Impulsowe źródło prądowe

Feb 10, 2026 Last reply: 5 months ago 13 Replies

Od jakiegoś czasu eksperymentuję z uruchamianiem dalekopisów i podłaczaniem ich do współczesnej elektroniki. Urządzenia tego typu pracują na pętli prądowej, w moim przypadku 40 mA. Z uwagi na dużą indukcyjność elektromagnesu w odbiorniku zalecane jest, aby pętla prądowa była zasilana z odpowiednio wysokiego napięcia. Źródła z epoki mówią o co najmniej 60V, zdarzają się też wyższe wartości. Ma to na celu przyspieszenie narastania pola magnetycznego i uzyskanie bardziej stromych zboczy sygnału. Oczywiście gdy elektromagnes już przewodzi, cała moc wytraca się na grzejących się rezystorach.



Podczas moich pierwszych eksperymentów korzystałem z zasilacza transformatorowego (jak w oryginalnych sieciach dalekopisowych) do uzyskania tych kilkudziesięciu woltów. W nowszych interfejsach stosuję już przetwornice impulsową DC-DC.



Teraz jednak zastanawiam się czy nie dałoby się tego zrobić lepiej - stosując jakieś impulsowe źródło prądowe - mierzymy prąd w obwodzie i tak manipulujemy pętlą sprzężenia zwrotnego, aby na wyjściu było napięcie dobrane do aktualnego obciążenia, aby dążyć do z góry ustalonego prądu w pętli.



To na czym mi zależy:



- W miarę prosta implementacja i jak najmniej "rzeźbienia" - najlepiej, gdyby był to jakiś gotowy scalak, wymagający minimalnej liczby elementów zewnętrznych.



- Możliwość regulacji w zakresie powiedzmy 35-45 mA.



- Stabilne trzymanie ustalonej wartości.



- Wbudowane zabezpieczenia, np. przed zwarciem albo ustawieniem na wyjściu zbyt wysokiego napięcia w pogodni za ustalonym prądem.



- Możliwość pracy, gdy zasilany obwód jest kluczowany (dość oczywiste w przypadku linii dalekopisowej).



Ktoś z was może polecić rozwiązanie spełniające te wymogi?


W dniu 10.02.2026 o 13:27, Atlantis pisze: [...]

A dlaczego nie AC/DC?

Możesz wyjaśnić dokładniej, w jakim celu?

W dniu 10.02.2026 o 13:27, Atlantis pisze:

Przychodzą mi do głowy stepsticki np. na A4988- gotowe i niedrogie, nie wiem czy taki mały prąd się uda ustawić bez przeróbki - mogę to sprawdzić, ale one niestety są tylko do 35V. Kiedyś naprawiałem taki moduł do stołu CNC - tam było właśnie źródło prądowe zasilane coś koło

100V, ale to była szuflada 4U.

Do głowy przychodzi mi co najmniej kilka zalet takiego rozwiązania.

  1. Znacznie mniejsze zużycie prądu. W tradycyjnym rozwiązaniu wysokie napięcie jest potrzebne do szybkiego przełamania reaktancji elektromagnesu w odbiorniku. Jednak gdy pole magnetyczne już się utworzy wokół jego uzwojenia, praktycznie cała moc wydziela się na rezystorach, bo nadal obwód jest zasilany tym samym napięciem. W alternatywnym podejściu w początkowej fazie na wyjściu mielibyśmy wyższe napięcie, które potem mogłoby zmaleć do minimalnego, jakie byłoby potrzebne do utrzymania tych 40 mA w obwodzie.
  2. W obecnej wersji na płytce musi być miejsce na kilka większych rezystorów ograniczających prąd. W alternatywnej wersji można by z nich zrezygnować, zastępując je pojedynczym rezystorem pomiarowym.
  3. Dokładność. W obecnej wersji wartość prądu w obwodzie pętli jest ustalana za pomocą kilku rezystorów i potencjometru na większą moc. To nie są szczególnie precyzyjne elementy i ich wartości potrafią nieco pływać. Dalekopisowi nie robi to co prawda wielkiej różnicy... W alternatywnym podejściu rezystor pomiarowy/elementy w pętli sprzężenia zwrotnego mogłyby być bardziej dokładne, umożliwiając bardziej precyzyjną i stabilną regulację. W obecnej wersji chcąc osiągnąć coś takiego mógłbym użyć lustra prądowego, ale to zawsze dodatkowe elementy. W omawianej koncepcji mechanizm samoregulacji byłby wbudowany w samą przetwornicę.

