Autor: Slobodan Ivan Varga de Lemos e de Santa Cruz (Nick - Bob) - Zagrzeb, Chorwacja email Zasilacz 13V 20A

Jest to stabilizowany zasilacz z zabezpieczeniem zwarciowym oraz z ogranicznikiem prądu.

Zasilacz zaprojektowany jest specjalnie dla odbiornika potrzebującego dużo prądu jakim jest nadajnik radiowy. Dostarcza on prądu 20A przy 13,8V. Dla niższych prądów dodane jest ograniczenie prądowe z przedziału od 15mA do 20A.

Transformator powinien dawać 25A oraz napięcie 17,5 - 20V. Im mniejsze napięcie, tym mniejsze straty mocy.

Filtracja odbywa się na C1, którego wartość nie powinna być mniejsza niż 40 000uF (według złotej reguły 2000uF/A) zalecam użyć 50 000uF. Pojemność ta może być uzyskana z kilku mniejszych połączonych równolegle kondensatorów.

Sercem układu jest stabilizator 7812. Napięcie wyjściowe jest podniesione do 13,8V dzięki dwóm dodatkowym opornikom (R5 i R6) według zasady:

U= 12(1+R5/R6)

Mały prąd (tutaj 15mA) powoduje zwykłe działanie 7812. Jeśli wartość ta zostanie przekroczona, wówczas napięcie na R4 otwiera Q3, który będzie przewodził większy prąd. Jest to tranzystor PNP o Ic > 25, i wzmocnieniu prądowym równym 20. Ja wykorzystałem 2N5683.

Rezystancja ograniczająca prąd RL dla 20A powinna wynieść ok. 0,03 Ω i moc 15W. Możesz wykorzystać kilka oporników równolegle. Wartość dla innego prądu wylicza się z zasady:

RL=0.7/Imax

RL oraz Q2 (3A PNP tranzystor, np. BD330) jest w przypadku zwarcia automatycznym bezpiecznikiem. Gdy prąd wyjściowy osiągnie 20A napięcie na RL otworzy Q2 i w ten sposób ograniczy prąd B-E tranzystora Q3. Równolegle do Q2 jest Q1, który zaświeca LED1 kiedy tylko ograniczenie prądowe jest uruchomione. Kiedy "bezpiecznik" jest włączony, Q2 mostkuje R3 i cały prąd płynie do 7812 niszcząc go, dlatego też dodany jest R4, ograniczający prąd 7812 do 15mA. Z tego powodu również sam stabilizator nie potrzebuje radiatora.

LED2 świeci za każdym razem gdy włączony jest zasilacz.

Równolegle do wyjścia umieszczony jest ogranicznik prądu, dlatego możliwe jest regulowanie, nawet dla małych prądów.

Układ jest prosty. Zauważ że teoretycznie nie ma w nim rezystora który pracuje jako czujnik przekroczonej wartości prądu, faktycznie jednak opornikiem tym jest rezystancja dren-źródło FETa z kanałem typu N, przez który płynie prąd obciążenia. Funkcja FETa pokazana jest na wykresie poniżej. Kiedy prąd I_D wzrasta spadek napięcia U_DS na rezystancji R_DS narasta bardzo powoli na początku, a potem bardzo gwałtownie.

Znaczy to że przed uskokiem FET zachowuje się jako rezystor, lecz później pracuje jako stałe źródło prądowe.

Diody D2, R3 i złącze B-E tranzystora Q4 pracuje jako czujnik napięcia U_DS tranzystora FET1. Kiedy napięcie to wzroście wystarczająco wysoko, Q4 zewrze bramkę FET1 do masy, odcinając przez to prądy wyjściowy.

Jednakże do ponownego otwarcia FET1, potrzebne jest napięcie na bramce, które jest podawane z dzielnika napięcia R8, Z1, P1 i R9. maksymalne napięcie na bramce to napięcie zenera, a minimalne wynosi około 3,6V.

Napięcie U_Z1 na diodzie Z1 ogranicza maksymalny prąd płynący przez FET1.

Wykres poniżej jest dla 5A i U_Z1 5,6V, oraz dla 20A i napięcia około 9,6V.

Kondensator C4 ustala szybkość reakcji ogranicznika. 100uF daje około 100ms, a 1nF daje 1us.

Bez układu ogranicznika prądu, potencjometrem P1 możemy regulować wartość prądu z zakresu 15mA - 20A.

Możesz użyć obuch wyjść równocześnie, ale całkowity prąd jest ograniczony poprzez wartość RL. Zasilacz może być zbudowany dla większych prądów, pod warunkiem że transformato ma taką wydolność, należy również zastosować chłodzenie Q3.

wróć (go back)