Ayarlanabilir bir güç kaynağı, radyo amatörün masasında zorunlu bir özelliktir, ancak önemli maliyeti nedeniyle, birçoğu kendi elleriyle bir laboratuvar güç kaynağı yapmayı tercih ediyor.
Güç kaynakları doğrusal ve darbeli, darbe devrelerinin ana avantajı yüksek verimlilikleridir (%>90). Lineer devreler düşük verimliliğe sahiptir, ancak güç kaynaklarını değiştirmenin özelliği olan daha temiz bir çıkış voltajı sağlar.
Doğrusal güç kaynakları daha iyidir, ancak bu tür yüksek güçlü güç kaynaklarını tasarlarken, soğutma güç transistörlerinde sorunlar vardır.
Asıl zorluk nedir?. Diyelim ki sıfırdan 30 Volta kadar voltaj ayarı ve sıfırdan 5 Ampere kadar akım ile bir güç kaynağı monte ettik. Ve çıkışı düşük voltaj ve büyük bir akıma ayarlarsak, örneğin 3 Volt ve 5 Amper, çıkış yaklaşık 9 watt'lık bir güç elde ederken, transistör en az 27 Volt voltaj düşüşüne sahip olacak, 5 amperlik akımı dikkate alarak, çıkarılması gereken işe yaramaz ısı şeklinde yaklaşık 140 watt güç elde ediyoruz.
Bu sorunun iki ana çözümü vardır:
Çalışma prensibi çok basittir - düşük çıkış voltajlarında, giriş de düşük voltaj ile sağlanır. Böylece, transistörde dağılan güç çok daha az olacaktır, verimlilik önemli ölçüde artar.
Ancak anahtarı kullanmak için, tercihen tamamen aynı parametrelere sahip, örneğin 12 voltluk üç sargıya sahip birkaç ikincil sargıya sahip bir transformatöre sahip olmanız gerekir.
İşte şimdi en basit ve en sorunsuz röle anahtarı şeması.
Aynı voltaj için bir çift Zener ve düşük güçlü ters iletim transistörleri tarafından kontrol edilen bir çift rölemiz var. "A" noktası laboratuvar güç kaynağının çıkışına bağlıdır. Gücün ağırlığı toplamdır. Anahtar devresi ayrı, düşük güçlü bir sargı ile çalışır.
Devre aşağıdaki gibi çalışır, laboratuvar ünitesinin çıkışındaki voltaj 12 voltun altındaysa Zener kapalıdır. Laboratuvar güç kaynağının çıkışındaki voltaj 12 Volt'tan fazlaysa, ilk Zener anında açılır, sinyal ilk transistörün tabanına gider, kilidini açar, açık bir geçiş gücü ile röle sargısına verilir, sonuç olarak - röle de çalışır ve ilgili sargıyı değiştirir. Şimdi dengeleyicinin girişi 24 Volt voltaj alıyor.
Güç kaynağının çıkış voltajı eşik değerine arttığında ve bu her iki Zener'in voltajlarının toplamı olduğunda, ikinci Zener aynı şekilde açılacak ve bu da ikinci transistörün kilidinin açılmasına yol açacak ve ikinci röle çalışacak ve sabitleyicinin girişi transformatörün üç seri bağlantılı sargısından tam voltaj alacaktır.
Bu noktada, ilk röle de açık durumdadır, ancak güç ikinci röleden geldiğinden, bu çıkış voltajını etkilemez. Devreye Zenerli başka bir transistör ekleyerek, bu anlarda devre dışı bırakabilirsiniz.
Şemanın dezavantajları elektromanyetik röle kullanımını içerir. Birçok endüstriyel güç kaynağının sadece böyle bir çözüm kullandığını söylemeliyim. Röleler geçiş sırasında ses getirir ve kontaklar sonsuz değildir.
Anahtarlama elemanının bir simistör olduğu sistemler vardır, ancak bu tür anahtarlar da ideal değildir, genellikle kontrolle ilgili sorunlar vardır ve simistörlerin kendilerinde kayıplar olacaktır, bu nedenle ısıtma, ayrıca simistör devreleri oldukça karmaşıktır.
Anahtarlama devresini hem ana transformatörde sarılmış ayrı bir sargıdan hem de ayrı bir düşük güç güç kaynağından güç alabilirsiniz. Bu kaynağın voltajı 200-300mA akımı ile 18 ila 20 volt arasında olmalıdır.
Güç kaynakları doğrusal ve darbeli, darbe devrelerinin ana avantajı yüksek verimlilikleridir (%>90). Lineer devreler düşük verimliliğe sahiptir, ancak güç kaynaklarını değiştirmenin özelliği olan daha temiz bir çıkış voltajı sağlar.
Doğrusal güç kaynakları daha iyidir, ancak bu tür yüksek güçlü güç kaynaklarını tasarlarken, soğutma güç transistörlerinde sorunlar vardır.
Asıl zorluk nedir?. Diyelim ki sıfırdan 30 Volta kadar voltaj ayarı ve sıfırdan 5 Ampere kadar akım ile bir güç kaynağı monte ettik. Ve çıkışı düşük voltaj ve büyük bir akıma ayarlarsak, örneğin 3 Volt ve 5 Amper, çıkış yaklaşık 9 watt'lık bir güç elde ederken, transistör en az 27 Volt voltaj düşüşüne sahip olacak, 5 amperlik akımı dikkate alarak, çıkarılması gereken işe yaramaz ısı şeklinde yaklaşık 140 watt güç elde ediyoruz.
Bu sorunun iki ana çözümü vardır:
- Güç transistörünü soğutmak için fanlı büyük radyatör;
- Transformatör sargı anahtarlama sistemi.
Çalışma prensibi çok basittir - düşük çıkış voltajlarında, giriş de düşük voltaj ile sağlanır. Böylece, transistörde dağılan güç çok daha az olacaktır, verimlilik önemli ölçüde artar.
Ancak anahtarı kullanmak için, tercihen tamamen aynı parametrelere sahip, örneğin 12 voltluk üç sargıya sahip birkaç ikincil sargıya sahip bir transformatöre sahip olmanız gerekir.
İşte şimdi en basit ve en sorunsuz röle anahtarı şeması.
Aynı voltaj için bir çift Zener ve düşük güçlü ters iletim transistörleri tarafından kontrol edilen bir çift rölemiz var. "A" noktası laboratuvar güç kaynağının çıkışına bağlıdır. Gücün ağırlığı toplamdır. Anahtar devresi ayrı, düşük güçlü bir sargı ile çalışır.
Devre aşağıdaki gibi çalışır, laboratuvar ünitesinin çıkışındaki voltaj 12 voltun altındaysa Zener kapalıdır. Laboratuvar güç kaynağının çıkışındaki voltaj 12 Volt'tan fazlaysa, ilk Zener anında açılır, sinyal ilk transistörün tabanına gider, kilidini açar, açık bir geçiş gücü ile röle sargısına verilir, sonuç olarak - röle de çalışır ve ilgili sargıyı değiştirir. Şimdi dengeleyicinin girişi 24 Volt voltaj alıyor.
Güç kaynağının çıkış voltajı eşik değerine arttığında ve bu her iki Zener'in voltajlarının toplamı olduğunda, ikinci Zener aynı şekilde açılacak ve bu da ikinci transistörün kilidinin açılmasına yol açacak ve ikinci röle çalışacak ve sabitleyicinin girişi transformatörün üç seri bağlantılı sargısından tam voltaj alacaktır.
Bu noktada, ilk röle de açık durumdadır, ancak güç ikinci röleden geldiğinden, bu çıkış voltajını etkilemez. Devreye Zenerli başka bir transistör ekleyerek, bu anlarda devre dışı bırakabilirsiniz.
Şemanın dezavantajları elektromanyetik röle kullanımını içerir. Birçok endüstriyel güç kaynağının sadece böyle bir çözüm kullandığını söylemeliyim. Röleler geçiş sırasında ses getirir ve kontaklar sonsuz değildir.
Anahtarlama elemanının bir simistör olduğu sistemler vardır, ancak bu tür anahtarlar da ideal değildir, genellikle kontrolle ilgili sorunlar vardır ve simistörlerin kendilerinde kayıplar olacaktır, bu nedenle ısıtma, ayrıca simistör devreleri oldukça karmaşıktır.
Anahtarlama devresini hem ana transformatörde sarılmış ayrı bir sargıdan hem de ayrı bir düşük güç güç kaynağından güç alabilirsiniz. Bu kaynağın voltajı 200-300mA akımı ile 18 ila 20 volt arasında olmalıdır.