Zmodyfikowany zasilacz z electronics lab

Zasilacz ten stanowi przydatny sprzęt w warsztacie każdego elektronika. Dzięki prostej konstrukcji i łatwo dostępnych częściach zdominował konstrukcje DIY w budowaniu zasilaczy laboratoryjnych w Polsce. Tak, więc bez wahania zdecydowałem się na jego wykonanie. Postaram się napisać o niezbędnych modyfikacjach zapewniających bezawaryjne korzystanie oraz uzyskanie większego prądu powyżej 3A.

Kondensator filtrujący C1
Jego wartość uzależniona jest od prądu pobieranego z zasilacza. Kiedy chcemy by nasza konstrukcja pobierała duży prąd (np. więcej niż 3A) to warto dołożyć, więcej sztuk aby zmniejszyć tętnienia po wyprostowaniu  przez mostek Graetza. Warto dodać taką pojemność według zasady 1000 -2000 uF na 1A pobieranego prądu. Najlepiej wykorzystać kilka sztuk kondensatorów połączonych równolegle. Jeżeli jednak układ jest już zmontowany można wymienić na jeden odpowiednik o odpowiedniej pojemności znamionowej.
Diody prostownicze lub mostek Graetza 
W celu bezawaryjnego korzystania z zasilacza przy długim i sporym obciążeniu warto zainwestować w mostek prostowniczy np. 25 amper oraz zadbać o układ chłodzenia tego elementu.
Wzmacniacze operacyjne     
W oryginalnym wykonaniu zastosowano trzy układy TL081 niemniej jednak są one najczęstszą przyczyną awarii tej konstrukcji dodatkowo trudnej do określenia. Autor projektu określił, że praca zasilacza jest uzależniona w dużej mierze od rodzaju zasilania AC. Przy napięciu 24V wzmacniacze te pracują na maksymalnej granicy napięcia zasilania (V+   V) dodatkowo obciążone szyną ujemną -5.6 volta. Powoduje to ich uszkodzenie -konkretnie elementów U3 oraz U2 czego skutkiem jest nieprawidłowe działanie konstrukcji. W moim przypadku objawiło się to uszkodzeniami tranzystora Q2. Początkowo myślałem, że powodem jest sam półprzewodnik, gdyż zastosowałem inny zamiennik natomiast ma bardzo ciężkie warunki pracy. Jednak po zmianie na inne mocniejsze typy napięcie wejściowe nie narastało, a tranzystor Q2 po prostu eksplodował. To doświadczenie wiele mnie nauczyło i po dogłębnej analizie z pomocą oscyloskopu winowajcą była usterka wzmacniacza operacyjnego. Tak więc postanowiłem zamienić wszystkie trzy na odpowiednik UA741 o takim samym układzie pinów oraz parametrach pracy w tym projekcie co TLO81. Cechuje je wyższy próg zasilania dzięki czemu idealnie pasuje do projektu. Zastosowałem do płytki PCB podstawki, więc wymiana była szybka i banalna. Kiedy twój zasilacz nie podaje napięcia na wyjście mimo sprawnych tranzystorów Q2 oraz Q4, a napięcie na kolektorze tego ostatniego jest ponad 30V polecam wymienić je na nowe UA741. 
Tranzystor mocy oraz sterujący :
W podstawowej wersji zastosowana końcówka mocy zapewnia wystarczającą moc do pobrania z zasilacza 3 amperów. Dzięki metalowej obudowie umieszczona odpowiednio na radiatorze umożliwia bardzo dobre odprowadzenie ciepła. W pracy mojego zasilacza nigdy nie uległa uszkodzeniu nawet w momencie zwarcia (głównie dzięki zabezpieczeniu na wejściu bezpiecznikiem). Mimo niezawodności postanowiłem go zamienić na BD249C aby pasował charakterystyką i modelem do tranzystora sterującego. Tego ostatniego postanowiłem zastąpić z awaryjnego w moim przypadku 2n2222 na BD139-16. Tranzystor ten w połączeniu z końcówką mocy spisuje się idealnie w moim projekcie zapewniając wymaganą moc wyjściową. Oba te elementy umieszczone zostały na radiatorze z odpowiednim odprowadzeniem ciepła.  W celu powiększenia amperażu można wykorzystać łączenia równoległe z rezystorami emiterowymi (patrz:   Zasilacz stabilizowany 12V-4A
Moja konstrukcja
W swoim projekcie dokonałem połowę opisanych modyfikacji konstrukcji. Głownie po to aby działało bez zarzutu zapewniając prąd rzędu 3 amperów. Zrezygnowałem więc z wymiany mostka na większe natężenie oraz dokładaniu kondensatorów filtrujących. Napięcie AC na transformatorze zasilającym układ wynosiło na czysto bez obciążenia ok. 26V , tak więc po kilku użyciach „poszły” mi wzmacniacze operacyjne. Postanowiłem je zmienić na układy UA741 wytrzymujące większe napięcie zasilające. Podczas pierwszych prób często uszkodzeniom i to dosyć pokaźnym 😛 ulegał tranzystor sterujący 2n2222 . Wybór padł na dobrze pasujący do tego projektu BD139. Podczas jego wymiany od razu wymieniłem tranzystor mocy na BD249C. Zmiany te umożliwiły skuteczne i niezawodne działanie zasilacza. Pozostało, tylko go jakoś dobrze rozbudować . Tranzystory sterujący oraz mocy umieściłem na radiatorze, który jest odpowiednio chłodzony za pomocą wentylatora. Każdy profesjonalny zasilacz posiada multimetr. Ja jako konstruktor oczywiście wykonałem sobie taki prosty miernik do pomiaru napięcia, natężenia prądu, oraz mocy na mikrokontrolerze ATmega 8. W przyszłości postaram się coś o nim napisać 🙂 . Konstrukcję zasilacza wraz z oddzielnym modułem umieściłem w obudowie z pleksi mając na uwadze możliwie jak najlepsze odprowadzenie ciepła z radiatora. Zapraszam na krótki filmik z prezentacją zakończonego projektu.
 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *