Zdroj 0-30V, 0,02-10A s troma obvodmi TL081

[Dolfi]

Pokúsim sa ti odpovedať po odstavcoch:

- nenapísal si žiadne konkrétnosti. No na odpore R3 pri 24 mA prúde môže byť úbytok až 25 V, aby sa dosiahol výkon 600 mW. A vtedy R3 by mal mať hodnotu až 1k0 ! Meral si to vôbec, alebo si tam šupol odpor R2 "len tak od boku" ...?
Načo ti je nový trafák ? To kvôli nejakému 1 - 2 V naviac pri chode naprázdno chceš vymieňať trafák ? Ten stabilizátor asi na + 34 V pre plusové napájanie OZ je omnoho korektnejšie riešenie. (Napríklad, kolísanie siete do plusu nebude ohrozovať OZ).

- nejaké presné vzorce tam neexistujú, (resp. asi by sme to "nedokázali" spočítať). No kolega tu z fóra (Danhard) to onehdá odhadol na koeficient "poníženia" sekundárneho prúdu asi o 1,7-násobok, (resp. môžeme vynásobiť koeficientom 0,6).

- každý trafák má nejakú vnútornú impedanciu, ktorá spôsobuje pokles napätia pri jeho zaťažení. Preto, aby trafák dodržal štítkové parametre, (hlavne menovité napätie pri menovitej záťaži), musí mať napätie naprázdno vyššie, ako je menovité. Samozrejme, pri rovnakom výkone trafáka (VA), môže byť toto potrebné navýšenie napätia rôzne. Závisí to hlavne od návrhu toho trafáka a kvality použitých materiálov (plechy, vinutia, ...).
A konkrétne: Trafák 17 V/ 3 A má mať napätie 17 V pri odbere 3 A. No naprázdno môže mať napätie trebárs 17,5 V, alebo 18 V, prípadne aj 22 V. Samozrejme, trafák s napätím naprázdno 17,5 V je najlepší ...

- zaťažovanie tranzistorov nie len o max. prúde, (KD503 je ale 20 A tranzistor). No tranzistor má viacero parametrov, ktoré sa nesmú prekročiť, lebo inak dôjde k jeho deštrukcii ...! (Bolo to tu už viackrát počítané. No ak chceš, môžeme sa to pokúsiť spočítať znovu).

[oravan]

to KDčko si zle nahradil ale ak potrebuješ tak ti môžem poskytnúť jedno inak tu na fóre ich ponúkajú

[Dolfi]

Víkend končí, debata akosi zamrzla ...

Skúsme si spočítať chladenie zdroja 30 V/ 10 A s BD911. Mech je to "nekorektný zdroj" s trafom len 24 V. Čiže nech napätie pri plnej záťaži je max. 30 V, a teda výkonová strata 300 W.

BD911 je 100 V, 15 A, 90 W tranzistor, max. teplota prechodu je 150°C, max. vnútorný tepelný odpor 1,4°C/ W. Osadenie tranzistora je priamo na chladič, použitá je dobrá tepelná pasta a celkový tepelný odpor z čipu až na chladič nech je len 1,5°C/ W.

Spravíme predpoklad, že max. teplota okolia bude len 30°C a zostávajúcich 120°C rozdelíme presne na polovicu na chladič a tranzistor.

Tepelný odpor chladiča potom bude: 60°C : 300 W = 0,2°C(K)/ W.

Počet tranzistorov: 1,5°C (jeden tranzistor) : 0,2°C/ W (potrebujeme dosiahnuť) = 7,5 tranzistora.

Teplota chladiča bude 90°C (30°C teplota okolia + 60°C teplota chladiča) a "pre istotu" by som radšej dal až 10 ks tranzistorov.

[rezystor]

Dolfi, dobra uvaha, nemam proti tomu ziadne namietky, mozno akurat jednu otazku:

Teplota cipu u vykonoveho tranzistora bude samozerejme viac ako 90°C, takze sa taktiez znizuje maximalny znesitelny vykon na tranzistore, odhadom (grafy s datasheetu) na 30 az 40 wattov na tranzistor. Moja otazka: Je v tvojom vypocte zahrnuty tento fakt ?

[Dolfi]

Samozrejme ! Veď keby sme tam dali 8 ks tranzistorov, tak na jeden vychádza len 37,5 W. (Teoretisky by tých 8 ks tranzistorov pri ideálnom chladení na 25°C predsa znieslo až 720 W = 90 W x 8 ).

Naviac, prvý obrázok pod tabuľkami pri DS ST zobrazuje tzv. SOA (Safe Operating Area), kde pri DC prúde 1,25 A = 10 A : 8 je dovolené napätie cez 40 V. Síce aj tento graf je udávaný pri teplote púzdra 25°C. No pri iných teplotách sa neudáva a naviac je tam aj nejaká rezerva v parametroch, a tak snáď tam tie BD911 vydržia. (Preto som aj spomenul, že dať tam radšej "pre istotu" 10 ks tranzistorov).

[staffy]

Ak použiješ 10ks trandov tak to bude v pohode, na jednom bude strata max. 30W (teoreticky ak sú všetky rovnaké). Skúsme reálnejší príklad. Teplota okolia T0=30°C. Chceme max. teplotu prechodu 100°C - aj to je už dosť pre obyčajný kremíkový polovodič. Tým pádom deltaT=100-30=70°C. Výsledný tepelný odpor chladiča je rovný deltaT/výkon mínus tepelný odpor prechod-chladič (použijem uvedený tepelný odpor 1,5K/W) a to máme 70/300-1,5=-1,266K/W, čiže to musíme dať do chladničky. Ak použijeme 10ks tranzistorov tak tepelný odpor bude 10x menší, výkon ale zostane rovnaký takže rovnica 70/300 - 0,15=0,083. Pasívne ani aktívne to pri týchto podmienkach neuchladíš. Ak by sme dali deltaT na 100°C tak nám výjde chladič 0,3-0,15=0,15 a to je 2x menší ako v predchádzajúcom prípade. Nakreslím ešte za chvílu jeden obvod kde dúfam každý pochopí tepelný dej chladená súčiastka-chladič.



