STABILIZOVANÝ ZDROJ 40V/2,5A

 

Pro práci elektronika je důležitý laboratorní stabilizovaný zdroj řiditelný v širokých mezích a vybaven proudovým omezením s maximem proudu 2 až 3A. Schéma takovéhoto zdroje bylo zveřejněno v časopise Amatérské rádio č.12/85. Jednoduché, spolehlivé zapojení, které mi s malými úpravami slouží již přes 11 let …

  Zdroj na obrázku vyžaduje některé úpravy, aby jeho činnost byla bezvadná. Pro vlastní stabilizaci napětí používá zdroj monolitický integrovaný stabilizátor MAA723. Výstup IO je připojen na vstup výkonových prvků - tranzistorů T1 - T3. Při zvětšování zatěžovacího proudu udržuje zdroj napětí až do dosažení nastaveného max. proudu, kdy proud již více neroste a zdroj se chová jako zdroj proudu, přičemž se přitom zmenšuje výstupní napětí.

Problematické a poněkud nešťastné je u tohoto zdroje použití zenerových diod typu KZ260. Ty jsou totiž značně přetížené a občas se stává, že se některá dioda prorazí - což má za následek zničení celého zdroje!! Pokud vystačíte s nižším napětím - do 30V, pak problém nenastane,ostatně při tomto napětí je možno zenerovy diody vypustit, protože napětí na pinech 7 a 8 integrovaného obvodu nepřesáhne 40V. IO typu 723 jsou totiž velice citlivé na překročení max. napětí na pinech 7,8. Pokud přesáhne 45V, integrovaný obvod se zničí. Proto je nezbytné zajistit, aby IO nebyl napájen napětím vyšším než 44V, lépe a pro jistotu však toto napětí omezíme na 40V, nebo těsně pod ně. Aby toto napětí, respektive proud, který jimi protéká, vydržely zenerovy diody, musíme typy KZ260 zaměnit za výkonnější. Lze použít např. 1N5366B, která má Uz = 39V, nebo diody složit z více kusů - třeba dvě 1N5357, každá z nich má Uz= 20V, obě tedy budou mít právě potřebných 40V. A použití dvou diod je lepší protože získáme proudovou rezervu (diody pro nižší napětí mají vyšší povolený proud). A samozřejmě lze diody složit i z jiných typů pro větší zatížení, např. ze dvou KZ712.

Odpor R9 o hodnotě 2,2 ohmy může být TR509, je ale lepší ho navinout odporovým drátem o průměru alespoň 1mm na keramickou tyčinku, nebo jen jako vzdušnou cívku a umístit mimo desku plošných spojů, neboť se za provozu silně zahřívá. Také lze použít i několik menších odporů pro menší zatížení a spojit je do série. Např. 10x22ohm/2W, nebo 4x8R2/5W…apod. Hodnota odporu nemusí být úplně přesná. Odpory R5 a R6 jsou 2 až 5W typy. A odpor R1 je rovněž 2W. Výhodné je použít dva odpory 5W 3,9ohm, a připojit je ke každému tranzistoru zvlášť!! Rozložení proudů na tranzistorech pak bude vyrovnanější. Diody můstku, pokud použijeme KY710, nebo KY712, mohou být montovány na kousek Al plechu, aby bylo chlazení lepší, postačí jen pásek plechu - křidélko. Pro menší proudy vyhoví i 1N5408 nebo podobné. Vhodné je ale použít hotový můstek pro min. 10A a připevnit jej na chladič. Rovněž koncové tranzistory je nutné chladit. Postačí kus AL plechu, nebo profilovaný chladič, může být i menší a chlazení může být umocňováno malým ventilátorkem. Uvedené typy KU605, nebo typy KD… lze úspěšně nahradit jakýmkoliv podobným tranzistorem, vyzkoušel jsem i darlingtony BDX33 a zdroj fungoval. Jako náhrada typů KU a KD je uváděn např. tranzistor BD245C. I tranzistor KF508 bude potřeba nahradit, neboť ani ten není nejvhodnější a navíc se již také nevyrábí. Lze ho výhodně nahradit typem BD 139. I tento tranzistor je lepší chladit - malým chladičem určeným pro malá plastová pouzdra. Vějířový chladič jsem pro jistotu nasadil i na IO 723 v plechovém pouzdře. Typ CN v pouzdře DIL 14 chladit nelze, ale má větší plochu a teplo lépe rozptýlí do okolí.

V původním schématu je použitý C5 o velikosti asi 4,4G. To je poměrně nedostačující a je lepší použít kondenzátor o velikosti 10G, tedy 10mF či přesněji 10 000uF pro napětí 63V (pozor na napětí na něm, pokud je napětí vyšší, musí být použitý kondenzátor pro napětí vyšší, než je max. napětí za usměrňovačem. Pokud naměříte za usm. můstkem napětí např. 41V, pak max. napětí na kondenzátoru bude 41 x 1,414 = 57V!! Proto je lépe použít kondenzátory alespoň pro 63V. I kondenzátor C10 volíme raději na napětí 63V. Pokud by napětí přesáhlo i tuto mez, musí být kondenzátor na 100V! A i svitky C1 až C4 jsou pro napětí 63V, nebo i více. Kondenzátory C8 a C9 postačí pro napětí 50V. Oba potenciometry jsou lineární, P1 slouží k řízení proudu , který lze ovládat asi od 30mA až po max. proud. P2, kterým se řídí výstupní napětí může být i víceotáčkový. V jedné poloze přepínače Př1b lze výstupní napětí řídit od 2V do 20V, ve druhé od 16 do 40V. Aby nebyly zbytečně přetěžovány výstupní tranzistory při malých výstupních napětích je přepínán i usměrňovač, kdy v jedné poloze je zapojen jako můstkový a napětí na jeho výstupu je maximální a ve druhé poloze jako dvoucestný - napětí na výstupu je poloviční. Přepínač tedy musí snést proud alespoň 3A! Na schématu to není sice zakresleno, ale je více jak užitečné tento laboratorní zdroj doplnit měřidly proudu a napětí. Lhostejno, zda analogovými či digitálními. A nakonec je užitečné zdroj vybavit i indikátorem zapnutí - postačí zelená led dioda a patřičný odpor připojený k napájecímu napětí. A rozhodně - vestavět do krabice s chladícími otvory!! (já kdysi krabici s otvory nesehnal a vestavěl zdroj do plastové krabičky bez otvorů s tím, že ji později doplním ventilátorkem, což už se nestalo….pravda výstupní proud u mého zdroje není vyšší než 1,5A, přesto jedno dlouhodobější přetížení zdroje způsobilo zvlnění horního víka krabice nadměrným teplem….)

Transformátor lze použít libovolný, podle max. napětí a proudů, které chceme ze zdroje dostat. Vhodné jsou typy o výkonech 50 až 100VA, a je jedno jestli EI, M či toroidní. Transformátory jsou ovšem drahé. Poměrně levné je použít výprodejové trafo 24V/5A, které se používá v rozvaděčích, nebo podobné. Výstupní napětí pak ale nebude větší než 25V. Poměrně levně vychází i varianta se třemi toroidy 12V/4A -50VA. (cena všech tří kusů nepřesáhne 500kč) Jejich výstupní napětí 12V se pak pospojuje tak, aby na vstup usměrňovače přicházelo 36V (naprázdno to bude více - asi 41-42V) Přepínač pak lze připojit tak jako na obrázku, nebo lze použít odbočku pro 12V..místo odbočky pro 24V. Nebo lze přepínač úplně vypustit a na usměrňovač připojit jen napětí 36V.

  ZPĚT

TOPlist