W dniu 10.02.2026 o 22:45, Atlantis pisze:

Kłócisz się o te parę groszy/rok? :D

Jak dla mnie, to jest to "środowisko" idealne do założeń konstrukcyjnych. To, że jakaś ilość energii zamieniana jest w ciepło, nie stanowi efektu oszczędzania kilku mikrowatów :)

No ok, w sumie rozumiem zamysł ale utracisz w tym wszystkim "środowisko" do pracy z tym archaicznym sprzętem. Ja bym to zachował. Trudno mi jednak przewidzieć, kiedy "stabilizacja" bo to jakaś jej forma, będzie w

100% kompatybilna z założeniami starej inżynierii:) Może się okazać to złym kierunkiem a forma "oszczędności" 5zł/rok przy pracy 365dni/non stop wydaje się mrzonką bo przecież nie będziesz sobie telefaksował codziennie 100 wiadomości przez rok :)

W dniu 10.02.2026 o 22:45, Atlantis pisze:

Ale po co? przecież nie używasz tego dalekopisu stale tylko odpalasz raz na jakiś czas na pokaz, więc po co komplikować układ?

MAX22200

formatting link
Bardzo tanie nie będzie.

TI też coś ma:

formatting link
Ogólnie szukaj pod "selenoid driver".

Niektóre sterowniki silników krokowych się nadają, ale wiem to tylko z opowieści, które i jak nie wiem. Drukarze 3D sterują tym jakieś selenoidy i korzystają z gotowych modułów do silników krokowych.

Zrobienie tego na wzmacniaczu operacyjnym i tranzystorze (liniowo) też się da (taki stabilizator prądu), ale trochę nie wypada współcześnie ;)

Próbuję optymalizować projekt. Pozbycie się rezystorów z pętli prądowej nie tylko zmniejszy cieplne straty energii, ale także pozwoli zmniejszyć urządzenie. Nie mówiąc już o tym, że lepsza wydajność energetyczna pozwoliłaby np. stworzyć wersję interfejsu zasilaną z akumulatora li-pol albo power banku. ;)

Nie wiem skąd wziąłeś te mikrowaty. ;) W sieciach dalekopisowych stosowano napięcia przynajmniej w okolicy 60V (niekiedy nawet dwa razy więcej). Przez pętlę płynie prąd o nominalnej wartości 40 mA (w starszych systemach 60 mA). Gdy wokół elektromagnesu w odbiorniku wytworzy się już pole magnetyczne, większość mocy wydziela się na rezystorach. Oryginalnie w centralach dalekopisowych stosowano solidne rezystory i reostaty drutowe.

Też tak myślałem na samym początku. Moje pierwsze eksperymenty opierały się dosłownie na rozwiązaniach podpatrzonych w literaturze sprzed siedemdziesięciu lat. Tak wiec początkowo pętla prądowa była zasilana z niestabilizowanego zasilacza transformatorowego. Potem zacząłem eksperymentować i okazało się, że przetwornica impulsowa sprawdza się równie dobrze, a po jej zastosowaniu całość można zmieścić na małej płytce i zamknąć w relatywnie małej obudowie.

Na chwilę obecną wiemy już, że jakość zasilania z przetwornicy impulsowej nie przeszkadza dalekopisom. Mówimy w końcu o zasilaniu elektromagnesu, który ma być kluczowany w takt transmisji 50 bps. Teraz chciałbym zrobić kolejny krok i wykorzystywać przetwornicę impulsową w nieco bardziej wydajny sposób, bez marnowania energii na grzanie rezystorów.

Po pierwsze pozbycie się rezystorów pozwoli znacząco zmniejszyć rozmiar interfejsu.

