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Notice

ALIMENTATORE 20 AMPERE CON UN MJ11032 (VER. 2.0)

Tratto da: RADIO   RIVISTA   02 / 2007  (pag. 80)

(Progetto e costruzione di I8SKG)

Facendo seguito ad alcuni miei progetti di precedenti alimentatori pubblicati:
Sul n° 2 del 2000 di RADIO RIVISTA con l’impiego di due LM338 (8 A continui).
Sul n° 10 del 2004 di RADIO RIVISTA con l’impiego di un LM388 (5 A continui per uso laboratorio).
Sul n° 10 del 2004 di RADIO KIT ELETTRONICA con l’impiego di due Darlington + un IC  (25 A continui).
Sul n° 7 / 8 del 2005 di RADIO KIT ELETTRONICA con l’impiego di un Darlington + IC (20 A continui).
ho voluto, questa volta, riproporne un altro, questa volta su RADIO RIVISTA, con gli stessi principi di funzionamento equivalenti a quello pubblicato sul n° 7 / 8 del 2005 di R K E, ma con piccole modifiche di ottimizzazione rispetto a quest’ultimo, realizzato egualmente con un solo Darlington ed un solo integrato.
I pricipi di funzionamento  degli ultimi 2 alimentatori, pubblicati su R K E, sono stati già abbondantemente descritti su antiche e svariate riviste, ma allo stato attuale la novità proposta dal sottoscritto consiste nell’avere utilizzato, con l’usuale LM 7912 ottimizzato nel suo funzionamento, un solo darlington, poco costoso, di elevatissimo guadagno e di elevata potenza  
L’alimentatore in oggetto, eroga, in servizio continuo, 20 A a 13,8 V, con assoluta stabilità di uscita di tensione sotto carico massimo.
L’alimentatore è, pertanto, affidabile e robusto, i componenti sono molto pochi, le dimensioni ed il peso molto ridotti, ed il costo finale molto contenuto per chi volesse realizzarlo.

 

COMPONENTI

TRASFORMATORE da 380 VA circa con Secondario: 18 V  – 20 A
(T350 / 01  di Nuova Elettronica reperibile presso la HELTRON di IMOLA)
DARLINGTON – Can N – MJ11032 -  n° 1
IC - LM7912 + Rondella di teflon per il perno di fissaggio + foglietto di isolamento   
in mica + dissipatorino
PONTE da 50 Ampere
AMPEROMETRO a bobina mobile da 25 A f.s. MEGA (reperibile presso Mega Elettronica – Milano)
CONDENSATORI ELETTROLITICI
22.000 microF  35 V – n° 2   (Vanno bene anche da 10.000 in n° di 3)
22 microF 65V  - n° 2
10 microF 65V  - n° 1
CONDENSATORI  POLIESTERE
0,1 microF 70V  – n° 2
0,22 microF 70V – n° 1
RESISTENZE
0,1 ohm blindata da 25W - n°2         
3,9 Kohm 1W
680 ohm 4W filo  
68 ohm 4W filo
100 ohm 2W
DIODI
1N4007 (o similari)
1N5627 (o similari da 3 A a 5 A)
LAMPADA SPIA da 24 V + PORTALAMPADA

PORTAFUSIBILI da PANNELLO – n° 4 (2 da 4 A sulla rete, e 2 da 10 A in   
parallelo sull’uscita di CC, per protezione)
FUSIBILI  
4 A x 2   
10 A x 2
INTERRUTTORE  BIPOLARE  RETE
PRESA  FEMMINA  RETE  da  PANNELLO
MORSETTI – BOCCOLE  ROSSO / NERO – n° 1 coppia
POTENZIOMETRO (o trimmer) FILO da 220 ohm 3W    
CONTENITORE per ALIMENTATORE (Nuova Elettronica - MO 1147 – 27 cm. x 16 cm. x 12 cm.)                                                                       
DISSIPATORE per n° 1 DARLINGTON (24cm. x 9 cm., con foratura per TO3).
DISSIPATORE per PONTE (10 cm. x 10 cm.)
FERRITE  BINOCULARE  n° 1

Per la reperibilità dei componenti, ritengo, non ci siano difficoltà a rifornirsi presso i propri riventitori, ma, qualora ci sia difficoltà a reperire il ponte raddrzzatore, il Darlington MJ11032 e le resistenze blindate da 0,1 ohm / 25 W, faccio presente che questi sono sul catalogo RS.

SCHEMA ELETTRICO

Il  circuito è piuttosto semplice ed intuitivo. Osservando lo schema si nota che l’alimentatore lavora sul negativo del ponte.
La novità è l’utilizzo di un solo Darlington di elevate prestazioni (BETA 1000 fino a 20 A di assorbimento) con collettore a massa.
Dal negativo ponte-elettrolitici derivano sia l’alimentazione di emettitore del MJ11032 tramite due resistenze limitatrici da 0,1 ohm poste in parallelo, sia, a mezzo della resistenza da 68 ohm, quella di polarizzazione BASE del Darlington e ingresso IC-7912, integrato con funzione stabilizzatrice e parzialmente regolatrice di tensione, con uscita collegata a massa.
Il potenziometro a filo serve per piccolissimi ritocchi della tensione di uscita (da 12,6 V a 14,6 V circa).
Sullo schedino stampato va posto, oltre ai componenti che riguardano l’ LM7912, anche la resistenza da 100 ohm 2W, in uscita ADJUST, sì che l’uscita dallo schedino è già pretarata per i circa 14 V, ed il potenziometro a filo da 220 ohm, posto in parallelo, posizionato in corrispondenza di un foro, di misura adeguata, praticato sul pannello frontale, per il fine ritocco tensione.
Ho preferito, al posto di un solo potenziometro di regolazione da 100 ohm circa, tale soluzione per motivi sia di sicurezza sia di buon funzionamento dell’ LM7912.
Suggerisco di montare l’LM7912, con la propria componentistica, esclusivamente sul circuito stampato, evitando montaggi volanti che potrebbero pregiudicare il suo buon funzionamento.
L’alimentatore è molto robusto ed affidabile sia per la semplicità del circuito, sia per la robustezza dei componenti.
D’altronde, e lo dico per esperienza, più sono semplici i circuiti e più difficilmente si guastano.
Non ho ritenuto opportuno complicare il circuito con sistemi di protezione aggiuntivi, in quanto, qualora dovesse andare fuori uso il Darlington, ipotesi molto, ma molto remota, il sistema va in autoprotezione (la lampada spia si spegne sotto qualsivoglia carico con azzeramento della tensione d’uscita).
Quindi, notando lo spegnimento della lampada spia, si dovrà staccare dalla rete immediatamente l’alimentatore e riparare il guasto, considerando che i componenti vitali sono solo due. SI RACCOMANDA DI NON SOSTITUIRE ASSOLUTAMENTE LA LAMPADINA SPIA AD INCANDESCENZA CON UN LED, IN QUANTO LA LAMPADINA E' PARTE INTEGRANTE DELL'EQUILIBRIO DEL SISTEMA DI STABILIZZAZIONE




COSTRUZIONE

Prendendo visione delle fotografie, la costruzione non dovrebbe presentare difficoltà.
Ho forse solo ecceduto nel sovradimensionamento di alcuni componenti, ma solo per senso di eccessiva sicurezza.
Sul pannello frontale, come da fotografia, previa accorta foratura, si posizioneranno i componenti, e si praticherà il cablaggio del retro pannello avendo cura di saldare bene su capocorda, di buona qualità, la filatura.
Sulle boccole di uscita tensione verranno direttamente saldati, a mezzo di pagliette, i condensatori da 22 microF e da 0,22 microF.
Raccomando di collegare il positivo proveniente dallo schedino del LM7912 direttamente sul positivo della boccola di uscita.
La filatura delle alimentazioni positive, ingresso emettitore, o comunque delle portate di corrente alta, va praticata con conduttori di treccia di rame da non meno di 4 mmq, mentre la filatura dei servizi accessori va praticata con normale cunduttore da 1 / 1,5 mmq.
Le due resistenze corazzate da 0,1 ohm vanno posizionate sul dissipatore e saldate direttamente sullo stampato-zoccolo-emettitore.
La ferrite binoculare va posizionata vicino alla Base del Darlington, dopo avere fatto passare il filo proveniente dallo schedino stampato-ingresso LM7912, con ansa dentro di essa, e saldato sullo stampato-zoccolo-base.
Infine, l’unica regolazione è quella del trimmer a filo, che permette la regolazione fra i 12,6 V e i 14,6 V.
Consiglio di regolarlo per una uscita, con RTX in ricezione, di 13, 5 V (la stabilità sotto un carico di 20 A è eccellentissima).
I circuiti stampati, in scala 1:1, sono in n° di 4.
C.S. dell’IC LM 7912
C.S. dello zoccolo del Darlington
C.S. per n° 2 elettrolitici di filtro da 22.000 F / 35 VL
C.S. (in opzione) per n° 3 elettrolitici di filtro da 10.000  F / 50 VL

COLLAUDO

Per il collaudo finale, per chi non è in possesso di un carico attivo di test per alimentatori, è sufficiente l’utilizzo anche di un carico resistivo reostatico idoneo.
In tal modo, applicandolo alle boccole di uscita, si può seguire l’andamento, con voltmetro digitale, della lettura tensione durante tutta la escursione del reostato fino ai 20 A massimi.
La eccellente stabilità in tensione osservata, comincia a cedere soltanto dopo i 20 A di assorbimento, in quanto il BETA del Darlington, dopo i 20 A, comincia gradualmente a diminuire.
Per chi è interessato, di seguito sono descritti i dati relativi al Darlington usato.


DATI del Darlington  MJ11032

Valori Massimi                                                                                                     

hFE = 1000 (min)             Ic = 25 Adc
hFE = 400 (min)               Ic = 50 Adc
Volt Coll-Emett                (Vceo)  120                                   
Volt Coll-Base                 (Vcb)   120                                 
Volt Emett-Base                (Veb)       5                                  
Coll CC                             (Ic)         50  continui                                  
Base Current                     (Ib)           2  continui                                 
Temp. di Giunzione  =  +200° C
Dissipazione Totale  =     300 W
Contenitore  TO-3.

Con tale lavoro, nel ringraziare dell’attenzione, spero avere fatto cosa gradita a molti Radioamatori autocostruttori, e qualora vi siano sperimentazioni migliorative in merito, sorò felice per il venirne a conoscenza


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