Zdroj 0-20V/1A, power supply 0-20V/1A, 0-30V/1A. 0-20V/2A , 0-20V/3A, 0-30V/2A, 0-30V/3A.

By Administrator at March 26, 2012 01:16
Filed Under: Non-Atari

Zdroj 0-20V/DC, 0-1A (max.1.5A), po rozšírení je výstupné napätie až do 25V, v mojom prípade som to rozšíril až do výstupu =30V/DC max. Z dôvodov zvýšeného záujmu som pridal aj schémy zapojení pre výstupný prúd 2A a aj schému pre výstupný prúd 3A - mal som to síce nakreslené, ale predpokladal som, že to nebude potrebné uverejniť - mýlil som sa ... tak som to sem priložil.

___________________________________________________________

Zdroj vychádza z pôvodného návodu od VE2EMM, zariadenie som prednedávnom postavil a pretože niektoré veci nebežali tak ako som si predstavoval, urobil som nejaké vlastné úpravy a tu teraz už prezentujem takto upravenú novú a otestovanú verziu tohoto zdroja:

Zdroj som rozbehal a prekreslil 23.03.2012, presne na 2.výročie môjho blogu, len som to nejako už nestihol spracovať do tejto podoby - aj spať - aspoň občas treba ...

____________________________________________________

Ako to celé začalo:

Prvá skúšobná verzia, ešte nie sú zmenené niektoré hodnoty súčiastok a nie je urobená optická indikácia dosiahnutia nastaveného prúdového limitu, červenou fixkou obtiahnuté cestičky znamenajú už zapojené vodiče na univerzálnej doštičke:

 

 

 

Inšpiráciou na postavenie bol pôvodný zdroj od VE2EMM, konštrukcia sa mi pozdávala, súčiastky boli k dispozícii. Základný obvod 723 (LM 723, uA723) sa už vyrába desiatky rokov a je dosť obľúbený, pretože je pre neho veľké množstvo schém. Základná chyba pri jeho používaní býva tá, že sa používa jeho horná hranica povoleného napájacieho napätia (max.40V/DC) a potom obvod často „odíde do kremíkového neba“, pretože už nie je žiadna rezerva. Toto zapojenie pracuje na inom princípe a tak práve prieraz obvodu 723 v tomto zapojení nehrozí.

 

Tu presne platí nasledovná poučka:

Súčiastky fungujú na základe dymu. Ak dym zo súčiastky unikne, súčiastka prestáva pracovať.

Wink

No ale ďalej už vážne, od začiatku som chcel na nastavovanie výstupného napätia použiť 10 otáčkový Aripot,t.j. nastavovanie výstupného napätia bude dostatočne jemné.  

Aripot

 

Pre nastavenie hodnoty prúdu stačí normálny potenciometer, netreba použiť viacotáčkový - tu požiadavky na takú presnosť nie sú vyžadované. Pretože som chcel postaviť len jeden kus, pre seba, tak som neuvažoval na tvorbou dosky s plošnými spojmi - použil som univerzálnu dosku plošných spojov ktorá je bez problémov k dostaniu v obchode (GME). Podľa schémy sú vyžadované hrubé spoje (= výkonová zaťažiteľnosť = malý úbytok napätia) toto som riešil tak, že som natiahol na požadovanú cestu na plošáku naraz dva zvonkové drôty s malou medzerou medzi nimi a je medzi nimi ešte cín – cestička je tak dostatočne široká a hrubá – aj na výšku, takže tento problém je podľa mňa uspokojivo vyriešený. Zdroj som postavil na prvýkrát, chyba nebola v mojom zapojení, ale v nefunkčnosti prúdovej ochrany v originálnom zapojení. Po premeraní a zmene niektorých hodnôt (v niektorých prípadoch podstatná zmena hodnoty - až 100-násobná !) som dostal toto výsledné zapojenie ktoré tu publikujem. Na  záver som pridal pár drobností čo umožňujú lepšie využitie tohto zdroja pri dennodennom používaní..

 

Na jednom plošnom spoji som si sústredil všetky súčiastky zdroja mimo nasledovných vecí:

-         výkonový transformátor

-         sieťový vypínač + sieťový filter

-         výkonový tranzistor (musí byť na chladiči !)

-         potenciometer na nastavenie výstupného napätia

-         potenciometer na nastavenie výstupného prúdu

-         indikácia prúdového obmedzenia - LED

-         indikácia napájania - LED

 

Pripojený transformátor, výkonový Darlington tranzistor je umiestnený na poriadnom chladiči (tento chladič som ale vo finále nepoužil, bol použitý iba pri testovaní zdroja - proste mám pre zdroj ešte lepší chladič ... serverový medený chladič), na doske ešte nie sú prevedené moje úpravy. Takto bez problémov fungovalo len nastavenie výstupného napätia. Prívody k tranzistoru by bol dobre twistovať.


 

Transformátor do tohoto zdroja som použil zo starej rozobratej pájkovačky ERS-50 ktorá mi doslúžila po asi 25 rokoch, teda zaslúžene odišla do dôchodku, pôvodný transformátor je absolútne v poriadku, výborne sa na stavbu zdroja hodí – s istými drobnými obmedzeniami, nič strašné, len pomocný zdroj napätia musí byť vo výsledku trošičku zložitejší. Výstupné napätie 29V je zbytočne vysoké, stačilo by aj 24V/AC. Ale keď už je také napätie aké je - tak som rozšíril výstupný rozsah napätia až do 25V, je to vlastne zadarmo a nakoniec som to urobil až do rozsahu 30V - mal som taký voltmeter a tak by bolo škoda nevyužiť celý rozsah. Tu pomohla malá finta, do konečného zapojenia som nakoniec zohnal Schottkyho výkonové diódy (usmerňovač) a tak vďaka menšiemu úbytku napätia mi tento zdroj behá až do tých 30V. (Pomohlo aj to že trafo je pôvodne na 220V takže aj tu sa nejaké tie voltíky navyše našli ...)


Jedna nevýhoda je jasná, nie je vyvedený stred vinutia a tak pri malom napätí a veľkom prúde sa zbytočne zahrieva celá jednotka, pretože treba odviesť hodne prebytočného tepla. A ako nič nie je celkom dokonalé, tak tento zdroj má teda nedokonalý transformátor - ale bol poruke a zadarmo. Ja som to vyriešil aktívnym chladením chladiča za každých podmienok. Niečo za niečo, ale ten ventilátor beží v normálnom režime neskutočne ticho a neobťažuje. Ak je potrebné nízke výstupné napätie a veľký výstupný prúd tak je ho samozrejme počuť, ale nie je to hlasnejšie ako ventilátor v notebooku pri normálnej záťaži.


Napätie na pomocnom vinutí je zase príliš nízke – iba 10.5V/AC (vďaka 230V na vstupe je tu ale o niečo viac), tu som bol nútený použiť jednoduchý polvlnný zdvojovač napätia a následne som to prehnal cez 15V stabilizátor (7815), toto napätie je následne pre napájanie obvodov LM723 v tomto zapojení postačujúce. Na vstupe obvodu LM7815 je potom jednosmerných 25V, je to síce zvlnené, ale na výstupe stabilizátoru máme pre nás potrebných, perfektne vyhladených 15V/DC, čo je práve parketa použitého stabilizátoru LM7815. (Pravdepodobne by stačil aj stabilizátor 7812, LM723 na svoju správnu činnosť vyžaduje minimálne 10.5V/DC, čiže sme v stále v povolenom rozsahu napájacieho napätia.) Mimochodom, zlepšuje to vlastnosti celého zdroja, nie je žiadne kolísanie napätia pomocnej zdrojovej časti - síce sa to tu v zapojení nevyžaduje, ale použitím uvedeného transformátoru sa to stáva dobrou vlastnosťou tohto zdroja. Ak máte zdroj, ktorý dáva pomocné napätie tak cca 14-15V/AC/0.3A tak nepotrebujete násobič a stačí použiť obyčajný malý Graetzov usmerňovač do 0.5A, zdroj bude tak isto bez problémov fungovať. Potom stačí použiť filtračný kondenzátor tak 2200uF/25V (počítam aj s napájaním pre ventilátor).

 

Bižutéria pri násobiči sú pomocné odpory (Ri1, Ri2), slúžia iba na vybitie kapacít pokiaľ nie je pripojený stabilizátor a zároveň na kapacitách Ci1 a Ci2 udržujú tieto odpory presne na každom z nich polovičné napätie (pomáhajú pri vyrovnávaní zvodových prúdov týchto kondenzátorov). Vstup a výstup LM7815 má čo najbližšie k jeho vývodom zapojené blokovacie kondenzátory. Síce tento stabilizátor nie je bohvieako tepelne namáhaný, ale "krpatý" chladič som pre neho tiež našiel /na snímke vľavo dole/. Čím menej zbytočného tepla je na súčiastkach tým spoľahlivejšia je funkcia - tým sa riadim pri celom zapojení. Preto aj výkonový odpor (v pôvodnom zapojení 1Ω/5W som nahradil odporom 1Ω/17W a tento odpor je umiestnený do vzduchu nad plošný spoj - aby sa lepšie chladil.

 

 

Na doske úplne vľavo je tak isto vidieť malý Graetzov usmerňovač (1A) a pod ním je malý el.kondenzátor - toto zapojenie vyrába zo zdroja 10.5V/AC aj zdroj pre pomocný chladiaci ventilátor, jeho odber v zapojení je max. 0.13A. V testoch odskúšané - v pohode to uchladí výkonový tranzistor na jeho chladiči aj pri nastavenom skrate na výstupe po dobu vyše 1 hodiny a nastavenom maximálnom prúde - dlhšie som to do skratu nepúšťal, snáď to stačína to aby ste uverili že je to skratuvzdorné (ak je použitý ventilátor, vtedy sa to zaručene uchladí).


Smile

 

Ako správny zdroj má aj tento zdroj na vstupe použitý sieťový filter, buď použijete súčiastky z nejakého staršieho počítačového zdroja ktorý to už má z rozličných príčin za sebou, alebo si kúpite hotový predávaný samostatný kus, toto som do celej schémy nekreslil, ale je dobré s tým počítať, čím menej rušivého sajrajtu sa nám dostane zo siete do nášho zdroja, tým lepšie je to pre jeho bezproblémovú prácu. Nešetrite, na tomto mieste sa to fakt neoplatí.

 

Veľkou výhodou tohto zdroja je, že vyššie napätie na výkonovej vetve tohoto zdroja nespôsobuje prierazy obvodu LM723, pretože ten pracuje s podstatne nižším pomocným napájacím napätím, ktoré zďaleka neprekračuje jeho povolené limity. Tu je kritickým bodom záverné povolené napätie výkonového tranzistoru ktorý to musí ustáť „za každého počasia“.  Mne je hodne sympatické to, že zdroj funguje aj od 0V, pretože občas robím merania kedy sa hodí napríklad nastaviť 0.9V a testovať či zariadenie akože pri vybitom akumulátore ešte dokáže pracovať. 

Hodne uverejnených zapojení s LM723 nevyužíva pomocný zdroj a tak fungujú pri výstupnom napätí od cca 2V a vyššie a pri malých nastavených prúdoch (prúdové obmedzenie napríklad na 25mA) sa toto základné výstupné napätie ešte zvyšuje. Pri tomto zapojení to nehrozí práve vďaka použitiu pomocného zdroja a ideme naozaj od 0V - zase ďalšie plus pre mňa aby som si to postavil.

____________________________________________

Pri použití zdroja s transformátorom s výkonovou časťou 24V/AC môžete postaviť verziu s rozsahom 0-20V, rozsah do 25V a 30V nebude fungovať, na to treba aspoň tých 29-30V/AC.

____________________________________________

Výkonová časť má použitý výkonový Graetzov usmerňovač, diódy 1N5403 sú na záverné napätie 300V a povolený prúd =3A. Tu usmerňujú len prúd o veľkosti 1A, takže sa vlastne v tejto konštrukcii svojím spôsobom iba „flákajú“, ale práve to, že zdroj je tu predimenzovaný je dobrá záruka dlhej životnosti zariadenia. Diódy sú zásadne umiestnené tak že neležia priamo na plošnom spoji - zase vec aby sa lepšie chladili prúdom okolitého vzduchu. Síce pri prúde 1A to nie je životne dôležité, ale niektoré veci pri stavbe je dobré dôsledne dodržiavať vždy - stále platí dobré chladenie = bezproblémová funkcia. Ďalej sú v zdroji použité dva vyhladzovacie kondenzátory o kapacite každý 2200uF na 50V, pretože napätie na kondenzátoroch dosahuje hodnotu okolo 40V. Výsledná kapacita je pri požadovanom odbere do max.1.5A postačujúca. Nemá zmysel skúšať to s kapacitou 1000uF/50V, to je príliš malá kapacita. Odpor 3k9 slúži na vybitie filtračných kondenzátorov po odpojení zariadenia zo siete. Nepoužil som hodnotu odporu = 1kΩ ako v originále, síce sa kapacita vybije až asi za 10-15 sekúnd, ale zase tak ten odpor strašne nehreje. (Žeby stálo do napájania pomocnej časti dať nejaké relé čo by zoplo až po vypnutí napájania a až vtedy zapojilo vybíjací odpor ? ... stojí to za zváženie.) Kondenzátory 0.1uF vo výkonovej časti slúžia na potlačenie vf zákmitov. Snímací odpor 1Ω/5W alebo 10W som nemal k dispozícii, tak som použil o niečo väčší – hodnota rovnaká, len záťaž je na 17W. Prehnané, v núdzi by fakt postačil aj 5W odpor, ja som tam dal čo bolo doma práve k dispozícii. Na druhú stranu zase čím menej sa odpor zahrieva tým menej sa mení jeho odpor a meranie prúdu na ňom bude  presnejšie. Výhodou je aj to že merací odpor pre prúd  má veľkosť 1Ω, pretože v podobných zapojeniach to býva aj 5x väčšia hodnota, alebo sa ešte do série dáva dióda a potom má stupnica logaritmický priebeh, tu je to ale lineárne a to sa mi náramne hodí. Je menšia výkonová strata na meracom odpore a to už za to stojí aby sa zariadenie zbytočne nezohrievalo zbytočným teplom. Dióda na výstupe slúži ako ochrana proti napätiu opačnej polarity ak by niekto náhodou pripojil k zariadeniu na ktorom je už napätie – akumulátor a pod. Tu je do + cesty na výstupe potrebné zaradiť ešte poistku, najlepšie tak hodnota - 2.5A. Ak sa potom pripojí akumulátor opačne pólovaný, otvorí sa dióda D5 a príde k prepáleniu poistky – tým sa ochráni celý zdroj. Proste treba mysleiť na všetky možné eventuality a treba rátať aj s tým že ku zdroju sadne a zapne ho aj niekto iný ako jeho tvorca, jedna positka navyše to proste istí (antiblb použitý v praxi - ak je blb za prístrojom Sealed).

Celý zdroj sa potom dá výborne použiť aj ako pomalá nabíjačka, preto sú vhodné tie ochrany.

 

Teraz k vlastnému riadeniu:

Sú použité dva obvody LM723 v plastovom púzdre (14pin), jeden nám nastavuje potrebné výstupné napätie, druhý slúži na nastavenie obmedzenia výstupného prúdu. Keď som išiel podľa pôvodnej schémy tak po postavení mi nastavenie výstupného napätia fungovalo perfektne, obmedzenie prúdu ale bolo celkom nefunkčné. Stačilo vybrať obvod na obmedzenie prúdu a nastavenie napätia fungovalo aj tak. Síce nie vždy, len občas, prečo ? - k tomu sa ešte dostanem. A meralo sa a meralo. Prišiel na radu datasheet LM723 a potom sa objavila príčina kde bol pes zakopaný. Na IC2 pin 2 v kľude po zapnutí bolo občas napätie 0.795V a to otváralo ochranu a blokovalo výstup napätia na svorkách. Pôvodný odpor 47k bol príliš veľký, aby sa cez jeho hodnotu dal pin2 „stiahnuť“ v kľude k zemi. Aby som si bol istý že to nerobí konkrétny šváb použil som na mieste IC2 3 kusy obvodov LM723, všetky sa správali rovnako. Jednoduchým skratovaním vývodu na zem sa funkcia nastavenia výstupného napätia obnovila, po rozpojení zase zablokovala. Tak som meral  prúd cez vývod 2 skratovaný do zeme - mal hodnotu 1.6mA a potom bolo možné meniť výstupné napätie. Teraz už pracovala časť s ktorou sa nastavuje výstupné napätie a mohol som sa zamerať na to čo s časťou na nastavenie limitácie výstupného prúdu. Takže bolo jasné že odpor R7 nemôže mať predpísanú hodnotu 47k, ale použil som 100x menšiu – 470Ω. Sakra rozdiel ! Potom sa na vstupe 2 IO2 napätie pohybuje okolo 0.5V čo nepostačuje v kľude na blokovanie funkcie IO2. Teraz už len bolo treba zabezpečiť aby z IC1 vývod č.9 tiekol dostatočný prúd cez R7 aby fungovala prúdová ochrana. Na tomto vývode sa objavuje napätie pri prúdovej limitácii mierne cez 5V (nezabúdajte že sa ide cez vovnútri integrovanú Zenerovu diódu) a tak teda odpor R6 už nemá hodnotu 4k7, ale treba tam zmeniť odpor na hodnotu 1k2.

 

Výborne, zdroj sa okamžite začal chovať tak ako sa má, funguje nastavenie výstupného napätia, funguje plynule aj nastavenie výstupného prúdu.

 

Môj spôsob nastavenia zdroja:

 

Na výstup som zavesil v sérii 4x1Ω, každý na 5W, t.j. mám výkonový odpor 4Ω/20W. Nastavil som výstupné napätie presne na 5V a pomocou P1 som našiel presne pri prúde 1A obmedzenie prúdu. Ak to nepôjde, treba zahýbať aj s VR01A, potom to už určite pôjde. Meral som to na R02, až som dosiahol hodnotu 1V. To bol celý zázrak. Tu som zmenil VR01A z hodnoty 1k na 500Ω, pretože mi nešiel potenciometer po celom rozsahu, potom už to bolo pekne zladené.

Ďalšia vec čo sa objavila, napätie sa dalo krásne nastavovať, ale zdroj mi liezol aj do malého záporného výstupného napätia – pomocou VR02E mi ale nešlo nastaviť nulové výstupné napätie. Aripot 20k bol pritom nastavený na najmenšiu hodnotu. (VR02E - potreboval by som skutočnú hodnotu až =1k5.) R9 mal pôvodne hodnotu 1k8, zamenil som ho na za 2k7 a bolo, potom už rozsah VR02E stačil na nastavenie nulového výstupného napätia.

Aripot o hodnote 20k je naozaj vhodný na jemnú reguláciu výstupného napätia, na prejdenie celého rozsahu potrebujete plných 10 otáčok, na jednu celú otáčku máte rozsah 2V, to je cítiť na bezproblémovom jemnom nastavovaní výstupného napätia.

 

Rozšírenie vlastností tohoto zdroja:

___________________________________________

Nastavenie požadovanej prúdovej limitácie:

(Indikácia je už zapracovaná priamo do schémy.)

 

Na výstupné svorky pripojíme tlačítko, ktoré dokáže skratovať výstupné svorky. Ak nemáme pripojené zariadenia a stlačíme toto tlačítko, dokážeme priamo nastaviť maximálny dovolený prúdový odber zariadenia. Nastavíme požadované výstupné napätie, stlačíme tlačítko, nastavíme prúdový limit, pustíme tlačítko a potom už spokojne môžeme pripojiť zariadenie. Jednoduché, funkčné, potrebuje naozaj málo súčiastok – 1x tlačítko a 1x switch. Takýto spôsob použitia umožňuje že netreba ciachovať osičku potenciometra pre výstupný prúd, hodnotu prúdu odčítame pri nastavovaní priamo na meracom prístroji. Tak isto môžeme mať zariadenie trvale pripojené, pretože ak prepneme swich do polohy nastavovania max. prúdovej hodnoty môžeme zároveň nastaviť aj výstupné napätie - pritom máme odpojený výstup a zariadeniu nič nehrozí, pretože až po prepnutí do neho pustíme napätie spolu s už nastaveným prúdovým obmedzením. Toto sa naozaj pri dennodenom používaní hodí a často to využívam.