Po drugie tak czy inaczej myślę nad wprowadzeniem jakiejś bardziej "inteligentnej" regulacji i stabilizacji prądu w pętli. Koncepcja którą obecnie rozważam zakłada wykorzystanie lustra prądowego. Takie podejście otworzy parę nowych możliwości - będę mógł np. automatycznie wyłączać nadajnik na czas odbioru (po prostu mostkując go przekaźnikiem), a prąd w pętli i tak dostosuje się do zmieniającej się rezystancji.

Po prostu pomyślałem, że można by przeskoczyć ten etap i zamiast lustra prądowego użyć sterowania prądem na poziomie pętli sprzężenia zwrotnego samej przetwornicy...

A co - dalekopis taki malutki, że miejsca szkoda ?

Nie bardzo rozumiem koncepcji lustra, ale analogowe przecież strat mocy nie zredukuje. Więc lepsze rozwiązania sensowne.

P.S. Sa zasilacze do lamp LED. Własnie źródła prądowe (na przetwornicy), prąd podobnego rzędu, ograniczenie napięcia jest ...

J.

W dniu 11.02.2026 o 21:05, Atlantis pisze:

Ok, ten powerbank przemawia...ale naprawdę policzyłeś to?

No małe waciki :)

Czyli 60V x 0,04A to mamy 2,4W. Rocznie z pracą 24/h to 25zł :) Sądzę że wydatek na usprawnienie będzie większy :) Będziesz to męczył kilka lat bez przerwy?

Ok, przetwornica zamiast trafa. Pasuje :)

Nadal nie widzę sensu kontroli prądu :)

Nie, ale jak trzeba będzie wrzucić interfejs do plecaka, żeby zrobić testy na dalekopisie w nieznanym stanie, to już ma znaczenie. Już samo przejście z transformatorowego zasilacza pętli prądowej na przetwornicę DC-DC diametralnie zmieniło sytuację. ;)

Lustro nie ma służyć zredukowaniu strat. Jego użycie ma na celu wprowadzenie automatycznej, dokładniejszej stabilizacji prądu w pętli. Obecnie za jego wartość odpowiada zestaw rezystorów i potencjometr większej mocy, które nie są szczególnie dokładnymi elementami, przez co prąd może pływać w pewnym zakresie. Stosując lustro będę mógł dokładnie ustawić sobie wartość prądu w referencyjnym obwodzie, zbudowanym na znacznie bardziej precyzyjnych elementach. Główny obwód dostosuje się do niego. Daje to też kilka innych, fajnych możliwośći - będę mógł chociażby zwierać nadajnik na czas odbioru, żeby naciskanie klawiszy nie zakłócało komunikacji. Normalnie taka zmiana oznaczałaby konieczność ponownego dostrojenia pętli, ale lustro samo o to zadba.

Po prostu pomyślałem, że skoro już planuję wprowadzenie takiej automatyki, to czemu nie wprowadzić jej na poziomie samej przetwornicy, dodatkowo ograniczając rozmiar płytki i straty cieplne?

Trzy waty to jednak już na tyle dużo, żeby trzeba było brać to pod uwagę projektując urządzenie. Rezystory muszą być na odpowiednio dużą moc, więc zajmą trochę miejsca. Obudowa też nie może być za bardzo hermetyczna.

W teorii nie trzeba precyzji. W praktyce zdarzało mi się już trafić na dalekopis, który odmawiał poprawnej pracy na dokładnie 40 mA (pojawiały się przekłamania znaków) i trzeba było zejść o kilka mA niżej. Możliwość stabilnego ustawienia parametrów pracy to zawsze plus - nie będę musie musiał zastanawiać czy jakiś czas później będzie tyle samo, albo czy np. za godzinę parametry rezystorów i potencjometru nie zdryfują trochę.

Tak naprawdę mówimy o dwóch koncepcjach.

