Stabilizovaný zdroj 0-30V 0-1A

Každému kdo dělá do elektroniky se vždycky hodí regulovatelný zdroj napětí, jeden takový jsem si udělal taky. Zdroj jsem dělal podle návodu na těchto stránkách. Podle návodu mělo jít o zdroj do 3A, ale při oživování jsem skončil na 1A a potom odešel výkonový tranzistor. Tak mám zdroj jen do 1A, ale to nevadí. Mechanická konstrukce je zřejmá z fotek. I při nízkých proudech (300mA) mnou použitý chladič dost topí a bude potřebovat větrák.

čelní panel

zadní panel

vnitřek

detail tišťáku

schéma

Následuje originální popis z výše odkazovaného webu, kde je ke stánhutí i DPS a osazovací plán:

1. Popis zapojení
Zdroj využívá pro zdroje obvyklý stabilizátor 723 v plastovém pouzdře. Napájení obvodu je stabilizováno zenerkou D1, takže napětí výstupu "nelítá" se zátěží, jak je tomu u některých zdrojů s tímto obvodem. Zpětná vazba z výstupu je zavedena přes R5 a trimr R11, kterým se nastavuje maximální výstupní napětí. Proti standardnímu zapojení je zpětná vazba inverzní. Díky tomu je možné na výstup 723 zapojit PNP tranzistor "opřený" o plné nestabilizované napětí. Výhodou tohoto nestandardního zapojení je, že umožňuje regulovat výstupní napětí téměř od 0V až do maxima. Nevýhodou naopak nemožnost použít interní omezovač proudu. Výstupní napětí se nastavuje pomocí P2. LM723 má poměrně malý výstupní proud, takže je posílen tranzistorem T4, který je ovládán pomocí T2. Proud do báze T4 není díky nízkému zesilovacímu činiteli zrovna malý, takže T2 musí mít chladič. V případě, že se na místě T4 použije darlington namísto klasického, pak si lze chladič pro T2 odpustit.

Proudové omezení je díky nestandardnímu zapojení 723 řešeno externě. K vytvoření úbytku napětí, který vyhodnocuje omezovač proudu slouží D7 a R13. Dioda má za úkol vytvořit předpětí pro bázi omezovacího tranzistoru (asi 0.7V). K vlastnímu snímání proudu pak slouží R13, jehož úbytek se zvětšuje s procházejícím proudem. Napětí pro T1 se odebírá z potenciometru P1, kterým se reguluje úroveň omezení. Trimr R12 nastavuje maximální zkratový proud, R7 minimální a může být i vypuštěn. Otevíráním T1 se přivírá T2 a tím i T4, takže poklesne napětí a proud na výstupu, zmenší se úbytek na R13 a obvod je zase v rovnováze. Z potenciometru se také odebírá napětí pro T3, který "spíná" LED indikující omezení proudu. "Spíná" znamená, že dioda se rozsvěcuje postupně s narůstajícím proudem. Dřív jsem toho využíval k přibližnému určení proudu. Minimální proud omezovače je asi 20mA.
Toto triviální zapojení, kde je jako reference omezovače použita dioda D7 a BE přechod T1, pochopitelně není zrovna stabilní. Úbytky napětí se mění s teplotou, takže limit omezení při zátěži "cestuje", ale málokdy slouží omezovač k něčemu jinému, než k pouhé ochraně zátěže. Pro proudový režim tento zdroj rozhodně učen není!
DPS má rozměry 111x62mm. Usměrňovač je z jednotlivých diod a je přímo na DPS. Filtrační kondenzátor C5 jsem umístil mimo DPS, protože je dost velký a hlavně vysoký. Odpor R13 bude při plné zátěži dost topit, ale vydrží to. Použil jsem typ v hranatém keramickém pouzdře. Diody by měly být kus nad deskou (asi 1cm), protože se tak lépe chladí. Napájecí trafo by mělo být na 24V (výstup pak bude asi 0-24V), případně i 30V pro menší odběry (0-30V). Je však třeba vzít na vědomí, že na tranzistoru T4 bude ztrátový výkon až: napětí za usměrňovačem (při jmenovité zátěži a trafu 30V asi 30V) krát proud (3A), tedy 90W! To tedy znamená nemalý chladič a hlavně tranzistor s odpovídajícím ztrátovým výkonem. S ohledem na napětí trafa je také třeba zvolit napětí kondenzátoru C5 - u trafa 24V je to 24 * 1.41 = 33V, takže kondenzátor na 35V stačí, ale u trafa 30V už je napětí 30 * 1.41 = 42.5V, takže už 50V. Zdroj lze bez problému používat i pro menší proudy, třeba do 1A. Pak lze zvětšit odpor R13 na 1ohm, čímž se ještě sníží minimální proud při omezení. Zdroj lze také použít pro větší proudy, asi do 6A. Pak je ovšem ztrátový výkon až 180W, takže už se chladič bez větráku neobejde. Odpor R13 se musí zmenšit na asi 0.22ohmu a diody se musí vyměnit za typ na větší proud. Při takové úpravě je už téměř nezbytné použít darlington (třeba i 2 paralelně), ale vznikne z toho tak jako tak přímotop. Použít lze také větší napětí, ale výkon se zase zvětší. Bylo by asi třeba některé odpory nahradit výkonovými (R2, R8, R9).
Voltmetr lze připojit na výstup (překvapivě :-). Pro ampérmetr lze jako bočník využít odpor R13.


2. Nastavení
Pokud nejsou na desce zkraty a je vše správně osazeno, musí zdroj fungovat ihned. Potenciometrem napětí (P2) musí jít regulovat napětí výstupu. Jde-li, nastaví se potenciometr na max. a trimrem R11 se nastaví požadované maximální napětí výstupu. Další krok je nastavení maximálního proudu. Napětí výstupu se nastaví na asi 3V, potenciometr proudu (P1) na minimum a trimr R12 na minimum (doleva - maximální odpor). Pokud je úplná jistota, že jsou potenciometry správně, zkratují se výstupní svorky vhodným ampérmetrem. Proud by měl být asi 20mA (může se dost lišit, ale ne víc než asi 50mA). Pak se potenciometr proudu nastaví na maximum. Proud by měl být nižší než 3A. Trimrem R12 se pak proud nastaví na požadovanou hodnotu. Trimrem je třeba otáčet pomalu, protože proud z trafa může být klidně i přes 10A. Nastavení proudu je třeba provádět s již připojeným chladičem, jinak se tranzistor upeče. Dále také není od věci oživovat na laboratorním zdroji s omezením proudu!