Witam. Dzisiaj opiszę kolejny dość popularny KIT zakupiony na Aliexpress. Jest to zasilacz regulowany 0-30VDC 0,02-3A. Już same parametry parametry tego zasilacza są dość popularne. Pewnie niektórym przychodzi na myśl zasilacz z Electronic-Lab, który niejeden forumowicz Elektrody wykonał go do swojego warsztatu. Czy jest to ten sam zasilacz a może coś zupełnie innego? Zapraszam do dalszej lektury.
Za niespełna 20zł wraz z wysyłką znajdziemy taki zasilacz na Aliexpress. Patrząc po ilości sprzedanych sztuk jest to bardzo popularny KIT na tym portalu. Oczywiście na naszym Allegro również znajdziemy ten egzemplarz. Ceny z wysyłką zaczynają się od niepełna 33zł ale również tutaj wysyłka jest z Chin (tak, na Allegro są również sprzedawcy z Chin). Za 40zł można dostać taki zestaw do samodzielnego montażu z wysyłką z Polski jeżeli komuś zależy np. na czasie.
Z powodu tego że zasilacz jest bardzo popularny doczekał się wielu różnych modyfikacji – można znaleźć dość dużo tych modyfikacji na naszej stronie (Elektroda.pl).
Z czym mamy do czynienia tutaj?
Nie każdy sprzedawca pokazuje schemat tego zasilacza lecz są tacy który to robią.
Poniżej przykłady:
Na trzecim zdjęciu mamy schemat naszego zasilacza, na czwartym oryginalny Electronic-Lab
Jak widać jest to cały czas ten sam zasilacz choć elementy są umieszczone w innym miejscu.
Opisywany KIT ma kilka małych różnic, które zbytnio nie zmieniają zasady działania oryginału.
Pierwsza z nich to zmiana diody Zenera z 5.6V na 5.1V.
Druga to dołożenie stabilizatora napięcia do zasilania wentylatora dla chłodzenia tranzystora na wyjściu.
Trzecia zmiana to użycie innego tranzystora na wyjściu zasilacza.
Poniżej kilka zdjęć jak wygląda zawartość zestawu po otrzymaniu.
W zestawie mamy kilka wiązek przewodów z zarobionym wtyczkami, gniazda do tych wtyczek oraz złącza śrubowe ARK. Dzięki tym elementom będziemy mogli zamontować zmontowany zasilacz w jakąś obudowę.
W moim przypadku montaż rozpocząłem od przylutowania rezystorów i diod.
Dlaczego taka kolejność a nie inna? Każdy kto lutował już elementy przewlekane na PCB raczej zauważył że trzeba je dociskać gdyż w mogą się one wysunąć podczas lutowania i nie będzie to zbyt elegancko wyglądało. Zazwyczaj lutujemy w ten sposób że elementy leżą pod płytką a my lutujemy od góry. W takim przypadku jeżeli zaczniemy od tych mniejszych elementów wtedy płytka PCB powinna nam docisnąć lutowane elementy i nie powinno być po zakończeniu lutowania odstępu między nimi a płytką. Można też dociskać elementy palcami przy lutowaniu ale wtedy raczej musimy umieszczać je na płytce pojedynczo. Przy sposobie który proponuje możemy przewlec przez płytkę wszystkie mniejsze diody i rezystory i polutować je za jednym zamachem.
Następnie lutuje większe diody i rezystor w ten sam sposób.
Później trzeba już pojedynczo lutować elementy i dociskać je palcem.
Tak wygląda efekt "końcowy".
Ja w swoim zasilaczu dołożyłem podstawki DIP8 pod wzmacniacze operacyjne, dodałem złącze ARK 3, które ułatwi wymianę tranzystora w przypadku jego awarii. Dodałem również złącze gold pin wraz z wtyczka przez które zasilam wentylator służący do chłodzenia radiatora. Radiator ma wymiary: 60 x 45 x 18mm. W moim zestawie były inne diody do mostka prostowniczego niż były nadrukowane na płytce PCB.
Tak wygląda efekt końcowy po zastosowaniu moich "ulepszeń".
Co mogłem zrobić lepiej? Rezystor pomiarowy 0,47Ω docisnąłem do płytki. Po fakcie uważam że lepiej chyba było odsadzić go od płytki by wspomóć jego chłodzenie. Choc może to dociśnięice spowoduje że płytka będzie również odprowadzała ciepło z tego rezystora.
Do pracy naszego zasilacza potrzebujemy niestety jeszcze kilku elementów. Potrzebny nam będzie transformator, radiator oraz wentylator do chłodzenia. Powinniśmy użyć tutaj transformatora 24-30V o mocy ok 90VA. Oczywiście nie każdy potrzebuje zasilacza gdzie na wyjściu będzie 30V lub 3A, niektóry zadowolą się mniejszymi parametrami więc można użyć innego transformatora. Można również użyć większego jeżeli chodzi o napięcie czy prąd – poniżej wyjaśnię czemu nie powinniśmy dawać transformatora z większym napięciem po stronie wtórnej i że czasem np. jeżeli nie potrzebujemy więcej niż 20V na wyjściu to lepiej dać transformator z niższym napięciem wtórnym.
W oryginalnym rozwiązaniu mamy na wyjściu tranzystor NPN 2N3055 czyli 15A dopuszczalnego ciągłego prądu na kolektorze i napięcie kolektor-emiter 70V, dopuszczalna moc strat 115W. W zestawie dano tranzystor NPN o maksymalnym dopuszczalnym ciągłym prądzie 12A i napięciu 140V oraz dopuszczalnej mocy strat 100W. Nasz zasilacz ma maksymalnie 30V i 3A na wyjściu więc tranzystor który dołożony jest do zestawu powinien dać radę.
Wcześniej wspomniałem o tym że nie powinniśmy dawać transformatora ze zbyt dużym napięciem wtórnym. Już spieszę z wyjaśnieniem z jakiego powodu tak uważam. Chodzi tutaj o moc jaka będzie wydzielała się na tranzystorze wyjściowym. W najgorszym przypadku z jakim będziemy mieć do czynienia to gdy z zasilacza będziemy pobierać największy prąd oraz na wyjściu będzie niskie napięcie. Przy zasilaniu transformatorem z napięciem wtórnym 24V na tranzystorze wyjściowym napięcie VCE będzie miało ok. 30V. Przy prądzie 3A mamy moc na tranzystorze ok. 90W. Czym wyższe napięcie na wyjściu zasilacza tym ta moc będzie niższa. Jeżeli podniesiemy napięcie wtórne transformatora to wzrośnie na moc wydzielana na tranzystorze wyjściowym. Moc wydzielana na tranzystorze będzie zamieniona w ciepło, które będzie trzeba odprowadzić z tranzystora.
Zasilacz ten jest dość tani bo nie posiada skomplikowanej budowy, jest prosty w złożeniu i wydaje mi się ze z tych powodów cieszy się dość dużą popularnością. Zasilacz ma ten dość dużą rzeszę fanów ale też i przeciwników. Jak widać z powyższego co opisałem (moc strat), zasilacz ten generuje dość dużo ciepła przy swojej pracy co zarzucają mu jego przeciwnicy. Sprawność tego zasilacza nie jest zbyt duża, oczywiście zależy od napięcia i mocy na wyjściu. Z tego też powodu pojawiły się wersje tego zasilacza gdzie na wyjściu mamy podłączone równolegle dwa tranzystory – w takim przypadku łatwiej rozproszyć ciepło które wydziela się na tranzystorze. Jest to też powodem powstania wersji gdzie mamy wyjście zasilające wentylator. W naszym przypadku na wyjściu tym mamy 24VDC – chyba mało popularne zasilanie jak na wentylator. Możemy tutaj użyć innego stabilizatora napięcia – np. 7812 zamiast 7824 lecz i tutaj pojawi się problem grzejącego się stabilizatora napięcia. Najlepszym wyjściem przy użyciu wentylatora na niższe napięcie jest zasilić go poprzez małą przetwornicę napięcia.
Ja użyłęm stabilizatora 12V gdyżmiałem taki pod ręką a wentylator którego użyłem był własnie na 12V.
Istnieją też wersję tego zasilacza z przełączanymi uzwojeniami wtórnymi transformatora – czym wyższe chcemy ustawić napięcie na wyjściu to zostaje załączone uzwojenie wtórne z wyższym napięciem. Ograniczamy w ten sposób napięcie VCE na tranzystorze a przez to moc strat na nim.
Parę słów o tym jak działa taki zasilacz.
Mamy tutaj dwa potencjometry jednoobrotowe za pomocą których regulujemy napięcie oraz ograniczenie prądowe. Co to w ogóle jest ograniczenie prądowe, na czym polega? Ograniczenie prądowe służy do tego by ograniczyć prąd na wyjściu zasilacza. Jeżeli nastawimy ograniczenie prądowe np. na 2A to jeżeli element który zasilamy z zasilacza będzie chciał pobrać więcej niż 2A to zasilacz obniży napięcie na wyjściu do takiego stopnia aż prąd pobierany z zasilacza będzie równy 2A. W przypadku gdy nastawa ograniczenia jest 2A a my chcemy pobrać np. 1A to nie zauważymy żadnej zmiany w pracy zasilacza. W przypadku zadziałania ograniczenia prądowego w tym zasilaczu zapali się dioda LED – w tym przypadku, niebieska.
Nasz zasilacz składa się z kilku głównych elementów: mostek prostowniczy, trzy wzmacniacze operacyjne TL081, stopień wyjściowy tranzystor 2SD1047, rezystor pomiarowy oraz potencjometrów.
Napięcie przemienne z uzwojenia wtórnego transformatora jest prostowane przez mostek utworzony przez cztery diody IN5408. Napięcie na wyjściu mostka jest wygładzane przez filtr utworzony przez kondensator 3300µF i rezystor 2,2kΩ i trafia poprzez tranzystor i rezystor pomiarowy wyjście zasilacza (regulacja tego napięcia odbywa się poprzez tranzystor po stronie plusa). Jeden ze wzmacniaczy operacyjnych zasilany jest napięciem z za mostka prostowniczego. Na wyjściu tego wzmacniacza będzie napięcie 10,2V i będzie to napięciem odniesienia które będzie trafiało na wejścia nieodwracające dwóch pozostałych dwóch wzmacniaczy operacyjnych. Wzmacniacze te zasilane są poprzez gałąź sztucznej masy czyli ich zasilanie będzie większe o napięcie diody zenera w gałęzi sztucznej masy - 5,1V (przy ustawieniu maksymalnego napięcie na wyjściu zasilacza napięcie zasilania tych dwóch wzmacniaczy może osiągnąć maksymalne napięcie zasilania podane przez producenta). Jeden z tych wzmacniaczy odpowiada za regulację ograniczenia prądu zaś drugi odpowiada za regulację napięcia na wyjściu zasilacza poprzez stopień wyjściowy złożony z tranzystor 2SD882 oraz 2SD1047.
Regulacją prądu odbywa się poprzez pomiar napięcia na rezystorze pomiarowym 0,47Ω, które trafia na wejście odwracające wzmacniacza. Jeżeli napięcie to przekroczy napięcie ustawione na wejściu nieodwracającym poprzez potencjometr regulacji prądu to napięcie na wyjściu tego wzmacniacza wysteruje tranzystor SS9015 który zasili diodę informującą o zadziałaniu ograniczenia prądowego. Napięcie z wyjścia tego wzmacniacza trafia również na wejście nieodwracające trzeciego wzmacniacza którego zadaniem jest regulacja napięcia wyjściowego.
Tranzystor SS9014 działa tylko w momencie wyłączenia zasilacza i służy do wyłączenia stopnia wyjściowego zasilacza (tranzystor 2SD882 i tranzystor 2DS1047). W momencie wyłączania zasilania zasilacza gdy na szynie ujemnej zasilania zanika napięcie może dojść do niekontrolowanej sytuacji z tego powodu tranzystor SS9014 wyłącza stopień wyjściowy zasilacza. W normalnej pracy zasilacza tranzystor ten jest wyłączony.
Potencjometrem precyzyjnym 100kΩ ustawiamy napięcie na wyjściu – tzn. jeżeli po skręceniu potencjometru 10kΩ na minimum, na wyjściu zasilacza będzie inne napięcie niż 0V to tym potencjometrem doregulujemy tak by było tam 0V.
W przypadku gdy nasze ograniczenie prądowe nie ma maksymalnej wartości 3A, możemy zmienić wartość rezystora R18 z 56kΩ w oryginale na większą lub jeżeli ograniczenie przy maksymalnej wartości jest mniejsze niż 3A to zmniejszyć tą wartość.
Myślę że warto w tej konstrukcji dodać po jednym potencjometrze do regulacji napięcia i prądu. Pomogą one w dokładniejszym ustawieniu parametrów wyjściowych.
Poniżej rysunek jak to można zrobić:
Kilka pomiarów podczas użytkowania:
1.
Temperatura otoczenia: 23°C.
Napięcie przed tranzystorem 29V.
Napięcie wyjściowe 1V, pobór prądu 2A, temperatura początkowa tranzystora 25°C – obciążenie ok. 2W.
Po 1 minucie obciążenia temperatura tranzystora 60°C.
Po 5 minutach obciążenia temperatura tranzystora 95°C.
Po odłączeniu obciążenia, po 1 minucie temperatura tranzystora spadła do 60°C.
Po 3 minutach spadła do 26°C.
W powyższym przypadku spadek napięcia na tranzystorze 28V, moc tracona na tranzystorze 56W.
2.
Temperatura otoczenia: 23°C.
Napięcie przed tranzystorem 29°V.
Napięcie wyjściowe 12V, pobór prądu 1,7A, temperatura początkowa tranzystora 25C – obciążenie ok. 21W.
Po 1 minucie obciążenia temperatura tranzystora 48°C.
Po 3 minutach obciążenia temperatura tranzystora 57°C.
Po 5 minutach obciążenia temperatura tranzystora 62°C.
Po odłączeniu obciążenia, po 1 minucie temperatura tranzystora spadła do 33°C.
Po 3 minutach 27°C.
Spadek napięcia na tranzystorze 17V, moc tracona na tranzystorze 20,4W
Moc 2,74 razy mniejsza niż przy pierwszym przypadku.
Temperatura stabilizatora napięcia zasilającego wentylator 50°C.
Jak widać z powyższego, w pierwszym przypadku obciążenie było dość małe, w drugim było dziesięciokrotnie większe ale to w pierwszym przypadku tranzystor grzał się najmocniej. Grzanie się tranzystora nie zależy od obciążenia a od mocy strat czyli od przepływającego prądu przez niego i spadku napięcia na nim. Czym mniejsze napięcie na wyjściu i większy prąd tym cieplejszy będzie tranzystor. Z tego powodu lepiej dobrać w tym przypadku transformator z niższym napięciem wtórnym, które będzie dla nas wystarczające. Jak napisałem wcześniej – ten zasilacz przez niektórych jest przez to uważany za zły pomysł.
Poniżej wykaz elementów
Poniżej linki do oryginalnego zasilacza:
https://www.electronics-lab.com/project/0-30-vdc-stabilized-power-supply-with-current-control-0-002-3-a/
https://www.electronics-lab.com/project/0-30v-laboratory-power-supply/
Co Wy sądzicie o tym zasilaczu? Mieliście z nim do czynienia? Może był to Wasz pierwszy zasilacz regulowany?
Za niespełna 20zł wraz z wysyłką znajdziemy taki zasilacz na Aliexpress. Patrząc po ilości sprzedanych sztuk jest to bardzo popularny KIT na tym portalu. Oczywiście na naszym Allegro również znajdziemy ten egzemplarz. Ceny z wysyłką zaczynają się od niepełna 33zł ale również tutaj wysyłka jest z Chin (tak, na Allegro są również sprzedawcy z Chin). Za 40zł można dostać taki zestaw do samodzielnego montażu z wysyłką z Polski jeżeli komuś zależy np. na czasie.
Z powodu tego że zasilacz jest bardzo popularny doczekał się wielu różnych modyfikacji – można znaleźć dość dużo tych modyfikacji na naszej stronie (Elektroda.pl).
Z czym mamy do czynienia tutaj?
Nie każdy sprzedawca pokazuje schemat tego zasilacza lecz są tacy który to robią.
Poniżej przykłady:
Na trzecim zdjęciu mamy schemat naszego zasilacza, na czwartym oryginalny Electronic-Lab
Jak widać jest to cały czas ten sam zasilacz choć elementy są umieszczone w innym miejscu.
Opisywany KIT ma kilka małych różnic, które zbytnio nie zmieniają zasady działania oryginału.
Pierwsza z nich to zmiana diody Zenera z 5.6V na 5.1V.
Druga to dołożenie stabilizatora napięcia do zasilania wentylatora dla chłodzenia tranzystora na wyjściu.
Trzecia zmiana to użycie innego tranzystora na wyjściu zasilacza.
Poniżej kilka zdjęć jak wygląda zawartość zestawu po otrzymaniu.
W zestawie mamy kilka wiązek przewodów z zarobionym wtyczkami, gniazda do tych wtyczek oraz złącza śrubowe ARK. Dzięki tym elementom będziemy mogli zamontować zmontowany zasilacz w jakąś obudowę.
W moim przypadku montaż rozpocząłem od przylutowania rezystorów i diod.
Dlaczego taka kolejność a nie inna? Każdy kto lutował już elementy przewlekane na PCB raczej zauważył że trzeba je dociskać gdyż w mogą się one wysunąć podczas lutowania i nie będzie to zbyt elegancko wyglądało. Zazwyczaj lutujemy w ten sposób że elementy leżą pod płytką a my lutujemy od góry. W takim przypadku jeżeli zaczniemy od tych mniejszych elementów wtedy płytka PCB powinna nam docisnąć lutowane elementy i nie powinno być po zakończeniu lutowania odstępu między nimi a płytką. Można też dociskać elementy palcami przy lutowaniu ale wtedy raczej musimy umieszczać je na płytce pojedynczo. Przy sposobie który proponuje możemy przewlec przez płytkę wszystkie mniejsze diody i rezystory i polutować je za jednym zamachem.
Następnie lutuje większe diody i rezystor w ten sam sposób.
Później trzeba już pojedynczo lutować elementy i dociskać je palcem.
Tak wygląda efekt "końcowy".
Ja w swoim zasilaczu dołożyłem podstawki DIP8 pod wzmacniacze operacyjne, dodałem złącze ARK 3, które ułatwi wymianę tranzystora w przypadku jego awarii. Dodałem również złącze gold pin wraz z wtyczka przez które zasilam wentylator służący do chłodzenia radiatora. Radiator ma wymiary: 60 x 45 x 18mm. W moim zestawie były inne diody do mostka prostowniczego niż były nadrukowane na płytce PCB.
Tak wygląda efekt końcowy po zastosowaniu moich "ulepszeń".
Co mogłem zrobić lepiej? Rezystor pomiarowy 0,47Ω docisnąłem do płytki. Po fakcie uważam że lepiej chyba było odsadzić go od płytki by wspomóć jego chłodzenie. Choc może to dociśnięice spowoduje że płytka będzie również odprowadzała ciepło z tego rezystora.
Do pracy naszego zasilacza potrzebujemy niestety jeszcze kilku elementów. Potrzebny nam będzie transformator, radiator oraz wentylator do chłodzenia. Powinniśmy użyć tutaj transformatora 24-30V o mocy ok 90VA. Oczywiście nie każdy potrzebuje zasilacza gdzie na wyjściu będzie 30V lub 3A, niektóry zadowolą się mniejszymi parametrami więc można użyć innego transformatora. Można również użyć większego jeżeli chodzi o napięcie czy prąd – poniżej wyjaśnię czemu nie powinniśmy dawać transformatora z większym napięciem po stronie wtórnej i że czasem np. jeżeli nie potrzebujemy więcej niż 20V na wyjściu to lepiej dać transformator z niższym napięciem wtórnym.
W oryginalnym rozwiązaniu mamy na wyjściu tranzystor NPN 2N3055 czyli 15A dopuszczalnego ciągłego prądu na kolektorze i napięcie kolektor-emiter 70V, dopuszczalna moc strat 115W. W zestawie dano tranzystor NPN o maksymalnym dopuszczalnym ciągłym prądzie 12A i napięciu 140V oraz dopuszczalnej mocy strat 100W. Nasz zasilacz ma maksymalnie 30V i 3A na wyjściu więc tranzystor który dołożony jest do zestawu powinien dać radę.
Wcześniej wspomniałem o tym że nie powinniśmy dawać transformatora ze zbyt dużym napięciem wtórnym. Już spieszę z wyjaśnieniem z jakiego powodu tak uważam. Chodzi tutaj o moc jaka będzie wydzielała się na tranzystorze wyjściowym. W najgorszym przypadku z jakim będziemy mieć do czynienia to gdy z zasilacza będziemy pobierać największy prąd oraz na wyjściu będzie niskie napięcie. Przy zasilaniu transformatorem z napięciem wtórnym 24V na tranzystorze wyjściowym napięcie VCE będzie miało ok. 30V. Przy prądzie 3A mamy moc na tranzystorze ok. 90W. Czym wyższe napięcie na wyjściu zasilacza tym ta moc będzie niższa. Jeżeli podniesiemy napięcie wtórne transformatora to wzrośnie na moc wydzielana na tranzystorze wyjściowym. Moc wydzielana na tranzystorze będzie zamieniona w ciepło, które będzie trzeba odprowadzić z tranzystora.
Zasilacz ten jest dość tani bo nie posiada skomplikowanej budowy, jest prosty w złożeniu i wydaje mi się ze z tych powodów cieszy się dość dużą popularnością. Zasilacz ma ten dość dużą rzeszę fanów ale też i przeciwników. Jak widać z powyższego co opisałem (moc strat), zasilacz ten generuje dość dużo ciepła przy swojej pracy co zarzucają mu jego przeciwnicy. Sprawność tego zasilacza nie jest zbyt duża, oczywiście zależy od napięcia i mocy na wyjściu. Z tego też powodu pojawiły się wersje tego zasilacza gdzie na wyjściu mamy podłączone równolegle dwa tranzystory – w takim przypadku łatwiej rozproszyć ciepło które wydziela się na tranzystorze. Jest to też powodem powstania wersji gdzie mamy wyjście zasilające wentylator. W naszym przypadku na wyjściu tym mamy 24VDC – chyba mało popularne zasilanie jak na wentylator. Możemy tutaj użyć innego stabilizatora napięcia – np. 7812 zamiast 7824 lecz i tutaj pojawi się problem grzejącego się stabilizatora napięcia. Najlepszym wyjściem przy użyciu wentylatora na niższe napięcie jest zasilić go poprzez małą przetwornicę napięcia.
Ja użyłęm stabilizatora 12V gdyżmiałem taki pod ręką a wentylator którego użyłem był własnie na 12V.
Istnieją też wersję tego zasilacza z przełączanymi uzwojeniami wtórnymi transformatora – czym wyższe chcemy ustawić napięcie na wyjściu to zostaje załączone uzwojenie wtórne z wyższym napięciem. Ograniczamy w ten sposób napięcie VCE na tranzystorze a przez to moc strat na nim.
Parę słów o tym jak działa taki zasilacz.
Mamy tutaj dwa potencjometry jednoobrotowe za pomocą których regulujemy napięcie oraz ograniczenie prądowe. Co to w ogóle jest ograniczenie prądowe, na czym polega? Ograniczenie prądowe służy do tego by ograniczyć prąd na wyjściu zasilacza. Jeżeli nastawimy ograniczenie prądowe np. na 2A to jeżeli element który zasilamy z zasilacza będzie chciał pobrać więcej niż 2A to zasilacz obniży napięcie na wyjściu do takiego stopnia aż prąd pobierany z zasilacza będzie równy 2A. W przypadku gdy nastawa ograniczenia jest 2A a my chcemy pobrać np. 1A to nie zauważymy żadnej zmiany w pracy zasilacza. W przypadku zadziałania ograniczenia prądowego w tym zasilaczu zapali się dioda LED – w tym przypadku, niebieska.
Nasz zasilacz składa się z kilku głównych elementów: mostek prostowniczy, trzy wzmacniacze operacyjne TL081, stopień wyjściowy tranzystor 2SD1047, rezystor pomiarowy oraz potencjometrów.
Napięcie przemienne z uzwojenia wtórnego transformatora jest prostowane przez mostek utworzony przez cztery diody IN5408. Napięcie na wyjściu mostka jest wygładzane przez filtr utworzony przez kondensator 3300µF i rezystor 2,2kΩ i trafia poprzez tranzystor i rezystor pomiarowy wyjście zasilacza (regulacja tego napięcia odbywa się poprzez tranzystor po stronie plusa). Jeden ze wzmacniaczy operacyjnych zasilany jest napięciem z za mostka prostowniczego. Na wyjściu tego wzmacniacza będzie napięcie 10,2V i będzie to napięciem odniesienia które będzie trafiało na wejścia nieodwracające dwóch pozostałych dwóch wzmacniaczy operacyjnych. Wzmacniacze te zasilane są poprzez gałąź sztucznej masy czyli ich zasilanie będzie większe o napięcie diody zenera w gałęzi sztucznej masy - 5,1V (przy ustawieniu maksymalnego napięcie na wyjściu zasilacza napięcie zasilania tych dwóch wzmacniaczy może osiągnąć maksymalne napięcie zasilania podane przez producenta). Jeden z tych wzmacniaczy odpowiada za regulację ograniczenia prądu zaś drugi odpowiada za regulację napięcia na wyjściu zasilacza poprzez stopień wyjściowy złożony z tranzystor 2SD882 oraz 2SD1047.
Regulacją prądu odbywa się poprzez pomiar napięcia na rezystorze pomiarowym 0,47Ω, które trafia na wejście odwracające wzmacniacza. Jeżeli napięcie to przekroczy napięcie ustawione na wejściu nieodwracającym poprzez potencjometr regulacji prądu to napięcie na wyjściu tego wzmacniacza wysteruje tranzystor SS9015 który zasili diodę informującą o zadziałaniu ograniczenia prądowego. Napięcie z wyjścia tego wzmacniacza trafia również na wejście nieodwracające trzeciego wzmacniacza którego zadaniem jest regulacja napięcia wyjściowego.
Tranzystor SS9014 działa tylko w momencie wyłączenia zasilacza i służy do wyłączenia stopnia wyjściowego zasilacza (tranzystor 2SD882 i tranzystor 2DS1047). W momencie wyłączania zasilania zasilacza gdy na szynie ujemnej zasilania zanika napięcie może dojść do niekontrolowanej sytuacji z tego powodu tranzystor SS9014 wyłącza stopień wyjściowy zasilacza. W normalnej pracy zasilacza tranzystor ten jest wyłączony.
Potencjometrem precyzyjnym 100kΩ ustawiamy napięcie na wyjściu – tzn. jeżeli po skręceniu potencjometru 10kΩ na minimum, na wyjściu zasilacza będzie inne napięcie niż 0V to tym potencjometrem doregulujemy tak by było tam 0V.
W przypadku gdy nasze ograniczenie prądowe nie ma maksymalnej wartości 3A, możemy zmienić wartość rezystora R18 z 56kΩ w oryginale na większą lub jeżeli ograniczenie przy maksymalnej wartości jest mniejsze niż 3A to zmniejszyć tą wartość.
Myślę że warto w tej konstrukcji dodać po jednym potencjometrze do regulacji napięcia i prądu. Pomogą one w dokładniejszym ustawieniu parametrów wyjściowych.
Poniżej rysunek jak to można zrobić:
Kilka pomiarów podczas użytkowania:
1.
Temperatura otoczenia: 23°C.
Napięcie przed tranzystorem 29V.
Napięcie wyjściowe 1V, pobór prądu 2A, temperatura początkowa tranzystora 25°C – obciążenie ok. 2W.
Po 1 minucie obciążenia temperatura tranzystora 60°C.
Po 5 minutach obciążenia temperatura tranzystora 95°C.
Po odłączeniu obciążenia, po 1 minucie temperatura tranzystora spadła do 60°C.
Po 3 minutach spadła do 26°C.
W powyższym przypadku spadek napięcia na tranzystorze 28V, moc tracona na tranzystorze 56W.
2.
Temperatura otoczenia: 23°C.
Napięcie przed tranzystorem 29°V.
Napięcie wyjściowe 12V, pobór prądu 1,7A, temperatura początkowa tranzystora 25C – obciążenie ok. 21W.
Po 1 minucie obciążenia temperatura tranzystora 48°C.
Po 3 minutach obciążenia temperatura tranzystora 57°C.
Po 5 minutach obciążenia temperatura tranzystora 62°C.
Po odłączeniu obciążenia, po 1 minucie temperatura tranzystora spadła do 33°C.
Po 3 minutach 27°C.
Spadek napięcia na tranzystorze 17V, moc tracona na tranzystorze 20,4W
Moc 2,74 razy mniejsza niż przy pierwszym przypadku.
Temperatura stabilizatora napięcia zasilającego wentylator 50°C.
