ALIMENTATORE
da 20A ( e piu') a tensione variabile

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Ancora un altro alimentatore ???? ...... SI.
Questo alimentatore e' nato dall'esigenza  di liberarmi di un po' di "rottami": trasformatori, contenitori metallici, dissipatori e dei grossi condensatori; che farci?
Ma un alimentatore, ovviamente !
Questa volta viene stabilizzato il ramo negativo, con il risultato di poter utilizzare gli economici 2N3055 (recuperati anch'essi) con il collettore direttamente collegato al dissipatore (senza usare la mica isolante).

IL TRASFORMATORE

Mi ritrovavo un trasformatore con un secondario da 19 V; un calcolo sommario della potenza disponibile puo' farsi dalla sezione del nucleo dello stesso ma ho preferito agire da radioamatore (HI); ho preso una matassa (100 mt) di cavo per impianti elettrici, ne ho misurato la resistenza elettrica con un tester (circa 1,1 ohm) e l'ho collegata al trasformatore: dopo circa trenta secondi questo non era ancora saltato per aria rimanendo pure freddo, mentre il cavo elettrico cominciava a riscaldarsi; facendo due calcoli veloci il trasformatore mi forniva (almeno) 19 / 1,1 = 15-18 ampere: OK, poteva andare.

IL PONTE DI DIODI

Poiche' i diodi di tale ponte vengono sottoposti normalmente a tensioni pari a Vout x 2,828, e' bene sceglierne uno con PIV di almeno 3 - 4 volte la tensione presente all'uscita del trasformatore (19x3=57V);
stesso discorso vale per la corrente: deve poter sopportare almeno 3 volte la corrente nominale (18-20A x 3= 50A).
Nel mio caso disponevo di un ponte raddrizzatore da 25A che ho usato, ed infatti durante il collaudo (accensione e spegnimento con max carico collegato e condensatori scarichi) ha fatto la fumata (in realta' ha perso l'isolamento verso uno dei diodi danneggiandomi il regolatore e, per fortuna, solo quello);
l'ho sostituito con un  35A-600V.

LA CAPACITA' DI FILTRO

Per un raddrizzatore a ponte, la formula da usarsi per calcolare il valore della capacita C di livellamento e' la seguente:

C= 1,8 x (I / VR)

dove 1,8 e' una costante, I e' la massima corrente in mA, VR e' il massimo ripple ammissibile in Volt;
nel caso in cui al condensatore segua un vero e proprio stadio stabilizzatore (come in questo caso), allora si puo' abbassare il valore ottenuto anche del 40%; nel mio caso, supponendo un assorbimento continuo di 10-15A, ho usato 2x 22000 microF / 40VL.
per quanto riguarda la tensione di lavoro, e' bene dimensionarli per un almeno il 25% in piu'.

L'INTEGRATO STABILIZZATORE

Ho utilizzato un  regolatore stabilizzatore fisso LM7912.
Lo schema base e' quello nella figura che segue;

U1 fornisce solo parte della corrente richiesta dal carico, valore limitato da R1; sotto questa soglia Q1 e' interdetto e non fornisce corrente, mentre il carico e' alimentato interamente da U1; se c'e' una maggiore richiesta di corrente, allora la caduta di tensione sui capi di R1 supera i 0,7V e Q1 entra in conduzione fornendo il resto della corrente;
R1, come gia' detto fissa la massima corrente che U1 puo' far passare;
Q1 permette di ottenere una corrente stabilizzata non limitata a quella sopportabile da U1 (al massimo 1,5A);
nel caso pratico Q1 e' composto da vari transistor in parallelo ma per quanto riguarda il calcolo viene considerato un singolo transistor (e' sufficiente in seguito suddividere egualmente le correnti e le dissipazioni).
R2,R3 e V1 formano un partitore che permette di variare la tensione di uscita; D1 evita che eventuali correnti inverse rientrino in U1.

I TRANSISTOR FINALI

La corrente richiesta in uscita e' di 20 Ampere
La tensione all'ingresso dello stabilizzatore e' pari a

(19 x 1,414)-1,4 = 25,4 a vuoto

sotto carico si presume pari a

25.4v x 0,9 = 23v circa

Consideriamo il caso in cui sia richiesta una tensione stabilizzata in uscita di 13,8V (per alimentare un RTX) a 20 Ampere (continui);
In queste condizioni i transistor finali si trovano a dover dissipare circa 180W; nel dimensionamento del transistor e' bene sceglierne uno con dissipazione almeno 3 volte superiore (quindi consideriamo 500w);

E' chiaro che un transistor simile non esiste (nel mio cassetto);
pero' abbondano i 2N3055, dalle seguenti caratteristiche:

100V di tensione massima;
15 Ampere di corrente massima sul collettore;
115W di dissipazione
usandone sei in parallelo abbiamo una potenza dissipabile di circa 700w, quello che a noi serve.
In serie con i vari emettitori mettiamo delle resistenze di equalizzazione da circa 0,05/0,01 ohm
Avendo usato un LM7912 in contenitore plastico ho aggiunto (per sicurezza) un settimo 2N3055 (o qualsiasi altro NPN) in funzione di pilota.

Lo schema definitivo e' simile a quello appena visto;
I cavo andranno dimensionati per la corrente richiesta

diametro=0,7 * SQRT ( I )

quindi per 20A useremo un cavo di circa 3mm di diametro (sezione 8 mm quadrati).
Mantenere i cavi quanto piu' corti possibile e serrare bene i capicorda per evitare che, sotto pieno carico, ci siano cadute di tensione.
In molti alimentatori il negativo e' isolato dalla carcassa; questo e' in genere un bene pero' nel caso di un carico costituito da un RTX va fatta una precisazione; gli RTX infatti hanno in genere il negativo a massa; questo significa che il morsetto di alimentazione negativo e' in comune con la carcassa ed il negativo della presa d'antenna (e quindi, eventualmente, il palo, la terra del palazzo ecc.);
Poiche' lo scopo principale di questo RTX e' appunto alimentare un RTX, onde evitare indesiderati loop, ho deciso di collegare in partenza il negativo a massa.

PROTEZIONI
Le protezioni piu' stupide sono sempre le piu' utili:
-interruttore generale bipolare,
-filtro di rete in ingresso,
-fusibile sull'ingresso e sull'uscita e
-una manciata di condensatori di by-pass e VK200 contro eventuali rientri di RF;
oltre a queste ho previsto un limitatore di corrente assorbita dal carico
La protezione consiste in un rele' (normalmente attivato) che viene diseccitato (togliendo tensione in uscita) quando si supera una certa soglia;

LO STRUMENTO

Il primo strumento recuperato e' stato adattato come voltmetro,
mettendo una resistenza in serie e ridisegnando la scala con software dedicato (by wb6bld).

NOTE
-inizialmente l'integrato stabilizzatore oscillava a frequenze ultrasoniche ed era molto instabile; ho risolto semplicemente togliendo il condensatore alla sua uscita.
- alimentando  il circuito della protezione dallo stesso alimentatore causava un peggioramento della stabilizzazione;
ho risolto usando un piccolo trasformatore separato.

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73 de iz7ath, Talino Tribuzio