 

 

(Pôvodne tu bol len obrázok s tlačítkom, ale pre názornosť ako je to naozaj urobené som to prekreslil  a je tu uverejnené zapojenie s prepínačom (switch) a tlačítkom (10.07.2012)).

 

Následne sa priam núkalo jednoducho vyriešiť indikáciu nastavenia prúdového limitu pribudli súčiastky Q2, Ri3, Ri4 a červená LED dióda. Ak zafunguje prúdová ochrana, rozsvieti sa červená LED. Jednoduché, účinné a počet potrebných súčiastok je minimálny. Len drobné upozornenie, komu by indikácia nastavenia prúdového limitu nasadzovala príliš skoro - skúste zmeniť odpor 15k na väčšiu hodnotu, alebo dajte do série s týmto odporom jednu diódu 1N4148 zapojenú v priepustnom smere voči báze tranzistoru BC547.

 

 

Výrez ktorý zachytáva umiestnenie dodatočnej diódy 1N4148. Ostatné v celej schéme zostáva nezmenené.

 

Tlačítko musí byť dimenzované na maximálny povolený prúd zdroja !

Keď som to testoval, bez problémov mi išlo nastaviť prúdovú limitáciu aj na hodnotu 1.5A, (to už zase bolo treba hýbať aj s P1) priznám sa, že viac som neskúšal. Tu len pozor na to že sa aj zväčší výkonová strata na chladiči, aby ste to neprehnali a neupiekli si nakoniec výkonový tranzistor. Nakoniec som to nastavil na max. prúd = 1.2A.

___________________________________________________________

 

Zmena rozsahu výstupného napätia až do 25V (30V):

 

Potenciometer vyhovuje pre obidva rozsahy, t.j aj na 25V aj na 30V. Do obrázku som už zmenu na 30V nekreslil, ďakujem za pochopenie, kto to bude robiť vie čo tým chcem povedať.

 

Priamo v jednom rozsahu to bohužiaľ s potenciometrom o hodnote 20k nejde, ale pri rozdelení na dva rozsahy to nerobí problém, chce to len jeden odpor a jeden switch navyše. Do série s Aripotom 20k (podmienkou je použitie zdroja 29-33V/AC) dáme odporový trimer (viacotáčkový) 10k a budeme ho spínať ho v jednej polohe do skratu a v druhej polohe je switch otvorený. Keď bude v skrate napätie na výstupe sa bude meniť v rozmedzí 0-20V. Ak bude switch otvorený, výstupné napätie sa bude pohybovať v rozmedzí cca 5V-25V, nastavíme ho práve týmto trimrom. Zase jednoduché, ale účinné. (Pri testovaní išlo nastaviť aj 30V výstupné napätie, ale odber bol možný len asi do 0.5A, pomohlo by to lepšie filtrovať, alebo mať zdroj 33V/AC, potom ale už 50V kondenzátory nebudú stačiť, treba niečo na vyššie napätie.) Ak viete odpájať prepínačom výstupné napätie tak toto prepínanie výstupného napätia je možné robiť aj bez vypnutia zdroja.

Pre názornosť je tá zmena nakreslená, síce je to len výrez schémy, ale je to celá úprava čo treba spraviť.

Nevýhody ?

Nesmiete sa ani náhodou pomýliť v nastavení rozsahu výstupného napätia ...

____________________________________________________________

Náhrada výkonového Darlingtonu:

 

Samozrejmosťou je aj poriadny chladič – a to aj pri obyčajnom testovaní. Nezabúdajte že čím menšie výstupné napätie a väčší výstupný prúd – tým viac je tranzistor namáhaný výkonovou stratou.

Tranzistor TIP 142 je normálne k dostaniu, takže ja osobne som náhradu za neho nepoužil, kto má staré zásoby môže použiť toto náhradné riešenie, tak isto to funguje. Síce je to tu v obrázku napísané, ale ak použijete tranzistor KFY46 musí byť opatrený chladičom ! Ak použijete typ KD503 z produkcie Tesly - tak je je v podstate nezničiteľný (má veľkú plochu čipu = veľmi dobrá odolnosť proti preťaženiu).

____________________________________________________________

 

Je  potrebných pár krokov pre rozšírenie výstupného prúdu na rozsah 2 až 3A - potrebné schémy sú k dispozícii, takže si to stačí prevziať z článku:


- mení sa hodnota odporu R02 - viď tabuľka

- musíme zmeniť zapojenie výkonového tranzistoru, jeden tranzistor by bol príliš zaťažený, treba ich začať paralelne radiť

- treba dať výkonový usmerňovač na chladič

- treba výkonnejší transformátor

- treba poriadny chladič pre tranzistory a myslím tým naozaj poriadne veľký robustný chladič + neuškodí použiť ani aktívne chladenie ventilátorom


Tak v prvom rade musíme pridať paralelne k R02 - 1Ω /10W druhý odpor o rovnakej hodnote, potom bude mať R02 hodnotu 0.5 Ohmu - toto bude na rozsah do 2A. Ak chceme ísť na rozsah 3A, dáme dohromady paralelne buď  3x 1Ω /5W, alebo jeden odpor 0.33Ω /10W.


Takže tabuľka pre maximálne prúdy:

 

pre 1A = R02 = 1Ω /10W

pre 2A = R02 = 0.5Ω /10W

pre 3A = R02 = 0.33Ω /10W

pre 5A = R02 = 0.5Ω /10W + 0.33Ω /10W paralelne


Neviem či treba pripomenúť, že by mal byť náležite dimenzovaný aj transformátor, pre prúd 3A by mal byť tak do 5A aby sa neprehrieval. Ak ideme na prúd 5A, treba trafo ktoré dodá prúd minimálne 8A, na to nezabudnite ! Tak isto pri 5A použite diódový mostík umiestnený priamo na slušnom chladiči, pretože aj tam vzniká veľká výkonová strata, povolený prúd diódami tak na aspoň 25A a príslušne treba dimenzovať aj filtračný kondenzátor, minimálne 2200uF na prúd 1A, teda nič sa nepokazí ak pri 5A je tam kapacita aspoň 3x 4700uF, alebo aj 4x 4700uF.


Tá zmena výkonového tranzistoru je vlastne paralelné pridanie ďalšieho tranzistoru TIP 142 - dva sú dobré pre prúd do tých 2-3A, samozrejme s veľmi dobrým chladením.

 

Pre prúd 5A použite najlepšie 4x  tranzistory TIP 142  zapojené paralelne.

 

Nie je to také zložité ako sa na prvý pohľad zdá, ale robustný výkonový chladič je pri väčších prúdoch bezpodmienečne potrebný, tak isto chladenie ventilátorom nie je na zahodenie.

_________________________________________________________________________________


Malý príklad pre vysvetlenie ako je namáhaný výkonový tranzistor v tomto zdroji:

 

Výstupné napätie, napr.: 3V

Odber, napr.: 1A.

 

Zdroj dodáva okolo 40V, t.j. 37V x 1A = 37W, a tých 37Wattov sa musí vo forme tepla niekde vyžiariť – a to nejaký ucmrndaný malý chladič rozmerov 5x5cm nezvládne, solídny veľký chladič to ale zvládne s prehľadom. Tiež treba prihliadnuť na to že so zvyšujúcou sa teplotou má tranzistor povolenú menšiu výkonovú záťaž.

Poprípade sa dá použiť aktívne chladenie ventilátorom, potom stačí aj chladič menších rozmerov, ale to už potom ten zdroj taký jednoduchý nebude.Jednoduché zapojenie je uverejnené v ďalšom texte.

Nakreslená schéma presne zodpovedá súčiastkami tomu čo som postavil a používam. Priznám sa, že som sa nehnal za ampérami, pretože v mojej praxi to nepotrebujem a uvedený rozsah napätia a výstupného prúdu mi na 99% vecí pri opravách a oživovaní postačuje.

Na prúdy do 3A používam iný zdroj, ale priznám sa že za 5 rokov som ho na rozsahu 3A potreboval tuším 1x, inak mi vždy stačil zdroj s nastavením do 1A.

V schéme nie je zakreslená zelená LED, dal som ju na na tých 15V z LM7815-ky a je s ňou v sérii odpor 1k8. Použite zelenú LED, pretože to je medzinárodne uznávaný symbol zapnutého spotrebiča a nebude sa nikto z vášho okolia diviť čímže to indikujete zapnutie zdroja. Ani na Západe, ani na Východe.

______________________________________

Zoznam použitých súčiastok pre verziu na rozsah 1A:

 

Transformátor Tr – 230V – výstup 29-33V/2A a 10.5V/0.2 až 0.3A

(poprípade 2 samostané transformátory, potom ten druhý by mal dávať cca 12V/AC, prúd do 0.3A, vtedy sa zjednoduší aj napájanie, netreba použiť násobič pred 7815, tak isto potom nepoužijeme stabilizátor)

Sieťový filter – v schéme nie je zakreslený

Sw – sieťový vypínač

D1-D4 - 1N5403 – 3A

D5 - 1N5402 – 3A

Di1,Di2 - 1N4001

Ri1, Ri2 - M1

Ci1,Ci2 - 1000uF /25V

Ci3,Ci4,C03,C04,C3,C5 - 0.1uF /50V

Ci5 - 10uF /25V, tantal

IC3 - LM7815

C01,C02 - 2200uF /50V

R01 - 3k9 /1W, radšej na 2W

Q01 - TIP142

R02 - 1Ω /10W

C2,C4 - 470pF

VR01B - 50Ω /trimer

VR02B - 1k /trimer

VR01A - 500 Ω /potenciometer

VR02A - 20k /poteciometer (Aripot)

IC1,IC2 - LM723

R2,R3,R4,R8,R10,R11 - 3k3

P1 -1k /trimer

R5 - 1k8

R6, Ri3 - 1k2

R7 - 470Ω

R9 - 2k7

Q2 - BC547

Ri4 - 15k

D6 – Red LED, 5mm

Ri5 - 2k7

D7 - Green LED

FB – feritový krúžok na vf odrušenie, dáva sa na bázu tranzistoru TIP142


___________________________________________________________

 

A ešte zopár obrázkov zo stavby zdroja  a jeho testovania - je to verzia pre rozsah výstupného prúdu 1A:


 

Konektory sú "poistené" kvapkami Epoxy proti pohybu. Je vidieť, že som menil niektoré súčiastky aby zariadenie robilo to čo sa od neho očakáva. Použitý odpor 1R je na zaťaženie 17W - čo bolo k dispozícii, ale stačí na 10W záťaž. Odpor je umiestnený do výšky asi tak 8mm nad základnou dosku kvôli jeho dobrému chladeniu. Odpor na 17W záťaž sa zďaleka tak nezahrieva ako v origináli jeho 5W verzia, teda je presnejší pretože sa jeho hodnota teplotou nebude zďaleka tak meniť ako pri 5W odpore.



Testy pri záťaži 4Ω.

 


LED napájania - zelená, LED prúdový limit prekročený - svieti červená LED.

 

 

Univerzálka po osadení zo strany prepojok, ešte sa umyje v liehu a nastrieka PLASTIK 70-kou. Výkonové cesty sú posilnené hrubým drôtom a celé sú pocínované. Doska je otočená o 180º, preto sú výkonové diódy vpravo hore.

 

 

Mikroampérmeter slúži zapojený ako ampérmeter s rozsahom 1A, je z GME, vnútorný odpor 4k7, do série s ním je ešte jeden odpor 4k7 a trimer 1kΩ, výsledný odpor pri napätí 1V pre plnú výchylku na 100uA je cca 10.15kΩ, ešte sa na uA-metri fixkou dajú bodky aby stupnica ukazovala .20, .40, .60, .80 a 1.00 A.

 


Prevedenie ampérmetra, nezabúdajte na to že tu už môžu byť tenké prívody, pretože merací odpor 1Ω je na základnej doske !

 

 

Celkové pracovné zátišie, pri pevnom osadení odporúčam prívody k potenciometrom viesť ako skrútené vodiče - twisted, je to ochrana proti naindukovaným el.poliam, prívody k výkonovému tranzistoru sa tiež oplatí uložiť do tienenia. V báze výkonového tranzistoru priamo na jeho vývode je použitý feritový krúžok, ochrana proti vf zakmitávaniu a rušeniu.

 

 

____________________________________________

 

Tento odsek je určený len tým, čo použijú na napájanie dva oddelené, teda samostatné transformátory, inak ho môžete spokojne preskočiť:

 

Kto má výkonový transformátor a napríklad nemá pomocný zdroj priamo na vinutí transformátoru, tak musí použiť nejaký pomocný transformátor, stačí na 12V/AC požadovaný prúd je len max. cca 0.1A/DC, potom netreba použiť násobič a ani LM7815, stačí len obyčajný Graetzov usmerňovač. Tu chcem len upozorniť na to, že väčšina malých transformátorov dodáva väčšie výstupné napätie ako je na ňom deklarované, tak sa nedivte ak tam budete mať po usmernení namiesto 15V spokojne aj cez 20V/DC, v tomto zapojení to ale nevadí, LM723 má maximálne povolené napäjacie napätie do 40V, tomu sa fakt ani nepriblížime. Pozor na to ak použijeme aj ventilátor a chceme ho napájať z tohoto pomocného trafáku, potom radšej počítajte s hodnotou požadovaného prúdu aspoň na 0.3A/DC ! Dosť často tie pomocné trafáky dávajú na výstupe 2x požadované napätie, t.j. napr. 2x 12V, potom napájame ventilátor oddelene z toho druhého vinutia.

Potom máte túto časť presne ako je v pôvodnom zapojení od VE2EMM, tu už naozaj nie je čo ďalej rozoberať.

____________________________________________


No a to je vlastne všetko čo som chcel k tomuto zdroju povedať, funguje a robí presne to čo od neho očakávam.

 

Odkaz na pôvodný článok, čo som publikoval už pred časom, tam kde to mi to robilo neplechu a nefunguje tak ako má (nešlo regulovať prúd):

http://blog.3b2.sk/igi/post/Napajaci-zdroj-0-20V1A-Power-supply-0-20V1A.aspx

_________________________________________________________________________

27.05.2012

 

Tak som sa konečne dokopal k tomu že tu dám tri obrázky z môjho zdroja, použil som trvale bežiaci ventilátor na nízke otáčky a na nízke napätie - cca 6.4V, potom už sa otáčky zvyšujú podľa zaťaženia - teda ako stúpa teplota chladiča. Ten mám výborný - je zo starého servera a je celomedený, takže vynikajúco odvádza teplo. Pomocné napätie sa získava samostatným usmerňovačom 10.5V/AC na cca 13V/DC a používam prvé zapojenie ktoré je na linku:


Odkaz na popis ovládania ventilátora, toto zapojenie som použil práve v tomto zdroji:

http://blog.3b2.sk/igi/post/Ovladanie-ventilatora-12V-DC-fan-controller-2b-24VDC-version.aspx

 

Na zdroji ešte nie je predný panel s popisom, ale popis dávam priamo do obrázku. Zelená LED indikuje prítomnosť napájacie napätia, červená LED indikuje dosiahnutie nastaveného prúdového limitu. Prepínač vľavo slúži na prepínanie rozsahu výstupných napätí - 0-20V a 10-30V. Prepínač vpravo má dve funkcie, ak je prepnutý smerom vľavo ide zo zdroja na svorky nastavené napätie a prúd. Ak ho prepnem doprava odpojí sa výstup na svorky a stlačením tlačidla viem pohodlne nastaviť na paneli A-metra maximálny povolený prúd pre dané meranie. Tak isto sa teda s ním da pripájať a odpájať napájané zariadenie a netreba ustavične cvičiť zo sieťovým vypínačom, to zase ocení sám zdroj - a Vy tak isto. Ako ste si všimli predný panel je o niečo širší ako je skrinka zdroja -  dôvod je jednoduchý - aby bolo miesto na použité "ciferníky" a medzi nimi aj na gombíky napätia a prúdu. Tie 4cm šírky čo som takto získal za to stoja, skúšal som to urobiť aj užšie, ale potom už v strede nebolo miesto na ovládacie prvky. Pôvodne som skúšal umiestniť ovládacie potenciometre pod meracími prístrojmi, ale nejako to nebolo to pravé orechové a rozhodol som sa pre toto rozmiestnenie ovládacích prvkov. Ako sa rozhodnete vy je na vás, každý má iný vkus a požiadavky. Chcel som použiť v tomto zdroji analógové ciferníky, digitálny zdroj mám, ale pri niektorých meraniach sú analógové merače na nezaplatenie.



A ešte pohľad na zadnú stenu kde je umiestený výborný robustný medený chladič (serverový chladič CPU) trvale ofukovaný ventilátorom. Ešteže existujú ... zlaté pokazené serverové dosky ... Naľavo od chladiča sú prívody pre termistor (červená, oranžová), pod ním v čiernej teplom sťahovacej bužírke sú prívody pre výkonový tranzistor TIP 142. Priamo na tranzistore na vývode bázy je umiestnený feritový krúžok ma ochranu proti vf kmitaniu. Na spodnej strane vpredu sú otvory ktorými prúdi vzduch dovnútra a potom ide zadnou stranou von cez ventilátor. Celkový priemer otvorov na spodnej strane mierne presahuje celkovú plochu otvoru na výstupnej strane (kde je ventilátor). Nožičky sú vysoké cca 9mm, aby bol zabezpečený dobrý prívod vzduchu do spodnej časti zdroja.

 

 

Síce by bolo fajn keby ventilátor vyfukoval do bokov, ale takto tým že rebrá smerujú kolmo je automaticky zabezpečené prirodzené dobré chladenie. No, tu máte priestor na vlastné experimentovanie. (Napríklad otočiť chladič aj s krytom o 90° v smere hodinových ručičiek, potom je jeho horná časť chránená pred padajúcimi predmetmi. Napokon, nie je to problém, uchytenie chladiča je štvorcové, takže naozaj to stačí len pootočiť. Nuž, zase toto nech si každý rieši presne podľa svojich predstáv - a možností.Iniciatíve sa medze nekladú.Wink

 

Maximálny výstupný prúd mám nastavený na 1.2A, to sa ešte na zabudovanom ampérmetri dá prečítať, nakoniec aj použité trafo je iba na prúd do 2A, takže nemá zmysel z neho "mačkať prúd na doraz", aj tak je to tak akurát.

Tak a to je už naozaj k tejto téme všetko, zdroj je funkčný a robí sa s ním veľmi dobre, je kľudný aj po pripojení výstupu na osciloskop.

___________________________________________________________

Download modifikovanej schémy ála Igi pre rozsah výstupného prúdu do 1A:

Zdroj_LM723_1A_version.gif (40,74 kb)

________________________________________

Download modifikovanej schémy ála Igi pre rozsah výstupného prúdu do 2A, sú použité 2 výkonové tranzistory zapojené paralelne:

Zdroj_LM723_2A_version.gif (41,90 kb)

________________________________________

Download modifikovanej schémy ála Igi pre rozsah výstupného prúdu do 3A, sú použité 3 výkonové tranzistory zapojené paralelne:

Zdroj_LM723_3A_version.gif (42,65 kb)

_______________________________________________________________________________

Zdroj je schopný na výstupe dodať prúd aj do 4÷5A, ale potom je už potrebné použiť minimálne 4ks výkonových tranzistorov, ako na to - je popísané priamo v tomto článku.

 

_________________________________________________________________________

Vaše hodnotenie, Rate post:

Comments

12/8/2018 7:36:24 PM #

trackback

Directory Non-Atari.

Directory Non-Atari.

Igi blog |

Comments are closed

Info o autorovi

Volám sa Igor Gramblička, bydlisko: Bratislava, Slovakia. Môj nick: Igi. Tento blog slúži na zobrazenie mojich záujmov - je to môj vlastný pohľad na veci, napriek  tomu dúfam že na mojich stránkach nájdete aj to čo hľadáte ...