Ayarlanabilir Anahtarlamalı Güç Kaynağı Devresi - 50 V, 2,5 Amper

Açıklanan değişken anahtarlamalı güç kaynağı devresi, SGS'nin entegre anahtar modu güç kaynağı kontrol cihazı Tip L4960 çevresinde tasarlanmıştır. Bu anahtarlama regülatörünün temel özellikleri aşağıdaki verilerden özetlenebilir:

Ana Özellikler

1. Giriş voltaj aralığı: 9-50 VDC
2. 5 ila 40 V arasında değişen çıkış voltajı
3. Erişilebilen maksimum çıkış akımı: 2,5 Amper.
4. Mümkün olan en yüksek çıkış gücü: 100 Watt.
5. Entegre yumuşak başlangıç ​​devresi.
6. ±% 4 marj ile stabilize edilmiş dahili referans seviyesi
7. Bir avuç dış parça ile çalışır.
8. Görev faktörü: 0-1.
9. Yüksek verimlilik % 90'a kadar.
10. Dahili termal aşırı yük korumasına sahiptir.
11. Tam bir kısa devre koruması sağlayan dahili bir akım sınırlayıcı içerir.

Çipin pim özellikleri aşağıdaki şekilde gösterilmektedir. L4964, 4 A'ya kadar işlemek üzere tasarlanmış özel bir 15 pimli paket içine yerleştirilmiştir.

Yerleşik yumuşak başlatma devresinin ve akım sınırlayıcının çalışması, sırasıyla aşağıda gösterilen dalga formu çizimleri ile vurgulanmaktadır.

L4960'daki aşırı sıcaklık kapatma devresi, IC kasa sıcaklığı 125 ° C'nin üzerine çıktığında tetiklenir. Güvenlik endişeleri için, transformatör tabanlı yerleşimde önerilen anahtar modu güç kaynağı devresi önerilir.

PCB'ye giden AC giriş voltajı, ana şebeke trafosu sekonder sargısından elde edilir; bu, IC'ye DC'nin, mümkün olan en yüksek çıkış akımıyla gerekli çıkış voltajının minimum 3 V üzerinde olduğu anlamına gelir. Transformatörün esasen toroidal bir model olması anlaşılabilir.

Devre açıklaması

Basitleştirilmiş Şematik

Yukarıdaki devre şemaları, ana şebeke trafosu AC bölümü tasarımını ve buna uygun olarak DC anahtarlamalı güç kaynağını göstermektedir. İkincil taraftan gelen AC voltajı, besleme panosu üzerindeki ayrı girişlere giderken, orta musluk toprak hattına bağlanır.

Düzenlenmemiş giriş voltajı, IC için Ui, bir çift 3 A diyot 1N5404, D1-D2 ve bir filtre kondansatörü, Ct'den oluşan bir tam dalga doğrultucu devresinden gelir. R1-C3-C4'ten oluşan devre, kapalı düzenleme döngüsü kazancını vurgular. C2-R2 kullanan başka bir devre aşaması, yaklaşık 100 kHz'lik osilatör frekansı üretecek şekilde yapılandırılmıştır.

C5 kapasitör C5'in aslında iki işlevi vardır: bu, yukarıdaki dalga formu görüntüsünde gösterildiği gibi yumuşak başlangıç ​​rampasının süresini ve ayrıca ortalama kısa devre akımını belirtir. L4962'nin geri besleme girişi, çıkış voltaj bölücü R3 -R4 bağlantısına bağlanır. L4960'ın çıkış voltajı Uo, aşağıdaki hesaplamalar kullanılarak belirlenir.

