20A-es tápegység
Néhányszor szükségem lett volna az átlagosnál nagyobb terhelhetõségû, 12V körüli tápfeszültségre,
de a tápegység építésétõl visszatartott, hogy egy egyszerû nagy áramú táphoz nagy méretû trafó,
és óriási szûrõkondik kellenek.
Ami szóba jöhet egy hagyományos tápegység helyett, az a kapcsolóüzemû tápegység lenne, viszont egy
normálisabb kapcsolóüzemû tápot nem egyszerû építeni, azonkívül olcsón beszerezhetõ régi AT tápegység
ami 5V/20A és 12V/8A kimenõ feszültségû/áramú, ilyen tudású készülék építésével tehát nem igazán érdemes
foglalkozni.
Olyan tápegységre volt szükségem amit felhasználhatok pl. autórádiók kipróbálásához, akkus fúrógép
üzemeltetéséhez (kaptam egy nagyon jó akkus fúró-csavarhúzót, de akksi nélkül), 12V-os halogénlámpák
kipróbálásához, esetleg akkutöltéshez, és még sok egyébhez. Persze lehetõleg a táp legyen kicsi és könnyû, és olcsó!
A fentieket alapul véve támadt egy ötletem: mivel semmi szükség rá, hogy a táp stabilizált legyen, csak tudjon
párféle feszt és minél nagyobb áramot, lehetne olyan kapcsolást építeni ami megfelel egy sima trafó,greatz és kondiból
álló tápegységnek (mint pl. a dugasztápok :-)), de a trafó benne 50 és 100KHz között mûködik. Ilyesmire meg a
"Fénycsõelektronikánál" leírt FET oszcillátor szinte tökéletes (kis módosítással).
Ezután már csak egy kis kísérletezgetés következett, és összeállt a lenti kapcsolás. Mit is tud ez az áramkör?
Egy kapcsolóval átkapcsolhatóan 4 féle kimenõ feszültséget (kb. 8,5V 9,6V 11,2V 13,8V), és hûtéstõl (meg néhány alkatrésztõl) függõen 10...40A
kimenõ áramerõsséget. A mûködésérõl és a megépítésrõl késõbb írok néhány sort, de elõbb jöjjön a kapcsolási rajz:
Az áramkör mûködésérõl:
Az egyenirányított hálózati feszültség a T2 és T2 fetbõl álló oszcillátorkapcsolásra kerül ami kb. 75KHz-en
mûködik az általam megépített áramkörben. A mûködés részletesebb leírása az
elektronikus fénycsõelõtéteknél (alul a 40W-osnál!) megtalálható. A továbbiakban csak a különbségekrõl ejtek szót.
Az oszcillátor ki van egészítve a Th1 tirisztorral, valamit R4,R6,D8 alkatrészekkel. Ez lényegében egy egyszerû túláramvédelem,
ami közvetlen rövidzárlat esetén meg tudja védeni a tápegységet (a túlterheléstõl és a túlmelegedéstõl viszont nem).
Az R4 ellenálláson átfolyik a T1 source árama. Kb. 4A-es source áramerõsség esetén az R4-en esõ feszültség R6-on keresztül begyújtja
a Th1 tirisztort. A tirisztor ekkor D8-on keresztül rövidre zárja a Tr1 szekunderét, emiatt az oszcillátor leáll és
megszûnik a Tr2 primer feszültsége. Az oszcillátor csak akkor fog újra beindulni amikor a DIAC indító impulzust juttat a T2 gate
elektródájára. Mivel ez az üzemi frekvenciánál jóval ritkábban következik be ezért a zárlati áram átlagos értéke jóval kisebb
lesz az üzemi áramerõsségnél. (A fentiekben említett 4A-es source áram a Tr2 szekunder oldalán kb. 40A-t jelent)
Az oszcillátor kimenetére csatlakozik a Tr2 transzformátor primere (ennek a menetszámát változtatjuk a különbözõ szekunder
feszültségekhez). Lényegében ez a hálózati transzformátor. A szekunder oldalra egy kétutas egyenirányító csatlakozik
D6-D7 diódákból felépítve (itt olcsóbb és jobb mint a graetz) amit egy LC szûrõ követ a 75KHz-es üzemi frekvencia és
felharmonikusainak kiszûrésére.
A FET oszcillátor visszacsatoló transzformátora (Tr1) tartalmaz még egy tekercset (L4), így az oszcillátor nem csak a
kimenõ áramból kap visszacsatolást L2-n keresztül, hanem a Tr2 szekunder feszültségébõl L4-en keresztül is. Ennek két
gyakorlati oka volt: Soros áram-visszacsatolás esetén (L2) a terhelõ áram növelésével az oszcillátor frekvenciája csökken.
