Alimentatore lineare (regolabile) 12,6V - 5A

Con l'obiettivo di realizzare un alimentatore stabilizzato a 12,6V con corrente di uscita di 5A, per il mio T-AMP 2020, mi sono messo a cercare sul web cosa è stato già realizzato...
Perchè inventare nuovamente la ruota? Ricorda: è facile che qualcuno ci ha già pensato prima di te!

Allego lo schema dell'alimentatore con uscita regolabile da 1.2V a 16V con 5A di corrente.

Di seguito l'elenco componenti:
F1=250mA (Fusibile)
S1=Interruttore
B1=Ponte raddrizzatore da 10A
C1=10.000uF (oppure 3 condensatori da 4.700uF)
R1=270 1/4W 2%
C4-C5=10uF 25V (Elettrolitici)
TR1=5K (Trimmer multigiri)
D1-D2=1N4007
C2-C3=100nF 100V (Poliestere)
IC1=LM338
T1=Trasf. toroidale 230V/2X9V 80VA (Rif. RS-671.8974)

L'idea è quella di riutilizzare il case di un vecchio alimentatore per PC, riutilizzando quindi presa e interruttore di alimentazione a 220V.
Cuore del circuito è il regolatore di tensione LM338 che può lavorare fino a 7A di corrente (5A continui garantiti) di picco garantita sui brevi periodi. E' regolabile sino a 1,2V minimi, dispone di un controllo temperatura; protetto sui corto circuiti all’uscita.
Di seguito incollo il link del datasheet (LM338K - TO3)
(LM338K - TO3)
Vista la presenza di condensatori elettrolitici collegati al regolatore, è obbligatorio usare i diodi di protezione per evitare che quando viene tolta la tensione all’ingresso di quest’ultimo, ad esempio spegnendo l’alimentatore, il condensatore si scarica nell’uscita dell’integrato. La corrente che circola deriva dalla tensione di uscita, dalla resistenza interna del condensatore e dalla resistenza interna dell’integrato.

In genere nessun condensatore antioscillazione è richiesto se l’integrato è posto a meno di 5 cm dal condensatore di filtro all’uscita del ponte. In pratica, visto l’esiguo costo aggiuntivo paragonato ai benefici ricavabili, è bene prevedere un condensatore ceramico da 0,1uF sia all’ingresso che all’uscita dal LM338, il più vicino possibile ai terminali.
Inserendo inoltre questi condensatori si migliora l’immunità ai disturbi RF, aumenta la risposta sui transienti della corrente di carico e si abbassa il “rumore ” proprio dell’alimentatore (il ripple residuo sulla continua).
Armato di saldatore e basetta millefori iniziamo i lavori...

Come si vede era tranquillamente possibile ridurre le dimensioni del circuito stampato, dispondendo il raddrizzatore appena sotto il condensatore.
La fretta di realizzarlo fa commettere errori; diciamo che come prototipo può andare...
Ho poi forato la parete del contenitore per alloggiare il PCB in verticale; quindi ho fissato 4 viti di 3mm con i dadi indetermedi che fungono da separatori.
Ho tenuto alto il condensatore elettrolitico da 10.000uF per fare posto al trasformatore toroidale; che misura infatti 93mm di diametro per 38mm di altezza.

Per fissare il trasformatore ho acquistato su RS anche la rondella di gomma art. 671-9214 e il disco di metallo art. 671-9208 (Attenzione che questi come molti articoli vengono venduti in 10pz come unità minima).
Ed ecco una foto dell'alimentatore montato, testato e regolato per una tensione di 12,6V stabilizzata come da specifiche per il mio T-AMP 2020.

Il portafusibile è stato saldato direttamente dietro la presa di alimentazione dei 220V e l'interuttore bipolare.
Di seguito riporto la misura del ripple residuo; l'oscilloscopio è accoppiato in AC con 5mV/div di scala verticale e 10sec/div dei tempi:

L'ondulazione residua picco-picco risulta di 4,5mV; quindi il ripple residuo risulta essere: 4,5mV/12,6 * 100 = 0,0357%
Si nota che il ripple, in questo caso, non è un residuo dei 50Hz ma, è dovuto all'amplificazione del rumore prodotto dai componenti.
Si notano picchi di rumore che superano anche i 4,5mv pp; per ridurre
l'effetto si può inserire nell'uscita un filtro a pi-greco (prossimo post) composto dal condensatore già presente da 10uF, una bobina composta da una quarantina di spire avvolte su una ferrite ad anello seguito da un altro condensatore da 10uF.

Generalmente il ripple per gli alimentatori lineari risulta essere di qualche mV contro valori tra 20mV e 50mV per quelli switching (il mio T-AMP ha in dotazione uno switching di produzione cinese Hua Qiang - Modello: HQ-60W-12V).

Per ultimo una foto dell'alimentatore acceso durante la taratura e misura del ripple.

A breve (prossimo post) qualche foto dell'alimentatore ultimato con la finestra di plexiglass in alto a chiudere il contenitore.

PS: Rispetto lo schema riportato ho aggiunto un led rosso ad alta luminosità con resistenza in serie da 880Ohm