Stabilizator zasilacza dużej mocy
: 2014-10-09, 10:29
Jakieś 13 lat temu zaprojektowałem i wykonałem prosty aczkolwiek z dobrymi parametrami zasilacz 13,8V/20A do mojego ówczesnego radia Icom IC-737A. Zasilacz był obciążany testowo przez 8 godzin dwoma żarówkami halogenowymi H4 z włączonymi oba żarnikami. Spadek napięcia przy pełnym obciążeniu nie więcej niż 300mV.
Dzisiaj można kupić lepsze i zarazem tańsze tranzystory więc można dopieścić ten zasilacz bardziej.
Schemat części stabilizatora http://fotoo.pl/show.php?img=889263_zasilacz.jpg.html" onclick="window.open(this.href);return false;
Niedawno zrobiłem drugi taki zasilacz, gdyż tamten sprzedałem razem z radiem. Z racji, że posiadam w przydasiowej szufladzie całą listwę tranzystorów BUZ11 z kanałem N, wykorzystałem je. Powstał tym razem zasilacz ze stabilizacją w minusie, co w niczym nie przeszkadza. Pozostałe tranzystory we wzmacniaczu różnicowym oczywiście w tej wersji są PNP a dioda zenera 5V1 oraz kondensator 47uF na wyjściu obrócone 180stopni. Reszta schematu bez zmian.
Zasilacz ma kilka ważnych zalet.
1. 100% odporność zwarciowa. Przy zwarciu układ niemal zupełnie się wyłącza i płynie wtedy niewielki prąd zwarciowy rzędu miliamperów. Zwarcie może trwać dowolny czas, nawet kilkanaście godzin, układ nie grzeje się gdyż niemal nie pobiera w tym stanie prądu.
2. Stosunkowo mały spadek napięcia przy pełnym obciążeniu.
4. Z racji wykorzystani tranzystorów MOSFET jak na zasilacz liniowy dość duża sprawność. Radiator do którego przykręciłem tranzystory (4 sztuki) pochodzi z procesora Celeron slot 1.
Z racji tego, że układ działa 100% anty-zwarciowo, nie rusza przy dużym obciążeniu. Jest to wada i zaleta, gdyż z jednej strony zasilacz nie uruchomi się automatycznie, po zaniku napięcia zasilania, przy większych obciążeniach, z drugiej strony, jest to swego rodzaju zabezpieczenie, przed różnymi dziwnymi sytuacjami, które zabezpieczy nasz dobytek przed dalszymi uszkodzeniami nie dopuszczając do załączenia.
Transformator jaki stosuję, to wymontowany ze starego UPSa toroid z napięciem 2x 16,5V. Uzwojenia pracują równolegle.
Mostek prostowniczy z podwójnych diod Schottkiego 20-25A w obudowie TO-220 z zasilacza PC itp. Niewielki spadek napięcia na diodach Schottkiego daje możliwość zasilania z transformatora o niższym o około 1V napięciu, niż na diodach tradycyjnych. To też przyczynia się do podwyższenia sprawności zasilacza, oraz mniejszego grzania radiatora, do którego przykręciłem diody. Radiator zastosowałem taki sam jak do tranzystorów.
Kondensator musi być dostosowany do wysokich prądów, najlepsze są z zaciskami śrubowymi a nie lutowanymi. Ja zastosowałem kondensator 25000uF/25V, co w zupełności wystarcza, jest to ponad 1000uF na każdy amper obciążenia dzięki czemu tętnienia zasilacza przy pełnym obciążeniu są na bardzo niskim poziomie.
Ostatecznie, może to być bateria równolegle połączonych zwykłych kondensatorów o mniejszej pojemności. Np. równolegle 10 kondensatorów 2200uF/25V.
Przewody prądowe wewnątrz zasilacza o dużym przekroju, np. 4mm2. Przewody wewnątrz jak najkrótsze, zwłaszcza od tranzystorów MOSFET do gniazda wyjściowego zasilacza. Jest to ważne jeżeli oczekujemy, aby spadki napięcia na zaciskach zasilacza były na jak najniższym poziomie. Dobrze jest nóżkę (połączone rotor i stator) potencjometru 4,7k przylutować wprost do gniazda.
Rezystor 270ohm, oznaczony gwiazdką dobrać na najmniejszy spadek napięcia przy pełnym obciążeniu. Może się okazać ze będzie do 180ohm albo 330ohm.
Potencjometrem 4,7k ustawić 13,8V na wyjściu zasilacza.
Jak odpalę pakiet ORCAD, który wtedy używałem do projektowania układów elektronicznych (działa niestety pod kontrolą systemu DOS) to wydrukuję cały schemat. Schemat w całości zawiera oprócz opisanego stabilizatora, transformator, prostownik na diodach wraz kondensatorem oraz dodatki w postaci układ miękkiego startu (ważne w układach zasilaczy z dużymi pojemnościami ze względu na prądy udarowe podczas włączania zasilacza), oraz układ zabezpieczenia nadnapięciowego i podnapięciowego, odcinający zasilacz przekaźnikiem samochodowym 50A/12V, w przypadku przekroczenia dopuszczalnego zakresu napięcia.
