Buck-hakkuriteholähde : suunnittelu ja toteutus

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli suunnitella ja rakentaa hakkuriteholähde. Teholähteelle annettiin tavoitearvot ulostulojännitteen ja virran suhteen. Laitteen toimintaan liittyviä laboratoriomittauksia tuli olla helppo suorittaa.

Hakkuriteholähteen ohjaus on toteutettu mikrokontrollerin ohjelmoinnilla. Ohjelma käyttää käyttäjän syötettä, virtamittausta sekä jännitteen takaisinkytkentää tuottaakseen tasaista, toivotun tasoista jännitettä.

Teholähteen käyttöliittymä koostuu yhdestä LCD-näytöstä, kahdesta poten-tiometristä sekä kytkimestä. Potentiometreillä ohjataan jännitettä ja virtarajaa, kytkimestä teholähde voidaan käynnistää uudelleen. Näytöllä näytetään laitteiston mittaamat ja tavoittelemat jännitteet ja virrat, sekä ohjeistetaan käyttäjää eri tilanteissa.

Rakennetun teholähteen toimintaa tutkittiin laboratorio-olosuhteissa ensin pienillä jännitteillä ja virroilla, ja toiminnan varmistamisen jälkeen nimellisvirralla. Teholähde todettiin riittävän toimivaksi opinnäytetyön vaatimuksiin, mutta ei riittävän turvalliseksi yleiseen käyttöön.

The intention of this thesis was to design and build a functional buck converter for the desired voltage and current output, with easy access to the components for laboratory work.

Controlling the converter was done by coding a microcontroller. The controller reads user input, a current meter, and voltage feedback to create a steady output voltage at the desired level.

The user interface consists of an LCD, two potentiometers for voltage control and current limit, and a switch for resetting the program. The LCD is used to inform the user of operating values and how to use the device in certain events.

The converter was tested at low voltage and current for normal function, and at nominal current for normal function and possible events. The converter was deemed unsafe for general use, but sufficient for the purposes of this thesis.