Jste zde

Stavba zdroje 14V 25A

Redakce HW serveru, 24. Říjen 2000 - 0:00

V tomto článku se pokusím přiblížit realizaci zdroje do 25A, který se dá velice efektně použít na

napájení většího množství CB, neboť tyto radiostanice nemají v sobě zakomponovanou napájecí část a stavět pro každé

CB zdroj zvlášť se jeví jako neefektviní. Takovýto zdroj se dá koupit, ale cena je opravu nelidská (prodávají se i

spínané za cenu okolo 6000Kč).

    Úvod
    Stavba zdroje se skládá z jednotlivých kroků, které budou jednotlivě popsány v následujícím textu. Navrhované řešení (jak schéma, tak součástky), se opírají o praktickou realizaci, proto je berte jako doporučení, nikoli jako směrodatné.

    Doporučené schéma

    Činnost obvodu : Výstuní napětí z transformátoru usměrníme pomocí diodového můstku. Jelikož maximální odebíraný proud ze zdroje je až 25A, nemůžeme zde použít ke stabilizaci výstupního napětí pouze standartní stabilizátor (78xx). Stabilizátor použijeme jako referenční zdroj napětí, kterým budeme řídit výkonové tranzistory, přes které bude procházet výstupní proud.

    Nezapomeneme dokonale od sebe odizolovat tranzistory, stabilizátor, diod. můstek atd... . Použijeme silné, co nejkradší vodiče. Kvalitně spájíme součástky, aby nevznikaly studené spoje, které se zahřívají. Síťovou pojistku použijeme pomalou (označení T), aby nepřehořela dříve než se nabijí po zapnutí kondenzátory. Hodnotu pojistky zvolíme dle výkonu přibližně 1-2A.

     

    Kapotáž zdroje
    Toto je opravdu problém, musíme se pokusit například najít staré zdroje a vyndat z nich vnitřek. Existují samozřejmě i jiné způsoby. Já osobně jsem zakoupil starý case pro počítač za 200kč (desktop). Ten se ukázal na stavbu zdroje velmi vhodný. Na trhu jsou i firmy, které nabízejí přímo kovové krabice. Při druhé realizaci jsem takovouto krabici zakoupil za cenu 300Kč, která se posléze ukázala pro stavbu zdroje jako velmi vhodná.

    Transformátor
    Sehnat transformátor není až zas tak velký problém, jak se může na první pohled zdát. Stačí se poptat svých známých, CB, rádioamatérů a podobně. Postačí transformátor okolo 300-400 W (VA) . Pokud nic neseženete, je zde možnost si nechat trafo navinout, ovšem cenově dostupnější je pak trafo koupit. Kupovaný však bude drahý, osobně doporučuji koupit toroidní transformátory, které nabízí TESLA, nebo TIPA (musíme si připravit přibližně 600Kč). Napětí doporučuji volit okolo 16-18 V. Často se seženou transformátory 24 V (24V je moc, všechno by se příliž zahřívalo), proto by jsme zřejmě museli odmotávat. Pro svůj zdroj jsem použil transformátor 350W/16V. Nesmíme zapomenout, že napětí po usměrnění stoupne o 41%, pokud tedy budeme mít napětí na sekundáru 24V, bude napětí po usměrnění 24V x 1.41 = 33.84V (- ztráta na diodách 2V). Pokud transformátor vydává větší "brum" (50Hz), zkusíme jej lépe upevnit do krabice, nebo celé trafo mechanicky upravit (stáhnou plechy atd..). S chlazením transformátoru jsem neměl žádné problémy.

    Usměrnění
    Není vhodné kupovat samostatné diody, protože musíme každou diodu vzlášť umísťovat na chladič, ale pokud chcete : nejvhodnější jsou diody

    • BYV133/45 - 2x usměr dioda 45V/20A
    • BYV32/200 - 2x usměr dioda 200V/20A
    • KY719,KYY79 - usměr dioda 360V/20A
    • a jiné.

    Diodové můstky jsou levnější, než čtyři samostatné diody a lépe se umisťují na chladič. Doporučuji :
    • B400C25000F  4x25A/400V
    • B400C35000F  4x35A/400V
    • B400C35000W 4x35A/400V
    • B100C25000F   4x25A/100V
    • a jiné.

    Pro svůj zdroj jsem použil diod. můstek B400C35000F.

     

    Chlazení
    Chladič je potřeba umístit na tyto součástky :

    • stabilizátor
    • diod. můstek
    • výkonové tranzistory
    Největší chladič by měl být na výkonových tranzistorech, černěný nebo, jako jsem použil já "zlacený" (černěný má lepší odvod tepla) a trěba ještě svislý. Na diodovém můstku nemusí být chladič tak veliký, ale nezapomínejme : teplotně namahaná součástka o 10C má 10x větší poruchovost. Na stabilizátoru stačí chladič menší. Dá se použít i řešení zdroje tzv. na chladiči, kdy všechny výkonové součástky umístí na jeden chladič, to je vhodné zejména pro menší proudy. Je tu i možnost větráčku, ten však stojí okolo 200kč, pro svůj druhý zdroj (v case od PC větráček byl) jsem použil větráček na 230V, který jsem vymontoval ze spínaného zdroje . Většinou není třeba ani stavět další obvod pro napájení větráčku, protože jsou zpravidla napájeny 12V a max 0.2A (můžeme před větráček zapojit rezistor, pro regulaci rychlosti otáčení) . Můj větráček byl napájen 12V s odběrem 0,09A. Pokud je tedy větráček k dispozici, pokusíme se jej umístit co nejblíže chladiči s tranzistory.

