ESP32-C3 ile Dijital Ayarlı/Göstergeli OCP/OVP Korumalı Laboratuvar Güç Kaynağı Projesi

[TA3UIS]

Elimdeki 0-12-24-34V AC 300VA kademeli trafo, KBU1010 köprü diyot ve 10000uF filtre kondansatörü ile kurduğum donanımsal röle şeması boşta ve yük altında da gayet iyi sonuçlar verdi.

Elektronik yük ve Osiloskop ile yaptığım canlı test sonuçları şu şekilde:

12V Trafo AC Kademesi - Boştaki DC Voltaj: 17.18V DC
Yük Akımı: 1A - Yük Altındaki Ortalama DC Voltaj: 15.5V DC- Ripple : 824mV
Yük Akımı: 5A - Yük Altındaki Ortalama DC Voltaj: 13.3V DC- Ripple : 3.0V







24V Trafo AC Kademesi - Boştaki DC Voltaj: 34.0V DC
Yük Akımı: 1A - Yük Altındaki Ortalama DC Voltaj: 31.80 DC- Ripple : 824mV
Yük Akımı: 5A - Yük Altındaki Ortalama DC Voltaj: 28.8V DC- Ripple : 3.20V







34V Trafo AC Kademesi - Boştaki DC Voltaj: 47.60V DC
Yük Akımı: 1A - Yük Altındaki Ortalama DC Voltaj: 44.80 DC- Ripple : 800mV
Yük Akımı: 4.5A (Rigol 200W Sınırı) - Yük Altındaki Ortalama DC Voltaj: 40.54V DC - Ripple : 2.85V





Maksimum sınır olan 5A yük altında bile doğrultucu devresindeki gerilim çökmesi ve şebekenin 100Hz ripple seviyesi teorik formül sınırlarının tam ortasında kaldı gibi.

Röle mimarisi ile, yazılımsal bir bug (hata) oluşsa bile trafo sargılarının birbirini kısa devre etme ihtimali donanımsal olarak ortadan kalkacak. Kontaklardaki basit snubber (39R + 100nF) devreleri geçişlerdeki arkları sönümlüyecek.

 

[TA3UIS]

Voltaj seçimi kontolu nasıl olacak, kafanızda ne var acaba? Mekanik, elektronik?

3.5 inc TFT dokunmatil ile birlikte EC11 rotary enkoder kullanmayı düşünüyorum, o aşamaya gelince değerlendireceğim, önerilerinizi alabilirim.

 

[serkan_48]

Ripple neden bu kadar yüksek? Filtreleme devresi kapasitör mü sıkıntılı? Bu kadar olmaması lazım diye düşünüyorum.

 

[TA3UIS]

Ripple neden bu kadar yüksek? Filtreleme devresi kapasitör mü sıkıntılı? Bu kadar olmaması lazım diye düşünüyorum.

Normal, hatta iyi bile.

V_ripple(p-p) = I / (2 * f * C)
V_ripple: Tepeden tepeye dalgalanma voltajı (Volt)
I: Yük akımı (Amper)
2: Tam dalga doğrultma katsayısı
f: Şebeke frekansı (Hertz)
C: Kondansatör kapasitesi (Farad)


2 * f * C = 2 * 50 * 0.01 = 1
V_ripple = 5 / 1 = 5.0 Volt olması gerekirken daha düşük çıkıyor.

 

[Mr_YAMYAM]

Ripple testlerinde 10.000uF kondansatörü farklı markalarla değiştirerek bilimsel bir test yapılabilir.
Örneğin RUBYCON yerine ELNA veya daha adi ürün kullanmak gibi.
Ayrıca ana kondansatörün gerçek ESR değeri akıma göre çok farklı sonuçlar verecektir.

 

[TA3UIS]

Eldekilerden denemeler yapılabilir.

 

[TA3UIS]

İlk çalışmada devreye ilk elektrik geldiğinde bypass rölesi (K3) çalışmaz. Trafodan gelen yüksek akım mecburen R3 taş direnci üzerinden akar. Direnç akımı güvenli bir sınıra çeker ve boş olan 10.000uF kondansatörün ani bir şok yaratmadan, yavaşça dolmasını sağlar.

Bypass ta kondansatör dolduktan (200-300 ms sonra) ESP32 bypass rölesini (K3) tetikler. Röle kontakları kapanarak R3 direncinin iki ucunu birleştirir (kısa devre eder). 5 Amperlik yüksek yük akımı artık ısınan dirençten değil, rölenin kalın kontakları üzerinden kayıpsız ve doğrudan köprü diyoda akar.

Kademe Değişimi (Ark Önleme) ise voltaj kademesi değiştirileceği zaman (örneğin 12V tan 24Va geçerken) ESP32 kademe rölesinden önce bypass rölesini (K3) bırakır. Direnç tekrar devreye girer. Kademe rölesinin kontakları ayrılırken akım dirençle sınırlandığı için kıvılcım (ark) oluşmaz ve rölelerin ömrü korunur. Kademe değiştikten sonra bypass rölesi tekrar çekerek akımı üzerine alır.

Soft-start lı güncel devre şeması.