Hibrit power supply

Radyo amatörlüne yeni başlayan arkadaşlar, yeni cihazlar edinip, amatör dünyasına frekanstan katılma peşine düşünce, haliyle power supply ihtiyacı doğdu. Bu nedenle edindikleri HF veya Base VHF-UHF cihazlara nasıl bir power supply temin ederiz diye düşünüyorlar.

Power supply kontrol kartlarında; LM317, LM388, L200 vs… gibi entegre devreler kullanılmaktaysa da, bence en gözde olanı ve işe yarayanı hala LM723. Bu entegre kadim bir entegre olup 1970 li yıllardan beri mevcut.

Power supply devrelerinde “Transformatör” amatörler için sorun olmakta, 400 W  Toroid bir trafoyu şu anda 300-400 TL ye ancak temin edebiliriz, saç  trafo ise bunun 2/3 fiyatına denk gelmektedir ve 200-250 TL ye temin edilebilir.

Bu nedenle bazı aklı evvel amatör arkadaşlar, 20-25 Amperlik bir switching supply temin edip peşine, lineer seri regülatör katı koyabilir miyiz diyerek maliyeti ucuzlatma fikrini öne sürdüler.

Bunun olup olmayacağını bilmiyorum, teorik olarak olur gibi, ama pratikte denemek lazım, bunun için de yapmak lazım. O zaman yapalım bakalım da yeni amatör arkadaşlar faydalansınlar diyerek işe başladım.

Amatörlüğe yeni başlamış, elektronik pratiğinde henüz acemi olan arkadaşlara yol göstermek ve yardımcı olmak için, ucuz olsun, kolay olsun, sorunsuz olsun diye  bir LM723 kartı hazırladım .

Kart tek başına 13.8 çıkışta 1 Amper  veriyor ve LM723  pdf lerindeki voltaj ve akım değerlerine uygun, ama ilave transistörler ile 25 Amper olarak proje gerçekleştirmek mümkün mü?

LM723 kontrol kartında, pratik olsun diye sürücü transistör, kart üzerinde bir soğutucu üzerine yerleştirildi ve TIP3055 kullanıldı bu transistör, metal  2N3055 transistorun değişik kılıf versiyonu.

0.1 ohm 5 watt direnç, LM723 ‘ün current sense ve current limit bacaklarını kontrol için. Üzerinden akan akıma bağlı olarak, düşen voltaj, devrede kısa devre koruması sağlıyor. Burada 0.1 ohm direnç üzerinde olan voltaj düşümü sistemi kapatıyor.

Ana kartımızın şeması aşağıda görüldüğü gibi. 10 K timpot ile çıkış voltajını 13.8 Volt’a ayarlıyacağız. Buradaki direnç değerlerini değiştirerek voltaj aralığını kontrol edebiliriz. Biz 13.8 Volt istediğimiz için bu konfigürasyonla 10-15 volt aralığında çalışabiliyoruz. Girişe ya switching supply veya traformator, köprü diyot, kondansatör den oluşan 18 – 20 volt DC  20-25 Amper kaynak bağlayacağız.

LM 723 ANA KART

Burada ‘Switching Supply’ kullanacaksak 17-20 volt 20-25 ampere bir supply yeterli.

Yok eğer transformator kullanacaksak 400 watt  17 volt bir trafo sardırmalıyız. Köprü diyot için metal kılıf ‘ KBPC 5010 ‘ soğutucu üzerine yerleştirilecek kondansatör 22000 uF 100 Volt olacak.

Devremizin pass transistorları hacıyatmaz  5 adet 2N3055 olabilir ama ben size  2N5686 öneririm. 2N3055 max 15 Amper kollektor akımı veriyor, 2N5686 ‘un sürekli kollektör akımı 50 Amper. Ucuzluk ve temin güçlüğü  düşünüldüğünde tabiiki  tercihimiz 2N3055 olacaktır.

Her bir transistor üzerinse fazla ısı oluşmasın diye sayıyı fazla tutacağız eğer 2N3055 kullanırsak 5 adet yeterli.

Eğer 2N5686 kullanırsak 2 adet yeterli olabilir, ama fazla mal göz çıkarmaz, fazlası güvenlik sağlar, en az dört tane kullanın derim. Ben deneme devresini hurdalıktan çıkma bir kartı modifiye ederek kullandım üzerinde 5 adet RCA 5749A transistor mevcuttu. Bu NPN ; aşağı, yukarı 2N3055 muadili bir transistor.

ANA KART BASKILI DEVRE

ANA KART DENEME DEVRESİ

Ana kartımızın çizimi yukarıda görülmekte. Bu kartı; yalnız başına veya pass transistorlarla kullanmak için çizdim. yukarıdaki gibi montaj yapıp + ve – uçlardan 13.8 Volt 1 amper alabilirsiniz.

