3A NAPAJALNIK NASTAVLJIV OD 1V DO 27V

Integrirano vezje LM723, imenovano tudi UA723, je namensko integrirano vezje, za načrtovanje in izdelavo najrazličnejših stabiliziranih napajalnikov. Če se še malo zadržimo pri oznaki integriranega vezja 723, potem bi pri iskanju med različnimi proizvajalci našli še kakšno drugačno oznako, vsem pa je skupno število 723 v sredini cele oznake. Integrirano vezje je torej poznano in imenovano kar s 723, tako ga poznajo iskalniki v internetu, proizvajalci, trgovci, elektroniki, ... V nadaljevanju teksta bo integrirano vezje LM723 imenovano na kratko z 723.

723 obstaja že desetletja, zanj pa obstaja veliko različnih, vendar zelo podobnih vezalnih shem, saj glede na preprostost samega integriranega vezja in točno določeno namembnost, ni mogoče načrtovati kaj dosti drugačnega vezja, kot pa je tipično.

Tipične sheme so deloma predstavljene že v samih data-sheet 723, če pa v množici shem na internetu vzamemo prvih nekaj zadetkov, opazimo, da so sheme izpeljanke tipičnih vezav in so si zato zelo podobne.

723 je možno uporabiti samostojno, brez zunanjega močnostnega tranzistorja, v tem primeru bo izhodni tok lahko do max 150mA in skupna disipacija na vezju do max 1W. Seveda je tak napajalnik precej šibak, zato je potrebno uporabiti zunanje tranzistorje, imenovani tudi serijski element. Napajalnik deluje v linearnem načinu, povsem analogno, zato so disipacije lahko tudi zelo velike. Kot serijski element lahko uporabimo NPN ali PNP tranzistor ali tranzistorje v različnih vezavah.

723 ima vgrajen referenčni napetostni vir (PIN 6) s tipično izhodno napetostjo 7,15V, ki ga je dovoljeno obremeniti do 15mA. Izhodna napetost je odvisna od stabilnosti tega referenčnega vira, ki je za amatersko rabo več kot dovolj točen in stabilen.

Ojačevalnik napake je v bistvu operacijski ojačevalnik, ki primerja fiksno referenčno napetost in izhodno napetost napajalnika.

Tokovna omejitev je zelo preprosta, saj je to le integriran NPN tranzistor, ki se začne odpirati že nekje pri 0,4V in s tem znižuje bazno napetost na integriranemu izhodnemu serijskemu tranzistorju.

Serijski tranzistor ima na izhodne priključke speljane vse tri elektrode, tako kot tranzistor za tokovno omejitev.

723 je v bistvu hibrid referenčnega vira, ojačevalnika napake, tokovne omejitve in izhodnega dela. Na izhodu je v 14pinski verziji vgrajena še zener dioda, ki se uporablja samo v nekaterih vezavah, v večini vezav se ne uporablja.

Pogled notranje sheme 723 in primerjava izhodnih priključkov 14 in 10 pinske verzije je lepo prikazana v data-sheet 723 (pdf dokument 318KB)

V napajalniku, predstavljenem v nadaljevanju, je uporabljeno zelo malo elementov, napajalnik pa bo zato preprost za izdelavo. Serijski močnostni tranzistor bo kar znani in priljubljeni 2N3055, napajalnik pa ima regulacijo napetosti in toka. Vir izmenične napetosti je 24V transformator.

Shema napajalnika (pdf dokument 128KB)

Za fino nastavitev napetosti lahko uporabimo dodaten potenciometer poleg že obstoječega. Shema je v naslednji povezavi. Tiskano vezje ni prirejeno za dva potenciometra, lahko pa dodaten potenciometer povežemo z žicami.

Shema napajalnika -2x V-reg (pdf dokument 131KB)

V shemi omrežni transformator ni vrisan, za 3A izhodnega toka je uporabljen 75W omrežni transformator s sekundarno napetostjo 24V.

Na levi strani sheme se nahajajo 4 diode v greatzovem spoju, takoj za njimi pa so trije elektrolitski kondenzatorji 4700uF, ki dobro gladijo usmerjeno napetost. Za 3A izhodnega toka bi bilo sicer dovolj 2x4700uF, ampak 3x4700uF bo bolje opravilo svoje delo. Napetost na kondenzatorjih bo pri neobremenjenem napajalniku približno 35V, če je uporabljen 24V transformator, zato morajo biti uporabljeni elektrolitski kondenzatorji za napetost 35V ali več.

Napajanje 723 je priključeno direktno na C1-C3, ker je 35V še v mejah dovoljenih 40V za napajanje hibrida 723.

Izhod referenčnega vira je preko uporovega delilnika povezan z ojačevalnikom napake na vhod IN+ na njem pa je napetost približno 1V, ta napetost pa predstavlja minimalno izhodno napetost napajalnika. Po podatkih proizvajalcev, naj bi bila ta napetost 2V ali več, v praksi pa deluje tudi nekaj nižje. V tem napajalniku je napetost z uporovim delilnikom (R1 in R3) znižana na približno 1V.

Izhodna napetost je nastavljiva s potenciometrom P2 (10K), tokovna omejitev pa je nastavljiva s P1 (500ohm, lahko tudi 470ohm). Tokovna omejitev deluje s pomočjo upora R5 (0,15ohm), pri tej vrednosti bo maksimalni izhodni tok okoli 3,5A. Upor R5 je za 2,5A izhodnega toka 0,22ohm, za večji izhodni tok, pa je upornost R5 nižja. Za začetek bi bilo dobro napajalnik sestaviti z 0,22ohm, potem pa s poskušanjem najti ustrezen maksimalni izhodni tok z menjavo uporov. Predlagane vrednosti so torej 0,22ohm, 0,18ohm in 0,15 ohm.

Izhodni močnostni del je preprost, saj je uporabljen le en izhodni tranzistor. Ojačanje izhoda 723 je narejeno s PNP tranzistorjem Q1 srednje moči, predlagan je BD712 ali BD912, seveda pa bodo namesto predlaganih v redu tudi podobni tranzistorji, ki prenesejo vsaj 2A toka in imajo dovoljeno disipacijo vsaj 20W in maksimalno napetost vsaj 40V. Izhodni močnostni tranzistor Q2 je 2N3055 ali močnejši.

Za lažjo montažo izhodnega tranzistorja Q2 2N3055, ki je v TO3 ohišju, sem pripravil posebno predlogo v obliki tiskanega vezja.

TO3 - montaža na HR (pdf dokument 19KB)

Predloga tiskanega vezja (pdf dokument 37KB)

Tiskano vezje je enostransko, na ploščici tiskanega vezja so vsi elementi, razen izhodnega tranzistorja Q2, ki je montiran na hladilnem profilu in s ploščico povezan z žicami. Potenciometra za nastavitev napetosti in toka sta na ploščici, po potrebi sta lahko povezana tudi z žicami. Pogled na predlogo je iz strani bakra.

Montažna shema (pdf dokument 83KB)

Montažna sheme je gledana s strani elementov. Upor R5 naj bo od ploščice oddaljen nekaj milimetrov, diode D1 do D4 prav tako, ker se ob večjem toku grejejo.

Če vas zanimajo dodatne informacije o vsebini člankov, vezjih, delovanju, TIV, KIT, ... pa splošno vprašanje postavite na forum, bolj osebna pa na e-mail.

.