Zdroj 13,8 a 28V pre 100W VKV pracovisko

Na napájanie VKV PA je vhodnejšie vyššie napätie ako 13,8V. Dobré vlastnosti majú najmä koncové stupne s V-MOS tranzistormi alebo elektrónkami. Do mojej výbavy pribudol jeden takýto PA a tak som sa podujal na stavbu úplne nového zdroja 13,8/6A a 28V/9A. Na 13,8V vetvu je možné pripojiť 25 wattový tranceiver a notebook (príp.ďalšie zariadenia). Z 28V vetvy je napájaný iba koncový stupeň.

Zvolil som osvedčenú konštrukciu s monolitickými stabilizátormi, ktoré riadia výkonové tranzistory. Obe vetvy sú takmer identické. Zdroj má teplotne spínaný ventilátor.
Graf zachytávajúci zvlnenie napätie na kondenzátore sekcie 13,8V pri plnom zaťažení Základ tvorí spoločný toroidný transformátor, ktorý bol vinutý na objednávku. Je výborný, aj pri maximálnom odbere je pokles napätia na ňom len niekoľko desatín voltu. Sekundárne vinutia sú s vyvedeným stredom, čo umožňuje ušetriť v usmerňovači dve diódy. Filtračné kondenzátory majú v oboch sekciách po 10 mF. Že je to dostatočná kapacita je možné vidieť na obrázkoch z programu PSU Designer. Zvlnenie nie je podstatné, dôležité je, aby pri maximálnom odbere zo zdroja bolo na monolitických stabilizátoroch dostatočné napätie. Zdvojnásobenie kapacity zvlnenie výrazne nezmenší, cena kondenzátorov je však vysoká.

Schéma 13,8V časti zdroja

13,8V vetva používa stabilizátor 7812 so zenerovou diódou v riadiacej elektróde. Napätím zo stabilizátora sa otvárajú dva darlingtonove tranzistory. Darlingtonove tranzistory nie sú podmienkou, vyhovie aj dostatočne výkonný NPN tranzistor. Sú spojené paralelne bez vyrovnávacích rezistorov, no rozdiel v oteplení som nezaregistroval. Na výstupe sú zapojené filtračné kondenzátory brániace vnikaniu VF do zdroja.

Zoznam súčiastok 13,8V sekcie:

R1 1k2
C1, C2 4700uF/25V
C3 100nF
C4 10nF
D1, D2 KY719
ZD1 ZF 3,3V
LED1 červená 5mm
T1, T2 BD847 (NPN Darlington)
IO1 7812
TR 230/16,5 V

Teplotný spínač ventilátora Z tejto vetvy je napájaný aj teplotný spínač ventilátora, moje obľúbené zapojenie, ktoré využívam všade, kde je naň príležitosť. Chladenie prúdiacim vzduchom môže byť až sedemkrát účinnejšie ako chladenie sálaním. V praxi to znamená toľkokrát menší chladič. Ide v podstate o komparátor s operačným zosilňovačom, ktorý porovnáva napätia z wheatstonovho mostíka, v ktorom je zapojený ako snímač teploty termistor. Trimrom je nastavená teplota pri ktorej sa ventilátor roztočí.

Zoznam súčiastok teplotného spínača:

R1, R2 1k2
R3 33
Rp 2k2 trimer
Rt NTC 1k2
C1, C2 100nF
T KF507
IO 741 a pod.
STAB 7805

 

Schéma 28V časti zdroja

28V vetva používa stabilizátor 7824 s odporovým trimrom v riadiacej elektróde. Takto je možné pri oživovaní koncového stupňa napätie aspoň o pár voltov znížiť. V tejto vetve je zapojený iba jedna KD503-ka. Aj tu sú na výstupe blokovacie kondenzátory.

Zoznam súčiastok 28V sekcie:

R1 2k2 trimer
R2 2k7
C1, C2 4700uF/50V
C3 100nF
C4 10nF
D1, D2 KY719
LED1 červená 5mm
T1 KD503
IO1 7824
TR 230/29 V

Všetky súčiastky, aj transformátor, sú umiestnené na plošnom spoji. Kvôli váhe transformátora je použité väčšie množstvo dištančných stĺpikov. Na ľavej strane sú obvody 13,8V a na pravej 28V. V prostriedku je teplotný spínač. Všetky prívody do plošného spoja sú riešené cez svorkovnice. Termistor, aj výkonové tranzistory sú montované izolovane. Zdroj má ochranu nulovaním.

Kým elektrická časť je pomerne jednoduchá, o to zložitejšia je mechanika. Chcel som použiť plastovú skrinku vhodných rozmerov. Kým však malých krabičiek je na trhu množstvo, väčších je málo. Preto som celú skrinku urobil z kuprextitu. Nastrihaním a zletovaním vznikli dva U-profily, ktoré sú na niekoľkých miestach vystužené. Rozmery sú (š, v, h): 172 x 102 x 210 mm pri váhe asi 4 kg.

Porovnanie oboch zdrojov Pohľad dovnútra zdroja zľava

Predný panel je riešený s dôrazom na maximálnu jednoduchosť. V ľavej časti je sieťový spínač a poistkové puzdro, v pravej dvojica LED diód indikujúcich napätie v každej vetve.

Veľkú časť zadného panelu tvorí chladič, na ktorý je namontovaný ventilátor. Na zostávajúcu plochu sa vošli dva páry šrubovacích svoriek s 13,8V a jeden pár rovnakých svoriek s 28V. Pod nimi je prívod sieťového kábla. Takto sa zbavíte motanice káblov na stole.

Dizajn je vytvorený s pomocou počítača. V Corel Draw-e sú nakreslené s vysokou presnosťou oba panely. Tie potom vytlačené atramentovou tlačiarňou na papier, z ktorého sa vystrihnú. Papier sa priloží na panel a uchytí na každej hrane pásom izolepy. Keďže samotný papier nie je veľmi odolný a ani atrament, je nutné ešte prestrieknutie bezfarebným lakom. Treba nanášať niekoľkokrát tenučké vrstvy, pretože papier sa ľahko zvlní.

Zadný panel Chladič s ventilátorom

Ja volím iba čierno-biely dizajn, pretože sa mi páči a zdá byť elegantný. Nie je to však podmienkou, podľa ľubovôle je možné panely vyrábať vo všetkých farbách. Keď však začnete jedným, už sa ho držte, aby prístroje v shacku pekne ladili.

Zdroj používam niekoľko mesiacov s úplnou spokojnosťou. Trvalo naň mám pripojený VKV tranceiver s výkonom 25W (na budenie PA používam ale iba znížený výkon cca. 5W), CB s výkonom 4W. Na 13,8V vetvu občas pripájam notebook. Na druhú vetvu je neustále pripojený iba koncový stupeň. Za toto obdobie som ho mal možnosť pomerne dobre “prevetrať” pri dlhších FM reláciách či MS prevádzke.

Samozrejme takýto zdroj by nemal zmysel bez koncového stupňa, o tom ale až nabudúce.

Pridaj komentár