Zasilacz 13,8V/15V- 3A (dla QRP+)

Zasilacz dla QRP (13,8V/15V)

W bieżącej pracy w Warsztacie często słucham "radia"... dłubiąc "coś". Często w ręku mam lutownicę, czasami sięgając po... mikrofon. Trzeba się skoncetrować, by nie pomylić ręki. A ilość zasilaczy, kabli i wtyczek (chwilami) odbierała mi spokój. O (bolesną) pomyłkę nietrudno.

Prezentowany układ zasilacza stabilizowanego (będącym podstawowym dla TRX QRP - u mnie TRX Omega+) oparto na dedykowanej aplikacji układu LM338T.

Z "impulsów" świadomie zrezygnowałem. Układ spełnia następujące założenia:

  • dostarcza stabilizowanego napięcia wyjściowego, przełączanego pomiędzy wartościami: 13,8V (udając ;) akumulator) lub 15V (zasilanie laboratoryjne) przy prądzie obiążenia Imax≤3A,
  • rozsądny kompromis pomiędzy parametrami użytkowymi a kosztem oraz wielkością urządzenia (optymalne upakowanie uzyskano poprzez wykorzystanie transformatora toroidalnego, do którego przymocowano płytkę układu elektrycznego),
  • dedykowane gniazdo (z kluczem uniemożliwiajace błędne co do polaryzacji) podłączenie zasilanego TRX'a,
    dając jednocześnie możliwości:
  • włączenia/wyłączenia zasilania TRX QRP (co jest sygnalizowane diodą LED) przy pracującym (dla innych urządzeń) zasilaczu,
  • podłączenia do tego samego zasilacza (eliminując dodatkowe kable i wtyczki) innych urządzeń współpracujących z TRX QRP. W tym celu na przedniej ściance zasilacza umieszczono: parę gniazd laboratoryjnych (wtyki bananowe) oraz na tylnej: panelowe gniazdo zasilające DC 2,1mm/5,5mm.

Oczywiście podobny zasilacz można zbudować też stosując inne układy, ale ten jest prosty, cichy (również w RF), a... obudowę, LM'a, radiator oraz wiele innych elementów miałem w szufladzie. :)

Opis

Małe, a cieszy...Zdecydowanie istotny wpływ na decyzję o budowie zasilacza miało uszkodzenie przeze mnie stopnia końcowego mojej Omegi+. Jakkolwiek jej wiele płytek jest zabezpieczonych przed odwróceniem polaryzacji, to nie dotyczy to jej stopnia końcowego.

Mój - spowodowany pośpiechem - błąd, efekty wizualno zapachowo-akustyczne (za sprawą kondensatora tatntalowego, tranzystor "odszedł" po cichu), wyrzut adrenaliny, itd. Straty "moralne" ;) większe od finansowych. Decyzja: nigdy więcej, ma być dedykowane zasilanie. Samo pudełeczko miało być funkcjonalne i... nieduże. W trakcie budowy koncepcji okazało się, że wraz z Omegą+ często używam innych drobiazgów. Wiadomo eksperymenty. Też potrzebują zasilania. Więc potrzebne dodatkowe gniazda. I powstało to coś...

Konstrukcja mechaniczna"Konstrukcja samonośna". Została ona przykręcona do płytki mocującej transformator toroidalny, co istotnie zmniejszyło gabaryty całości (145x100x70mm).Wnętrze

Jako tulejki dystansowe wykorzystano nakrętki M3. Stosując odpowiedni układ konektorów (oraz przewodów połączeniowych) po odkręceniu płytki stabilizatora oraz śruby mocującej transformator układ stosunkowo atwo można wyjąć z obudowy.

Układ elektryczny (blok prostownika, blok stabilizatora) został zmontowany na (dwustronnie laminowanej) płytce, której dolna warstwa miedzi została wykorzystana wyłącznie jako masa.  Jednakże kluczowe punkty układu (masa płytki oraz gniazd zasilających) zostały połączone nieizolowaną plecionką miedzianą. Tę samą plecionkę wlutowałem w obrębie "plusa" prostownika. W miejscach mocowania gniazd zasilających na panelu obudowy usunięto z niego lakier. Regulator LM338T przykręcony jest do masywnego radiatora (pochodzącego z zasilacza PC). Chłodzenie radiatora - konwekcyjne.

