Popis obvodu

Jedná se o velmi jednoduché zapojení,ovšem bez překmitů, špatné stability výstupního napětí a podobných problémů, které se často u podobných jednoduchých konstrukcí vyskytují (často vznikají kopírováním nějaké základní chyby). Vzniklo jako reakce na velké množství nejrůznějších návrhů jako kompromisní, ale funkční řešení (tím samozřejmě nechci říct, že jiné návrhy nefungují). Připomínám, že pro správnou funkci je nutný rozdíl mezi Uin a Ustab alespoň 5V.
Základem je poměrně málo využívaný obvod TL431, který na rozdíl od LM317 používá jiný vztažný bod pro referenci a umožňuje bezproblémové připojení výkonových tranzistorů (funguje jako regulovatelná zenerova dioda). Nevýhodou je minimální hodnota napětí 2.5V (odpovídá referenčnímu napětí). Jako minimální zátěž slouží odpor R7 (lepší řešená je je použití proudového zdroje jako zátěže, ale jak už jsem psal, jedná se o jednoduchý zdroj). Odpor R5 je třeba zvolit s přihlédnutím k maximálnímu zatížení zdroje,napájecímu napětí a zesilovacímu činiteli tranzistorů.

Mezní hodnota R5 je (pro povolenou výkonovou ztrátu TL431) : ( Uin^2 ) / R5 < 0.7 [V,ohm,W]

Funkce proudové pojistky

Proudová pojistka funguje tak, že omezí maximální proud do zátěže na hodnotu, nastavenou potenciometrem OMEZENÍ PROUDU. Ze zdroje napětí se tak stane zdroj konstatního proudu, čili napětí na jeho výstupu se omezí tak, aby do zátěže tekl právě proud nastavený potenciometrem OMEZENÍ PROUDU.

Zdroj jako nabíječka gelových akumulátorů

Potenciometrem REGULACE NAPĚTÍ se nastaví konečné napětí akumulátoru (t.j. pro aku 12V cca 14V) a potenciometrem OMEZENÍ PROUDU se nastaví hodnota podle povoleného max. nabíjecího proudu akumulátoru. Pokud je hodnota neznámá, nastaví se 1/10 kapacity akumulátoru. Takto nastavený zdroj lze ponechat připojený na akumuláoru neomezenou dobu, protože po nabití aku prakticky přestane téct do akumulátoru proud. Jako ochrana zdroje proti externímu přepětí slouží dioda D1, která zamezí zničení zdroje v případě, že napětí teče do zdroje (pokud dojde k proražení emitorových přechodů regulačních tranzistorů v závěrném směru,většinou je se zdrojem konec). Stejně tak jej spolehlivě zničíte, pokud akumulátor připojíte naopak (t.j. plus na mínus), protože dojde z uzavření cesty přes TL431 a emitory tranzistorů - pro tento případ je dobré doplnit výstup ochrannou paralelní diodou (nějakou odolnou, např. P600A) a tavnou pojistkou.

Modifikovaná varianta

Pokud zapojení doplníte přepínačem a relátkem (viz druhé zapojení), získáte volitelně další stupeň ochrany, kdy můžete volit mezi funkcí OMEZENÍ PROUDU a JISTIČ. Funkce JISTIČ funguje jako klasický proudový jistič, po překročení nastaveného proudu sepne relé a přes diodu D4 a spínací kontakt zůstane sepnuto. Současně se díky diodě D3 sníží napětí na výstupu na 0V. Relé by šlo nahradit tyristorem, ale přece jenom relé je trošku pomalejší, což je výhoda, protože nespíná při náhodných velmi krátkých proudových špičkách (má charakteristiku bližší skutečnému jističi).

Bezpečná regulace napětí

Všimněte si odporu Ro na druhém schematu. Pro normální funkci nemá žádný význam, pouze zajišťuje, že pokud jezdec potenciometru ztratí kontakt (např. opotřebením), bude vždy zaručeno, že napětí na výstupu zdroje poklesne, což je jistě bezpečnější stav, než kdyby se při regulaci objevovaly náhodné napěťové špičky. Ošetření podobných stavů kondenzátorem je nevhodné, protože zhoršuje odezvu zdroje na impulsní odběr,navíc při zapnutí způsobuje překmity nastaveného napětí.

Využití tranzistorů FET jako zdrojů (téměř) konstantního proudu

S touto úpravou lze ušetřit trošku zbytečně vyzářené energie ve formě tepla. Je potřeba vybrat tranzistory s co nejmenším napětím Vgs(OFF),např. BF245A, a podle něj nastavit emitorové (source) odpory tak, aby přes zdroj proudu tekl proud cca 5mA. Ve schematu je zdroj proudu označen žlutým obdélníkem. Pro správnou funkci je nutný rozdíl mezi napájecím a výstupním napětím minimálně [Vgs(OFF) + 2.5V] . Požadovaný parametr je v následující tabulce označen fialově. Odpor R5 se pochopitelně vynechá.