Dzisiaj można kupić lepsze i zarazem tańsze tranzystory więc można dopieścić ten zasilacz bardziej.
Schemat części stabilizatora http://fotoo.pl/show.php?img=889263_zasilacz.jpg.html" onclick="window.open(this.href);return false;
Niedawno zrobiłem drugi taki zasilacz, gdyż tamten sprzedałem razem z radiem. Z racji, że posiadam w przydasiowej szufladzie całą listwę tranzystorów BUZ11 z kanałem N, wykorzystałem je. Powstał tym razem zasilacz ze stabilizacją w minusie, co w niczym nie przeszkadza. Pozostałe tranzystory we wzmacniaczu różnicowym oczywiście w tej wersji są PNP a dioda zenera 5V1 oraz kondensator 47uF na wyjściu obrócone 180stopni. Reszta schematu bez zmian.
Zasilacz ma kilka ważnych zalet.
1. 100% odporność zwarciowa. Przy zwarciu układ niemal zupełnie się wyłącza i płynie wtedy niewielki prąd zwarciowy rzędu miliamperów. Zwarcie może trwać dowolny czas, nawet kilkanaście godzin, układ nie grzeje się gdyż niemal nie pobiera w tym stanie prądu.
2. Stosunkowo mały spadek napięcia przy pełnym obciążeniu.
4. Z racji wykorzystani tranzystorów MOSFET jak na zasilacz liniowy dość duża sprawność. Radiator do którego przykręciłem tranzystory (4 sztuki) pochodzi z procesora Celeron slot 1.
Z racji tego, że układ działa 100% anty-zwarciowo, nie rusza przy dużym obciążeniu. Jest to wada i zaleta, gdyż z jednej strony zasilacz nie uruchomi się automatycznie, po zaniku napięcia zasilania, przy większych obciążeniach, z drugiej strony, jest to swego rodzaju zabezpieczenie, przed różnymi dziwnymi sytuacjami, które zabezpieczy nasz dobytek przed dalszymi uszkodzeniami nie dopuszczając do załączenia.
Transformator jaki stosuję, to wymontowany ze starego UPSa toroid z napięciem 2x 16,5V. Uzwojenia pracują równolegle.
Mostek prostowniczy z podwójnych diod Schottkiego 20-25A w obudowie TO-220 z zasilacza PC itp. Niewielki spadek napięcia na diodach Schottkiego daje możliwość zasilania z transformatora o niższym o około 1V napięciu, niż na diodach tradycyjnych. To też przyczynia się do podwyższenia sprawności zasilacza, oraz mniejszego grzania radiatora, do którego przykręciłem diody. Radiator zastosowałem taki sam jak do tranzystorów.
Kondensator musi być dostosowany do wysokich prądów, najlepsze są z zaciskami śrubowymi a nie lutowanymi. Ja zastosowałem kondensator 25000uF/25V, co w zupełności wystarcza, jest to ponad 1000uF na każdy amper obciążenia dzięki czemu tętnienia zasilacza przy pełnym obciążeniu są na bardzo niskim poziomie.
Ostatecznie, może to być bateria równolegle połączonych zwykłych kondensatorów o mniejszej pojemności. Np. równolegle 10 kondensatorów 2200uF/25V.
Przewody prądowe wewnątrz zasilacza o dużym przekroju, np. 4mm2. Przewody wewnątrz jak najkrótsze, zwłaszcza od tranzystorów MOSFET do gniazda wyjściowego zasilacza. Jest to ważne jeżeli oczekujemy, aby spadki napięcia na zaciskach zasilacza były na jak najniższym poziomie. Dobrze jest nóżkę (połączone rotor i stator) potencjometru 4,7k przylutować wprost do gniazda.
Rezystor 270ohm, oznaczony gwiazdką dobrać na najmniejszy spadek napięcia przy pełnym obciążeniu. Może się okazać ze będzie do 180ohm albo 330ohm.
Potencjometrem 4,7k ustawić 13,8V na wyjściu zasilacza.
Jak odpalę pakiet ORCAD, który wtedy używałem do projektowania układów elektronicznych (działa niestety pod kontrolą systemu DOS) to wydrukuję cały schemat. Schemat w całości zawiera oprócz opisanego stabilizatora, transformator, prostownik na diodach wraz kondensatorem oraz dodatki w postaci układ miękkiego startu (ważne w układach zasilaczy z dużymi pojemnościami ze względu na prądy udarowe podczas włączania zasilacza), oraz układ zabezpieczenia nadnapięciowego i podnapięciowego, odcinający zasilacz przekaźnikiem samochodowym 50A/12V, w przypadku przekroczenia dopuszczalnego zakresu napięcia.
Marek masz poparcie u botów nawet. 
