13V didelės srovės maitinimo blokas

Šis maitinimo blokas skirtas maitinti automobilinį stiprintuvą. Kol kas darbas maketinėje stadijoje. Pamatavau, kiek mano stiprintuvas vartoja srovės, kai klausau normaliu garsu: nuo 2,8A iki 4A. Matavimo metu muzika buvo leista per dvijuostes spx-107r kolonėles, kai pajungsiu spx-17mb priešbosius srovės suvartos daugiau, dėl to, kad tikrai būčiau ramus nusprendžiau daryti 20A pastovios srovės maitinimo bloką.
LM317 stabilizatorius 20A beabejo nelaikys :)) Tad jam į pagalba pajungsim tranzistorius TIP2955. Reikia nuspręsti, kiek tranzistorių reikės naudoti. Skaičius priklausys nuo tranzistoriaus laikomos srovės ir sklaidomos šilumos. Datasheet'e radau, kad vieno tranzistoriaus maksimali srovė 15A, o mane domina, kokia gali būti nominali srovė. Ši srovė - kintantis dydis ir jos kitimo priklausomybė nuo emiterio-kolektoriaus įtampos pateikta pirmam paveiksliuke.

1 paveiksliukas - I_c priklausomybė nuo V_ce
(paspausti didesnei kopijai)

Nuo ko priklauso pati emiterio-kolektoriaus įtampa :) Paprastai tariant - tai yra skirtumas tarp stabilizatoriaus įėjimo ir išejimo įtampų. Mano atveju įtampa įėjime 22V, o išėjime 13V, vadinasi, emiterio-kolektoriaus įtampa 9V. Iš grafiko, pavaizduoto pirmam paveiksliuke, matome, kad esant 9V nominali srovė gali būti ~10A. Mano užsibrėžtiem 20A teoriškai užtektų ir dvejų tranzistorių , bet to tikrai neužtektų praktiškai. Neprotinga pagal ribines galimybes rinktis minimalų tranzistorių skaičių, nes vienam tranzistoriui teks didelis kiekis šilumos, o jos mano maitinimo bloke ir taip bus tikrai nemažai, visgi maksimali pastovi srovė 20A, esant šiai srovei įtampa prieš stabilizatorių nukris ir įtampų skirtumas bus maždaug 4V (iš 9V be apkrovos). Vadinasi, tranzistoriai turės išsklaidyti 80w šilumos(4V x 20A = 80W). Aš dėsiu keturis tranzistorius, tad salyčio plotas su radiatoriu bus daug didesnis ir šiluma bus atiduodama greičiau; vienam tranzistoriui teks mažesnis šilumos kiekis.
Geltonasis transformatorius turėjo dvi antrines apvijas, jas sujungiau lygiagrečiai. Transformatoriaus galios nežinau, tai teks išsiaiškinti, kai padarysiu maitinimo bloką. Jei bus permažas ir neišgaus 20A, ateitį pakeisiu. Reikiamą transformatoriaus galią galime tik nuspėti, nes tiksliai nežinom, kiek nukris įtampa ir kiek dėl to pakis emiterio-kolektoriaus įtampa. Anksčiau aš padariau prielaidą, kad po nukritimo liks 4V, tai reiškia, kad išsiskirs 80W šilumos. Atiduodama galia "vartotojui" į išėjimo gnybtus bus 13V*20A=260W. Sudėję 260 ir 80 gausime apytikslę transformatoriaus galią 340W.

2 paveiksliukas - principinė schema

Keletas nuotraukų iš gamybos etapo:

.

.

.

Maitinimo blokas jau veikia :) Maitinimo bloką testavau jungdamas vis didesnę apkrovą (automobilinius halogenus H4). Vieno halogeno deklaruojama galia 55-60W. Pajungus pirmą halogeną srovė buvo 4,4A, o įtampa paradoksaliai pakilo nuo 13V iki 14V :) Po antros lemputės pajungimo srovė tapo 8,3A, įtampa 13,2V. Pradėjo kaisti mano testerio laidai :) po trečios lemputės pajungimo jie buvo karšti :) srovė 11A, įtampa 12,9V. Reikia pasikeisti testerio laidus, nes dabar jie įvelia paklaidą, ir pamatuoti parametrus dar kartą. Taip pat reikia išsiaiškinti, kodėl įtampa pakilo.

2005 11 15

Ką gi, pakeičiau laidus storesniais, prilitavau tiesiogiai prie halogenų ir gavau rezultą, kuris pranoko lūkesčius.

be apkrovos...0A 13,2V
1 lemputė.......5,4A 13,6V
2 lemputės....10,3A 13V
3 lemputes....14,3A 12,2V

Po 10 minučių darbo, tranzistorių radiatoriaus temperatūra buvo 65C, diodų 49C. Neišvengiamai reikės gerinti aušinimą. Ir LM317 pabandyti pakeisti fiksuotu stabilizatorium 7812. Pažiūrėti ar tada vis tiek pakils įtampa.

2006 01 16

Sveiki, pagaliau visiškai sutvarkiau maitinimo bloką. Dabar drąsiai galiu dairytis korpuso jau žinodamas, kokių gabaritų ir kiek komponentų bus. Atkreilkite dėmesį, kad pakeičiau principinę schemą - 2 paveiksliukas. Dabar maitinimo bloko tranzistoriai mažiau kaista ir nebėra to mistiško įtampos pakilimo pajungus nedidelę apkrovą. Pastarosios blogybės buvo, dėl senos schemos ydu kai LM prastai valdė tranzistorius ir buvo praleidžiami "negražūs" įtampos pulsavimai.Dabar tik artėjant link maksimalios galios atsiranda ~1V įtampos nusėdimai tarp pusperiodžių kaip parodyta 3 paveiksliuke b). Normalus režimas parodytas 3 paveiksliuke a).