SchematZe względu na fakt występowania na radiatorze LM338T napięcia wyjściowego zasilacza niezbędne jest zastosowanie podkładki pod LM'a i odpowiedniej tulejki izolacyjnej śruby mocującej.

Układ elementówUkład zbudowano w oparciu o schemat zaprezentowany obok. Po prostowniku (wybrałem pojedyńcze SB560, bo miałem i łatwo je się aplikuje oraz ... chłodzi ) zastosowałem zabezpieczenie przepięciowe transilem 1.5KE33V. Maksymalne napięcie nieobciążonego układu baterii kondensatorów to ok. 22-23V.

Po (awaryjnym) przekroczenia napięcia 32-35V (ew. odwrócenia się polaryzacji - za sprawą trasila) nastąpi "spalenie" bezpiecznika F2.

Wartości kondensatorów elektrolitycznych (3300uF/35V) dobrano uwzględniając kompromis pomiędzy skutecznością filtracji a wielkością wykorzystywanych elementów. W prezentowanym układzie wykorzystano kondensatory stałe THT oraz SMD (1206).

Parametry nie są krytyczne. Ich: rodzaj, wartości (z zakresu 100n-680n) i wielkości zależą głównie od preferencji konstruktora. Należy jednak zwrócić uwagę na napięcie pracy (>=50V).

Kondensatory C17, C18 oraz kolejny (zabezpieczający) transil (1.5KE18A) zostały zamontowane bezpośrednio na gnieździę laboratoryjnym. Od zacisków tych gniazd poprowadzono przewody do gniazda GN1 (zasilanie urządzeń dodatkowych) oraz włącznika P2 zasilania TRX QRP (Omega+). Jakkolwiek dopuszczalny prąd maksymalny styków jest wystarczający dla urządzeń QRP to uznałem jednak za celowe ich zdublowanie.

Uruchamianie sprowadza się do sprawdzenia multimetrem napięć i dobraniu rezystorów R6, R8. Ustawiamy przełącznik P3 w położenie 15V. Dobierając rezystor R8 staramy się uzyskać (przy obciążeniu ok. 2A) na wyjściu napięcie jak najbardziej zbliżone do 15V. Następnie przy tym samym obciążeniu przełączamy P3 w położenie 13,8V i dobieramy R6 tak by napięcie wyjściowe odpowiadało nominalnemu.

Procedura doboru rezystorów jest procesem jednorazowym. Diodę RGB (LED2) również wyposażono w maleńką płytkę zawierającą dwa rezystory SMD (R9, R10) i punkty lutownicze przewodów. Oczywiście - ze względu na nieskomplikowanie tego układu - odpowiednie połączenia można wykonać "na pająka". Ważne by nie było możliwości spowodowania przypadkowego zwarcia.

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że rezystory LEDów (R9,R10 i R11) mają stosunkowo duże wartości (>10k). Odbiegają one od tych wyliczonych z wykorzystaniem dostępnych w sieci kalkulatorów. Być może wynika to z faktu, że:

Prasowanka (odwrócona!)

  • luminescencja obecnie stosowanych diod LED jest wyższa niż tych "dawniejszych",
  • jasność świecenia dobierałem w porze wieczorowo-nocnej. W dzień je widać, a w nocy przy mniejszych rezystancjach za mocno "dawały po oczach".

    Kompania cała

Gotowa (odwrócona) prasowanka znajduje się z prawej. Poprawnie zmontowany układ od razu działa prawidłowo.

Praktyka potwierdziła założone oczekiwania. Reasumując: teraz (bez otaczających go kabli) QRP (Omega+) prezentuje się dużo lepiej. Ponadto jest bezpieczniej i spokojniej.

Jeśli jesteś zainteresowany tym co jeszcze udało mi się zrobić z lutownicą w ręku zapraszam do Warsztatu krótkofalowca.