Τρίτη, 20 Οκτωβρίου 2009

Τροφοδοτικό ισχύος...

Θεωρώ ότι κάθε υγιώς σκεπτόμενος ραδιοερασιτέχνης, διαθέτει ένα χώρο όπου φυλάει με ιδιαίτερη επιμέλεια, αρκετό όγκο άχρηστων ηλεκτρονικών συσκευών. Από το πρώτο βίντεο της δεκαετίας του 80, μέχρι πλακέτες υπολογιστών, λαμπάτους ενισχυτές κλπ. Ακόμα κι αυτοί που δεν κάνουν κατασκευές, έχουν έναν τέτοιο χώρο και πέντε εργαλεία με τα οποία ΚΑΠΟΤΕ θα κατασκευάσουν το μηχάνημα των ονείρων τους... Πρέπει να έχει περάσει στο ραδιοερασιτεχνικό DNA, πιστεύω ότι αυτό θα διαιωνιστεί και πάντα οι ραδιοερασιτέχνες θα μαζεύουν και θα φυλάνε σαβούρα σε κάποιο κρυφό σημείο του σπιτιού τους. Για να μετατραπεί όλη αυτή η σαβούρα σε κάτι χρήσιμο (το πιο σωστό είναι να τα δίνουμε για ανακύκλωση και να τελειώνουμε) πρέπει να υπάρχουν επιπλέον γνώσεις ηλεκτρονικών και δημιουργική φαντασία. Εγώ μάλλον έχω και τα δύο, εξ επαγγέλματος το πρώτο και με θεία φώτιση το δεύτερο (είχα τρακάρει κατακέφαλα μικρός με ένα λευκό περιστέρι κι από τότε...) Επίσης αποφεύγω να αγοράζω ότι μπορώ να κατασκευάσω, σε βαθμό που οι γνωστοί μου σκαρώνουν ιστορίες για καβούρια που έχω στις τσέπες μου. Τελευταία διέδωσαν ότι μου ξέφυγε ένα και ήταν τόσο μεγάλο που το εκθέτουν στο τζουράσικ παρκ (φαντασία που την έχουν...)
Πρόσφατα -κοντά χρόνος- χρειάστηκα κάποιο τροφοδοτικό 13,8V με δυνατότητα παροχής ρεύματος γύρω στα 50Α. Ήθελα να τροφοδοτήσω έναν ενισχυτή που έφτιαχνα για τα 2Μέτρα. Η αγορά της συσκευής ήταν ενάντια στις αρχές μου, οπότε προσανατολίστηκα στην κατασκευή της. Πρώτη δουλειά ήταν να ψάξω στη σαβούρα για υλικά που μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ώστε να αγοράσω όσο το δυνατόν λιγότερα. Αν είναι να δώσεις 60-80€ για υλικά, η κατασκευή είναι ασύμφορη γιατί δίνοντας κάτι παραπάνω (άλλα 50-70€) την παίρνεις έτοιμη.
Τα ακριβότερα υλικά ενός τέτοιου τροφοδοτικού, είναι ο μετασχηματιστής, τα τρανσίστορς εξόδου, το κουτί και τα ψυκτικά μέσα. Τα υπόλοιπα υλικά ή είναι πάμφθηνα ή υπάρχουν σχεδόν σε κάθε είδους ηλεκτρονική σαβούρα. Με πρόχειρο ψάξιμο βρήκα δυο απόλυτα όμοιους μετασχηματιστές 20Volt 20+ Αmp. Ήταν από δυο ασύρματα τηλέφωνα μεγάλης εμβέλειας που είχαν φάει κεραυνό πριν πολλά χρόνια και κατέληξαν στο εργαστήριο μου, στη σαβούρα. Από την ίδια περίπτωση εξοικονόμησα και κουτί για το τροφοδοτικό μου, ενώ το δεύτερο όμοιο κουτί το είχα χρησιμοποιήσει ήδη για τον ενισχυτή. Ψάχνοντας για μια μεγάλη ψύκτρα, υπολόγιζα να βάλω καμιά δεκαριά 2Ν3773, βρήκα μια μικρή με τέσσερα τρανσίστορ 2SD797 της TOSHIBA..... Ήταν από ένα παλιό UPS, τα μέτρησα και ήταν όλα γερά, βιδωμένα με μονωτικά και αποστάτες άριστης ποιότητας, παραλληλισμένα δύο συν δύο. Έψαξα στην “κουκουβάγια” και τα στοιχεία τους ήταν εντυπωσιακά. NPN 100V, 30A, 200W έκαστο!!!! Σίγουρα θα ήταν πανάκριβα και ήδη ένοιωθα τυχερός που τα κρατούσα.
Τα υπόλοιπα υλικά δεν ήταν πρόβλημα υπήρχαν ήδη στα συρτάρια μου. Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω και τους δυο μετασχηματιστές για να πάρω όσο το δυνατόν περισσότερο ρεύμα. Αν όλα πήγαιναν καλά θα έπρεπε να έχω έξοδο πάνω από 40Α. Τροφοδότησα λοιπόν και τους δύο και στα δευτερεύοντα σύνδεσα από μια γέφυρα και από μια συστοιχία 3*35.000μF/35V ηλεκτρολυτικών πυκνωτών για εξομάλυνση. Από την κάθε έξοδο τώρα οδήγησα τα τρανσίστορς ανά δύο. Τα τοιχώματα του κουτιού δεξιά και αριστερά ήταν από ψύκτρα. Βίδωσα την ψύκτρα με τα τρανσίστορς πάνω στην μεγαλύτερη δεξιά, βάζοντας αρκετή θερμοαγώγιμη αλοιφή ανάμεσα τους. Στην απέναντι πλευρά βίδωσα ένα LM317 με τα περιφερειακά υλικά του να σχηματίζουν ένα σταθεροποιητή μεταβλητής τάσης που μπορούσε να ρυθμίζει από 11V μέχρι 17V. Στην πράξη ήθελα μια τάση 14,5V για τις βάσεις των τρανσίστορς τα οποία έχουν μια απώλεια 0,7V με αποτέλεσμα τα πολυπόθητα 13,8V στην έξοδο.
Σε μεγάλης ισχύος τροφοδοτικά η θερμοκρασία δημιουργεί προβλήματα. Τα τρανσίστορ εξόδου στην συγκεκριμένη περίπτωση μετατρέπουν μεγάλο μέρος ισχύος σε θερμότητα που θα επηρεάσει όλο το κύκλωμα αν δεν απομακρυνθεί σωστά.
Μια πρόχειρη δοκιμή έδειξε ότι όλα πήγαιναν καλά. Έβαλα πλέον χοντρά καλώδια, θωρακίσεις στους μετασχηματιστές, βαττικές αντιστάσεις. Τοποθέτησα και δυο ανεμιστηράκια 12βολτα ένα να απορροφά στο εσωτερικό αέρα και ένα δεύτερο στο πίσω μέρος να τον βγάζει προς τα έξω. Υπολόγισα ο αέρας να διέρχεται από την ψύκτρα με τα τρανσίστορς εξόδου. Αυτό θα μείωνε τα προβλήματα υπερθέρμανσης. Έβαψα και την πρόσοψη και χρησιμοποίησα τους υπάρχοντες διακόπτες για την λειτουργία του τροφοδοτικού. Η κατασκευή τέλειωσε χωρίς προβλήματα κι εκπλήξεις...
Από τις φωτογραφίες μπορείτε να δείτε την σταδιακή συναρμολόγηση της κατασκευής, από το στάδιο “σαβούρα” μέχρι το στάδιο “τροφοδοτικό ισχύος”. Αν προσέξετε και στις αποτυπωμένες ημερομηνίες έγινε μέσα σε λίγες εργατοώρες. Επίσης δείτε σε υψηλή ανάλυση το σχέδιο της.
Στα 20Α ρεύμα η πτώση τάσης ήταν λιγότερη από 0,05V ενώ στα 40A περίπου στα 0,15V. Στην πρώτη περίπτωση η αναπτυσσόμενη θερμοκρασία ήταν αμελητέα ενώ στη δεύτερη σε επίπεδα 50-60 βαθμών περίπου. Παράλληλα με την έξοδο θα τοποθετήσω και μια μπαταρία κλειστού τύπου 17Amp ώστε να μην υπάρχει πρόβλημα ακόμα και για ρεύμα κορυφής 50 – 55Α . (Σε αυτή και μόνο την περίπτωση χρειάζεται να μπεί η δίοδος 1N4007 που βλέπετε στο σχέδιο!)

