Filtered rectifier 12V/12A
Aparatul este util pentru testarea unor montaje care urmeaza sa fie montate pe autovehicole.
Destinatia initiala, pentru care s-a construit acest redresor, a fost alimentarea unui amplificator audio de putere, montat in mod normal pe masina, pentru a putea fi folosit la diverse ocazii fara a mai fi nevoie de bateria masinii.
Pentru ca domeniul in care variaza tensiunea de iesire sa nu fie exagerat de mare intr-o plaja de curenti cat mai larga, sursa nefiind stabilizata, ci un simplu redresor cat mai ieftin, este necesar a se adopta solutii prin care randamentul sa fie cat mai mare posibil, prin reducerea pierderilor atat cat permite configuratia schemei.
In acest scop, pentru a reduce la jumatate pierderile pe diodele redresoare, am adoptat o schema de redresare cu punct median, evitand clasica punte redresoare, la care in ficare semialternanta sunt deschise cate 2 diode care apar in serie, strabatute fiecare de curentul de sarcina.
Transformatorul are 2 infasurari secundare identice, fiecare infasurare lucrand pe o semialternanta, astfel ca acestea se dimensioneaza pentru jumatate din curentul debitat in sarcina.
Pentru scopul in cara a fost executat, o putere de cca 180VA a fost suficienta, astfel ca s-a adoptat un miez magnetic din tole E20+I20 de 16cmp, grosimea pachetului de tole fiind de 4cm.
Pe o carcasa din textolit s-a bobinat intai primarul, care contine 10 straturi din sarma CuEm de 0.60mm (diametrul, inclusiv email fiind 0.64mm), punand dupa fiecare 2 straturi cate un strat izolator de folie poliesterica (PES) de 15 microni, numarul total de spire fiind 690, cu prize la spirele 630 si 660.
Sarma utilizata are seciunea de 0.283mmp, astfel ca la o densitate de curent de 3A/mmp luata in calcul, va permite o incarcare cu 0.85A.
Dupa izolarea ingrijita a primarului cu 2 straturi de novolit, s-a bobinat secundarul, compus din 2 infasurari identice de cate 36 spire, care ocupa in total 3 straturi, din sarma CuEm de 1.75mm (diametrul, inclusiv cele 2 straturi de email fiind 1.85mm). Sectiunea sarmei de bobinaj fiind 2.4mmp, fiecare infasurare este incarcata cu 7.2A la o densitate de curent de 3A/mmp, ceea ce corespunde cu un curent total debitat (corespunzator ambelor semialternante), de 14.4A.
Miezul s-a tolat intretesut (cate 2+2 tole), continand 144 tole E20 si 144 tole I20, la tolare tinandu-se cont de fata izolata a fiecarei tole.
Strangerea miezului s-a facut cu prezoane M4x65, izolate fiecare in tub linoxinic, evitandu-se si pe aceasta cale eventualele pierderi suplimentare in miez.
Dupa impregnare si uscare in cuptor, s-a testat izolatia intre primar si secundar, apoi s-a aplicat infasurarii totale de 690 spire a primarului, o tensiune de 240Vef, masurandu-se un curent in gol de 35mAef si o tensiune totala pe cele 2 secundare inseriate de 24.5V (2x12.25V). Curentul de magnetizare masurat (care constituie si o masura a pierderilor), confirma tolarea corespunzatoare si izolarea ingrijita a prezoanelor de strangere.
In continuare, punand la iesire diverse rezistoare de sarcina, s-au masurat tensiunile si curentii, calculandu-se pentru fiecare caz puterea debitata in sarcina, rezultand datele inscrise in urmatorul tabel:
Pentru fiecare din cele 2 brate sunt utilizate cate 2 diode paralel, supradimensionarea asigurand un coeficient de siguranta sporit si, totodata permitand montarea unei capacitati de filtraj de 0.2Farad, adica doua sute mii microfarazi fara masuri suplimentare de limitare a curentului decat limitrea asigurata de transformatorul prezentat mai sus.
Daca diodele n-ar rezista la curentul initial de incarcare a condensatorului de filtraj, ar fi necesar un timer cu releu ale carui contacte sa scurtcircuiteze dupa un timp de la pornire, un rezistor de putere inseriat intre catozii diodelor si plusul condensatorului de filtraj, care limiteaza curentul initial, asigurand asa-numitul "soft-start", solutie incomoda in cazul de fata datorita valorilor mari ale curentului de sarcina necesar.
Conexiunile de la anozii celor 4 diode la cele 2 borne ale transformatorului se fac cu cate 2 fire flexibile izolate in cauciuc siliconic cu sectiunea de 2.5mmp fiecare, punerea in paralel a firelor, doua cate doua, facandu-se direct pe bornele transformatorului.
Fiecare grup de 2 diode se monteaza pe cate o placa de aluminiu de 125x100x2mm, cu rol de radiatoare. Diodele sunt toate cu catodul la capsula, astfel ca cele 2 placi sunt conectate electric intre ele prin intermediul unui profil din aluminiu care le uneste, dar sunt montate pe sasiu cu ajutorul a doua coltare confectionate la cald din material plastic.
Filtrarea tensiunii redresate este asigurata de catre un banc de condensatoare electrolitice. Pe o placa de sticlotextolit simplu placat 126x80mm se monteaza 20 condensatoare avand fiecare 10000 microfarazi la 25V, conform schitei urmatoare:
Placa cu condensatoare electrolitice este fixata de ansamblul diodelor redresoare
prin intermediul a 4 distantiere din alama formand un ansamblu compact tip "sandwich".
Conexiunile intre cele doua subansamble se fac cu conductor flexibil de 2.5mmp cu izolatie din
cauciuc siliconic, conexiunile fiind dublate pentru a asigura sectiunea necesara curentilor mari
care circula prin aceste conductoare.
Radiatorul diodelor este conectat electric la borna plus a condensatoarelor electrolitice
prin cele 4 distantiere din alama.
Shuntul pentru ampermetru este confectionat din manganina, etalonat astfel ca la 24A (capul de
scala al instrumentului), sa aiba la borne o tensiune de 75mV.
Un capat al acestuia este bine fixat prin surub, direct pe radiatorul diodelor redresoare, fiind
inseriat intre acesta si borna de iesire pozitiva a aparatului.
Cutia aparatului este confectionata din tabla de otel conform schitelor urmatoare:
Probele finale dupa asamblarea redresorului au condus la urmatoarele rezultate:
