Питание стола стабилизированным током

SergeyR7
Идет загрузка
Загрузка
26.01.2020
4251
47
печатает на Flyingbear P905
Техничка

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

4
Статья относится к принтерам:
Flyingbear P905

Сейчас, когда похолодало, стол не успевает прогреться до 110 градусов для печати ABS пластиком - у принтера срабатывает защита, как я понял, это когда значение температуры не меняется за определённое время. Возможно, это связано с чем-то другим, но по факту, нагрев стола до 110 градусов занимает 18 минут.

Начал глючить штатный БП на 12 В - после включения иногда проваливается напряжение до 8 В. Потом прогреется и больше так сильно не проваливается, но под нагрузкой напряжение плавает - слышно по вентиляторам. Давно выбрал новый блок питания с креплением на DIN-рейку на 24 В (NDR-480-24), но так и не подключил его. Пришло время его попробовать. 

Простое решение - стол переподключить на 24В, нужно только провода на столе перепаять. Просто, но проблему не устранит - продолжительность нагрева останется без изменений. Этот вариант я не проверял, но предполагаю, что так и будет.

Сложное решение - оставить стол как был на 12В, только подключать к 24В не напрямую, а через стабилизатор тока. Известно, что сопротивление стола меняется при нагреве. Проверил как это было при штатном подключении на 12В - сопротивление стола при 20 градусах было 1,2 Ом, после нагрева до 90 градусов - 1,52 Ом. Напряжение на выходе БП было 12,1 В, потери на проводах не учитывал. В итоге, при включении нагрева, мощность нагрева была 121 Вт, а при 90 градусах - уже 96 Вт. Ток через стол падал от 10 А до 8 А.

График нагрева стола от 12 В

Всего-то 18 минут…

Можно поставить DC/DC преобразователь, выставить выходное напряжение, например 15 В и всё будет хорошо. Только ток на холодный стол будет примерно 12,4 А, а после нагрева 9,8 А. Так не интересно, когда есть интересный DC/DC преобразователь на 300 Вт:

Китайцы затирают маркировку микросхемы, но похоже, это LM25116 - контроллер для синхронного DC/DC преобразователя. Тут есть переключатель ON/OFF и подстроечные резисторы для настройки ограничения по напряжению и по току.

Для управления нагревом стола при использовании такого DC/DC преобразователя не нужен силовой транзистор на плате управления 3D принтером - это плюс. И большие токи не идут через плату управления - это тот же плюс. Достаточно подключиться к среднему выводу переключателя ON/OFF - на некоторых версиях производители не устанавливают этот переключатель на плату, средний вывод переключателя идёт на прямую на вывод 4 микросхемы “EN”. Зная, что там за микросхема установлена, удалось определить по документации, что для включения БП нужно подать напряжение на средний вывод переключателя больше 3,3 В. Если напряжение на управляющем входе меньше 0,5 В - БП выключен.

Управление включением DC/DC преобразователя сделал через оптопару, так ещё и гальваническую развязку получаем. Доработка выглядит так: 

Дорожку от среднего вывода выключателя отрезал и сверху припаял резистор. Оптопару приклеил рядом. Провода для управления включением DC/DC конвертора вывел через крепежное отверстие.

Такое решение позволило оставить рабочим переключатель. В режиме OFF можно управлять удалённо платой управления принтером. Стол подключается напрямую к выходу DC/DC преобразователя. Перед подключением стола, необходимо включить БП и выставить напряжение на выходе 15 В. Ограничение по току настраивать во включенном состоянии включив амперметр в разрыв цепи нагревателя стола.

Для проверки, выставил ограничение по току 8,5 А. График нагрева стола почти не изменился:

Во время нагрева стола, следил за температурой DC/DC конвертера - самый горячий был дроссель, нагрелся до 60 градусов. В остальном, всё хорошо. Ну и чтобы теперь ускорить нагрев стола, выставил ток 11 А:

Теперь греет до 110 градусов за 9 минут и нет больших токов при включении холодного стола.

Фактически, такой DC/DC конвертер заменяет внешний силовой ключ на нагрев стола.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

4
Комментарии к статье

Комментарии

26.01.2020 в 17:37
0

А по цене? Равнозначна я замена?

26.01.2020 в 18:03
0

Сложно сказать. Сейчас эти конверторы по 300 руб. примерно стоят. В моём случае, ускоряется скорость нагрева стола. Если оставить 12в стол и 12в БП ничего не изменится. Можно подкрутить напряжение немного повыше и всё. На 24в тоже самое, если стол переключить на 24в. Подключить напрямую стол 12в на БП 24в - будет слишком горячо...

