Zelfbouw gestabiliseerde voeding - Koeling

[Jeroen van Tol]

Voor OpenDCC heb ik een aantal gestabiliseerde voedingen nodig. (15VDC / 4A)
Voor de leuk, en om te kijken of het goedkoper kon ben ik aan de slag gegaan met een ringkerntrafo (uitgang 2 x 15VAC / 4,44A) met daarachter een gelijkrichter, elco, 7815 en 2955, enz.

Maar nu mijn probleem. De 7815, maar vooral de 2955 worden warm/heet en moeten gekoeld worden. Niet dat ik het rekenen met thermische weerstand volledig heb begrepen, ik begreep wel dat we het over een flink koellichaam hebben van onder de 2 K/W
Mijn vraag is nu: Hoe kan het dat er adapters zijn (bv. voor de laptop) welke 4A kunnen leveren zonder ook maar enige koeling?

Daarnaast is de behuizing van de 2955 (TO-3) de emitter. Betekent dat daar straks 15VDC met 4A overheen loopt? En dus ook over het koellichaam? Oftewel, mag je dat aanraken of krijg je dan een oplazer? Want als ik het om veiligheidsredenen in een afgesloten kast moet bouwen dan wordt de koeling een nóg groter probleem...

Groet,
Jeroen.

[HansQ]

De voedingen voor laptops en die in PC's zitten zijn zogenaamde schakelende voedingen die volgens een heel ander principe werken dan de ' klassieke'  voedingen gebaseerd op een 78xx of 79xx stabilisator. Deze laatsten zijn er namelijk op gebouwd om een hogere spanning van een flinke trafo naar beneden te brengen en voeren inderdaad de overtollige spanning af als warmte.

Als je erin geinteresseerd bent hoe zo'n schakelende (PC-)voeding werkt, moet je maar es zoeken naar een paar Elektuur artikelen van een tijd terug, daarin werd dat uitgelegd en hebben ze ook een paar van die dingen 'ontleedt'.
Schrikbarend met hoe weinig en vooral inferieure componenten die (Chinese) voedinkjes toch nog een mooie constante en vlakke spanning kunnen leveren!

Over die 'emitter':
Van 15 Volt krijg je geen enorme optater, maar als je geen kortsluitingen wilt zul je dan inderdaad het koellichaam *in* de kast van de voeding moeten maken...

[HansQ]

...volgens mij ligt de Collector van de 2955 aan het huis???

[Dave van der Locht]

Van 15 Volt krijg je geen enorme optater, maar als je geen kortsluitingen wilt zul je dan inderdaad het koellichaam *in* de kast van de voeding moeten maken...

Dat zal ook wel loslopen.. Op vele commerciële 'klassieke' voedingen wordt deze ook gewoon extern op het koellichaam geplaatst.
Let wel op de pinnen en een metalen kast. In dat geval de pin-gaten gewoon ruim uitboren en een stukje krimpkous om de pinnen ter isolatie.
Niets mis mee.

Groetjes,
Dave

[Jeroen van Tol]

...volgens mij ligt de Collector van de 2955 aan het huis???

Als de emitter het pijltje is heb je gelijk, ik haal ze steeds door elkaar... 

Nu lees ik bij Elektor dat zelf een schakelende voeding bouwen niet echt haalbaar is dus ik denk dat ik maar terug ga grijpen op de kant en klare adapters.
De voeding waar ik mee bezig ben ga ik natuurlijk wel afmaken. Al wordt ie dan groot, lomp, met dikke koelblokken, enz. 
In ieder geval bedankt voor de info!

Groet,
Jeroen.

[Dave van der Locht]

Gewoon je huidige 'lekker klassieke' voeding gereed maken! 
Zo groot, lomp en dikke koelblokken hoeft niet. Ja oke, als je het vergelijkt met een switched PSU wel.
Maar hoeveel ampère-tjes denk je in totaal nodig te hebben?

Groetjes,
Dave

[Klaas Zondervan]

Als de emitter het pijltje is heb je gelijk, ik haal ze steeds door elkaar... 