Yok eğer bir güç modülü yapıp 4-5 adet 2N3055 transistör ile kullanacaksanız şunları yapmalısınız :

1)  Çıkış transistörlarının olduğu modülün kollektor ucuna 4 mm^2 kablo ile  +  voltajı bağlamalısınız           bunu ya kondansator + ucundan kalın bir kablo ile veya ana kartta solda koll yazan pad’i modül kolektörlerine bağlayarak yapabilirsiniz.

2) 0.1 ohm direnç takılmayacak ve üst jumper açık kalacak.

3) Base yazan pad çıkışından alınan kablo, modül  transistorlarının base’ine bağlanacak, bu kablo base akımı taşıyacağı için kalın olmasına gerek yok 0.50 gibi yeterli.

4) Modülün emiter çıkışı 6X0.1 ohm direncin paralel bağlanması ile oluşan taş direnç kümesine  bağlanacak.

5) Bu 6X0.1 Ohm taş direncin giriş ve çıkışından alınan iki uç ,’sense’ ucu olarak, ana karta takmadığımız taş direnç yerine lehimlenecek.

GÜÇ MODÜLLÜ TAM DEVRE

Burada şemadaki 2N3055 transistöru anakart üzerine koyduğumuz için (TIP3055 olarak), modül olarak, yalnız 3-5 adet 2N5686 kullanacağız veya  5 adet 2N3055

Yukarıda ana kartımıza ilave edeceğimiz modüler yapı şeması açıkça görülüyor.

Kanatlı bir soğutucu üzerine çıkış transistörlerini yerleştiriyoruz.

Soğutucunun metal yüzeyi transistörlerin kolektörleri ile temas ettiği için Kollektör çıkışı olur.

Base leri seri olarak birbirine bağlıyoruz ve anakartımızdaki BASE yazan pad’e lehimliyoruz.

Her bir Transistorun emiterine 0.1 Ohm 5 Watt taş direnç lehimleyip, şekilde görüldüğü gibi 4 mm^2 gibi kalın bir kablo ile, 6 adet 0.1 ohm paralel taş dirence lehimleyip, direncin diğer ucundan pozitif çıkışı alıyoruz.

GÜÇ MODÜLÜ

Standart taş dirençlerden 6 tanesi paralel bağlanınca 30 Watt oluyor ve  yaklaşık 0.015 Ohm bir direnç oluşuyor ki bu direnç üzerinden 25 amper çekildiğinde 10 Watt güç harcaması oluyor ve yeterli görünüyor. Buradaki taş direnç konfigürasyonu biraz hassas, bu direncin iki ucundan alınan kablolar ile, ana karttaki takmadığımız taş direnç yerlerine yaptığımız bağlantı kısa devre koruması sağlıyor bu nedenle bu hat kabloları kalın olmalı,(ana karta giden ‘sense ucu’ normal montaj kablosu ince olabilir)Şemada kalın olacak kablolar kalın hatlarla gösterilmiştir.

Taş dirençlerin iki ucundan, aldığımız uçları da anakarttaki, çıkardığımız taş direnç yerine lehimliyoruz. Bu işlemi yaptığımızda ana karttaki üst jumper açık olmalıdır unutmayalım

Aşağıdaki resimde modül üzerinde transistor bağlantıları gösterilmekte:

Transistör base leri seri bağlı, her transistör emiterinden  alınan 0.1 ohm 5 W taş direnç kırmızı  renkli kablo ile pozitif çıkış olarak çıkış 6 adet taş dirence gidiyor.

Mavi kablo kollektörleri besleyen ana kartta Koll yazan yerden gelen kablo.

GÜÇ MODÜLÜ KABLO BAĞLANTISI

Eğer Switching supply bağlayacaksak kart üzerinde soldaki  + ve – yazan padlere 4 mm kablo ile bağlıyacağız. Yok eğer Trafo + Köprü diyot + Kondansatör kullanacaksak bu kombinasyon çıkışlarını yine aynı yere bağlayabiliriz.

Sonuç : Ben bu devreyi eldeki malzemeleri kullanarak, girişe başka bir güç kaynağından  20 volt vererek denedim. 20  amperde sorun göremedim. 25 Amper de ufak bir voltaj düşmesi oluyor, bunun nedeni 6 adet taş direncin bu yüksek akımda hassas bölgeye girmesi, akım korumaya girsem mi, girmesem mi demesi, bu direnci biraz hassas çalışarak 25 Amper de de kullanabilirsiniz, zaten voltaj düşmesi 13.8 V den  12.5 V oluyor  25 Amper isteyen HF için bu voltaj yeterli olur. Muhtemelen 6 adet dirence iki adet daha paralel ilave ederseniz sorun kalkar, ama bunu denemedim. 20 amper problemsiz bana yeterli geldi. Burada kablo kalınlıklarına, bağlantı kablolarının uzun olmamasına dikkat ediniz.

Başarılar dilerim

TA2FR