Nastavitelný spínaný napájecí obvod - 50 V, 2,5 A.

Vysvětlený obvod s proměnným spínacím napájecím zdrojem je navržen kolem integrovaného spínacího řídicího zařízení napájecího zdroje typu L4960 od SGS. Hlavní vlastnosti tohoto spínacího regulátoru lze shrnout z následujících údajů:

Hlavní rysy

1. Rozsah vstupního napětí: 9-50 VDC
2. Proměnné výstupní napětí od 5 do 40 V.
3. Maximální dostupný výstupní proud je: 2,5 A.
4. Nejvyšší možný výstupní výkon je: 100 W.
5. Integrované obvody soft-startu.
6. Stabilizovaná interní referenční úroveň s rozpětím ± 4%
7. Funguje s hrstkou externích částí.
8. Pracovní faktor: 0-1.
9. Vysoká účinnost, s the až 90%.
10. Má vnitřní tepelnou ochranu proti přetížení.
11. Zahrnuje vnitřní omezovač proudu, který zajišťuje úplnou ochranu proti zkratu.

Specifikace pinů čipu je uvedena na následujícím obrázku. Model L4964 je uzavřen v exkluzivním 15kolíkovém balení, které je navrženo tak, aby zvládlo až 4 A.

Práce vestavěných obvodů pozvolného rozběhu a omezovače proudu je zvýrazněna prostřednictvím níže uvedených výkresů průběhů.

Vypínací obvod pro přehřátí v L4960 se aktivuje, jakmile teplota případu IC překročí 125 ° C. Z bezpečnostních důvodů se doporučuje navrhovaný spínaný napájecí obvod s uspořádáním založeným na transformátoru.

Střídavé vstupní napětí do desky plošných spojů je získáváno ze sekundárního vinutí síťového transformátoru, což znamená, že stejnosměrný proud k IC je minimálně o 3 V nad nezbytným výstupním napětím s nejvyšším možným výstupním proudem. Je pochopitelné, že transformátor je v podstatě toroidní model.

Popis obvodu

Zjednodušené schéma

Výše uvedená schémata zapojení ukazují konstrukci střídavého proudu síťového transformátoru a odpovídající stejnosměrný spínací zdroj. Střídavé napětí ze sekundární strany vede k jednotlivým vstupům přes napájecí desku, zatímco střední odbočka je připojena k zemnímu vedení.

Neregulované vstupní napětí Ui pro IC prochází obvodem usměrňovače plné vlny tvořeným dvojicí 3 A diod 1N5404, D1-D2 a filtračním kondenzátorem Ct. Obvod skládající se z R1-C3-C4 zdůrazňuje zisk uzavřené regulační smyčky. Další obvodový stupeň využívající C2-R2 je konfigurován tak, aby generoval frekvenci oscilátoru přibližně 100 kHz.

Kondenzátor C5 C5 má ve skutečnosti dvě funkce: specifikuje čas rampy pozvolného rozběhu, jak je znázorněno na výše uvedeném tvaru vlny, a také průměrný zkratový proud. Zpětnovazební vstup L4962 je spojen se spojením děliče výstupního napětí R3-R4. Výstupní napětí Uo L4960 se stanoví pomocí následujících výpočtů

Uo = 5,1 [(R3 + R4) / R3] vzhledem k tomu, že Ui - Uo ≥ 3 V.

Všimněte si, že nejnižší hodnota Ui musí být 9 V. jsme schopni získat pevné výstupní napětí 5,1 V (± 4%), jakmile je R3 odstraněn, a R4 změněn krátkým odkazem. Pokud je R3 zvolen s pevnou hodnotou 5K6, R4 individuálně rozhodne o výstupním napětí:

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

Návrh lze převést na napájecí zdroj s proměnným spínáním pomocí R3 = 6K8 a upgradem R3 potenciometrem 25K. Pro ochranu IC je začleněna dioda D3. Tento rychlý usměrňovač omezuje záporné hroty na vstupní straně induktoru na neškodných 0,6 až 1 V pro každou dobu vypnutí interního výstupního tranzistoru integrovaných obvodů.

Pokud by tam D3 nebyl, způsobilo by to, že potenciál IC pinu 7 nebezpečně vzroste na mnoho voltů pod potenciál země. Induktor L1 spolu s diodou D3 a kondenzátorem C6 C7 působí jako buck převodník pro regulaci výstupu ve spínaném režimu, což způsobuje mnohem nižší odvod tepla ve srovnání s jakýmkoli jiným lineárním obvodem IC, jako je LM338.

Konstrukce

Kompaktní rozložení dráhy a komponent PCB lze vizualizovat na následujícím obrázku.

Sestavení desky je ve skutečnosti velmi snadné. Začněte výběrem rezistorů R3 a R4, jak bylo uvedeno výše. Nejprve sestavte části, které jsou kolem středu desky s plošnými spoji, například R1… R4 včetně a C2 C5.

Než začnete pájet součásti, ujistěte se, že regulátor IC1 a výkonová dioda D1 jsou sešroubovány šroubem / maticí zády k sobě přes jediný společný chladič, jak je prokázáno na obrázku překrytí součásti.

Nezapomeňte udržovat chladič elektricky dobře izolovaný od kovového jazýčku IC pomocí silnější slídové podložky a plastového pouzdra. Možná můžete použít typ BYV28 pro diodu D3 .. Ať už je zvolen jakýkoli typ diody, ujistěte se, že je izolace mikrofonu testerem kontinuity!

Zatlačte kolíky ICI a D3 do příslušných otvorů na desce plošných spojů až nahoru, dokud chladič pevně nepřesáhne povrch PCB. Nyní pájejte vodiče a odřízněte jejich zbývající nežádoucí část vodičů. Poté nainstalujte zbývající části, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 a D2.

Sledujte správnou orientaci a polaritu kolíku diody a elektrolytických kondenzátorů. Je třeba věnovat zvýšenou pozornost tomu, aby se zabránilo jakémukoli druhu šance na zkrat přes vinutí jádra tlumivky s chladičem IC. Doporučuje se zajistit L1 pomocí centrální sestavy šroubu a matice z nylonu.

Testování a účinnost

Začněte testovací postup kontrolou umístění, izolace a směru každé součásti na desce plošných spojů před připojením desky k vodičům sekundární strany transformátoru.

Je třeba poznamenat, že tento nastavitelný spínaný napájecí zdroj vyžaduje, aby na výstupu byla trvale připojena zátěž, aby fungoval optimálně. Pokud je SMPS napájen 30 VAC a zátěž 2 A připojená k výstupnímu napětí 5 V, nesmí teplota chladiče při pokojové teplotě překročit přibližně 60 ° C.

Účinnost obvodu za takových okolností lze očekávat kolem 68%. Účinnost se zvyšuje na 80%, když Uo = 10 V, 85% při Uo = 15 V, na 87% při Uo = 25 V, vše se jmenovitým zatížením 2 A.

Datový list