Volgens de datasheet ligt de collector aan het huis. Dat is zo bij alle transistors waarbij de behuizing elektrisch is verbonden met de transistor zelf. De logica daarachter is dat in de collector het leeuwendeel van de warmte wordt geproduceerd.

[Jeroen van Tol]

Gewoon je huidige 'lekker klassieke' voeding gereed maken! 
Zo groot, lomp en dikke koelblokken hoeft niet. Ja oke, als je het vergelijkt met een switched PSU wel.
Maar hoeveel ampère-tjes denk je in totaal nodig te hebben?

Ik ga er denk ik een allerhande/regelbare/experimenteer voeding van maken.
Gebruik ik het eerste circuit voor vaste uitgangen (18V, 15V, 12V en 5V) met 78xx'en en maak ik het tweede circuit regelbaar (2-18V) met een LM317 ofzo.

De trafo levert 4,44A dus een flinke koeling voor de 2955 is wel nodig. Moet ik dan trouwens per voltage-uitgang een 2955 toepassen als ik tot 4,44A wil gaan of kan ik ook een schakelaar toepassen waarmee je 1 van de 4 uitgangen kiest en daar 1 2955 aan hangen?

Misschien wel zo mooi/handig om bij beide circuits de stroom ook regelbaar te maken. Alleen moet ik daar nog even een schematje voor vinden...

[Dave van der Locht]

Tja... Het is maar wat je onder een flinke koeling verstaat.

Ik heb hier nog ergens een 15V/12A voedinkje liggen, hierbij heb ik gebruik gemaakt van 2 2955-ers.
Het koellichaam is niet veel groter dan 15x10x2 cm en voldoet ruimschoots aan de benodigde specs.

Als je de voeding schakelbaar maakt (18, 15, 12 en 5V), kun je met een enkele 2955 volstaan.
Alleen de output van een 7812 e.d. schakelen volstaat niet. Je dient zowel de input als de output van de 78xx of LM317 te schakelen.
Oftewel, eigenlijk een soort keuze van spanningsregelaar op je 2955.

P.S. wat voor weerstand gebruik je tussen de emitter en basis? Dit omdat je aangaf dat je 78nogiets heet werd, dit hoeft namelijk totaal niet het geval te zijn.
Je 2955 dient het leveren van vermogen over te nemen na een bepaalde grens die je met deze weerstand regelt.

Groetjes,
Dave

[Jeroen van Tol]

Het koellichaam is niet veel groter dan 15x10x2 cm en voldoet ruimschoots aan de benodigde specs.

Ik heb nu twee blokken van 88x35x35mm van 3,2 K/W. Die voldoen prima maar ik vond ze nogal lomp omdat ik de vergelijking maakte met een adapter.

Je dient zowel de input als de output van de 78xx of LM317 te schakelen. Oftewel, eigenlijk een soort keuze van spanningsregelaar op je 2955.

De bedoeling was om de 78xx'n in serie (7818 -> 7815 -> 7812 -> 7805) te zetten. Anders moet bijv. de 7805 4Watt verstoken. Hoe ik dan de 2955 met een schakelaar op de verschillende aftakkingen moet zetten is me nog even niet duidelijk...
De emitter van de 2955 middels een weerstand aan de ingang van de 7818, de base aan de ingang van de gewenste 78xx (schakelaar) en de collector aan de uitgang van diezelfde 78xx (schakelaar)? 

wat voor weerstand gebruik je tussen de emitter en basis? Dit omdat je aangaf dat je 78nogiets heet werd, dit hoeft namelijk totaal niet het geval te zijn.
Je 2955 dient het leveren van vermogen over te nemen na een bepaalde grens die je met deze weerstand regelt.

Dat was een foutje van mijn kant. Ik had een 3K3 Ohm weerstand gebruikt in plaats van een 3,3 Ohm. Bijna goed... 
Volgens de schakeling zou de 2955 het met die weerstand vanaf 200mA over moeten nemen. Nu wordt hij niet zo heel erg warm meer...