Η κατασκευή έχει πάρει ήδη θέση στο σταθμό μου και χρησιμοποιήθηκε όλο το καλοκαίρι χωρίς πρόβλημα.
Αν σκεφτείτε να κατασκευάσετε κάτι παρόμοιο για να μετατρέψετε την σαβούρα σε κάτι χρήσιμο, εδώ είμαι για ερωτήσεις και βοήθεια. 73 SV1BJY

16 σχόλια:

sv3gke/8 είπε...

Ωραία κατασκεύη Ιωάννη,μακάρι να μπορούσα και εγώ να φτιάξω τέτοια καλούδια.Επειδή όμως δεν μπορώ ξεσαβούρωσα τις τσέπες μου και αγόρασα το diamond gsv 6000 το γνήσιο ιμιτασιόν,το γιαπωνέζικο το made in china με 330 ευρά!

2Μδης είπε...

Εγώ Μιχάλη μου αγόρασα μόνο τους ηλεκτρολυτικούς για νάναι όλοι ίδιοι. Καμιά 15αριά ευρώ...

Κωστας Ιωαννιδης είπε...

Πολύ ενδιαφέρουσα κατασκευή(αν έχεις την απαιτούμενη σαβούρα).Δεν έχεις βάλει καμιά προστασία μην κάψεις τίποτε; Ρωτάω γιατί εγώ είμαι αγχωτικος σε κάτι τέτοια...

73 de sw1ixp

2Μδης είπε...

Στο 2ο κουτί του ενισχυτή έχω ένα κύκλωμα υπέρτασης αλλά επειδή το ρεύμα είναι μεγάλο και όλα αυτά κόβουν δεν έχω κάνει υπερβολές.
Άλλωστε εγώ το χειρίζομαι...

SV1EML είπε...

Ωραια σκεψη ιωαννη.Το πρωτο τροφοδοτικο μου ηταν και μενα ιδιοκατασκευη 13,8 30Α με 2N3773 αλλα μου εκαιγε για καποιο λογο μια φορα το μηνα την γεφυρα ανορθωσης.Δεν μπορεσα να βρω την αιτια οποτε μια ωραια παρασκευη απογευμα και ενω το σαββατοκυριακο θα ειχαμε contest παλι η γεφυρα καηκε οποτε αναγκαστηκα να παρω το alinco DM330 το οποιο το εχω ακομα βεβαια και δουλευει αψογα.Αν εχει κανεις καποια ιδεα γιατι καιγετε η γεφυρα ανορθωσης ασ μου πει.Η γεφυρα ειναι 50Α και φυσικα το εχω ακομα το τροφοδοτικο παροπλησμενο.
Ευχαριστω
73

2Μδης είπε...

