Любительская приставка к блоку питания на lm2596 + DSN-VC288

У многих из нас скопились различные блоки питания от ноутбуков, принтеров или мониторов напряжением +12, +19, +22. Это отличные источники питания, имеющие защиту и от короткого замыкания и от перегрева.
Тогда как в домашней, радиолюбительской практике, постоянно требуется регулируемый, стабилизированный источник. Если не целесообразно вносить изменения в схему уже имеющихся блоков питания, то на помощь придет совсем несложная приставка к такому блоку.

Эта статья является компиляцией некоторых моих других статей соединить которые, мне то было некогда, то неохота, но на самом деле, были более интересные дела и вещи =)

Для сборки любительской приставки с плавной регулировкой выходного напряжения нам понадобятся:
— готовый модуль на микросхеме lm2596;
— монтажная коробочка;
— два гнезда внутренним диаметром 5.2мм;
— потенциометр 10 кОм;
— два постоянных резистора 22 кОм каждый;
— панельный ампервольтметр DSN-VC288.

Статья будет состоять из нескольких законченных частей, в каждой из которых будут подробно описаны шаги, особенности и подводные камни используемых компонентов.

lm2596.

Микросхема lm2596, на которой реализован модуль, хороша тем, что имеет защиту от перегрева и защиту от короткого замыкания, но имеет несколько особенностей.
Посмотрите на типовой вариант ее включения, в данном случае, микросхема редакции выходного фиксированного напряжения +5 вольт, но, для сути это не важно:


Поддержание стабильного уровня напряжения, обеспечивается подключением выхода обратной связи четвертой (Feed Back) ножки микросхемы подключенной непосредственно к выходу стабилизированного напряжения.
В рассматриваемом конкретном модуле, применена редакция микросхемы с изменяемым выходным напряжением, но принцип регулирования выходного напряжения тот же:


К выходу модуля, подключается резистивный делитель R1- R2 с верхним включенным подстроечным резистором R1, вводя сопротивление которого, выходное напряжение микросхемы можно менять. В этом модуле R1 = 10k R2 = 0.3k. Плохо то, что регулировка не плавная и осуществляется только на последних 5-6 оборотах подстроечного резистора.
Для осуществления плавной регулировки выходного напряжения, радиолюбители исключают резистор R2, а подстроечный резистор R1 меняют на переменный. Схема выходит вот такой:


А как раз вот тут, возникает серьезная проблема. Дело в том, в течении эксплуатации переменного резистора, рано или поздно, контакт (его прилегание к резистивной подковке) среднего вывода нарушается и вывод 4 (Feed Back) микросхемы оказывается (пусть и на миллисекунду) в воздухе. Это ведет к мгновенному выходу микросхемы из строя.
Ситуация так же плоха, когда для подсоединения переменного резистора используются проводники – резистор получается выносной – это, так же может способствовать потере контакта. Потому, штатный резистивный делитель R1 и R2 следует выпаять, а вместо него, впаять два постоянных прямо на плате – этим решается проблема потери контакта с переменным резистором при любых случаях. Сам переменный резистор, следует припаять уже к выводам распаянных.
На схеме, R1= 22 kOm и R2=22 kOm, а R3=10kOm.


На реальной схеме. R2 был сопротивлением соответствующим его маркировке, а вот R1 меня удивил, хотя на нем и нанесена маркировка 10k на самом деле, его номинальное сопротивление оказалось 2k. =)


Удалите R2 и поставьте на его месте каплю припоя. Удалите резистор R1 и переверните плату на обратную сторону:


Припаяйте два новых R1 и R2 резистора руководствуясь фотографией. Как видно, будущие проводники переменного резистора R3 будут подключаться к трем точкам делителя.

Что это даст:
— при обрыве только правого по рисунку вывода переменного резистора, выходное напряжение упадет до 2.4v;
— только среднего или всех — 2.4v;
— только левого — 1.3v.
Это, я считаю преимуществами над всеми другими методами борьбы с обрывом сигнала FB
Всё, отложим модуль в сторону.
На очереди панельный ампертвольметр.

DSN-VC288.

DSN-VC288 не годится для сборки лабораторного источника питания, так как минимальный ток, который с его помощью можно измерить составляет 10ma.
Но ампервольтметр отлично подходит для сборки любительской конструкции, а потому, применю я именно его.
Вид с обратной стороны такой:

Обратите внимание на расположение разъемов и доступных регулировочных элементов и особенно на высоту разъема измерения тока:


Поскольку, выбранный мной для этой самоделки корпус не имеет достаточной высоты, то металлические штырьки токового разъема DSN-VC288 мне пришлось скусить, а прилагающиеся толстые проводники — напаять на штырьки непосредственно. Перед пайкой, сделайте на концах проводков по петельке, и насадив каждую на каждый штырек паяйте – для надежности:


Визуальная схема соединения DSN-VC288 и lm2596


Левая часть DSN-VC288:
— черный тонкий провод не подключается ни к чему, заизолируете его конец;
— желтый тонкий соедините с плюсовым выходом модуля lm2596 – НАГРУЗКА «ПЛЮС»;
— красный тонкий соедините с плюсовым входом модуля lm2596.

Правая часть DSN-VC288:
— черный толстый соедините с минусовым выходом модуля lm2596;
— красный толстый будет НАГРУЗКА «МИНУС»

Окончательная сборка.

Монтажную коробочку я использовал размерами 85 x 58 x 33 mm.:


Нанеся разметку карандашом, диском дремеля, я вырезал окно для DSN-VC288 по размеру внутреннего бортика прибора. При этом, вначале я пропилил диагонали, а за тем, отпиливал отдельные сектора по периметру размеченного прямоугольника. Плоским напильником придется поработать, понемногу подгоняя окно под внутренний бортик DSN-VC288:


На этих фото, крышка не прозрачная. Прозрачную я решил использовать позднее, но это не важно, кроме прозрачности, они абсолютно одинаковые.
Так же, наметьте отверстие под нарезной воротник переменного резистора:


Обратите внимание, что монтажные ушки базовой половины коробочки обрезаны. А на саму микросхему, имеет смысл наклеить небольшой радиатор. У меня под рукой были готовые, но, нетрудно выпилить подобный из радиатора, допустим, старой видеокарты. Подобный я выпиливал для установки на PCH чип ноутбука, ничего сложного =)

Здесь необходимо заметить

Монтажные ушки на монтажной же коробочке, помешали бы при установке вот таких гнезд 5.2мм:


В итоге, у вас должно получиться именно вот что:
При этом, слева находится входное гнездо, справа – выход:

Проверка.

Подайте питание на приставку и посмотрите на дисплей. В зависимости от положения оси переменного резистора вольты прибор может показывать разные, а вот ток, должен быть по нулям. Если это не так, значит, прибор придется откалибровать. Хотя, я много раз читал, что заводом это уже сделано, и ничего от нас делать не придется, но все-таки.
Но вначале обратите внимание на верхний левый угол платы DSN-VC288, два металлизированных отверстия предназначены для установки прибора на ноль.


Итак, если без нагрузки прибор показывает некий ток, то:
— выключите приставку;
— надежно замкните пинцетом эти два контакта;
— включите приставку;
— удалите пинцет;
— отключите нашу приставку от блока питания, и подключите ее вновь.

Испытания на нагрузку.

Мощного резистора у меня нет, но был кусочек нихромовой спирали:


В холодном состоянии сопротивление составило около 15 ом, в горячем, около 17 ом.
На видео, вы можете посмотреть испытания получившейся приставки как раз на такую нагрузку, ток я сравнивал с образцовым прибором. Блок питания был взят на 12 вольт от давно исчезнувшего ноутбука. Так же на видео виден диапазон регулируемого напряжения на выходе приставки.

total.
— приставка не боится короткого замыкания;
— прежде всего, предназначенная для эпизодов отладки, она не боится перегрева;
— не боится обрыва цепей регулировочного резистора, при его обрыве, напряжение автоматически падает до безопасного уровня которое я давал выше;
— приставка, так же легко выдержит, если вход и выход будут при подключении перепутаны местами – такое случалось;
— применение найдется любому внешнему блоку питания от 7 вольт и до 30 вольт максимум, а;
— показаний встроенного амперметра вполне хватит для того что бы заметить аварию если что-то пойдет не так.

Статьи, чтение которых оказалось очень полезным для меня:
первая, касается самого ампервольтметра
вторая касается стабилизаторов, вот =)
а после нажатия на эту ссылку, вы сможете скачать справочный листок к этой, всем известной микросхеме.

UPD.
В ходе дискуссии ниже в комментариях, стало ясно, что есть более экономный способ добиться того же эффекта, которого добился я:

Посмотрите, неважно, подстроечный это резистор или выносной переменный R2, при потере контакта с ним, вход FB окажется подключенным к выходу через резистор R1.
Этот способ, указал kirich вот здесь.
Кроме того, если уж я взялся дорезать последний патиссон, то калькулятор делителя, находится вот здесь =))
eoUPD

В статье про ампервольтметр, я уже размещал это видео, еще раз его смотреть необходимости