Pierwsza opiera się na zastosowaniu tego obwodu:

formatting link
ętla prądowa nadal byłaby zasilana z przetwornicy impulsowej DC-DC, dającej stałe napięcie (około 60V), nadal mielibyśmy kilka rezystorów na większą moc, odpowiadających za wstępne ograniczenie prądu. Jednak jego dokładna regulacja byłaby już realizowana przez to lustro, w oparciu o obwód referencyjny o większej dokładności (stabilizator liniowy + dokładny rezystor + wieloobrotowy PR).

Druga koncepcja idzie o krok dalej i zakłada zrobienie regulacji prądu na pętli sprzężenia zwrotnego samej przetwornicy impulsowej, tak aby jej napięcie dostosowywało się do aktualnego obciążenia, dążąc do utrzymania tych 40 mA.

Nadajnik od strony elektrycznej to właśnie styk, ale w niektórych konstrukcjach jest tam jeszcze cewka elektromagnesu - w takim wypadku nadajnik dodaje też pewien opór do obwodu, więc wpływa na wartość prądu. W większości sieci nadajnik był połączony szeregowo z odbiornikiem, dzięki czemu mieliśmy lokalne echo. Niektóre dalekopisy dysponowały nawet specjalnym mechanizmem, który rozpoznawał znaki wpisywane lokalnie i drukował je w innym kolorze od tych przychodzących z zewnątrz. Wadą takiego połączenia było to, że jeśli zaczęło się naciskać klawisze podczas odbioru korespondencji, dochodziło do zakłócenia komunikacji i wydrukowania bzdur.

I tutaj właśnie pojawia się pomysł, żeby interfejs mógł zwierać nadajnik przekaźnikiem na czas odbierania znaków. Tylko w ten sposób z obwodu znika opór nadajnika i zwiększa się prąd. Dobrze by więc było, gdyby interfejs potrafił to sobie automatycznie kompensować. Oczywiście alternatywnie można by wpiąć się w same styki i zwierać tylko je, ale to już mniej eleganckie rozwiązanie i wymaga grzebania w mechanizmie.

3W to malutki transformatorek.

źrodełko prądowe na jednym tranzystorze :-) Przy okazji odpada problem wielkich rezystorów ... średni radiator do tranzystora trzeba :-)

Ale chcesz ten prąd ustawić w miarę stały, czy zmieniac w trakcie impulsu itp ?

źródło pradowe robisz tak - fig 4

formatting link
Zamiast diody DZ1 dajesz regulowane źródło niewielkiego napięcia. tranzystor pusci taki prąd, aby na rezystorze emiterowym był spadek napięcia ok 0.7 niższy niz na bazie. Spadek projektujesz na kilka V. nie jest to całkiem liniowe, nie jest bardzo dokładne, ale dalekopis nie apteka. Albo jakis potencjometr umieszczasz w emiterze - ale bedzie musiał mieć niski opór.

Schematu z Fig 8 - nie polecam - LM317 nie jest na napięcia 60V. Trzeba by znaleźć lepszy stabilizator scalony.

Twoje lustro prądowe:

-jest sterowane prądem ... jeśli nie ma takiej potrzeby, to jest to utrudnienie, bo masz tu dwa tranzystory plus jeszcze jakieś zródło prądowe do zadawania.

-jest wrażliwe na zmiany temperatur tranzystorów (co wpływa na Ube). powinienes dac wspólny radiator, ale jeszcze wyrównać moc traconą. tymczasem napięcie Uc na Q1 jest rzędu 0.7V

- wrażliwość na temperaturę możesz zmniejszyc dodając rezystory emiterowe. Ale wtedy jeden z tych tranzystorów jest po prostu bardziej skomplikowanym zadajnikiem napięcia bazowego.

koncepcja jest jasna i sensowna. Tylko ... czy skórka warta wyprawki, szczególnie jak rozmawiamy o 3W mocy ..

A do czego ten elektromagnes służył?

No ale jesli styk nadajnika jest połączony szeregowo z cewką odbiornika, to ten nadajnik musi być zwarty w czasie odbioru. I wprowadza zerową rezystancje. Chyba, że chodzi o ten tajemniczy elektromagnes.

A on chyba nie może miec zbyt dużej rezystancji.

Tak czy inaczej źródło prądowe to skompensuje.

J.

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required