presenta:
Caricabatterie a corrente costante
fino a 12 A
Mi sono reso conto che, in alcuni casi, sono richieste correnti molto elevate, ben oltre i 3-5 A. Nel prosieguo vi illustro una variante capace di erogare, i tutta sicurezza fino a 12 A .
Naturalmente occhio alla sezione dei fili di collegamento interni (almeno 4 mmq) e ottime saldature; i cavi di collegamento alla batteria, specialmente se lunghi, siano da10-12 mmq. Siate sicuri che la corrente nominale erogata dal trasformatore sia almeno di 3-4 A superiore alla corrente che vorreste prelevare e che la sua tensione non superi i 16 V a.c. e non sia inferiore ai 15 V a.c., perchè per correnti molto alte il trasformatore potrebbe tendere a "sedersi" e a scaldare.
L'MJ3001 (Wmax = 150 W) è sostituibile dall'MJ11012 (Wmax 200 W) e comunque da qualsiasi altro darlington di potenza almeno 150W. Per correnti fino a 7-8 A il 2N3772 (Wmax 150 W) può essere sotituito da un 2N3055. Non ritengo il caso di sostituire il 2N3772 con un darlington, tuttavia qualora lo faceste calcolate RY = 1,4 : A, poichè la tensione base-emittore, in un darlington, è appunto 1,2-1,4 V. D1 è meglio che sia da 20-25 A e non da 15 come mostrato in figura.
Naturalmente occhio alla sezione dei fili di collegamento interni (almeno 4 mmq) e ottime saldature; i cavi di collegamento alla batteria, specialmente se lunghi, siano da10-12 mmq. Siate sicuri che la corrente nominale erogata dal trasformatore sia almeno di 3-4 A superiore alla corrente che vorreste prelevare e che la sua tensione non superi i 16 V a.c. e non sia inferiore ai 15 V a.c., perchè per correnti molto alte il trasformatore potrebbe tendere a "sedersi" e a scaldare.
L'MJ3001 (Wmax = 150 W) è sostituibile dall'MJ11012 (Wmax 200 W) e comunque da qualsiasi altro darlington di potenza almeno 150W. Per correnti fino a 7-8 A il 2N3772 (Wmax 150 W) può essere sotituito da un 2N3055. Non ritengo il caso di sostituire il 2N3772 con un darlington, tuttavia qualora lo faceste calcolate RY = 1,4 : A, poichè la tensione base-emittore, in un darlington, è appunto 1,2-1,4 V. D1 è meglio che sia da 20-25 A e non da 15 come mostrato in figura.
Esso consta dell'aggiunta di TR2, il quale consente di raddoppiare la corrente erogata.
Finchè TR1 non supera i 6 A di corrente TR2 è inerte, ma quando ciò avviene, su RY si crea una caduta di tensione di 0,7 V, che manda in conduzione TR2. Ora TR1, oltre la corrente erogata, fornirà solo la corrente di base affinchè TR2 fornisca gli antri 6 ampere.
Vediamo ora la massima corrente prelevabile e le alette di raffreddamento di cui dotare i due transistor, per la massima sicurezza di funzionamento. E' chiaro che rinunciando alla massima sicurezza si può ottenere di più, ma non ve lo consiglio.
Caratteristiche di MJ3001:
Wmax 150
Rjc 1,15 °C/W
Tj temperatura max di giunzione 200°C
Caratteristiche 2N3772
Wmax 150
Rjc 1,17 °C/W
T° temperatura max di giunzione 200°C.
Vediamo le condizioni peggiori: quando la batteria è scarica (11 V) ai capi di 2N3772 c'è una differenza di potenziale = (21-11) = 10 V, mentre ai capi di MJ3001 di 10- 0,7 (tensione emittore-base di TR1) = 9,3.
La potenza massima di MJ3001 in sicurezza:
(Tj - Ta) : (Rjc+Rcd+Rda) = W
Ta= 30°C (valore di sicurezza)
Wsicuri = 75% Wmax = 150 W
Rja = 1,15°C/W;
Rcd = 0,2°C/W con pasta al silicone;
Rda = 0,5°C/W resistenza termica del dissipatore
(150- 30) : (1,15 + 0,2 + 0,5) = 65W
Allora essendo di 10 V la differenza di potenziale:
65 W : 10 V = 6,5 A
La potenza massima di 2N3772 in sicurezza:
(Tj - Ta) : (Rjc+Rcd+Rda) = W
Ta= 30°C (valore di sicurezza)
Wsicuri = 75% Wmax = 150 W
Rja = 1,17°C/W;
Rcd = 0,2°C/W con pasta al silicone;
Rda = 0,5°C/W resistenza termica del dissipatore
(150- 30) : (1,17 + 0,2 + 0,5) = 64W
Allora essendo di 10,3 V la differenza di potenziale:
64 W : 9,3 V = 6,88 A
Pertanto la corrente massima prelevabile con ottimo margine di sicurezza è di oltre 13 A, servendosi di dissipatori da 0,5°C/W, mentre la temperatura dei dissipatori (con temperatura ambiente di 25°C) sarebbe attorno ai 57°C.
A questo punto RX andrà calcolata per 12 A.
0,7 V : 12 A = 0,06 ohm circa, 10 W.
Il condensatore di livellamento C1 sara da 22000 μF (ventiduemila) e C2 da 6800 μF (seimilaottocento).
