Regüleli 15A laboratuvar güç kaynağı, lineer voltaj regülatör devresi önerilmiştir. Stabilizatörün kalbinde LM723 U1 mikro devresi bulunur, yerleşik bir referans ve hassas amplifikatöre ve transistörler için 150 mA çıkışa sahiptir. Referans voltajı U1, dahili regülatör devresi için sabit bir referans noktası sağlar. 15A ayarlı laboratuvar güç kaynağının şematik diyagramı şekilde gösterilmiştir.
Bunda, voltaj algılamalı bir op amp'in ters çevirmeyen girişine 15A ayarlı bir laboratuvar güç kaynağı bağlanır. Dahili voltaj 7,15V'a ayarlanmıştır, ancak çıkış voltajı (R12) regüle edildiğinden mutlak değer kritik değildir. Önemli olan, voltajın uzun bir süre için önceden belirlenmiş %0,05 sapma ile kararlı olmasıdır.
İşlemsel yükselticinin çıkışında, devrede (Q1-Q3) üç adet 2N3055 transistör çalıştıran bir transistör (Q5) TIP112 kuruludur. Bu iki aşamalı tasarım, güç transistörlerini doğrudan LM723'e bağlamak kadar verimli değildir, ancak Q5, 2N3055 transistörleri için LM723'ün 150mA maksimum çıkış akımından önemli ölçüde daha fazla temel akım sağlayabilir.
Elbette, güç kaynağının çıkışını artırmak için paralel olarak ek 2N3055 transistörler eklenebilir. Tüm bu tasarım, çıkış transistörlerinin veya kullanılmış transistör Q5'in seçiminde tuhaf değildir. Tüm bu transistörlerin en az 40V olarak derecelendirildiğinden emin olun. Ve Q5, 5 A (veya daha yüksek) bir nominal kollektör akımına ve 100'den büyük bir kazanca sahip olmalıdır. Çıkış transistörleri, 10 A'lık kollektör akımları için derecelendirilmeli ve en az 10 kazancı olmalıdır. Dirençler R17, R18 ve R19 transistörü açmak için toplayıcı-bağlantı tabanı üzerinden kaçak akım, taban-verici bağlantısını atlayarak onu yönlendirir.
Geçiş transistörleri sıcak olduğunda, bu tasarımda bulunan U CE ile kaçak akım 3 mA kadar yüksek olabilir. 33 ohm'luk dirençlerdeki toplam voltaj düşüşü, BE voltajı için güvenlik telafi değeri olan 0.1V'dir. Çıkış transistörleri basitçe paralel bağlandığında, genellikle akımı eşit olarak paylaşmazlar. Her transistörün emitör terminaline düşük dirençli bir direnç (balast dirençleri R1-R3) dahil edilerek, akımın eşit dağılımı sağlanır. Örneğin, daha düşük voltaj düşüşüne sahip bir transistör daha fazla akım geçirmeye çalıştığında, emiter direncindeki voltaj düşüşü artar ve diğer transistörlerin daha fazla akım sağlamasına izin verir.
Gerilim ölçüm noktası dirençlerin yük tarafında olduğu için transistörler yük akımını dinamik olarak paylaşmaya zorlanır. 5 A'lik bir emitör akımıyla, her 0,05 ohm'luk dirençte 0,25V serbest bırakılır ve 1,25W ısı verir. İdeal olarak, direncin güç derecesi, dağıtması gereken gücün en az iki katı olmalıdır. Dirençlerin ısıyı dağıtmasına yardımcı olmak için, bunları bir soğutucuya monte edin veya metal bir kasaya sabitleyin. 0.065 ila 0.1 Ohm değerinde dirençler kullanmak mümkündür, ancak daha yüksek direnç değerlerine sahip dirençler kullanıldığında güç kaybının daha yüksek olduğunu unutmayın (şemada 10 W dirençler kullanılır).
Bu kaynak tarafından sağlanan yüksek çıkış akımlarında, çıkış transistörleri önemli miktarda güç harcar. Her transistör üzerinden 5A'lik bir akım ve transistör boyunca 9V'luk bir düşüş ile her cihaz 45W yayar. Uygun boyutta bir soğutucu kullanıldığında 2N3055'in gücü 115W olduğundan, bu güç bir sorun olmamalıdır. Güç kaynağının sürekli çalışması amaçlanıyorsa, soğutucunun boyutunu artırın ve hava sirkülasyonunu desteklemek için kanatlar dikey olarak yönlendirilecek şekilde monte edin. Bir de giriş filtresi hakkında şunu eklemek istedim, böyle hazır filtrelerle fena sonuçlar alınmıyor.
Çıkış voltajı sensörü, dirençli bir bölücü aracılığıyla U1'in negatif çıkışına bağlanır. U1, çıkış akımını sağlayan transistörleri sürmek için negatif ve pozitif girişleri arasındaki farkı kullanır. Bu giriş ile uyarmayı önlemek için özel bir kompanzasyon terminali arasına kompanzasyon kondansatörü C3 bağlanır. Çıkış voltajı, potansiyometre R12 ve iki sabit direnç R6 ve R7 tarafından düzenlenir.
Voltaj sensörü, güç kaynağının J3 pozitif çıkış terminaline bağlanır. Akım, emitör-balast dirençleri ve J3 konektörü arasına bağlanan bir direnç R4, 0.075 Ohm, 50 W aracılığıyla ölçülür. R4'ün güç kaybı, toplam çıkış akımını kontrol ettiği için R1, R2 veya R3'ünkinden çok daha yüksektir. 15A'da R4, 17W'ı dağıtır. 20 A'da güç kaybı 30 W'a çıkar.
Chip U1, R4 üzerinden bağlanan iki giriş aracılığıyla akım sınırlaması sağlar. Sınırlama, giriş voltajı 0,65 V'u aştığında gerçekleşir. Maksimum çıkış akımını 15 A ile sınırlamak için bu, 0.043 ohm'luk bir direnç gerektirir. Daha yüksek değerli bir direnç ve bir potansiyometre kullanarak akım sınırlamasını değiştirmek mümkündür. Potansiyometre R13'ün R4'e bağlanması, tam voltaj sınırlamasından (8,7 A limit) bir akım sınırlama aralığı sağlar. Bu, akım sınırlamasının gerektiği gibi ince ayarlanmasına izin verir ve ayrıca hazır direnç değerlerinin (örneğin, 0.075 ohm dirençler) kullanılmasına izin verir.
Voltmetre M1 standart bir manyetoelektrik sistemdir, R9 ve potansiyometre R15, voltmetre kalibrasyonu sağlar. Sabit bir direnç varsa, R15 atlanabilir. Direnç ve potansiyometrenin toplamı, kullanılan sayacın tam ölçekli akım gereksinimi ile belirlenir. Ampermetre M2 aslında R4 direnci üzerindeki potansiyeli ölçen bir voltmetredir. R8 ve potansiyometre R14, ayar sağlamak için pozitif çıkış terminali (J3) ile M2'nin negatif terminali arasına bağlanır. R8 ve R14 dirençlerinin değerleri, kullanılan voltmetrenin bobin akımı gereksinimleri ile belirlenir.