Napájecí obvody

PA je napájený napětím 48V. Maximální proud je kolem 30A. Pro takový proud již není možné použít nějaké běžné konektory. Proto jsem na zadní panel pro vstup napájecího napětí umístil dva mosazné šrouby M8. Přívodní vodiče jsou připojený běžnými pájecími očky o průměru 8mm. Mezi tyto vstupní konektory je připájena baterie kondenzátorů počínaje několika kondenzátory 10k, přes několik kondenzátorů 100k a nakonec velký elektrolytický kondenzátor 2G2/63V. Další mohutný kondenzátor je připojen těsně vedle modulu PA a je pripojen paralelně ke kondenzátoru v napájecí cestě modulu. O něm se zmiňuji v sekci o modulu PA. Na kapacitě v napájení určitě nešetřete.

Všechny ostatní elektronické moduly použitých v PA jsou napájeny z 12V. Ventilátory si při plném výkonu vezmou něco přes 1A, a elektronika si vezme další cca 0,5A. Při napájecím napětí 48V v podstatě není možné použít lineární stabilizátory - ztráta vy na něm překročila 50W. Proto nezbývá než použít měnič. Původně jsem měl připravený krásný profesionální měnič 48V/12V 50W. Při konečném sestavení PA jsem však bohužel trapně zjistil, že se mi tento mějič již do skříně PA nikam nevejde. Hledal jsem tedy náhradu. Já občas používám malé sympatické a velmi levné step-down měniče od našich čínských přátel :-). Bohužel maximální vstupní napětí těchto měničů bývá cca 35 až 40V. Při hledání řešení jsem ale narazil na e-bay na vizuálně stejné měniče ale s označením HV (High Voltage). Tyto měniče mají jsou výrazně dražší - za jeden jsem dával okolo 70kč, ale umožňují vstupní napětí až cca 53V.

Pro napájení jsem použil 2 moduly. Jeden napájí všechny elektronické moduly a jeho výstupní napětí je nastaveno na 12V. Druhý modul napájí Ventilátory a jeho napětí je nastaveno na cca 15V. Přibližně 3V z tohoto napětí se ztrácí na desce převodu PWM -> SS napětí takže na ventilátorech nakonec bude 12V.

Měl jsem obavy z rušení od těchto měničů. Proto jsem odstranil na zemních plochách nepájivou masku po krajích měniče a moduly zapájel do plechové krabičky. Ze strany spojů jsem navíc přidal na vstupní i výstupní připojovací body blokovací SMD kondenzátory různých hodnot včetně keramický kondenzátoru 10uF. Vstupní a výstupní napětí z krabičky je vyvedeno průchodkovými kondenzátory přes tlumivky. Později jsem ještě na vstupy i výstupy přidal velké LOW ESR elektrolytické kondenzátory.

Na obrázku vidíme dva měniče po stranách ventilátoru. Pod levým měničem je vidět taky deska převodníku PWM pro napájení ventilátoru. Všiměte si také modrých axiálních kondenzátorů Tesla kterými jsou blokovány vstupy i výstupy měničů. Tyto kondenzátory jsou staré nějakých 35 let a přesto mají lepší parametry (ESR) než dnes kupované běžné elektrolytické kondenzátory. Snesou srovnání s kvalitními LOW ESR kondenzátory které dnešní prodejci sporadicky mívají k mání.

Při uvádění do provozu se ukázalo, že mé obavy z rušení nebyly liché. Měnič na vstupu generuje ostré jehlové impulsy s amplitudou cca 100mV. Přívodní vodiče k měničům jsem měl vedené v kabelových svazcích se všemi měřícími signály a pod. Tyto impulsy se indukovaly do okolních vodičů a objevovaly se pak všude kde jen mohly včetně napájecího napětí pro ochrannou desku. Tím by se mohly dostat až do předpětí tranzistoru a mohly by způsobit rušení přímo ve výstupním VF signálu. Kromě toho rušení způsobovalo nestabilitu naměřených údajů. Dalo mi hodně hledání než jsem přišel na to kde rušení vzníká a jaký je mechanismus jeho průniku do okolí.

Řešení pak již bylo jednoduché. K měničům jsem přidal zmíněné vnější blokovací kondenzátory a přívody k měničům vedu stíněným kablíkem mimo kabelový svazek. Tím jsem rušení zcela odstranil.

Když jsem ještě napájel ventilátory PWM signálem docházelo k podobnému pronikání ostrých hran PWM signálu a Podobnému rušení. Proto pokud budete napájet ventilátory pomocí PWM udělejte stejné opatření a vodiče k ventilátorům veďte stíněným kabelem mimo kabelové svazky.