 = 12 V, ¿qué sucede si medimos el voltaje entre los pines 1 y 3, o 2 y 4, con un multímetro? ¿Se garantiza una lectura de 0 voltios o sucede algo más? Realmente no tengo idea de qué fase tendrán los voltajes, en caso de que difiera entre los transformadores.

  • Mi diseño actual tiene una resistencia en derivación de 0,1 ohmios (el suministro es de 1.2-13 voltios o menos, hasta 1,5 A). ¿Es este un valor decente? Por supuesto, más bajo es mejor para el voltaje de salida, pero el opamp tiene que amplificarlo más. ¡No quiero perder demasiada precisión debido al ruido amplificado!

Pregunta de bonificación:

  • Suponiendo que todos los voltajes provienen en última instancia del mismo enchufe de red en una habitación, ¿es peligroso poner un multímetro configurado a voltaje entre CUALQUIER dos lugares? Por ejemplo, ¿entre la salida de las unidades de alimentación de CC y la conexión a tierra, o entre la tierra y el cable vivo de una pared, etc.? No estoy dispuesto a probar esto con los voltajes de la red, pero tengo curiosidad por poder moverme un poco y aún sentir (y ser) relativamente seguro. Casi supongo que esto es seguro debido a la gran impedancia de entrada del multímetro.
pregunta exscape

1 respuesta

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Dado este número de preguntas, todo en un blob, solo discutiré cada una brevemente, pero esto podría comenzar:

  

Cuando se conectan los rieles juntos para un voltaje de +/-, ¿habrá una corriente inversa a través de una fuente? Si es así, ¿un diseño de suministro lineal estándar (transformador / rectificador / LM317) manejará eso sin problemas? Teniendo en cuenta las tapas electrolíticas y demás.

Un suministro negativo deberá "hundir" la corriente en lugar de obtenerla. Pero no considero que esto sea una corriente "inversa", es la forma correcta de que la corriente fluya en un suministro negativo.

Un LM317 es un regulador lineal positivo. Solo puede generar corriente, no sumir corriente. Para su suministro negativo, necesitará un regulador negativo, como un LM337.

Siempre debe conectar sus condensadores electrolíticos para que sus terminales + estén conectados a una tensión más positiva que sus terminales.

  

También, si es sí arriba: ¿cómo puedo hackear un amperímetro basado en µC que pueda entender la corriente en ambas direcciones?

Necesitará un circuito analógico para traducir el voltaje de la resistencia sensorial al rango de su entrada A / D. Este es un tema suficientemente grande para una pregunta propia.

  

Para un transformador con este pinout: pin 1-2 = 12 V, pin 3-4 = 12 V, ¿qué sucede si medimos el voltaje entre los pines 1 y 3, o 2 y 4, con un multímetro? ¿Se garantiza una lectura de 0 voltios o sucede algo más?

Si todavía está hablando de dos bobinas secundarias desconectadas enrolladas en el mismo núcleo primary , no hay garantía sobre el voltaje de CC entre ellas, excepto por lo que usted cablea de forma externa al transformador. El voltaje de CA estará en fase para los dos secundarios porque simplemente sigue la entrada en el primario. Obviamente, al observar la "ubicación de punto" en las dos bobinas, puede hacer que las dos salidas estén 180 grados fuera de fase.

  

Mi diseño actual tiene una resistencia en derivación de 0,1 ohmios (el suministro es de 1.2-13 voltios o menos, hasta 1,5 A). ¿Es este un valor decente? Por supuesto, más bajo es mejor para el voltaje de salida, pero el opamp tiene que amplificarlo más. ¡No quiero perder demasiada precisión debido al ruido amplificado!

El valor de la resistencia no afectará mucho el voltaje de salida, siempre que tome su retroalimentación para su regulador después de la resistencia en derivación.

Para 1.5 A a 0.1 Ohmios, su resistencia quemará 225 mW. Esto es algo excesivo para esta función y hará que el valor de la resistencia se desvíe debido al autocalentamiento. Por lo tanto, puede perder precisión debido al ruido al reducir la resistencia o perder precisión debido a los efectos térmicos manteniéndolo grande. Espero que pueda bajar la resistencia a 0.01 Ohmios y aún así obtener una buena precisión en su medición actual (al menos 10 bits) pero eso dependerá de un buen diseño analógico.

Si realmente desea una precisión excepcional en esta aplicación, puede considerar las resistencias de "lámina de metal a granel" de Vishay, que son mucho más estables que las películas de carbón y otros tipos w.r.t. deriva térmica (y un montón de otros efectos).

  

Suponiendo que todos los voltajes provienen en última instancia del mismo enchufe de red en una habitación, ¿es peligroso poner un multímetro a voltaje entre CUALQUIER dos lugares? Por ejemplo, ¿entre la salida de las unidades de alimentación de CC y la conexión a tierra, o entre la tierra y el cable vivo de una pared, etc.?

Si está utilizando sondas de clasificación correcta y un medidor de clasificación correcta, debería poder sondear la red eléctrica sin dañar el instrumento ni lesionarse. Si está utilizando un equipo incorrecto, podría iniciar un incendio o electrocutarse. Incluso algunos medidores (como los modelos de ferretería) que están etiquetados para 100-200-400 V en realidad no están diseñados de manera segura, por lo que se adhieren a marcas reconocidas (Fluke, Keithley, Agilent, ...).

Construir una fuente de alimentación AC-DC significa, de manera inherente, trabajar con la red eléctrica, por lo que si no sabes cómo mantenerte seguro al hacerlo, es posible que desees considerar proyectos alternativos hasta que obtengas más experiencia.

    
respondido por el The Photon

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