Linearno napajanje 0-24V 0-8A - Osnovna verzija, zgodno za nadograđivanje

Zdravo forumaši EliteSecurity-a. Baš dugo me nije bilo na forumu. Prvim postom, posle pauze, želim da podelim sa vama jedan koristan mini projekat.







Napajanje sadrži osnovne funkcije kao što su podešavanje napona, ograničenje struje, automatizovani ventilator za optimalno hlađenje, zaštita od kratkog spoja, kao i premošćavanje istog, jer nekad može biti zgodna i ta opcija.
Napon na izlazu je veoma stabilan zahvaljujući množitelju kapacitivnosti, o tome u daljem tekstu.

Jedina mana, po meni, koja može zasmetati je (veliki) pad napona između podešenog i "krajnjeg" kada se priključi (veliki) potrošač. Naravno, može se ručno kompenzovati dodatnim podešavanjem napona, jer transformator ima veliku snagu. I o tome u daljem tekstu.

Napajanje sam sastavio od delova koje sam imao, dakle nisam hteo da kupujem posebno neke delove, već sam projektovao prema onome čime raspolažem. Vrednosti i tipovi elemenata mogu da se menjaju i da radi isto tako dobro (možda i bolje?). O tome možemo da komentarišemo ovde. Ima mesta za nadogradnju, ali sam hteo da bude osnovna verzija kako bi početnicima bilo lakše, a i oni napredniji mogu sasvim komotno raditi sa ovim napajanjem, u zavisnosti za šta im treba.

Za test verziju sam stavio induktor iz ATX napajanja posle grecovog spoja da ublaži struju koja uleće u kondenzatore, koje sam planirao da budu oko 20000uF za što stabilniji napon, koji bi pri opterećenju od recimo 5A varirao značajno više od 1V 120 puta u sekundi, što se može primetiti na led traci recimo kao "treperenje". Međutim, kada sam usput saznao za konfiguraciju "množitelj kapacitivnosti" odustao sam i od induktora i od 10000uF. Pojavilo se mesto za regulator napona za ventilator, relej i voltampermetar LM7812. Prvobitno sam mislio da te napone reguližem zener diodama i otpornicima, međutim... 35V na male tranzistore emiter-kolektor... mnogo se greju.





Množitelj kapacitivnosti:

Ako na bazu darlington spoja u ovom slučaju MJE13007-2SC2625 koji su oba na velikom hladnjaku od AMD procesora dovedemo određeni napon koji je dodatno stabilizovan kondenzatorom od 47uF dobija se efekat množitelja kapacitivnosti. Dakle stabilizovanjem slabe struje koja ide na bazu, stabilizuje se i struja na emiteru darligtona koja efektivno preko formule C * hFE1 (pojačanje jednog tranzistora) * hFE2 (pojačanje drugog tranzistora) iznosi oko 75000uF + onih 10000uF. Dakle variranje napona se višestruko smanji.

Ograničenje struje:

Otpornik od 1.25Ohm služi da se oseti kolika struja prolazi kroz kolo, pa preko 2n2222 tranzistora i potenciometra se (pre)reguliše napon na bazi darlington spoja.
Tu dolazi do velikog pada napona u zavisnosti od količine struje, uz 1.2V pada na darlingtonu. Razlog zašto je to tako je prost. Da bi tranzistor za regulaciju struje radio, mora da ima razliku napona od bar 0.6V između njegovog emitera i baze.

Podešavanje napona:

Zbog pada napona na kondenzatorima usled opterećenja, odnosno varijabilnog opterećenja dolazi do pada napona i na potenciometru odnosno deliocu napona P1, koje bi dovelo do pada napona na bazi darlingtona i tako dalje. Da bi to sprečio, stavio sam zener diodu od 24V koji taj napon što dolazi na P1 držao stabilnim koliko god da varira napon na kondenzatorima posle greca. Na 7 Ampera struje, napon mi padne sa 35 na 29.5V, a na zener diodi ostaje na 24V uvek.

Zaštita od kratkog spoja i preopterećenja:

Kada se priključi potrošač i izlazni napon padne na ispod 0.6V, dolazi do prekidanja izlazne struje. Dakle relej se uključi i isključi struju na izlazu. To se dešava pomoću tranzistora BC546 koji kada ima napon na bazi veći od 0.6V drži bazu tranzistora 2n2222 na masi i relej je isključen. U obrnutom slučaju pull-up 1k otpornik na bazi 2n2222 uključuje relej (kao i LED paralelno sa svojim otpornikom) i on radi svoj posao. Dioda 1n4007 je obavezna da kalem u releju prilikom njegovog isključenja ne bi ubio tranzistor 2n2222 povratnom strujom. 1k otpornik iznad releja služi za to da bi BC546 znao šta se dešava u kolu.

Automatski ventilator:

Kada temperatura pređe 30C ventilator počinje da vrti. Kako se hladnjak greje, tako i ventilator brže radi obezbeđujući optimalnu temperaturu. Na 5Ampera struje hladnjak je oko 50C, što je odličan rezulatat.
Radi na principu delioca napona na bazi BC639. Što je veća temperatura NTC otpornika koji je naslonjen termalnom pastom na hladnjak, to je manji otpor.
Ako bi hladnjak bio oko 100C, NTC bi dao otpor od oko 0.7k što sa 3.5k ka masi znači oko 10V na ventilatoru. U mirovanju je oko 3.5V.

Nadogradnja:

Padovi napona se mogu u velikoj meri smanjiti (kompenzovati) ako bi koristili OP AMP za kontrolu napona na bazi darlingtona, jer bi on učinio sve što može da bi napon na izlazu napajanja bio jednak naponu na bazi darlingtona. Dakle ako bi hteli 12V na izlazu na toliko postavimo P1, kad priključimo jak potrošač na P1 je i dalje 12V, ali na potrošaču padne na recimo 8V, pa moramo dodatno okrenuti P1 kako bi potrošač imao 12V. Umesto nas to bi radio OP AMP. Čim oseti pad, na bazi darlingtona bi digao napon na koliko je potrebno da bi napon bio isti na P1 i na opterećenom izlazu jakim potrošačem.

drugi OP AMP za uvećanje napona koji bi se nalazio na drugom otporniku za detekciju struje. Umesto 1.25Oma bi trebalo staviti od 0.47 ili manji 10W odnosno 5W. Tu bi pad bio višestruko manji, a preko OP AMPa povećan na nivo kojim se može upravljati tranzistorom 2n2222 za regulaciju ograničenja struje.



Video o napajanju se nalazi na mom YT kanalu.

https://youtu.be/xezDfGUQrzo

Pozdrav

---

Cestitke za projekat i ulozeni trud ako tebi vrsi posao to je cilj.
Mislim da je 35V maksimalni napon za7812, mozda da postavis neki predotpor na njega?.

---

Hvala.

Jeste 35V maksimalan, ali nisam hteo da komplikujem.

Na jednom pojačalu sam stavio, eksperimentalno, jedan LM7812 na 39V sa hladnjakom da napaja relej koji odloženo uključuje zvučnik (prebacuje sa dummy load-a). Taj eksperiment radi već 5 godina bez problema . Tako da sam bio siguran da neće izgoreti LM7812 u ovom slučaju, posebno što napon opada sa 35V u zavisnosti od opterećenja uređaja.

Pozdrav

---

Svaka komponenta moze da izdrzi bar 10% preko naznacenih limita, ali se prosto ne radi i ne konstruise blizu tih limita ako ne postoje bas takvi zadaci i neka uska i ostra ogranicenja.
Uvek se ostavlja odredjena margina sigurnosti zarad neidelanih okolnosti, laviranja napona i naponskih spajkova.

Video sam pre nekoliko dana ovu temu, ali sam je samo letimično pogledao.
Nisam hteo da iznosim moje mišljenje jer su već bili zakačeni komentari i
nisam hteo da razvijam diskusiju i prezentujem svoju kritiku jer nisam ni video
ko je postavljač teme.
Danas se u drugoj temi pojavio bakimanov komentar u vezi frekvecije mreže
na šta nam je emiSAr skrenuo pažnju.
Bakiman ima stari seriski broj što znači da je zgazio 15 godina na forumu i još
mu piše da je (valjda) završio mašinski fakultet. Ima izgleda 29 godina. Znači
fakultetski obrazovan, tehnički nastrojen mladi čovek na životnom početku.
Stvarno sam zapanjen da fakultetlija ne zna koja je frekvencija mreže. Valjda
na fakultetu u okviru Elektrotehnike na trećoj godini uče i električne motore?
To je osnova tehničke kulture.
Još crnje je da neko ko bi trebao da strogo poštuje egzaktnost napiše da nisu
baš i važni dati granični parametri određenog elementa. Da li to znaći da bi on
na mostu mogao da stavi i šraf 5.6 umesto 8.8 jer će da drži? A dokle bi taj
most trajao baš i nije važno.
Mislio sam da se takva nakaradna znanja ne mogu da očekuju od ljudi sa
ozbiljnim obrazovanjem. A ona šema i ne zaslužuje bilo kakav komentar.

---

Ako nemaš komentar, budi dobar, obriši ceo post jer nema veze sa temom.

Ovo je hobi projekat, od delova koje sam imao i put od ideje do realizacije. Ako je od svega, a ima puno stvari, bitnije koja je frekvencija naše mreže onda...

Ako imaš konstruktivnu kritiku samo napred.

Nađi ventil na drugi način ako te je neko iznervirao.

Pozdrav

---

Ovo baš i nije tačno:

Ali negde sam već slično pročitao tako da nisi prvi koji se prešao oko ovoga.
Onih 75000 zaboravi!