26.01.2020 в 18:15
1

Подключить напрямую стол 12в на БП 24в - будет слишком горячо...

PID регулятор справится с повышением в 2 раза мощности стола.

тут вопрос больше в том, чтобы стол не просадил блок питания и не заставил заглючить все остальные потребители


26.01.2020 в 18:36
0

В этом случае, к ключу будут повышенные требования. 20А переключать ШИМом на длинных проводах - фонить будут сильно. Да и штатный ключ на плате будет стльно греться. Внешний транзистор ставить придется в любом случае.

26.01.2020 в 19:52
2

Про штатный мосфет более чем согласен - нечего его палить. Я придавил МАКС_РВМ до 170 (16В примерно, при питании 23,8В) Управление взял с какого-то свободного пина, который ШИМ поддерживает и втупую нагло им управляю двумя параллельно подключенными мосфетами, которые при 5В  нормально открываются. Понимаю что неправильно управляю мосфетами, надо бы хоть какой-то транзистор поставить или драйвер, но работает уже пару лет. Не трогаю.


ЗЫ.

Главное, при таком включении стола, убедиться что напряжение-ток попадает в безопасную зону работы мосфета. Тут даташит помогает. Это второй график, который смотрю в даташите.

26.01.2020 в 21:19
1

Главное, при таком включении стола, убедиться что напряжение-ток попадает в безопасную зону работы мосфета. Тут даташит помогает

Это правильно. При таких токах надо ещё обращать внимание на сечение проводов и какими клеммами они подключаются.

26.01.2020 в 22:03
2

Ну это само собой ) Наука о ремонте - наука о контактах )

27.01.2020 в 04:38
0

у меня как раз 20А на стол, PID, на длинных толстых проводах - ничего не фонит. и через штатный мосфет на плате, который даже особо не греется )

но да, не каждая плата такое переварит...

27.01.2020 в 09:01
0

ничего не фонит

Это можно и не видеть, но может проявиться как зависание прошивки или сбои во время работы принтера.

27.01.2020 в 09:47
1

принтер в такой позе очень плотно уже более полугода работает, ни 1го сбоя

26.01.2020 в 21:05
0

Там не в 2 раза повысится мощность, а в 4. Тут уже бп не справится. При подключении 24 в к 12в столу.

27.01.2020 в 04:45
0

да, в 4. ну это уже вопрос мощности БП, у меня справляется.

я именно что взял большой слабенький стол для 12В (практически негодный для такого напряжения) и присобачил его на 24В. пиковый ток 20А, все быстро греется, я доволен. еще и часть суммы за стол вернул )

27.01.2020 в 17:58
0

PID регулятор справится с повышением в 2 раза мощности стола.

Таки в 4. P=U*I. Напруга выросла в два раза, ток тоже вырос в 2 раза.

26.01.2020 в 20:29
0

Что на Sbase, что на своих платах спокойно подключаю 12В стол к 24В. Не помню что там стоит на SBase за транзистор. На моих IRLR8743. Ему эти 20А ни о чем. 

26.01.2020 в 21:15
0

Ему эти 20А ни о чем

А какой БП стоит на принтере? Или ШИМом понижаете среднюю мощность на нагрузке?

26.01.2020 в 21:42
1

Блок питания китайский 24 В 33А. Да ШИМ управляется PID регулятором (это не я - это Марлин :) ). 

26.01.2020 в 20:38
1

само по себе решение не плохое, как  альтернатива силиконовой грелке с твердотелкой

26.01.2020 в 21:15
0

Нафига козе баян. Если есть возможность перепаять стол на 24 вольта и воткнуть блок питания на 24 вольта, зачем городить цепь из пребразователя? Ну и знать надо чем отличается стабилизатор тока от стабилизатора напряжения. 

26.01.2020 в 21:21
0

В этом случае, мощность стола останется без изменений и будет падать с ростом температуры. Для меня это будет те же 18 минут нагрева до 110 градусов. Быстрее нагреваться не будет.

27.01.2020 в 15:12
1

Неужели у твоего стола в режиме 24V сопротивление в 4 раза больше чем в режиме 12V? Подозреваю что у него в режиме 24V сопротивление только в 2 раза выше, то есть при 24V БП ток останется тот же а вот мощность вырастет в два раза, соответсвенно и греться будет быстрее.

