Podesivi sklopni krug napajanja - 50 V, 2,5 ampera

Objašnjeni krug napajanja s promjenjivim preklopnim napajanjem dizajniran je oko integriranog sklopnog uređaja za upravljanje napajanjem tipa L4960 tvrtke SGS. Glavne značajke ovog sklopnog regulatora mogu se sažeti iz sljedećih podataka:

Glavne značajke

1. Raspon ulaznog napona: 9-50 VDC
2. Varijabla izlaznog napona od 5 do 40 V.
3. Maksimalna dostupna izlazna struja je: 2,5 ampera.
4. Najveća moguća izlazna snaga je: 100 W.
5. Integrirani sklop mekog pokretanja.
6. Stabilizirana unutarnja referentna razina s ± 4% margine
7. Radi s pregršt vanjskih dijelova.
8. Dežurni faktor: 0-1.
9. Visoka učinkovitost, posjedovanje the do 90%.
10. Ima unutarnju zaštitu od toplinskog preopterećenja.
11. Uključuje unutarnji graničnik struje koji osigurava potpunu zaštitu od kratkog spoja.

Specifikacije pina čipa prikazane su na sljedećoj slici. L4964 je smješten u ekskluzivnom pakiranju s 15 pinova, dizajniranom za rad do 4 A.

Rad ugrađenih sklopova mekog pokretanja i graničnika struje istaknut je kroz dolje prikazane crteže valnih oblika.

Krug za isključivanje prekomjerne temperature u L4960 aktivira se čim temperatura kućišta IC prijeđe 125 ° C. Iz sigurnosnih razloga preporučuje se predloženi krug napajanja s preklopnim načinom rada s rasporedom na transformatoru.

Ulazni napon izmjenične struje na PCB dobiva se iz sekundarnog namota mrežnog transformatora, što znači da je istosmjerna struja na IC najmanje 3 V iznad potrebnog izlaznog napona s najvećom mogućom izlaznom strujom. Razumljivo je da je transformator u osnovi toroidni model.

Opis kruga

Pojednostavljena shema

Na gornjim shemama krugova prikazan je izvedba izmjeničnog dijela mrežnog transformatora i istosmjerno preklopno napajanje. Izmjenični napon sa sekundarne strane ide na pojedinačne ulaze preko opskrbne ploče, dok je središnja slavina spojena na uzemljenje.

Neregulirani ulazni napon, Ui za IC, dolazi kroz punovalni ispravljački krug sastavljen od para 3 A dioda 1N5404, D1-D2, zajedno s filtrom kondenzatorom, Ct. Krug koji se sastoji od R1-C3-C4 ističe pojačanje zatvorene regulacijske petlje. Drugi stupanj sklopa koji koristi C2-R2, konfiguriran je tako da generira frekvenciju oscilatora od približno 100 kHz.

Kondenzator C5 C5 zapravo ima dvije funkcije: ovo određuje vrijeme rampe mekog pokretanja kao što je prikazano na gornjoj slici valnog oblika, kao i prosječnu struju kratkog spoja. Ulaz povratne sprege L4962 povezan je s izlaznim dijelom napona R3-R4. Izlazni napon, Uo, L4960 određuje se pomoću sljedećih izračuna

Uo = 5,1 [(R3 + R4) / R3] s obzirom da je Ui - Uo ≥ 3 V.

Imajte na umu da najniža vrijednost Ui mora biti 9 V. možemo dobiti fiksni izlazni napon od 5,1 V (± 4%) čim se R3 ukloni, a R4 promijeni kratkom vezom. Ako je R3 odabran s fiksnom vrijednošću od 5K6, R4 pojedinačno odlučuje o izlaznom naponu:

Uo = 9 V: R4 = 4K3
Uo = 12 V: R4 = 7K6
Uo = 15 V: R4 = 10K
Uo = 18 V: R4 = 14K
Uo = 24 V: R4 = 20K

Dizajn se može pretvoriti u napajanje s promjenjivim načinom rada pomoću R3 = 6K8 i nadogradnje R3 s potenciometrom od 25K. Dioda D3 ugrađena je za zaštitu IC. Ovaj brzi ispravljač ograničava negativne šiljke na ulaznoj strani prigušnice na neškodljivih 0,6 do 1 V za svako razdoblje isključivanja internog izlaznog tranzistora IC-a.

Da D3 nije tamo, to bi uzrokovalo potencijalni uspon IC 7 da se opasno podigne na mnogo volti ispod potencijalnog tla. Induktor L1, zajedno s diodom D3 i kondenzatorom C6 C7, djeluje poput pretvarača dolje za regulaciju izlaza u preklopljenom načinu rada, uzrokujući tako znatno niže rasipanje topline u usporedbi s bilo kojim drugim linearnim IC krugom poput LM338.

Izgradnja

Kompaktni raspored staza i komponenata na PCB-u može se vizualizirati na sljedećoj slici.

Sastavljanje ploče je zapravo vrlo jednostavno. Započnite odabirom otpornika R3 i R4 kao što je prethodno spomenuto. Prvo sastavite dijelove koji se nalaze oko središta pločice poput R1 ... R4 uključujući C2 i C5.

Prije nego što započnete s lemljenjem dijelova, pobrinite se da su regulator IC1 i napajajuća dioda D1 pričvršćeni kroz vijak / maticu unatrag preko jednog uobičajenog hladnjaka što je dokazano na slici sloja komponente.

Ne zaboravite održavati hladnjak električki dobro izoliranim od metalne pločice IC koristeći deblju podlošku od liskuna i plastičnu čahuru. Možete koristiti tip BYV28 za diodu D3 .. Koji god tip diode bio odabran, provjerite je li mikrofon izoliran ispitivačem kontinuiteta!

Pritisnite ICI i D3 igle u njihove određene rupe na PCB-u sve dok se hladnjak čvrsto ne spusti preko površine PCB-a. Sada zalemite elektrode i odrežite im preostali neželjeni dio vodova. Nakon toga instalirajte ostatak dijelova, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 i D2.

Obavezno pripazite da dioda i elektrolitski kondenzatori pravilno gledaju orijentaciju i polaritet. Potrebno je obratiti pretjeranu pažnju da se spriječi bilo kakva mogućnost kratkog spoja preko namotaja jezgre prigušnice IC hladnjakom. Savjetuje se osiguravanje L1 pomoću središnjeg sklopa najlonskih vijaka i matica.

Ispitivanje i učinkovitost

Započnite postupak ispitivanja provjerom položaja, izolacije i smjera svake komponente na PCB-u prije nego što ploču spojite na sporedne bočne žice transformatora.

Treba imati na umu da je ovom prilagodljivom preklopnom napajanju potrebno opterećenje stalno povezano na izlazu kako bi optimalno radio. Kad se SMPS napaja s 30 VAC i opterećenjem od 2 A priključenim na izlazni napon od 5 V, temperatura hladnjaka ne smije prelaziti oko 60 ° C na sobnoj temperaturi.

Učinkovitost sklopa u takvim okolnostima može se očekivati ​​oko 68%. Učinkovitost se povećava na 80% kada je Uo = 10 V, 85% pri Uo = 15 V, do 87% pri Uo = 25 V, sve s opterećenjem ocijenjenim na 2 ampera.

Datasheet