Circuit de alimentare cu comutare reglabil - 50 V, 2,5 Amperi

Circuitul de sursă de alimentare cu comutare variabilă explicată este proiectat în jurul dispozitivului de control al alimentării cu energie a modului de comutare integrat tip L4960 de la SGS. Principalele caracteristici ale acestui regulator de comutare pot fi rezumate din următoarele date:

Caracteristici principale

1. Gama de tensiune de intrare: 9-50 VDC
2. Tensiunea de ieșire variabilă de la 5 la 40 V.
3. Curentul maxim de ieșire accesibil este de: 2,5 Amperi.
4. Cea mai mare putere de ieșire posibilă este: 100 wați.
5. Circuite integrate de pornire soft.
6. Nivel de referință intern stabilizat cu o marjă de ± 4%
7. Funcționează cu o mână de piese externe.
8. Factor de datorie: 0-1.
9. Eficiență ridicată, având până la 90%.
10. Are o protecție termică internă la suprasarcină.
11. Include un limitator de curent intern care asigură o protecție completă la scurtcircuit.

Specificațiile pin ale cipului sunt prezentate în figura următoare. L4964 este încorporat într-un pachet exclusiv cu 15 pini, conceput pentru a rezista până la 4 A.

Funcționarea circuitelor încorporate de pornire ușoară și a limitatorului de curent sunt evidențiate prin desenele de formă de undă prezentate mai jos.

Circuitul de oprire a supratemperaturii din L4960 este declanșat de îndată ce temperatura carcasei IC depășește 125 ° C. Din motive de siguranță, circuitul de alimentare cu energie al modului de comutare sugerat este recomandat cu aspect bazat pe transformator.

Tensiunea de intrare AC la PCB este dobândită de la înfășurarea secundară a transformatorului de rețea, ceea ce înseamnă că DC la IC este la minimum 3 V peste tensiunea de ieșire necesară cu cel mai mare curent de ieșire posibil. Este de înțeles că transformatorul este în esență un model toroidal.

Descrierea circuitului

Schema simplificată

Diagramele de circuit de mai sus prezintă proiectarea secțiunii AC a transformatorului de rețea și sursa de alimentare de comutare DC, corespunzător. Tensiunea alternativă din partea secundară se duce la intrările individuale de pe placa de alimentare, în timp ce robinetul central este conectat la linia de masă.

Tensiunea de intrare nereglementată, Ui pentru IC vine printr-un circuit redresor cu undă completă alcătuit dintr-o pereche de diode 3 A 1N5404, D1-D2, împreună cu un condensator de filtrare, Ct. Circuitul format din R1-C3-C4 evidențiază câștigul închis al buclei de reglare. O altă etapă de circuit utilizând C2-R2 este configurată pentru a genera o frecvență a oscilatorului de aproximativ 100 kHz.

Condensatorul C5 C5 are de fapt două funcții: acesta specifică timpul rampei de pornire soft, așa cum se arată în imaginea de formă de undă de mai sus, precum și curentul mediu de scurtcircuit. Intrarea de feedback a L4962 este cuplată la joncțiunea divizorului de tensiune de ieșire R3-R4. Tensiunea de ieșire, Uo, a L4960 este determinată folosind următoarele calcule

Uo = 5,1 [(R 3 + R4) / R3] având în vedere că Ui - Uo ≥ 3 V.

Rețineți că cea mai mică valoare a Ui trebuie să fie de 9 V. suntem capabili să obținem o tensiune de ieșire fixă ​​de 5,1 V (± 4%) de îndată ce R3 este eliminat, iar R4 s-a schimbat cu o legătură scurtă. Dacă R3 este selectat cu o valoare fixă ​​de 5K6, R4 decide individual tensiunea de ieșire:

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

Proiectarea poate fi convertită într-o sursă de alimentare cu mod de comutare variabilă utilizând R3 = 6K8 și actualizând R3 cu un potențiometru de 25K. Dioda D3 este încorporată pentru protecția IC. Acest redresor rapid restricționează vârfurile negative de pe partea de intrare a inductorului la 0,6-1 V inofensiv pentru fiecare perioadă de oprire a tranzistorului de ieșire intern al circuitelor IC.

Dacă D3 nu ar fi acolo, ar determina potențialul pinului 7 al CI să crească periculos la mulți volți sub potențialul solului. Inductorul L1 împreună cu dioda D3 și condensatorul C6 C7, acționează ca un convertor Buck pentru reglarea ieșirii într-un mod comutat, provocând astfel o disipare a căldurii mult mai mică comparativ cu orice alt circuit IC liniar, cum ar fi LM338.

Constructie

Traseul compact al PCB și aspectul componentelor pot fi vizualizate în următoarea imagine.

Asamblarea plăcii este de fapt foarte ușoară. Începeți alegând rezistențele R3 și R4 așa cum s-a menționat anterior. Mai întâi asamblați piesele care sunt în jurul centrului plăcii, cum ar fi, R1 ... R4 inclusiv, precum și C2 C5.

Înainte de a începe să lipiți piesele, asigurați-vă că regulatorul IC1 și dioda de putere D1 sunt fixate prin șurub / piuliță spate în spate pe un singur radiator comun, așa cum s-a dovedit pe imaginea suprapunerii componentelor.

Nu uitați să mențineți radiatorul bine izolat electric de clema metalică IC folosind o șaibă de grosime mică și o bucșă de material plastic. Puteți utiliza tipul BYV28 pentru dioda D3 .. Indiferent de tipul diodei selectat, asigurați-vă că izolația microfonului cu un tester de continuitate!

Apăsați pinii ICI și D3 în orificiile lor specifice PCB până când radiatorul se așază ferm peste suprafața PCB. Acum, lipiți cablurile și tăiați porțiunea rămasă nedorită din plumburi. După aceasta, instalați restul pieselor, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 și D2.

Asigurați-vă că urmăriți corect dioda și polaritatea condensatorului electrolitic. Trebuie exercitată o atenție excesivă pentru a preveni orice fel de șansă de scurtcircuit înfășurarea miezului sufocatorului cu radiator IC. Se recomandă să fixați L1 utilizând un ansamblu central de șurub și nailon din nailon.

Testare și eficiență

Începeți procedura de testare verificând amplasarea, izolația și direcția tuturor componentelor de pe PCB înainte de a conecta placa la firele laterale secundare ale transformatorului.

Trebuie remarcat faptul că această sursă de alimentare cu comutare reglabilă are nevoie de o sarcină conectată constant la ieșire pentru a funcționa optim. Când SMPS este alimentat cu 30 VCA și o sarcină de 2 A atașată la o tensiune de ieșire de 5 V, temperatura radiatorului nu trebuie să depășească aproximativ 60 ° C la temperatura camerei.

Eficiența circuitului în astfel de circumstanțe se poate aștepta la aproximativ 68%. Eficiența crește la 80% când Uo = 10 V, 85% la Uo = 15 V, la 87% la Uo = 25 V, toate cu sarcină nominală la 2 Amperi.

Fișa cu date