Einstellbarer Spannungsregler für meine Modellbahn

Ein Spannungsregler für Leistung bis 10 Ampere

Da meine Modellbahn die unterschiedlichsten Spannungen für
die verschiedenen Schaltungen benötigt,
dann diese Schaltungen auch zum Teil noch höhere Stromstärken haben,
habe ich mich im Netz umgesehen um eine Schaltung zu finden
die meinen Ansprüchen genügt und diese Schaltungen mit analoger
Technik nachgebaut werden kann.

Die einfachen Spannungsregler mit den µA 78xx, LM317 oder dergleichen
sind wegen der maximalen Leistung von 1,5A nicht das was ich brauche.

Nach nicht all zu langer Suche fand ich nun eine passende Schaltung mit
der ich sogar meine gewünschten Spannungen so einstellen kann
wie ich es auch brauche.

Platinen lies ich dann industriell fertigen, davon habe ich noch eine
geringe Menge vorrätig und diese sind für einen geringen Preis
von 5,50€ (plus Versand) bei mir erhältlich.

Hier nun eine bebilderte Serie vom Schaltplan bis zur fertigen Platine:

Der Schaltplan:

Leistungstransistoren 2N3055:

Trimmer zum Einstellen der Spannung:

Der Treibertransistor 2N2222:

Natürlich eine Fassung für den IC-Baustein:

Ein kleiner Keramikkondensator:

Die Lastwiderstände:

Natürlich braucht man auch ein paar Anschlüsse
welche hier mit abgewinkelten Steckerleisten
bewerkstelligt wurden:

Und da die Schaltung bei Leistungsabnahme auch noch gekühlt werden muss
und dieser Kühler auch befestigt werden muss, die dazugehörigen Schrauben:

Was hier bei den Schrauben ganz wichtig ist:
Die beiden Schrauben im mittleren Teil der Platine sind ganz gewöhnliche
Schrauben M4 x 6
Diese sind auf der Unterseite mit Sprengring und Mutter verschraubt.
Die beiden vorderen Schrauben sind M3 x 16, diese sind von der Unterseite
der Platine durchgeführt und auf der oberen Seite der Leistungstransen mit
einem Sprengring und Mutter verschraubt. Diese Muttern werden im jetzigen
Zeitpunkt aber noch nicht fest verschraubt, denn vorher müssen die Schrauben
noch am Kühler selbst eingeschraubt werden.
Erst nachdem auf den Transen etwas Wärmeleitpaste aufgetragen wurde,
setze ich den Kühlkörper auf und verschraube den Kühler mit der Platine.

Was auch noch wichtig ist:

Falls kein Kühler montiert wird, dienen diese beiden kleineren Schrauben vorne
als stromführende Verbindung von der Platine zum Kollektor der Transistoren!
Diese dürfen in KEINEM Fall weg gelassen werden, ansonsten funktioniert
die Schaltung nicht!
Wie auch auf dem Bild erkennbar ist, ist etwas oberhalb, in der Mitte der beiden
Transistoren eine nachträgliche Bohrung von mir gebohrt worden. Das liegt daran,
dass in der ursprünglichen Platine eine andere Kühlungsform geplant war, diese
sich aber nicht bewährt hatte.

Etwas Wärmeleitpaste auf den Transistoren, gut zu sehen die zusätzliche Bohrung
zwischen den beiden Transistoren:

Und nun der Kühlkörper montiert, verschiedene Ansichten:

Gut zu sehen auf dem zweiten Bild die zwei Kontermuttern welche den direkten Kontakt zwischen der Platinenunterseite
und dem Kollektor der Transen herstellen.
Am rechten Bild ist etwas schwer erkenntlich die dritte Schraube welche ebenfalls von der Unterseite der Platine geführt,
zum Kühlkörper geschraubt ist.
Am nächsten Bild dann eine Ansicht der Lötseite mit den Schrauben.
Zur Information:
Die beiden Leistungswiderstände habe ich mit je zwei Schrauben M2 und Zahnscheibe mit Mutter verschraubt, dies ist aber nicht
zwingend erforderlich.

Wie schon weiter oben erwähnt, kann diese Schaltung ganz schön warm werden.....
Je nachdem wie hoch die Eingangsspannung ist und wie hoch die Ausgangsspannung
ist, dementsprechend hoch die Leistung die "verbraten" werden muss.
Wenn also die Eingangsspannung sehr hoch liegt, die Ausgangsspannung "relativ"
niedrig, kann die Schaltung bei einer Leistung von etwa 0,5 A schon so warm werden,
dass man den Kühlkörper bald nicht mehr anfassen kann.
Aus diesem Grund habe ich noch eine Schaltung mit angebaut, welche ich im Land
der aufgehenden Sonne besorgt habe und mit der man z.B. einenLüfter ansteuern kann.
Die Schaltung habe ich mit Schrauben M3 x 16 und Kontermutter am Kühlkörper befestigt.



Den Fühler für die Schaltung wurde auf der Rückseite des Kühlkörper
mit einem Spezialkleber angeklebt.



Der Ventilator wird noch angebaut sobald vorhanden.
Die Spannung für die Lüfterkühlung beziehe ich aber dann von einer
weiteren, externen Stromversorgung welche 12V liefert.

Hier nochmals ein paar Bilder von der gesamten Schaltung:

          

Nun ein paar Eckdaten zu dieser Schaltung:

Leistungsbereich:                              0 - 10A max.
Spannungsbereich Eingangsseite:   12 - 40V max
Spannungsbereich Ausgangsseite:   je nach Eingangsspannung minus ca. 2,5V
Minimalausgangsspannung:            etwa 7,7V


Stückliste:

1      Platine                             selbst hergestellt oder von mir (5,50€ plus Versand)
2      Lastwiderstand                0,1 Ohm 10W
2      Leistungstransistor          2N3055
1      Kleinlasttransistor            2N2222
1      Regelbaustein-IC            LM723CN
1      IC-Fassung                     14-polig
1      Keramikkondensator       100pF
1      Trimmpotentiometer        20k liegend RM 2,5
2      Schrauben                       M4 x 10
2      Schrauben                       M3 x 16
4      Schrauben                       M2 x 8
2      Sprengring                       4,2
2      Sprengring                       3,2
4      Sprengring                       2,2
2      Mutter                              M4
2      Mutter                              M3
4      Mutter                              M2
1      Lötleiste abgewinkelt