Introduction: Simple and Small Programmable Lab Power Supply
Any workshop must have a good lab power supply. Somehow it happened that a PC power supply was always enough for me. But when power was needed at 30, 40 and 50 Volts, the situation slightly changed.
After a short two-month deliberation, the DPS5015 module was ordered. This unit is rated at a maximum of 50 Volts and 15 Amperes. And this post is about how this Chinese module turned into a compact, mobile and pretty cute laboratory power supply unit with the ability to connect an additional external power source.
/////
В любой мастерской обязательно должен быть лабораторный блок питания. Как-то так сложилось, что я всегда обходился парой отдельных блоков на 5 и на 12 вольт, и этого было достаточно. Но вот когда понадобилось питание в 30, 40 и в 50 вольт, ситуация слегка изменилась. После коротких двухмесячных раздумий был заказан блок DPS5015, рассчитанный в максимуме на 50 вольт и 15 ампер. И вот, собственно, этот небольшой сказ о том, как китайский модуль превратился в компактный, мобильный и весьма милый на вид лабораторник с возможностью подключения дополнительного внешнего источника питания.
Step 1: DIAGRAM / СХЕМА
The diagram is simple. The input power supply is powered by the 220 Volts, and it gives us 12 volts and 6 amperes at the output. Next up is a 200-watt booster that boosts voltage from 12 to 58 volts. In turn, this booster feeds the DPS5015 module, which generates the required current and voltage.
There's also plenty of other elements, such as coolers, switches, etc.
/////
Схема проста. От 220 вольт питается входной блок питания, выдающий на выходе 12 вольт и 6 ампер. Далее идет 200-ваттный бустер, который повышает напряжение с 12 до 58 вольт. И уже этот бустер своим выходом питает блок DPS5015, который на выходах и генерирует требуемые ток и напряжение.
Помимо вышеупомянутых модулей в схему включены кулеры охлаждения, и еще ряд элементов.
Step 2: CASE / КОРПУС
I thought about the case for a long time. First I wanted to order a factory one, especially for this module, but the prices were not too impressive. Thought about printing it, and already even started modeling, but then my wife came into the room and asked if I needed a plastic box from her old perfumes.
And it was a perfect hit. The box came just as perfectly as possible. Everything fell compactly inside, but with sufficient gaps for cooling. The only thing, the input power supply had to be fixed on the outside of the case.
P.S. Unfortunately, I forgot to take pictures of the box before starting work. In the pictures it already has holes and a bit sanded for painting.
/////
Очень долго думал над корпусом. Хотел сперва заказать заводской, специально под этот модуль, но цены меня не сильно впечатляли, даже учитывая, что заводской корпус полностью металлический. Хотел напечатать, и уже даже начал моделировать, но тут в комнату зашла жена и поинтересовалась, не нужна ли мне пластиковая коробка от ее старых духов.
И это было попадание в десятку. Коробка подошла просто максимально идеально. Внутри все размещалось компактно, но с достаточными зазорами для охлаждения. Единственное, входной блок питания пришлось закрепить снаружи, но это лишь добавило внешнему виду брутальности. В общем, как только с корпусом вопрос решился, пришло время для сборки.
P.S. К сожалению, забыл сфотографировать корпус до начала работ. На снимках он уже с выпиленными отверстиями и немного зашкуренный под покраску.
Step 3: ASSEMBLY / СБОРКА
In fact, there was nothing very complicated while assembly. The task was only to optimally position the modules inside, to outline the holes for fasteners, panels, terminals and switches. There is no point in telling much here, so here are some pictures.
Connecting modules is also extremely simple. Everything is obvious in the diagram.
/////
По сути, тут ничего сильно сложного не было. Задача была лишь оптимально расположить модули внутри, наметить отверстия под крепеж, панели, клеммы и переключатели. Сильно словоблудить тут смысла нет, поэтому вот немного фоток.
По подключению все тоже предельно просто. На схеме все очевидно.
Step 4: TESTING / ТЕСТИРОВАНИЕ
This laboratory power supply has mainly be able to fire up LED strips, as well as powerful LED modules, power the brushless motor regulators, and do other things that are usually solved with the help of such devices.
After assembling the first version (without an external power supply), it became clear that the power of the onboard 6-Amp block is not enough for the full range of tasks, so it was decided to modify the device.
/////
На этот лабораторник возлагаются, в основном, задачи по розжигу светодиодных лент, а так же мощных светодиодных модулей, питание регуляторов стенда для тестирования бесколлекторных моторов, ну и еще по мелочи иные задачи, которые обычно решаются с помощью подобных девайсов.
После сборки первой версии (без колодки внешнего питания) стало понятно, что мощности входного 6-амперного блока для полного спектра задач не хватает, поэтому и было решено сразу модифицировать девайс для возможности подключения внешнего источника питания.
Step 5: UPGRADE / МОДИФИКАЦИЯ
After an hour at Solidworks, I got such a tricky little box. And after another hour for additional wiring, painting and final assembly, the power supply was completely ready.
/////
После часа работы в Solidworks, получилась такая вот хитрая коробочка. Еще после часа на прокладку дополнительной проводки, покраску и финальную сборку, лабораторник, наконец-то был полностью готов.
Step 6: FINAL VERSION / ГОТОВЫЙ ПРИБОР
Here are some photos of the ready device.
/////
Вот несколько фоток готового аппарата.
Step 7: FINAL TEST / ФИНАЛЬНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
Final testing with an external power source (12V/12.5A) was pretty successful.
If while testing a brushless motor (RCTimer HP2212-880KV) with a built-in power supply, the lab PSU could perform 58 Watts of power before the protection shut it down, then it was possible to get up to 127 Watts of power with the external power supply. On the attached image you can see a comparison of two frames straight before shutting down the lab power supply.
I also finally could get maximum out of the Chinese “100-Watt” LEDs mounted on my "Doomsday flashlight", which I once made specifically for night photography purposes. On two attached pictures you can see the readings of the lab PSU screen at a stable maximum of LED operation. Of course, they did not give out the promised 100 Watts, but these are the limitations of the LED modules themselves.
/////
Финальное тестирование с внешним источником питания (12В/12,5А) прошло категорически удачно.
Если во время гонки бесколлекторного двигателя (RCTimer HP2212-880KV) со встроенным источником питания у лабораторника срабатывала защита уже на 58 Ваттах и отключала его, то от внешнего блока удалось выжать целых 127 Ватт мощности до отключения. На прикрепленном изображении можно видеть сравнение двух кадров непосредственно перед отключением лабораторника.
Так же удалось выжать максимум из китайских "100-Ваттных" светодиодов, установленных на моем фонаре "судного дня", который я когда-то собирал специально для целей ночной фотографии. На двух прикрепленных снимках можно видеть показания лабораторного блока в стабильном максимуме работы диодов. Обещанные 100 Ватт они, конечно, не выдали, но это уже особенности и ограничения самих светодиодных модулей.
Step 8: CONCLUSION / ВЫВОД
For relatively small amount of money, we managed to assemble a laboratory power supply with good output characteristics. Of course, it will not be able to power the welding machine, but for the work of an average electronic engineer in an average workshop it will be more than enough.
Thank you all for your attention and good luck! :)
/////
За относительно небольшие деньги удалось собрать лабораторный блок питания с неплохими выходными характеристиками. Конечно, он не сможет запитать сварочный аппарат, но для работ среднестатистического электронщика в среднестатистической мастерской его будет более чем достаточно.
Всем спасибо за внимание! Всем удачи! :)