Tuttavia con l'uso di una ventola è possibile aumentare la corrente prelevata; leggete l'elaborato al seguente indirizzo.
http://isoondaomradio.weebly.com/i-dissipatori-di-calore-per-transistor.html
C'è da dire che trattandosi di un caricabatterie non sarebbe necessario livellare troppo la tensione.
Si guadagnerebbe anche in ben minore dissipazione di calore, se la tensione fosse sì raddrizzata, ma ondulata; io vi do i valori di C1 e C2 per una tensione ben livellata anche per alte correnti di modo che il limitatore di corrente funzioni in continuazione, poi vedete voi. E' certo che se il livellamanto non sarà sufficiente, quando la corrente fornita dalla tensione raddrizzata pulsante scenderà al di sotto del limite prefissato il caricabatterie cesserà di erogare, per riprendere quando la corrente risalirà. Questo 100 volte al secondo, sui picchi di tensione e quando andaste a misurare la corrente, la trovereste molto minore di quanto vi aspettereste.
Nella sottostante figura sono visibili le sagome e le dimensioni fisse di alcune alette di raffreddamento, la dimensione non citata è ricavabile dal grafico. Per una resistenza termica di 0,5°C/W si deve contare sui 15 cm, per tutte.
Mi spiego: sono date esplictamente (oltre il resto) l'altezza e la lunghezza, la larghezza si deduce dal grafico.
E' naturalmente tassativo che tutte le dimensioni date nel "datasheet" corrispondano esattamente.
Finchè TR1 non supera i 6 A di corrente TR2 è inerte, ma quando ciò avviene, su RY si crea una caduta di tensione di 0,7 V, che manda in conduzione TR2. Ora TR1, oltre la corrente erogata, fornirà solo la corrente di base affinchè TR2 fornisca gli antri 6 ampere.
Vediamo ora la massima corrente prelevabile e le alette di raffreddamento di cui dotare i due transistor, per la massima sicurezza di funzionamento. E' chiaro che rinunciando alla massima sicurezza si può ottenere di più, ma non ve lo consiglio.
Caratteristiche di MJ3001:
Wmax 150
Rjc 1,15 °C/W
Tj temperatura max di giunzione 200°C
Caratteristiche 2N3772
Wmax 150
Rjc 1,17 °C/W
T° temperatura max di giunzione 200°C.
Vediamo le condizioni peggiori: quando la batteria è scarica (11 V) ai capi di 2N3772 c'è una differenza di potenziale = (21-11) = 10 V, mentre ai capi di MJ3001 di 10- 0,7 (tensione emittore-base di TR1) = 9,3.
La potenza massima di MJ3001 in sicurezza:
(Tj - Ta) : (Rjc+Rcd+Rda) = W
Ta= 30°C (valore di sicurezza)
Wsicuri = 75% Wmax = 150 W
Rja = 1,15°C/W;
Rcd = 0,2°C/W con pasta al silicone;
Rda = 0,5°C/W resistenza termica del dissipatore
(150- 30) : (1,15 + 0,2 + 0,5) = 65W
Allora essendo di 10 V la differenza di potenziale:
65 W : 10 V = 6,5 A
La potenza massima di 2N3772 in sicurezza:
(Tj - Ta) : (Rjc+Rcd+Rda) = W
Ta= 30°C (valore di sicurezza)
Wsicuri = 75% Wmax = 150 W
Rja = 1,17°C/W;
Rcd = 0,2°C/W con pasta al silicone;
Rda = 0,5°C/W resistenza termica del dissipatore
(150- 30) : (1,17 + 0,2 + 0,5) = 64W
Allora essendo di 10,3 V la differenza di potenziale:
64 W : 9,3 V = 6,88 A
Pertanto la corrente massima prelevabile con ottimo margine di sicurezza è di oltre 13 A, servendosi di dissipatori da 0,5°C/W, mentre la temperatura dei dissipatori (con temperatura ambiente di 25°C) sarebbe attorno ai 57°C.
A questo punto RX andrà calcolata per 12 A.
0,7 V : 12 A = 0,06 ohm circa, 10 W.
Il condensatore di livellamento C1 sara da 22000 μF (ventiduemila) e C2 da 6800 μF (seimilaottocento).
Tuttavia con l'uso di una ventola è possibile aumentare la corrente prelevata; leggete l'elaborato al seguente indirizzo.
http://isoondaomradio.weebly.com/i-dissipatori-di-calore-per-transistor.html
C'è da dire che trattandosi di un caricabatterie non sarebbe necessario livellare troppo la tensione.
Si guadagnerebbe anche in ben minore dissipazione di calore, se la tensione fosse sì raddrizzata, ma ondulata; io vi do i valori di C1 e C2 per una tensione ben livellata anche per alte correnti di modo che il limitatore di corrente funzioni in continuazione, poi vedete voi. E' certo che se il livellamanto non sarà sufficiente, quando la corrente fornita dalla tensione raddrizzata pulsante scenderà al di sotto del limite prefissato il caricabatterie cesserà di erogare, per riprendere quando la corrente risalirà. Questo 100 volte al secondo, sui picchi di tensione e quando andaste a misurare la corrente, la trovereste molto minore di quanto vi aspettereste.
Nella sottostante figura sono visibili le sagome e le dimensioni fisse di alcune alette di raffreddamento, la dimensione non citata è ricavabile dal grafico. Per una resistenza termica di 0,5°C/W si deve contare sui 15 cm, per tutte.
Mi spiego: sono date esplictamente (oltre il resto) l'altezza e la lunghezza, la larghezza si deduce dal grafico.
E' naturalmente tassativo che tutte le dimensioni date nel "datasheet" corrispondano esattamente.