     

    Filtrace pomocí kondenzátorů
    Za diodový můstek je vhodné umístit kondenzátory o kapacitě 30-40mF (kolikrát stačí i 10-20mF) a na výstup tak 10mF. Můžeme přidat ještě několik keramických kondenzátorů, pro filtraci případných vyšších harmonických. Pro svuj prvního zdroj jsem použil kondenzátor 30mF/25V za můstkem a na výstupu zdroje 10mF/16V. V druhém zdroji jsem použil kondenzátor 80mF/25V. Dodatečně jsem přikoupil krabičku , kam jsem umístil kondenzátor 40mF/16V, voltmetr (ručičkový), pojistku 5A a přepěťovou pojistku (dodělal jsem i pojistku proti přepolování). Tuto krabičku jsem zařadil mezi zdroj a CB stanice.

    Výkonové tranzistory
    V dnešní době neni problém sehnat vhodné výkonové tranzistory. Vhodné jsou například tranzistory v pouzdru TO3 (lépe se z nich odvádí teplo do chladiče) Uce nad 30V a ztrátovým výkonem 150W a více (čim více, tim lépe). Vhodnější je použít více tranzistorů s menším výkonem, než jeden s velký (efektnější odvod tepla).
    Doporučuji :

    • KD501, KD502, KD503
    • BD315, BD316, BD317, BD318
    • 2N3055
    • MJ15003, MJ11032, MJ15004
    • a jiné.
    Jelikož jsem měl k dispozici tranzistory KD503, použil právě je. Dalším probléme je ten , že všechny tranzistory mají jiný odpor báze (jiné zesílení). Tomu se lze vyvarovat například dodatečným odporem v bázi trazistoru - na kolektor zapojíme kladný napájecí pól (záleží, jestli máme tranzistory PNP nebo NPN), na emitor zapojíme žárovku , popřípadě i s odporem (žárovku samozřejmě pro každý tranzstor zvlášť) a žárovku zapojíme na záporný napájecí pól (zem), použijeme-li stejné hodnoty pro všechny tranzistory. Na bázi připojíme trimr 50 ohmu až 200 ohmu. Trimrem pootáčejíme a kontrolujeme svit žárovky, přitom se snažíme, aby byl svit u všech žárovek stejný. Potom nahradíme trimr pevným odporem (není třeba používat odpor s velkou zatížitelností). Tímto zamezíme, aby byl při plném zatížení jeden tranzistor zatěžován například 14A , druhý 4A, třetí 1A. Po zapojení odporů budou tranzistory zatěžovány téměř stejně. Pokud si tento postup chceme ulehčit, stačí zapojit na báze všech tranzistorů odpor 50 - 100 ohmu, tranzistory sice nebudou zatěžovány stejně, ale svůj účel toto splní taktéž.

     

    Stabilizátor
    Můžeme použít například tyto typy :

    • LM 317 T
    • LM 338, LM350
    • 7812
    • 78S12, 78H12, 78T12
    • 7815
    • 78S15, 78H12, 78T12
    • a jiné.
    LM 317 (338,350) použijme, pokud budeme chtít zdroj s částečně (nebo dokonce plně od 1.25V do 16V) regulovatelný napětím. 7812 a 78S12 použijeme v případě, že chceme napětí na výstupu 12-13.8V. Je v celku jedno, jestli použijeme 7812, nebo 78S12 (H,T). 7815 a 78S15 platí jako u 7812, jen napětí bude přibližně 14,3V (na výstup stababilizátoru zapojíme výkonovou (1-2A) diodu, která napětí srazí o 0,7V např. 1N4007).

    Doporučení pro stabilizátor 7812 :
    Mezi vývod GROUND a mínus pólem zdroje zapojíme LED diodu v propustném směru (aby svítila), kvůli zvýšení napětí červená = 13.6V, zelená 13.8V.

    Doporučení pro stabilizátor 7815:
    Mezi vývod OUTPUT a bazí výkonového tranzistoru zapojíme diodu 1N4007 v propusném směru (úbytek napětí o 0,6-0,7V).

    Vývody u stabil. 7812, 7815 :
    1. Input u TO3 báze (B)
    2. GROUND u TO3 kolektor (C)
    3. Output u TO3 emitor (E)

     

    Výstupní svorky
    Pro výstup napětí ze zdroje lze použít kvalitní šroubovací přístrojové svorky (snesou proud okolo 15A, ale i více). Pokud budeme napájet například více radiostanic, umistíme do zdroje více svorek. Osobně jsem použil 6 těchto svorek (tři černé pro mínus a tři červené pro plus).

    Závěr
    Konstrukce toho zdroje je vhodná zejména pro aplikace, kde tolerance výstupního napětí může být 3-5%, neboť tento zdroj není zpětnovazební (není zde zpětná vazba z okamžitého výstupního napětí). Ovšem i přez tuto neduhu si jistě najde (vzhledem k pořizovací ceně) místo pro své použití.

    Obsah:

    Autor : Jan Sova
Hodnocení článku: