12Volt 20Ampere Linearnetzteil KD503 - Seite 1/3
Seite 1 Seite 2 Seite 3
Hin und wieder brauchte ich einfach ein Netzteil, welches eine stabiliserte Spannung von ca.12Volt Gleichstrom liefert und dabei
auch eine hohe Leistungsabnahme tolleriert. Mir schwebten 12Volt und 20Ampere mit dem legendären 2N3055 Transistor im Kopf herum.
Also, gesagt, getan und das ganze angegangen.
Hier nun mein funktionierender Aufbau.
Januar 2015
Die Wahl der Schaltung wahr schnell klar gewesen. Jedoch musste ich mir überlegen, welche Leistungstransistoren ich benutze.
Die gewählte Schaltung basiert auf dem 2N3055 aus den 1960iger Jahren. Er ist ein kleines Arbeitstier und sehr viele Schaltungen
fußen auf diesen Transistor. Meine Erfahrung hingegen zeigt, das es besser geht. Ein passender Ersatz, welcher deutlich höher
belastet werden kann ist der KD503. Dank Tom bin ich über die Bucht mal auf eine höhere Stückzahl dieser Wunderteile gestoßen
und kann daher diverse Schaltungen damit ausstatten.
Da die gewählte Schaltung darauf hinauszielt, die überschüssige Energie in Wärme umzuwandeln ( Linearnetzteil ). Das dieser
punkt unweigerlich einen größeren Kühlkörper erfordert, um diese Wärmeenergie auch an die Umgebungsluft abgeben zu können, sollte
klar sein.
Dieser fette Kühlkörper stammt aus einem Frequenzumrichter für einen mittelgroßen Drehstrommotor. Da der Umrichter defekt war,
bot es sich an, den Kühlkörper mit als Anlass zu nehmen, das Netzteil zu bauen.
Anfangs, noch etwas überfordert mit den vielen Schaltungen, habe ich eine Platine hergestellt. Problem nur, das sie nicht gespiegelt
ist, ich das nicht gemerkt habe und einige Bauteile nicht unmittelbar auf Lager waren. Kurz um, ... die Platine liegt nun
in der Schublade und wartet dort auf die Verwertung. Die Schaltung dazu und auch das Layout sollte man recht schnell über Google
finden können. Die Platine steht daher frei, wenn bedarf besteht.
Vier dieser kleinen Kraftprotze werden später, parallel verschaltet, die Energie abbremsen.
Leider gestaltet sich, bedingt durch die Kühlkörperbauform, die Montage der Leistungstransistoren etwas umständlicher.
Ein nicht ganz unwichtiger Aspekt der Montage, ist das Isolierte aufbringen der Transistoren, um das keine elektrische
Verbindung zwischen Transistoren und Kühlkörper bestehen. Die Schaltung jagt quasi den positiven Pol durch
den Leistungsteil (Emitter - Kolektor) unter Umständen einen Kurzschluss mit dem Kühlkörper erzeugen.
Hier sieht man die Lamellen des Kühlkörpers. Die Oberfläche ist groß, aber leider nicht groß genug.
Eine kleine Platine, huckepack auf dem Kühlkörper, beinhaltet die Emitterwiderstände, welche einen gleichmässigen Stromfluss
durch den Transitor sicherstellen. Die kleinen blauen Widerstände, liegen an der Basis. Diese kleinen Zwerge begrenzen den Stromfluss
durch die Basis.
Hier sieht man die Schaltung. Sie ist sehr einfach aufgebaut und nutzt den 7812 Spannungsregler mit Stombegrenung und Kurzschlussschutz, als
Regelelement um die KD503 anzusteuern. Noch etwas Bauteile drum herum platzieren und schwups ist die Schaltung schon fertig. Aufwendig
ist immer nur die platzierung der Bauteile und Platinen. Denn, sowas mache ich intuitiv...wie es gerade kommt. Die Schaltung selbst,
findet man 12Volt 20Ampere 2N3055 auf dieser Seite.
Scrollt man auf dieser Seite etwas runter, taucht auch der Schaltplan auf.
Hier sieht man die kleine Platine im Detail. Die Emitterwiderstände, sind selbst gebaut. Ich habe normale 10Watt Widerstände benutzt
und diese mit Konstantan bewickelt. Dieser Draht mit seiner besonderen Legierung, kann über einen weiten Lastbereich (Temperaturbereich)
einen recht konstanten Innenwiderstand aufweisen und eignet sich daher wunderbar als Widerstandsdraht...wofür diese Legierung
auch erfunden wurde.
Die kleine Platine mit seinen Bauteilen, stellt die Steuerung da. Ein 7812, montiert auf einen viel zu großen Kühlkörper, steuert
die Basen der einzelnen KD503 an. Da die Schaltung vorsieht, die Spannung in einem engen Rahmen verändern zu können, wurde der 7812
so verschaltet, das sein Masseanschluss etwas positiver gemacht wird als es eigentlich der Fall ist. Wenn man nun mit einem
Potentiometer die Masse des 7812 verschieben kann, ist auch ein 7812 Festspannungsregler plötzlich in Maßen einstellbar. Und, Tadaa...
ich kann selbst auf 20Ampere eine geregelte und einstellbare Spannung entnehmen. Selbst mit einem LM317, einem
einstellbaren Spannungsregler ist die Schaltung machbar. Wird jedoch die Ausgangsspannung auf 5V eingestellt und der Trafo liefert immer
noch seine 24Volt, müssen die restlichen 19Volt komplett zerheizt werden...furchtbar ineffizient, wenn man
den Trafo nicht auf einzelne Wicklungen umschalten kann.
Uff, noch eine Platine. Sehr unspektakulär! Es sind zwei 7812 Spannungsregler, getrennt aufgebaut. Einer dient mit seiner
12Volt Ausgangsspannung für den Betrieb der Lüfter, der andere wird auf knapp 14Volt gepusht und wird für den Betrieb des
Thermometers und des Spannungsmesser benutzt. Leider funktioniert die schon fertige Schaltung der Temperaturregelung nur
mit 14Volt zuverlässig. Dadurch ist ein weiterer kleiner Transformator nötig.
Der Kühlkörper, ... ein Stück aus einem PC-Netzteil.
Der Transformator, ... ein Verbleibsel aus einem Messgerät.
Das eine auf dem anderen, und fertig ist das kleine Netzteil. Es brunmmt, es wird warm, es funktioniert.
Hier sieht man die Gleichrichterschaltung, mit dem auf den Kühlrippen montierten 25Ampere Brückengleichrichter. Daneben in blau
der dicke Siebkondensator, mit eigentlich viel zu kleiner Kapazität. Er hat nur 10000µF. Als Fausformel liest man oft von 1000µF
pro Ampere. Halb so wild. Achso, ... man sieht hier gerade den Testbetrieb, daher auch die vielen Strippen.
Hier das ganze in voller Pracht. Ganz wichtig dabei ist die richtig gut verlöteten Kontakte. Es fließen schließlich mal locker 30Ampere
über die Leitungen. Der Brückengleichrichter ist genau genommen schon zu knapp bemessen, denn schon bei 15Ampere wird der
Kühlkörper ordentlich warm.
Als Transformator nahm ich, blöd wie ich war, wie in der Anleitung einen mit 24Volt Ausgangsspannung und wickelte ihn
auf 18Volt ab. Nur, habe ich nicht bedacht, das dieser Trafo für 24Volt auf 10Ampere ausgelegt ist. Kurz um, wenn er auf 18Volt abgewickelt ist, weiterhin
seine 10Ampere abgeben kann, ich aus dem Netzteil 12Volt entnehme ist die Differz knapp 8Volt. 8Volt? Ja, 8 Volt!! Wenn ich
18Volt gleichrichte, habe ich gute 20-21Volt an Gleichspannung. Belaste ich diese 12Volt nun mit 10Ampere, bricht mir das Netzteil Stromseitig
zusammen, weil der Eisenkern des Trafos in seine Sättigung geht. Kurz um... der Vergaser ist zu klein für den Motor. Also, muss sein unbehandelter Bruder
herhalten, welcher noch seine 24Volt besitzt. Versuch macht kluch
Seite 1 Seite 2 Seite 3
Auf der zweiten Seite gehts weiter!
Di / 17.04.2024