Takže, používame analógiu s elektrickými obvodmi - výkon sa správa ako prúdový zdroj, bude tam tiecť aj keď sa na hlavu postavíš, odpory sa správajú ako odpory a teplota okolia ako napäťový zdroj - uvažujeme ju stále konštantnú, toto je v reále dosť dobre splnené.

tepelný obvod

Tj je teplota prechodu, deltaT je rozdiel teplôt medzi polovodičovým prechodom a okolitou teplotou, T0 je okolitá teplota. Rjc je tepelný odpor junction-case(prechod-puzdro), Rch je tepelný odpor puzdro-chladič(case-heatsink) a Rh je tepelný odpor chladiča(heatsink) "do preč" - čiže do zdroja T0. Prvý riadok je tepelná (napäťová rovnica) obvodu. Potom je vyjadrenie deltaT ako I·R čiže ako P·R, ďalej sme zátvorku roznásobili, hľadáme tepelný odpor Rh takže P·Rh hodíme na druhú stranu a P som vyjadril pred zátvorku. Celú rovnicu podelíme P a zostane nám člen deltaT/P mínus tepelný odpor Rjc mínus tepelný odpor Rch. Z týchto rovníc môžeme vychádzať aj ak si určíme napríklad teplotu chladiča v max. bode tá bude rovná T0+deltaT - snáď to už dokážete z uvedených rovníc odvodiť. Keby sme napríklad použili 10ks tranzistorov a chceme ich dať na spoločný chladič tak člen deltaT/P zostáva rovnaký ako pri jednom tranzistore ale členy Rjc a Rch podelíme počtom tranzistorov - v tepelnej schéme si môžete k nim paralelne pridať 9 rovnakých tepelných odporov, tým pádom zvyšný bude 10x menší. Chcete napríklad vedieť aký je tepelný spád na odpore Rch(napríklad sľudová podložka)? Jednoducho ponásobíme tento odpor Rch výkonom ktorý cez neho prechádza P a dostaneme tepelný spád ("úbytok napätia") na tejto podložke.

Tento príspevok som napísal aby tu konečne prestali byť večné otázky ohľadom chladenia a ak budú, dá sa ich presmerovať sem.

V prílohe prikladám skriptá ktoré sa venujú činnému výkonu a taktiež tepelným javom - na zložité výpočty netreba integrovať ani derivovať, stačí si to prečítať a rozumieť tomu!

[KeXT3r]

Zdravím dokončil som ten zdroj, no keď chcem regulovať napetie tak sa dá len od 18 až 22 a potom vyskočí napetie až na 34v.
neviem čo by tam mohlo byť za problém.

[boraicho]

maš tam chybu, veľku chybu , rozobrať a znova

[rezystor]

Boraicho, to si teda poradil

KeXT3r: Precital si si celu tuto temu a autorove poznamky k zdroju ?

Bolo tu toho uz popisane dost, takze meraj a porovnavaj s hodnotami uvedenymi tuto a na autorovej stranke.

[muziker]

Pre listovaní v časopise Nuts and Volts som našiel článok o zaujímavom zdroji. po naskenovaní vám ho predkladám :

[rezystor]

Zaujimavy zdroj od muzikera
Jedina poznamka pre pripadnych zaujemcov: na vystupe toho zdroja je natvrdo 470uF kondik, takze s tou prudovou ochranou treba vediet narabat
Jednoducho povedane: ked to presvihnete s vystupnym napatim, prudova ochrana vam bude na prd, kedze nabity kond 470uF vie vpohode odrovnat integrace a LEDky.

[miroja]

On ten zdroj hore bol zjavne primarne konstruovany ako univerzalna nabijacka, kde sa asi s pripajanim citlivejsich zariadeni nerata, takze sposob obmedzenia prudu zrejeme vyhovoval.

[stefanSK]

Je to staršia téma, ale nevedel som kde to dať - pri hľadaní niečoho iného som natrafil na stavebnicu pôvodného zdroja 0-30V max 3A ktorý sa upravoval, podľa mňa za celkom dobrú cenu (pre tých čo uvažujú o stavbe tohto zdroja):

http://www.banggood.com/0-30V-2mA-3A-Ad ... 58308.html
dokumentácia:
http://img.banggood.com/file/products/2 ... 179821.doc

[brizolit]

Pekný deň,

Pred pár rokmi som postavil zdroj na základe tohto vlákna, fungoval perfektne roky, ale minule som batériu dobíjal, čo mi dlhšie stala (max 1A) a zrazu prestal ísť prúd od vtedy ide ako keby stále bola zapnutá prúdová ochrana, ale led nesvieti. Na prázdno napätie ide nastavovať nastavím 12V pripojím žiarovku a napätie padne na 0,1V a tečie prúd 28mA. Neviete mi niekto prosím Vás poradiť čo skúsiť. Tie tl081 som, už skúšal vymeniť.

Vďaka za hocijakú odpoveď.

[MAKOSYS]

D10 - 1N4148

[brizolit]

Príspevok od používateľa MAKOSYS » 02 Okt 2016, 18:25

D10 - 1N4148

Ďakujem bola to D10.

[rakato11]

To jsi 5 roků hledal tu diodu v zapojení?
Ale hlavně že jsi jí našel.