Jak widać z powyższego, w pierwszym przypadku obciążenie było dość małe, w drugim było dziesięciokrotnie większe ale to w pierwszym przypadku tranzystor grzał się najmocniej. Grzanie się tranzystora nie zależy od obciążenia a od mocy strat czyli od przepływającego prądu przez niego i spadku napięcia na nim. Czym mniejsze napięcie na wyjściu i większy prąd tym cieplejszy będzie tranzystor. Z tego powodu lepiej dobrać w tym przypadku transformator z niższym napięciem wtórnym, które będzie dla nas wystarczające. Jak napisałem wcześniej – ten zasilacz przez niektórych jest przez to uważany za zły pomysł.
Poniżej wykaz elementów
| Lp. | Element | Wartość | Oznaczenie | Ilość |
| 1 | PCB | - | - | 1 |
| 2 | Stabilizator | L7824CV | 7824 | 1 |
| 3 | Tranzystor 2SD1047 | 2SD1047 | D1047 | 1 |
| 4 | Tranzystor | 2SD882 | D882 | 1 |
| 5 | Tranzystor | SS9015 | 9015 | 1 |
| 6 | Tranzystor | SS9014 | 9014 | 1 |
| 7 | Dioda | 1N5408 | 1N5408 | 4 |
| 8 | Dioda | 1N4148 | 4148 | 4 |
| 9 | Dioda | 1N4004 | 4004 | 1 |
| 10 | Dioda Zenera | 5V1 | 5V1 | 2 |
| 11 | Dioda LED | - | LED | 1 |
| 12 | Wzmacniacz operacyjny | TL081 | TL081 | 3 |
| 13 | Kondensator | 3300µF 50V | 3300µF/50V | 1 |
| 14 | Kondensator | 47µF 50V | 47µF/50V | 2 |
| 15 | Kondensator | 10µF 50V | 10µF/50V | 1 |
| 16 | Kondensator | 330pF (311) | 330P | 1 |
| 17 | Kondensator | 220nF (224) | 0,22µF | 1 |
| 18 | Kondensator | 100nF (104) | 0,1µF | 1 |
| 19 | Kondensator | 100pF (101) | 100P | 2 |
| 20 | Rezystor | 2,2kΩ 1W | 2k2/1W | 1 |
| 21 | Rezystor | 0,47Ω 5W | 0,47/5W | 1 |
| 22 | Rezystor | 33Ω | 33Ω | 1 |
| 23 | Rezystor | 82Ω | 82Ω | 1 |
| 24 | Rezystor | 220Ω | 220Ω | 1 |
| 25 | Rezystor | 1kΩ | 1K | 2 |
| 26 | Rezystor | 1,5kΩ | 1K5 | 1 |
| 27 | Rezystor | 2,2kΩ | 2K2 | 2 |
| 28 | Rezystor | 3,9kΩ | 3K9 | 1 |
| 29 | Rezystor | 4,4kΩ | 4K7 | 1 |
| 30 | Rezystor | 10kΩ | 10K | 5 |
| 31 | Rezystor | 27kΩ | 27K | 2 |
| 32 | Rezystor | 56kΩ | 56K | 2 |
| 33 | Rezystor | 270kΩ | 270K | 1 |
| 34 | Potencjometr precyzyjny | 100kΩ | 100K | 1 |
| 35 | Potencjometr | 10kΩ | 10K A, 10K V | 2 |
| 36 | Złącze ARK 3 | - | - | 1 |
| 37 | Złącze ARK 2 | - | - | 1 |
| 38 | Wtyk WS02 | - | FAN 24V | 1 |
| 39 | Wtyk WS03 | - | - | 2 |
| 40 | Przewód z wtykiem LH02 | - | - | 2 |
| 41 | Radiator | - | - | 1 |
| 16 | Wkręt M3 | - | - | 4 |
Poniżej linki do oryginalnego zasilacza:
https://www.electronics-lab.com/project/0-30-vdc-stabilized-power-supply-with-current-control-0-002-3-a/
https://www.electronics-lab.com/project/0-30v-laboratory-power-supply/
Co Wy sądzicie o tym zasilaczu? Mieliście z nim do czynienia? Może był to Wasz pierwszy zasilacz regulowany?
Cool? Ranking DIY