Csak párhuzamos feszültség-visszacsatolás esetén (L4) viszont terhelõ áram növelésével az oszcillátor frekvenciája
növekedett (ennek okait nem részletezem). A kétféle visszacsatolást kombinálva az üzemi frekvencia kevésbé függ a terheléstõl.
A másik ok, hogy csak soros visszacsatolás esetén a stabil mûködéshez szükséges egy meghatározott nagyságú kimeneti terhelés,
ennél kisebb kimenõ áram esetén az oszcillátor nem mûködik, párhuzamos visszacsatolás esetén terhelés (és jelentõs kimenõ áram)
nélkül is mûködik az oszcillátor (ill. a tápegység). Tehát az L4 nélkül is üzemképes a tápegység, de ekkor minimum 30W-al kell
terhelni.
Felhasználható alkatrészek, megépítés:
A hálózati résznél felhasznált zavarszûrõ egy roncs PC tápból bontott, az R1 ellenállás szintén lehet PCtápból
származó NTC (ennek az ellenállása lecsökken miután bemelegedett, indításra ideális). A C1 szûrõkondi kapacitása
(minél nagyobb annál jobb :-)) határozza meg, hogy a kimeneti feszültség (100Hz-en) "hullámossága" mekkora lesz
(tehát hogy a kimeneten az egyenfesz mennyire "egyen"[es] :-)). Persze minél nagyobb a kimenõ áram, annál nagyobb
kondit célszerû használni. A jelenlegi 10..20A-ig elfogadható.
Az "elvarázsolt" FET típus azért van odaírva mert éppen ilyen FET volt a fiókomban :-) Szinte bármilyen típus jó bele,
ami legalább 400V-os, és több mint 4A-t elbír. (az általam használt típus elvileg 600V/9A-es). Mindkét FET-et
hûtõbordára kell szerelni (megfelelö szigetelésel)
Tirisztor: azért nincs típusjelzés mert háromféle bontott tirisztort találtam a fiókomban és mindegyikkel
jól mûködött (most egy orosz gyártmányú, nemtudom milyen típusú, P13 Ge tranyóhoz hasonló tokozású tirisztor van benne)
Tr1: ez egy apró gyûrûvasmagra elkészített trafó, pármenetes tekercsekkel. (kb. 8mm átmérõjû AL2000 körüli vasmag)
Tr2: egy kb. 3cm átmérõjû, 2cm magas gyûrûvasmag (Spafitól kaptam: köszi), a megadott menetszámokkal.
Szerintem PC tápból bontott trafóval is lehetne próbálkozni.
D1,D2: szintén pc tápból (az 5V/20A-es részbõl) bontott diódát használtam, itt két dióda van egy tokban,
ezt párhuzamosan kacsoltam, és két ilyen tokot építettem be (iszonyatosan szívós darabok, nem sikerült
kinyírni egyet sem kísérletezgetés közben :-), ezeket is hûtõbordára kel szerelni).
L5: ez a tekercs ugyanolyan vasmagra készült mint a Tr2, de elõtte 1mm-es flexkoronggal vágtam bele légrést,
hogy ne menjen telítésbe a vasmag, a kimenõ egyenáramtól. A PCtápban ugyanilyen célra alkalmazott gyûrûvas
felhasználható itt is (erre nem kell légrés mert eleve ilyen célra készült)
Most jönne a megépítés :-), nyáktervet nem akarok és nem is tudok adni, mert úgyis a meglevõ alkatrészekhez
kell igazítani. Azonkívül (és bocs mindenkitõl, hogy ideírom), de aki nem tudja megtervezni a nyákját
az inkább tekintse ezt a cikket érdekességnek, mint építési leírásnak. Ja igen még valami, amit mindenhova
oda kéne írni ahol nem törpefeszültségû a cucc (és ahol nem felejtem el :-)): az áramkör hálózatról mûködik,
és nem megfelelõ elkészítés esetén veszélyes áramütést okozhat, csak az fogjon neki aki az ezzel kapcsolatos
szabályokkal tisztában van és azokat alkalmazza is!
Bár már elég régen készült ez a táp, találtam róla két fotót a gépemen, és most ide is felteszem.
Úgy gondolom hogy ezen sokéves önrezgõ tápegységrõl szóló leírásnak méltó folytatása a nemrég
(egyelõre csak légszerelten) összerakott önrezgõ-rezonáns tápegység.
A rezonáns változat hatásfok, megbízhatóság, védelem (zárlat-tûrés), és kisebb zavarsugárzás tekintetében is
jobb ezen elõdjénél, és bár kicsit nehezebb elkészíteni, nem kell hozzá több alkatrész - sõt a 12V-os, a 24V-os
vagy a 2x24V-os verzióhoz módosítás (szétszedés és áttekerés) nélkül felhasználható egy roncs számítógéptáp trafója!
Vissza a fõoldalra