Ui - Uo ≥ 3 V olduğu için Uo = 5,1 [(R3 + R4) / R3]

En düşük Ui değerinin 9 V olması gerektiğini unutmayın. R3 çıkarılır çıkarılmaz 5,1 V (±% 4) sabit bir çıkış voltajı elde edebiliriz ve R4 kısa bir bağlantıyla değiştirilir. Sabit bir 5K6 değeriyle R3 seçilirse, R4 ayrı ayrı çıkış voltajına karar verir:

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

Tasarım, R3 = 6K8 kullanılarak ve R3'ü 25K potansiyometre ile yükseltilerek değişken anahtarlamalı bir güç kaynağına dönüştürülebilir. IC'nin korunması için Diyot D3 dahil edilmiştir. Bu hızlı redresör, IC'nin dahili çıkış transistörünün her kapatma periyodu için indüktör giriş tarafındaki negatif ani yükselmeleri zararsız 0,6 ila 1 V ile sınırlar.

D3 orada olmasaydı, IC'nin pim 7 potansiyelinin, toprak potansiyelinin altına tehlikeli bir şekilde birçok volta yükselmesine neden olurdu. D3 diyotu ve C6 C7 kapasitörüyle birlikte indüktör L1, çıkışı anahtarlamalı bir modda düzenlemek için bir buck dönüştürücü gibi davranır, böylece LM338 gibi diğer doğrusal IC devresine kıyasla çok daha düşük ısı dağılımına neden olur.

İnşaat

Kompakt PCB izi ve bileşen düzeni aşağıdaki resimde görselleştirilebilir.

Tahtanın montajı aslında çok kolay. Daha önce belirtildiği gibi dirençler R3 ve R4 seçerek başlayın. Öncelikle, R1… R4 dahil, C2 C5 gibi pcb'nin merkezi etrafındaki parçaları birleştirin.

Parçaları lehimlemeye başlamadan önce, IC1 regülatörünün ve güç diyotu D1'in, bileşen kaplamasının görüntüsünde kanıtlandığı gibi tek bir ortak soğutucu üzerinden arka arkaya vida / somunla sıkıştırıldığından emin olun.

Daha kalın bir mika rondela ve bir plastik malzeme burcu kullanarak, soğutma bloğunu IC metal sekmesinden elektriksel olarak iyi yalıtılmış tutmayı unutmayın. Muhtemelen D3 diyotu için Tip BYV28'i kullanabilirsiniz. Hangi diyot tipi seçilirse seçilsin, mikrofon yalıtımının bir süreklilik test cihazı ile yapıldığından emin olun!

ICI ve D3 pimlerini, soğutucu PCB yüzeyinin üzerine sıkıca yatıncaya kadar kendi PCB deliklerine doğru bastırın. Şimdi, uçları lehimleyin ve kurşunların kalan istenmeyen kısımlarını kesin. Bundan sonra, geri kalan parçaları, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 ve D2'yi takın.

Diyot ve elektrolitik kapasitörlerin yönünü ve polaritesini doğru şekilde izlediğinizden emin olun. IC ısı emici ile jikle göbeği sargısında herhangi bir kısa devre olasılığını önlemek için aşırı dikkat gösterilmelidir. Merkezi bir naylon cıvata ve somun tertibatı kullanarak L1'in sabitlenmesi tavsiye edilir.

Test ve Verimlilik

Kartı transformatör ikincil yan kablolarına bağlamadan önce PCB üzerindeki her bir bileşenin yerleşimini, yalıtımını ve yönünü kontrol ederek test prosedürüne başlayın.

Bu ayarlanabilir anahtarlamalı güç kaynağının, optimum şekilde çalışması için sürekli olarak çıkışa bağlı bir yüke ihtiyaç duyduğu unutulmamalıdır. SMPS, 30 VAC ve 5 V'luk bir çıkış voltajına bağlı 2 A'lık bir yük ile beslendiğinde, soğutucu sıcaklığı oda sıcaklığında yaklaşık 60 ° C'yi geçmemelidir.

Bu koşullar altında devrenin verimliliğinin% 68 civarında olması beklenebilir. Verimlilik Uo = 10 V olduğunda% 80'e, Uo = 15 V'de% 85'e, Uo = 25 V'de% 87'ye yükselir, tümü 2 Amper yük ile derecelendirilir.

Veri Sayfası