Ρυθμιζόμενο κύκλωμα τροφοδοσίας μεταγωγής - 50 V, 2,5 Amps

Το εξηγημένο κύκλωμα τροφοδοσίας μεταβλητής μεταγωγής έχει σχεδιαστεί γύρω από την ενσωματωμένη συσκευή ελεγκτή παροχής τροφοδοσίας τύπου L4960 από την SGS. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτού του ρυθμιστή εναλλαγής μπορούν να συνοψιστούν από τα ακόλουθα δεδομένα:

Κύρια χαρακτηριστικά

1. Εύρος τάσης εισόδου: 9-50 VDC
2. Μεταβλητή τάσης εξόδου από 5 έως 40 V.
3. Το μέγιστο προσβάσιμο ρεύμα εξόδου είναι: 2,5 Amps.
4. Η υψηλότερη δυνατή ισχύ εξόδου είναι: 100 Watt.
5. Ολοκληρωμένο κύκλωμα μαλακής εκκίνησης.
6. Σταθεροποιημένο επίπεδο εσωτερικής αναφοράς με περιθώριο ± 4%
7. Λειτουργεί με λίγα εξωτερικά μέρη.
8. Συντελεστής καθηκόντων: 0-1.
9. Υψηλή απόδοση, έχοντας η έως 90%.
10. Έχει εσωτερική θερμική προστασία από υπερφόρτωση.
11. Περιλαμβάνει έναν εσωτερικό περιοριστή ρεύματος που εξασφαλίζει πλήρη προστασία βραχυκυκλώματος.

Οι προδιαγραφές ακίδων του τσιπ φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. Το L4964 περικλείεται σε ένα αποκλειστικό πακέτο 15 ακίδων, σχεδιασμένο για χειρισμό έως και 4 A.

Η λειτουργία του ενσωματωμένου κυκλώματος μαλακής εκκίνησης και ο περιοριστής ρεύματος, επισημαίνονται μέσω των παρακάτω απεικονιζόμενων σχεδίων κυματομορφής, αντίστοιχα.

Το κύκλωμα απενεργοποίησης υπερθέρμανσης στο L4960 ενεργοποιείται μόλις η θερμοκρασία θήκης IC υπερβεί τους 125 ° C. Για λόγους ασφάλειας, το προτεινόμενο κύκλωμα τροφοδοσίας λειτουργίας διακόπτη συνιστάται με διάταξη με βάση μετασχηματιστή.

Η τάση εισόδου AC στο PCB αποκτάται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή, πράγμα που σημαίνει ότι το DC στο IC είναι τουλάχιστον 3 V πάνω από την απαραίτητη τάση εξόδου με το υψηλότερο δυνατό ρεύμα εξόδου. Είναι κατανοητό ότι ο μετασχηματιστής είναι ουσιαστικά ένα τοροειδές μοντέλο.

Περιγραφή κυκλώματος

Απλοποιημένο σχηματικό

Τα παραπάνω διαγράμματα κυκλώματος δείχνουν το σχεδιασμό του τμήματος εναλλασσόμενου ρεύματος και τον τροφοδοτικό εναλλασσόμενου ρεύματος. Η τάση AC από τη δευτερεύουσα πλευρά πηγαίνει στις μεμονωμένες εισόδους πάνω από την πλακέτα τροφοδοσίας, ενώ η κεντρική βρύση συνδέεται με τη γραμμή γείωσης.

Η μη ρυθμιζόμενη τάση εισόδου, Ui για το IC έρχεται μέσω ενός κυκλώματος ανορθωτή πλήρους κύματος που αποτελείται από ένα ζεύγος διόδων 3 A 1N5404, D1-D2, μαζί με έναν πυκνωτή φίλτρου, Ct. Το κύκλωμα που αποτελείται από R1-C3-C4 υπογραμμίζει το κέρδος κλειστού βρόχου ρύθμισης. Ένα άλλο στάδιο κυκλώματος που χρησιμοποιεί C2-R2, έχει ρυθμιστεί ώστε να παράγει συχνότητα ταλαντωτή περίπου 100 kHz.

Ο πυκνωτής C5 C5 έχει στην πραγματικότητα δύο λειτουργίες: καθορίζει τον χρόνο της ράμπας μαλακής εκκίνησης όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα κυματομορφής, καθώς και το μέσο ρεύμα βραχυκυκλώματος. Η είσοδος ανάδρασης του L4962 συνδέεται με τη διαχωριστική τάση εξόδου R3-R4. Η τάση εξόδου, Uo, του L4960 προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τους ακόλουθους υπολογισμούς

Uo = 5,1 [(R 3 + R4) / R3] δεδομένου ότι Ui - Uo ≥ 3 V.