"...εκαιγε για καποιο λογο μια φορα το μηνα την γεφυρα ανορθωσης..."
Σταμάτη αυτή η περιοδικότητα της βλάβης με βάζει σε σκέψεις. Μήπως μια φορά το μήνα σύνδεες κανένα βαρβάτο λίνεαρ/ χλοοκοπτικό/ δονητή μπετόν, και τραβούσες υπερβολικό ρεύμα;
Μου έχουν καεί γέφυρες ανόρθωσεις σε τροφοδοτικό σε περιπτώσεις που ίσχυε μία ή παραπάνω από τα ακόλουθα:
Αυξομειώσεις τάσεις (βλάβη ΔΕΗ)
Καύσωνας
Υπερβολική χρήση στα όρια της τροφοδοσίας.

Θα πρότεινα να αλλάξεις την γέφυρα. Να προσθέσεις παράλληλα σε κάθε δίοδο έναν πυκνωτή 10n/250V (τέσσερις συνολικά)
Και να βεβαιωθείς ότι η γέφυρα ψύχεται με αρκετή αλοιφή (εκείνη που γεμίζει το σύμπαν και βγαίνει δύσκολα) και είναι βιδωμένη γερά...
(Διάβασε και κανά ευχέλαιο....)

Ανώνυμος είπε...

Να πας το τροφοδοτικο για εξορκισμό

http://orthodoxos.wordpress.com/2008/10/22/exorkisssssmoi/

SV1EML είπε...

ΚΑΛΟ!!!ΤΑ ΕΧΩ ΔΟΚΙΜΑΣΕΙ ΟΛΑ ΔΕΝ ΓΙΝΕΤΕ ΤΙΠΟΤΑ! ΟΥΤΕ ΜΕ ΟΥΛΤΡΕΞ.ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΔΕΝ ΕΧΩ ΙΩΑΝΝΗ ΚΑΙ ΑΝ ΘΥΜΑΜΕ ΚΑΛΑ (ΕΧΟΥΝ ΠΕΡΑΣΕΙ ΚΑΤΙ ΧΡΟΝΙΑ!) ΤΗΝ ΓΕΦΥΡΑ ΤΗΝ ΕΚΑΙΓΕ ΟΧΙ ΑΜΕΣΩΣ.ΕΝΩ ΕΙΧΑ ΤΑΣΗ 13,8 ΜΩΛΙΣ ΤΡΑΒΑΓΑ ΡΕΥΜΑ ΤΟΤΕ ΕΒΛΕΠΑ ΟΤΙ ΕΠΕΦΤΕ ΚΑΙ ΔΕΝ ΕΙΧΕ ΝΑ ΔΩΣΕΙ ΡΕΥΜΑ.ΑΝΕΞΗΓΗΤΟ!!! ΜΟΥ ΕΧΕΙ ΔΩΣΕΙ ΕΝΑΣ ΣΥΝΑΔΕΛΦΟΣ ΜΙΑ ΓΕΦΥΡΑ ΝΑ ΔΟΚΙΜΑΣΩ ΑΛΛΑ ΒΑΡΙΕΜΕ ΝΑ ΤΟ ΑΝΟΙΞΩ .ΟΤΑΝ ΚΑΠΟΤΕ ΑΠΟΦΑΣΙΣΩ ΝΑ ΑΛΛΑΞΩ ΤΟ SHACK ΚΑΤΙ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΓΙΝΕΙ.
73

SV9OFO είπε...

Μιας μορφής εξτρα overvoltage προστασία για τροφοδοτικά που για διάφορους λόγους βραχυκυκλώνουν τα τρανζίστορ ισχύος μεταφέροντας την ασταθεροποίητη ταση (16V και άνω),

ειναι το
(αφου βέβαια σχεδιάσεις σωστά το τροφοδοτικό, βάλεις αντιστάσεις προστασίας στους συλλέκτες, επιλέξεις ποιοτικους ημιαγωγους
(τα ρημαδια τα Toshiba τα 2Ν3055 δεν καιγονται ουτε με τα διπλάσια ρευματα κορυφής), βάλεις σωστες θερμοαπάγωγές στα ενεργά στοιχεία (μικες-πάστες) και υπολογίσεις σωστά την απαγωγή θερμοκρασίας)