27.01.2020 в 16:22
0

Неужели у твоего стола в режиме 24V сопротивление в 4 раза больше чем в режиме 12V

Хороший вопрос :)

Посмотрел на картинки столов - там да, две половинки параллельно включены для варианта на 12 В. Это получается, на холодный стол 240 Вт будет. Слишком быстро тоже не надо - хочется, чтобы прогрев был равномерным, т.к. стекло на столе лежит. А ограничивать ШИМом нагрев стола не хочется.

Посмотрел на характеристики MK2b Dual Power:

resistance between 1.0-1.2 ohm (12V) or 3-3.4 ohm (24V) 

Похоже, половинки с разным сопротивлением. Надо посмотреть как на моём столе сделано.

26.01.2020 в 23:25
1

Есть утеплители. Самоклейка снизу стола. Толщина заявленная 10 мм, на самом деле 6-8 мм. Себе такую заказал на Али. https://aliexpress.ru/item/32992174615.html  По отзывам нагрев сократился в два раза. Нагрев стола пишут стал равномернее. У меня та же проблема при печати от автомобильной АКБ. Напряжение доходит до принтера 11 Вольт и постепенно охлаждается экструдер и стол. Я буду утеплять и то и другое. Для экструдера называется носок. https://aliexpress.ru/item/32915358287.html

26.01.2020 в 23:37
0

У меня в штатном исполнении этот утеплитель есть под столом, только толщина примерно 4 мм. Мне надо корпус делать закрытый, но пока этого сделать не могу. Из OSB у меня просто кожух вокруг принтера, без передней стенки, поэтому воздух продувается через стол и медленно греется.

26.01.2020 в 23:42
1

Ну тогда может и не помогут эти пару вольт.  

26.01.2020 в 23:40
1

Первые дни работы в моем блоке питания сыпались искры! Пайка китайская, экономия на всем. Разболтались многие силовые элементы, особенно тяжелые. Пропаял и все пучком. Термопасты добавил. Напряжение подкрутил на 13,5 Вольт, там был многооборотный регулятор (синий). Я думаю все эти блоки питания можно на пару вольт добавить. У большинства думаю на выходе стоит TL431 с оптроном на высокую сторону. Если нет регулятора - подобрать делитель на на TL431 (2,5 Вольта). Мое мнение - если утеплить и добавить хоть 1,5 Вольт, то будет отлично. 

27.01.2020 в 00:14
0

подход логичный, ещё логичнее использовать блоки питания для галогенок, там обратная связь как раз по току и стоимость у них сильно ниже. 

27.01.2020 в 02:19
0

По подробней пожалуйста?

27.01.2020 в 11:44
0

я как разработчик сейчас подробнее не готов.

http://основа темыhttp://stoom.ru/content/view/369/154/" target="_blank">основа темы

для управления через ssd можно без выпрямителя, чтоб полевиком нужен выпрямитель, на вход конденсатор и ntc всяко ставить но это для стабильности. Эти девайсы с малым количеством витков на трансе, можно легко достать до 24В. Весь концепт из-за низкой цены, малых габаритов при большой мощности.

27.01.2020 в 08:52
0

У меня планируется потом оставить один блок питания на принтер. 

28.01.2020 в 01:04
0

в задачке спрашивается: нафига козе баян?

при 24 вольтах мосфет на плате будет работать не напрягаясь. это раз.

при 24 вольтах нагрев стола ускорится за счёт меньших потерь на проводах, мосфете, контактах (подразумевается, что стол двухдиапазонный и включен на номинальное напряжение). да и БП будет полегче, чем двенадцативольтовому. это два.

если всё равно покажется нагрев медленным - можно стол включить в двенадцативольтовый режим и задавить напряжение ШИМом, как написал TTND. это три

преобразователь работает далеко не в штатном режиме, даже при BANG-BANG, не говоря уже про ШИМ. как долго он проживёт и как скоро потекут конденсаторы? это четыре.

резюмируя: решение, на первый взгляд интересное и удачное, при внимательном рассмотрении оказывается не просто бесполезным, а скорее вредным и опасным...

28.01.2020 в 01:18
0

при 24 вольтах нагрев стола ускорится за счёт меньших потерь на проводах, мосфете, контактах (подразумевается, что стол двухдиапазонный и включен на номинальное напряжение)

Тут выясняется, что ток может остаться без изменений, если две половинки стола одинаковые при последовательном включении на 24В. Надо на столе проверять сопротивление каждой половинки.

можно стол включить в двенадцативольтовый режим и задавить напряжение ШИМом

В этом случае, нагрузка на выходные конденсаторы БП будет большая и они потекут...

преобразователь работает далеко не в штатном режиме, даже при BANG-BANG

Если про DC/DC преобразователь - то он как раз в штатном режиме работает. И используется режим BANG-BANG. Более того, в этом преобразователе есть функция Soft-Start - плавное включение.

28.01.2020 в 01:30
1

Тут выясняется, что ток может остаться без изменений, если две половинки стола одинаковые при последовательном включении на 24В

глупости. вспоминаем закон ОМа.

нагрузка на выходные конденсаторы БП будет большая

нет.

он как раз в штатном режиме работает

нет. он не рассчитан на старт-стопный режим. если уж так хочется использовать преобразователь вместо простых решений - включайте его на постоянку, а на выход вешайте управляемый мосфет. так будет схемотехнически правильно.

28.01.2020 в 07:54
0

Спасибо. Про закон Ома.

28.01.2020 в 07:59
0

он не рассчитан на старт-стопный режим.

Тут не согласен. Если предусмотрен мягкий пуск, то всё нормально. 

Внешний ключ будет лишний.

28.01.2020 в 07:51
0

глупости. вспоминаем закон ОМа.

Стол на 12 в сопротивление 1.2 Ом. Это две половинки соединены параллельно. Предположим, что они одинаковые, следовательно, каждая половина имет сопротивление 2.4 Ом. На 24 в включаем их последовательно, следовательно, сопротивление стола 4.8 Ом, ток равен 24в/4.8=5 А. Мощность на стол остается той же 120 Вт. Осталось выяснить, действительно ли половинки одинаковые.

Спасибо, я опять убедился, что стол в штатном подключении на 12 или 24в не больше 120 Вт


Не туда ответил.

28.01.2020 в 09:24
0

они должны быть одинаковые по определению. снова смотрим закон Ома. если половинки будут разные, то и токи по ним будут течь разные, следовательно они будут по-разному нагреваться, а это, сами понимаете - нонсенс для наших условий. разное сопротивление нагревателей делают если надо греть с разной мощностью и каждый нагреватель управляется отдельно.

разночтение сопротивлений у продавцов на Али связано с изначальным допустимым разбросом сопротивления стола: 1,2-1,6 Ом и низкой точностью измерителей на таких пределах - тут даже сопротивление щупов оказывает ощутимое влияние.

про мягкий пуск. как он работает? управляющая микросхема во время "мягкого пуска" выдаёт более короткие импульсы на мосфеты - тот же ШИМ (да, управление, как в режиме пуска, так и в режиме нормальной работы идёт через ШИМ). без мягкого пуска, в момент старта импульсы были бы очень широкими = токи через мосфеты большие. мягкий пуск ограничивает эти токи разумными пределами и мосфет работает в комфортном режиме, чего не скажешь о конденсаторах - на них как раз нагрузка больше. для конденсаторов вообще ШИМ - это самый неблагоприятный режим работы, (незря выпускают специальные конденсаторы предназначенные для работы в импульсных цепях) а короткие импульсы при мягком старте - для них просто карачун ))

вот и получается, что, в предложенном вами варианте работы, конденсатору труднее всех. собственно, поэтому я и написал - "как скоро потекут конденсаторы?"

безусловно, какое-то время (возможно даже достаточно долго) схема будет работать - тут зависит от многих входящих, начиная от запаса мощности и заканчивая качеством комплектующих.

28.01.2020 в 10:22
0

 мягкий пуск ограничивает эти токи разумными пределами и мосфет работает в комфортном режиме, чего не скажешь о конденсаторах - на них как раз нагрузка больше. для конденсаторов вообще ШИМ - это самый неблагоприятный режим работы,

Мягкий пуск как раз нужен для ограничения тока заряда конденсаторов. Мосфеты легко эти токи выдерживают.

Поэтому, в моём варианте, конденсаторы работают в допустимом диапазоне токов, если они правильные стоят.

28.01.2020 в 10:53
0

конденсатору пофих, каким его током заряжают - большим или малым. броски тока опасны как раз для мосфетов. именно для их комфорта ограничивают ток зарядки, т.к. при полностью разряженном конденсаторе, мосфет практически работает на КЗ, в этом случае бросок тока может многократно превысить допустимый для мосфета, а не для конденсатора

28.01.2020 в 11:25
0

Мы с вами о разных ограничениях разговариваем. Для защиты транзисторов, контроллер следит в каждом цикле ШИМ за током через транзистор и не даёт ему сгореть. Мягкий старт - ограничивает скорость нарастания выходного напряжения конвертера при включении.