-----------------------
Ni ovo nije tačno:
0-24V 0-8A

Za 2SC2625
Collector power disspation 80W UKOLIKO je Tc=25°C a to teško da možeš da ostvariš,
a ni ono 8A pri 10V (i ostalo navedeno) ne ide jer je tada na tranzistoru oko 20V x 8A = 160W !


Ali kao što neko reče... ako je tebi dobro...

Lepo upakovan.
Pozdrav

Hvala na skretanju pažnje, prevideo sam pad napona pri 8A jačini struje. Uzeo sam 80W zdravo za gotovo. Nisam išao više od ~5A 12V (H4 halogena) sat vremena. Dobro se pokazalo.

Za onih 75000... Video sam na više mesta i ja da to nije baš tačno, poenta je da značajno manje varira napon. Kako bi ljudi stavili u neki red veličina, opipljiv podatak, ima ona formula gore, koju nisam ja izmislio.

Pozdrav

---

Izmisle ljudi svasta samo da opravdaju svoje greske :)

Opet nešto ne štima
5x(30-12)= 90W na sirotom tranzistoru od max. 50W


Još nešto...
Otpornik 1,25 oma 20W.
Ako kroz njega prolazi 8A... na njemu će se razviti 80W (a moze najvise 20W pogotovu sto si ih tako napakovao jedan na drugog i prilepio za plocicu)

Eto resenja zasto ti onaj tranzistor i izdrzao onu halogenu.
10V gubitka na otporniku ga je spasilo pa je na njemu bilo manje od 50W


Iiiii
Koliko si siguran u deo za zastitu kratkog spoja?
Malo te zeza onih 2200uF.
Koliko ti on treba ako vec imas zastitu od preopterecenja?


S' neba pa u rebra i pravo na YT pa ce opet neki tamo aca da se kune u svoj ispravljac :)

Imenjače, itekako moj komentar ima veze sa temom. Biti hobista ne
znači biti diletant. Ti si sa svojim pisanjem i projektom, bez ljutnje, na
tom nivou. Meni je nepojmlivo to da ti ne znaš da je u Srbiji i Evropi
mrežna frekvencija 50Hz, a sam si napisao da si na mašinskom
fakultetu, ali da sada zanemarimo, mada si to napisao u temi.
O tvom uređaju ne treba trošiti reč. To je na nivou početnika koji kreće
sa elektronikom i nema više od 12 godina.
Prema tome, obriši ti tvoju tužnu šemicu, a forumaši će ti rado pomoći
da odradiš to znatno bolje.
I bez ljutiš, sasvim normalno.

---

Za otpornik 1,25Ohm sam napisao da treba da bude manje otpornosti uz OPAMP u delu nadogradnje. Svestan sam da ne bi izdržao 8A konstanto, ali kao peak bi.
Ovo je osnovna verzija zgodna za nadogradnju piše u naslovu teme. Meni služi prevashodno za do 2A struje sa rezervom jačine ako zatreba. Za popravku razne elektronike.

2200uF je tu da kada se prikači niskoomski potrošač, uređaj ne prepozna da je kratak spoj, dakle kratko odlaganje funkcije. Nije potrebno, ali ume da bude zgodno.
Hladnjak pri 4.5A je bio 55C mereno pored tranzistora, otpornik 72C. LM7812 60C.

Ovaj mini projekat i jeste namenjen početnicima. Postavljen ovde na reviziju da oni vide da može i ovako, kao i kako/šta unaprediti, da se tema razvije.
Stekao sam utisak da vi mislite da je ovaj projekat postavljen kao savršen i da drugačije ne može.

Daleko od toga da sam ja početnik, mnogo godina je iza mene bavljenja analognom elektronikom.
Da sam hteo odličan uređaj, onda ne bih ni postavljao temu, jer onda nema šta da se priča.

Dakle neka od sada tema krene u smeru šta bi bilo dobro dodati-oduzeti na osnovu moje šeme. Ako niste voljni da komentarišete u tom smeru, nemojte pisati.

Pozdrav

---

Mala analiza na brzinu
Pojačanje MJ je 30, a 2SC 20 puta, znači oba 600. Da bi se dobila izlazna struja
od recimo 2A, kroz bazu MJ mora da teče min 3,5 mA.
Pitanje
Ako je potenciometar postavljen na sredinu izlazni napon bi trebao da bude 12 V.
Da li će on biti toliki ili će biti veći?

---

Kada je potenciometar na sredini, na izlazu je 11.8V kada je neopterećen. Kada se optereti napon opadne u zavisnosti od opterećenja, što kompenzujem daljim okretanjem potenciometra na koliko želim da bude izlaz. Ako je jako opterećenje, okrenem ga poprilično dalje od sredine jer je potenciometar od 100kOhm, da bih obezbedio dovoljno struje na bazi Darlingtona. (Potrošač nazivnog napona 12V)

Ono što se nameće jeste da bi potenciometar od 10kOhm bio značajno prikladniji.

Pozdrav

---

Znači, radi žešće

---