να βάλεις μετα απο τις αντιστάσεις φορτίου των τρανζίστορ προς την εξοδο μια ασφάλεια, και μετά απο την ασφάλεια παράλληλα με την εξοδο, ενα βαρβάτο SCR 100 Amp που θα οδηγείται απο μια ζένερ 14,4V (μεταξύ ανόδου και πύλης). Ανάμεσα στην γή και στην πύλη, μια αντίσταση 100Ω κρατά το δυναμικό της πύλής χαμηλά, ωστε να μην ενεργοποιηθεί χωρητικά το SCR κατά το άνοιγμα του τροφοδοτικου (πρώτη εφαρμογή τάσης). Δεν βάζεις πυκνωτή εκεί, γιατι η φόρτισή του μεγαλώνει τον χρόνο απόκρισης του κυκλώματος.

Βάζεις βέβαια παράλληλα με την εξοδο πυκνωτές απόπνιξης ραδιοσυχνότητας (100nF) για να μην "δει" RF το SCR στην πύλη του και καιει στο άσχετο την ασφάλεια.

Στην περίπτωση που η τάση υπερβει την τάση της ζένερ + 0,7V, το SCR άγει, προκαλώντας ενα βαρβάτο βραχυκύκλωμα που κρατά μόλις μερικά δέκατα του δευτερολέπτου, οσο χρειάζεται για να καεί η ασφάλεια. Εν τω μεταξύ η τάση εξόδου του τροφοδοτικου ειναι 0,6V - η τάση άκρων του SCR.

2Μδης είπε...

Ποιοτικοί ημιαγωγοί τα 2Ν3055;;
Θα έπρεπε να βάλω καμιά δεκαπενταριά τρανσίστορ!

SV9OFO είπε...

Eγω αναφέρομαι στα "κλασικά" τρανζίστορ, αυτά που βρίσκεις πίσω απο κάθε σύνηθες τροφοδοτικό 13,8V DC. Στο εργαστηριάκι μου εχουν ερθει αρκετοι πομποδέκτες που "φαγανε" 18-20V απο το "βραχυκύκλωμα" συλλέκτη - εκπομπου των συγκεκριμένων τρανζίστορ (2Ν3055).

Προσωπικά, ειμαι φανατικός των καλοθωρακισμένων και καλοφιλτραρισμένων Switching, αλλά τόσους μετασχηματιστές και ψύκτρες, τί να τους κάνεις αλλοιώς?

SV9OFO είπε...

Και μια και σε κατάλαβα καλύτερα, συνονόματε, να σου θυμίσω (για να με καταλάβεις κι εσύ) οτι

ανάμεσα σε εξαρτήματα με τον ίδιο κωδικό (στο ίδιο παράδειγμα - τα κινέζικα 2Ν3055 noname με τα Toshiba) ειναι ίδια μόνο κατ' όνομα. Διαφορετικά μέταλλα, διαφορετικης ποιότητας ακροδέκτες, διαφορετική ποιότητα ημιαγωγού, διαφορετικά τα πάντα. Μονο το όνομα ειναι ίδιο.

Ανώνυμος είπε...

Και καμια πεντακοσαριά BC547 μπορείς να βάλεις. Πολύ αξιόπιστα!

Ανώνυμος είπε...

Philips όχι τα κινέζικα!

SV9OFO είπε...

Τι να πώ τωρα εγω... κρίμα τα φωτόνια!

Ανώνυμος είπε...

Καλησπερα
Εγω θελω να "κατασκευασω" ενα τροφοδοτικο 12-16V 100-200A για να βαζω μπρος το αυτοκινητο οταν ξεμενει απο μπαταρια.

εχω εναν Μ/Τ 16V 50A και 4 BUX20A

Χρειαζεται κ σταθεροποιηση η να το κανω ετσι ?
Ευχαριστω

Δημητρης
Ξανθη
67100