Regulated Bipolar PSU

Для питания модульной системы требуется двухполярный источник питания, напряжение которого в разных системах варьируется от ±9В до ±18В. Нередко требуются и дополнительные шины питания. Стандарт Eurorack предусматривает достаточно мощную шину ±12В и маломощную шину +5В для питания микроконтроллеров и некоторых других цифровых устройств. Известно, что можно приспособить для питания модульной системы компьютерный блок питания. Но, к сожалению, импульсные блоки питания дают не очень стабильное напряжение в условиях большого количества источников модуляций, поэтому строй и громкость синтезатора питаемого от импульсника могут иметь некоторый тремор. Иногда это применимо как художественный эффект, но для полностью предсказуемой системы требуется традиционный трансформаторный блок питания.

Один из таких блоков — Regulated Bipolar PSU, мощности которого хватит на любую систему.

Напряжение регулируемого источника питания может быть точно настроено, что обеспечит идеальную симметричность работы осцилляторов, хороший строй и низкий уровень шума. Предлагаемый источник питания состоит из мостового выпрямителя, блока фильтрации и трёх идентичных блоков регуляторов питания, защиты и индикации. Положительная шина работает следующим образом: мост на диодах D1 и D3 выпрямляет синусоидальный переменный ток, затем он фильтруется двумя параллельно подключенными электролитическими конденсаторами на 3300 мФ, а также керамическим дисковым конденсатором на 100 нФ. Далее идёт регулятор положительного питания LM317 в режиме регулятора напряжения, описанном в Datasheet на эту микросхему. Минимальная нагрузка необходимая для настройки блока питания и индикация наличия питания обеспечивается резистором R8 и светодиодом. Номинал резистора должен укладываться в пределах 2—10K, поэтому лучше подобрать не очень яркий светодиод.

Шина отрицательного питания работает аналогично шине положительного питания с той лишь разницей, что используется регулятор отрицательного питания LM337. Вся схема вместе с блоком на U1 обеспечивает две шины положительного питания и одну шину отрицательного питания.

Данная схема очень похожа на схему Кена Стоуна. Я думаю, он тоже вдохновлялся даташитом LM317.

psu_bipolar_schematic_v1.2

Версия 1.2

Принципиальная схема
Расположение компонентов
Печатная плата (отражённая)

BOM

Part Quantity Value Package
C1,C2,C3,C4 4 3300u 35v E7,5-18
C5,C6 2 100n 35v Ceramic C050-024X044
C7,C8,C9 3 10u 16v E2,5-5
D1-D13 13 1n4004 / 1n4002 DO41-10
IC1,IC2 2 LM317 317TS
IC3 1 LM337 337TS
J1,J2,J3,J4 4 Terminal block 2pos 5MM

(or 2pcs 4pos)

TERMINAL_BLOCK_2P_5
JP1 1 Header 2×8 pins 2X08
LED1 1 3mm Red LED LED3MM
LED2 1 3mm Yellow LED LED3MM
LED3 1 3mm Blue LED LED3MM
R1,R2,R3 3 10K Trimmer Bourns W3296 S64W
R4,R5,R6 3 1K 1/4W 1% 0207/10
R7 1 4K7 1/4W 1% 0207/10
R8,R9 2 10K 1/4W 1% 0207/10

В собранном виде блок питания с трансформатором ТТП-40 выглядит вот так:Bipolar PSU: фото

Лицензия Creative Commons
Схема публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 3.0 Непортированная.
Разрешения, выходящие за рамки данной лицензии, должны быть оговорены лично с автором.

Regulated Bipolar PSU: 9 комментариев

    1. rpocc Автор записи

      Это зависит на самом деле от объёма и качества радиаторов на регуляторах. Я использовал небольшие радиаторы, и этот PSU обслуживает коробку 6U примерно с 16 модулями — все модуляционные и утилити типа LFO, источников шума, Phonogene, Ringmod, S&H и т.п., самопальный предусилитель и ещё что-то.

    1. rpocc Автор записи

      Hi. The .1uF ceramic at the reg inputs filter fast voltage ripples at the very moments of diode switching for which large bulk capacitors are too slow to handle. This is very common schematic and these capacitors may be omitted in some situations, but in other situations they may help to keep ripples at minimum.
      The .1 caps at the reg outputs do similar thing: filtering some hi-freq noise from the LM317 itself.
      Actually, any capacitor do not act like a low-pass filter, but more like a band reject filter having center resonance frequency on which it is most efficient. Not only at the lower, but also on the higher frequencies the reject factor is significantly lower, so for good AC filtering it’s a good practice to use a set of several paralleled capacitors, each responsible for it’s own frequency.

      The voltage rating usually should be twice higher then expected DC voltage (or even more) to keep capacitors cool and stable, and the capacitors themselves must be physically placed at some distance from the heat sinks.

      By the way, avoid using veroboard with high currents. It can have insufficient conductance and parasitic capacitance that will degrade your PSU specificatons. Just imagine, that some AC will flow across parasitic capacitance from reg input to output degrading ripple rejection, and also imagine a voltage divider consisting of lead resistance from reg output to load, and impedance of the load itself. Even at 0.5 amps the load impedance will be about 24 ohm at 12v, and even 0.5 ohm lead resistance will give you unwanted voltage drop of 12-(12/24.5*24) volts that are 245 mV, so the best practice is to use solid thick leads and solid wires up to very IDC power connector.

      Hint: adjust the desired voltage under load, it may significantly differ from the initial voltage. If it’s dropping to low, you may try to use a 2x15v transformer. Also you may directly replace an LM317 with an LT1084, which has lower dropout voltage.

        1. rpocc Автор записи

          Да схема стандартная, на сайте Doepfer можно посмотреть. Просто разъёмы в параллель, больше там нет ничего. Некоторые делают активные платы с +5В, дополительными кондёрами у каждого разъёма, но это уже кому как нравится. В любом редакторе плат такая фигня рисуется 10 минут по топологии «Шина», а навороченные варианты — это уже коммерция.

    1. rpocc Автор записи

      Я по-моему брал ампера на полтора. От кейса зависит. По-хорошему, догонять такую схему до максимума не стоит, лучше ограничится примерно на 0.6-1 А, поэтому сорокаваттника (по сумме плечей) должно хватить с лихвой.

Добавить комментарий