28.01.2020 в 12:29
0

Мягкий старт - ограничивает скорость нарастания выходного напряжения конвертера при включении.

безусловно. и здесь вы правы. правы и в том как он это делает - 

контроллер следит в каждом цикле ШИМ за током через транзистор и не даёт ему сгореть

вы ошибаетесь в другом: зачем и почему он это делает. мягкий старт - это следствие слежения (каламбурчик такой, да) за током транзистора: ограничивая ток, он тем самым ограничивает скорость нарастания напряжения. понимаете? следит за током транзистора, а на конденсатор ему фиолетово.

28.01.2020 в 13:25
0

Там есть ещё индуктивность в виде дросселя - через неё ток мгновенно не потечёт в конденсатор. А вот если вовремя транзистор не закрыть, то индуктивность уйдёт в насыщение и станет перемычкой - в зависимости от топологии преобразователя - она "замыкает" либо вход на землю, либо выход на вход...

У ШИМ контроллера много взаимосвязанных каналов контроля/управления.

28.01.2020 в 14:57
0

вообще-то дроссель включается последовательно, а не параллельно нагрузке. так что ничего замкнуть не может по определению. стандартная LC цепочка.

всё это никак не отменяет того факта, что конденсатору тяжелее всех при старт-стопном режиме...

28.01.2020 в 17:03
0

всё это никак не отменяет того факта, что конденсатору тяжелее всех при старт-стопном режиме...

Похоже, я посоревнуюсь ещё с конденсатором, кому тяжелее. Я принтер выключил - конденсаторы отдыхают, а я работаю... :)

28.01.2020 в 20:48
1

ну все же на кондюки зря с только наговаривать, если не нагреваются от такой импульсной работы то пусть, хуже если шим Марлина будет соизмерим по частоте с шим dcdc , вс к легко уйдет в перерегулирование....

я безспорно за питание грелки стабилизированным током, но вот управление им вывести в зону контроля шим dcdc ..... например задействовать МС преобразователя со входом en с возможностью управления шимом или завести шим принтера на интегратор и на вход компаратора токоизмерителя. 

ps... как то сложно написал, поймет кто знает ((

28.01.2020 в 23:57
0

Как разработчик реализовал обратную связь для стабилизации по току, я не смотрел, но если настроить её как надо, то не будет перегулировки.

Как-нибудь посмотрю осциллографом как себя ведет этот преобразователь с разными вариантами подключения нагрузки. Сейчас печатал со столом 110 градусов, при включении вмдно вспыхивание светодиода на этом преобразователе. Похоже, есть перегулировка при включении.

16.02.2020 в 23:20
1

Я пару лет назад столкнулся с такой же проблемой - за полчаса стол от 12в не нагревался выше 70-75 градусов. Временно "утеплив" стол картоном, добился температуры в 80 градусов. (как оказалось недавно, вряд ли там и эта температура была..) 
Померив сопротивление стола, оказалось, что китайцы что-то напутали и сопротивление меньше необходимого.
В результате я пришел к тому же выводу с преобразователем напряжения. Но на 300Вт не нашел, взял на 200. Однако результат оказался не таким, как я рассчитывал. Напряжение я, вроде, выставил в 15-16в, и в процессе первого или второго нагрева преобразователь сгорел :)

Тогда я психанул и подключил 12в линию стола к лабораторному БП через реле.
И результат не заставил себя долго ждать: при включении нагрева выставляю максимальное напряжение в 30в и ограничение тока 10А (максимум) - получаю нагрев за минуту! 

Вся эта конструкция отлично работала два года, пока я в порыве обновления не заказал силиконовую грелку на 220в.
Совсем недавно как раз наклеивал грелку и заметил, что некоторые дорожки на нагревателе уже перегрелись и начали отслаиваться. 

ПС С грелкой на 220в (и правильно указанным термистором) стол стал греться за 1-2 минуты! Пожалел только о том, что не сделал это обновление раньше.

17.02.2020 в 09:39
0

Преобразователь на 200 Вт на другой микросхеме сделан, если не ошибаюсь, на XL4016. Там если ток больше 8А нужно ставить вентилятор для охлаждения радиаторов.

На моём столе дорожки не видно - приклеен утеплитель, да и сопротивление стола пока в норме.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Два домика

Знакомство с ANYCUBIC Mega Zero

Исследование полимеров от компании HardLight, на совместимость с жидкими силиконами для форм.

Зачем Эндору рельсы?

Вспомним, что такое сопло 0.4мм

Белая смола, зеленый дракон, или Э - эксперименты