Stabilizovaný zdroj 12V / 5A

Realizace stabilizovaných zdrojů většího výkonu naráží na určitá úskalí – u lineárních stabilizátoru s malou účinností jsou problémy s chlazením, u spínaného zdroje je nutné použít vhodně navrženou cívku s velkou jakostí a vhodným typem jádra tak, aby se i při maximálním proudu nepřesycovala. Účelem této konstrukce je ukázat, že lze realizovat zdroj jednoduchým způsobem a vyhnout se oběma uvedeným problémům.

Aby bylo dosaženo velké účinnosti stabilizátoru, je vhodné použít zapojení, které pracuje i při malém rozdílu mezi vstupním a výstupním napětím na stabilizátoru. Na obr. 1 je schéma zapojení stabilizátoru, který funguje i při rozdílu napětí menším, než je 1 V i při proudech kolem 6 A.

Stabilizátor lze doplnit transformátorem 12V / 8 (10) A, čtveřicí vhodně dimenzovaných diod (pro trvalou zátěž se neosvědčili ani diody P600B, ani čtveřice B250C10000 v plastovém pouzdru, teprve typ B250C15000 bylo možné spolehlivě chladit) a kondenzátorem 15 000 uF / 25V. Na tomto usměrňovači bylo napětí asi 18,5V a při zatížení kleslo na 13,5V. Při připojení tohoto stabilizátoru nastaveného na napětí asi 12,2V je rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím ještě dostatečný pro spolehlivou činnost stabilizátoru. Při těchto hodnotách lze dosáhnout účinnosti kolem 80 %, ztrátový výkon na stabilizačním tranzistoru je tedy jen asi 10W, což lze celkem snadno chladit.

Napětí na výstupu stabilizátoru se mění se zatížením řádově pouze v desítkách mV, výstupní šum a zvlnění je kolem 50mV (pro proudy 6A a více by bylo nutné zvětšit kapacitu filtračního kondenzátoru před stabilizátorem až na 20 000 uF).

Osazení desky s plošnými spoji je celkem jednoduché. Rezistor R3 má dvojí funkci: jeho vhodný odpor omezuje zkratový proud stabilizátoru a při poklesu vstupního napětí pod 12V omezuje proud tekoucí přes přechod b-e výkonového tranzistoru a T2 na zem.

V zapojení jsou použity dvě Zenerovy diody v sérii, aby bylo možné jejich vhodnou kombinací přesněji doladit výstupní napětí. Navíc jsou na desce dvě drátové propojky. Jedna u Zenerových diod a druhá u rezistoru R2. Tím je možné zařazovat do série ještě další rezistory, nebo diody a přesně tak doladit stabilizátor bez nutnosti výměny Zenerových diod.

Kdo nepožaduje přesné výstupní napětí 12V – stačí mu i vyšší, ten může nastavit např. 12,5V, nebo i více tak, aby měl při maximálním zatížení zdroje rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím zdroje např. 0,9V a tím využije maximální účinnost stabilizátoru kolem 85 až 90 %. V tomto případě bude výkonová ztráta na T1 ještě menší a tím postačí i menší chladič.

ZDE je ke stažení obrázek DPS vhodný k vytištění (rozlišení je 300 dpi).

Orientační ceny součástek od firmy GES electronics:
C                     10 000 uF / 25 V                     115 Kč
C                     22 000 uF / 16 V                     170 Kč
C                     22 000 uF / 40 V                     325 Kč
C3                     2 200 uF /25 V                        11 Kč
T1                     TIP147                                    48 Kč
Usměrňovač       B250C/25A             25A        70 Kč
Usměrňovač       B400C35000W       35A        65 Kč
a další, běžné součástky zde už ale neuvádím.