Σημειώστε ότι η χαμηλότερη τιμή του Ui πρέπει να είναι 9 V. μπορούμε να έχουμε μια σταθερή τάση εξόδου 5,1 V (± 4%) μόλις αφαιρεθεί το R3 και το R4 άλλαξε με έναν σύντομο σύνδεσμο. Εάν το R3 έχει επιλεγεί με σταθερή τιμή 5K6, το R4 αποφασίζει μεμονωμένα την τάση εξόδου:

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

Ο σχεδιασμός μπορεί να μετατραπεί τροφοδοτικό μεταβλητού τρόπου λειτουργίας χρησιμοποιώντας R3 = 6K8 και αναβαθμίζοντας το R3 με ποτενσιόμετρο 25K. Η δίοδος D3 ενσωματώνεται για προστασία του IC. Αυτός ο γρήγορος ανορθωτής περιορίζει τις αρνητικές αιχμές στην πλευρά εισόδου του πηνίου σε ακίνδυνο 0,6 έως 1 V για κάθε περίοδο απενεργοποίησης του εσωτερικού τρανζίστορ εξόδου IC.

Εάν το D3 δεν ήταν εκεί, θα προκαλούσε το δυναμικό ακροδέκτη 7 του IC να αυξηθεί επικίνδυνα σε πολλά βολτ κάτω από το δυναμικό γείωσης. Ο επαγωγέας L1 μαζί με τη δίοδο D3 και τον πυκνωτή C6 C7, ενεργεί σαν μετατροπέας buck για ρύθμιση της εξόδου σε κατάσταση εναλλαγής, προκαλώντας έτσι πολύ χαμηλότερη απαγωγή θερμότητας σε σύγκριση με οποιοδήποτε άλλο γραμμικό κύκλωμα IC όπως το LM338.

Κατασκευή

Το συμπαγές κομμάτι PCB και η διάταξη των στοιχείων μπορούν να απεικονιστούν στην ακόλουθη εικόνα.

Η συναρμολόγηση του πίνακα είναι πραγματικά πολύ εύκολη. Ξεκινήστε επιλέγοντας αντιστάσεις R3 και R4 όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Πρώτα συναρμολογήστε τα μέρη που βρίσκονται γύρω από το κέντρο του pcb, όπως το R1… R4, καθώς και το C2 C5.

Πριν ξεκινήσετε τη συγκόλληση των εξαρτημάτων, βεβαιωθείτε ότι ο ρυθμιστής IC1 και η δίοδος ισχύος D1 στερεώνονται μέσω βίδας / παξιμαδιού πλάτη με πλάτη πάνω από ένα κοινό ψύκτρα, όπως αποδεικνύεται στην εικόνα της επικάλυψης του εξαρτήματος.

Θυμηθείτε να διατηρήσετε το ψύκτρα ηλεκτρικά καλά μονωμένο από τη μεταλλική γλωττίδα IC χρησιμοποιώντας ένα παχύτερο πλυντήριο μαρμαρυγίας και έναν πλαστικό δακτύλιο υλικού. Μπορείτε πιθανώς να χρησιμοποιήσετε τον τύπο BYV28 για τη δίοδο D3. Όποιος τύπος δίοδος έχει επιλεγεί, βεβαιωθείτε ότι η μόνωση μικροφώνου με έναν ελεγκτή συνέχειας!

Πιέστε τους ακροδέκτες ICI και D3 στις συγκεκριμένες τρύπες PCB μέχρι το στρώμα ψύκτρας να πέσει σταθερά πάνω από την επιφάνεια του PCB. Τώρα, συγκολλήστε τα καλώδια και κόψτε το εναπομείναν ανεπιθύμητο τμήμα των γυρισμάτων. Μετά από αυτό, εγκαταστήστε τα υπόλοιπα μέρη, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 και D2.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε παρακολουθήσει σωστά τον προσανατολισμό και την πολικότητα του πείρου των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών. Πρέπει να δοθεί υπερβολική προσοχή για να αποφευχθεί κάθε πιθανότητα βραχυκυκλώματος κατά μήκος τυλίγματος πυρήνα πνιγμού με τη ψύκτρα IC. Συνιστάται να ασφαλίσετε το L1 χρησιμοποιώντας ένα κεντρικό νάιλον μπουλόνι και παξιμάδι.

Δοκιμή και αποτελεσματικότητα

Ξεκινήστε τη διαδικασία δοκιμής ελέγχοντας την τοποθέτηση, τη μόνωση και την κατεύθυνση κάθε εξαρτήματος στο PCB προτού συνδέσετε την πλακέτα στα δευτερεύοντα πλευρικά καλώδια του μετασχηματιστή.

Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή η ρυθμιζόμενη τροφοδοσία μεταγωγής χρειάζεται ένα φορτίο συνδεδεμένο στην έξοδο συνεχώς για να λειτουργεί καλύτερα. Όταν το SMPS παρέχεται με 30 VAC και ένα φορτίο 2 A συνδεδεμένο σε τάση εξόδου 5 V, η θερμοκρασία του ψύκτρα δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 60 ° C περίπου σε θερμοκρασία δωματίου.

Η απόδοση του κυκλώματος υπό τέτοιες συνθήκες αναμένεται να είναι περίπου 68%. Η απόδοση αυξάνεται στο 80% όταν Uo = 10 V, 85% σε Uo = 15 V, σε 87% σε Uo = 25 V, όλα με φορτίο ονομαστικό στα 2 Amps.

Φύλλο δεδομένων