Regulowany obwód zasilacza impulsowego - 50 V, 2,5 A.

Objaśniony obwód zmiennego zasilacza impulsowego jest zaprojektowany wokół zintegrowanego kontrolera zasilacza impulsowego typu L4960 firmy SGS. Główne cechy tego regulatora impulsowego można podsumować na podstawie następujących danych:

Główne cechy

1. Zakres napięcia wejściowego: 9-50 VDC
2. Napięcie wyjściowe zmienne od 5 do 40 V.
3. Maksymalny dostępny prąd wyjściowy wynosi: 2,5 A.
4. Najwyższa możliwa moc wyjściowa to: 100 watów.
5. Zintegrowany obwód łagodnego startu.
6. Ustabilizowany wewnętrzny poziom odniesienia z marginesem ± 4%
7. Działa z kilkoma częściami zewnętrznymi.
8. Współczynnik obciążenia: 0-1.
9. Wysoka wydajność, mając the do 90%.
10. Posiada wewnętrzne zabezpieczenie przed przeciążeniem termicznym.
11. Zawiera wewnętrzny ogranicznik prądu, który zapewnia pełną ochronę przed zwarciem.

Specyfikacje pinów układu przedstawiono na poniższym rysunku. L4964 jest zamknięty w ekskluzywnym 15-stykowym opakowaniu, zaprojektowanym do obsługi do 4 A.

Działanie wbudowanego obwodu miękkiego startu i ogranicznika prądu jest podkreślone odpowiednio na poniższych rysunkach przebiegów.

Obwód odcinający od nadmiernej temperatury w L4960 jest wyzwalany, gdy tylko temperatura obudowy IC wzrośnie powyżej 125 ° C. Ze względów bezpieczeństwa zalecany jest sugerowany obwód zasilacza impulsowego z układem opartym na transformatorze.

Napięcie wejściowe prądu przemiennego na płytce drukowanej jest pobierane z uzwojenia wtórnego transformatora sieciowego, co oznacza, że ​​napięcie stałe do układu scalonego jest o co najmniej 3 V wyższe od wymaganego napięcia wyjściowego przy najwyższym możliwym prądzie wyjściowym. Zrozumiałe jest, że transformator jest zasadniczo modelem toroidalnym.

Opis obwodu

Uproszczony schemat

Powyższe schematy obwodów przedstawiają projekt sekcji AC transformatora sieciowego oraz odpowiednio zasilacz impulsowy DC. Napięcie przemienne ze strony wtórnej jest doprowadzane do poszczególnych wejść przez płytkę zasilającą, natomiast odczep środkowy jest podłączony do linii uziemienia.

Nieregulowane napięcie wejściowe Ui dla układu scalonego przechodzi przez obwód prostownika pełnookresowego składający się z pary diod 3 A 1N5404, D1-D2 wraz z kondensatorem filtrującym Ct. Obwód składający się z R1-C3-C4 podkreśla wzmocnienie pętli zamkniętej regulacji. Kolejny stopień obwodu wykorzystujący C2 -R2 jest skonfigurowany do generowania częstotliwości oscylatora około 100 kHz.

Kondensator C5 C5 ma w rzeczywistości dwie funkcje: określa czas rampy łagodnego startu, jak pokazano na powyższym obrazie przebiegu, a także średni prąd zwarciowy. Wejście sprzężenia zwrotnego L4962 jest połączone ze złączem dzielnika napięcia wyjściowego R3-R4. Napięcie wyjściowe Uo L4960 jest określane przy użyciu następujących obliczeń

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

Zauważ, że najniższa wartość Ui musi wynosić 9 V. Jesteśmy w stanie uzyskać stałe napięcie wyjściowe 5,1 V (± 4%), gdy tylko zostanie usunięty R3, a R4 zmieniony krótkim łączem. Jeżeli wybrano R3 ze stałą wartością 5K6, R4 indywidualnie decyduje o napięciu wyjściowym:

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

Projekt można przekształcić w zmienny zasilacz impulsowy za pomocą R3 = 6K8 i ulepszając R3 potencjometrem 25K. Dioda D3 jest wbudowana w celu ochrony układu scalonego. Ten szybki prostownik ogranicza ujemne skoki po stronie wejściowej cewki indukcyjnej do nieszkodliwego napięcia 0,6 do 1 V na każdy okres wyłączania wewnętrznego tranzystora wyjściowego układu scalonego.

Gdyby D3 tam nie było, spowodowałoby to niebezpieczny wzrost potencjału styku 7 układu scalonego do wielu woltów poniżej potencjału ziemi. Cewka indukcyjna L1 wraz z diodą D3 i kondensatorem C6 C7 działa jak konwerter buck do regulacji wyjścia w trybie przełączanym, powodując w ten sposób znacznie mniejsze rozpraszanie ciepła w porównaniu z jakimkolwiek innym liniowym obwodem IC, takim jak LM338.

Budowa

Kompaktową ścieżkę PCB i układ komponentów można zwizualizować na poniższym obrazku.

Montaż tablicy jest właściwie bardzo łatwy. Zacznij od wyboru rezystorów R3 i R4, jak wspomniano wcześniej. Najpierw zmontuj części, które znajdują się wokół środka płytki drukowanej, takie jak R1… R4 włącznie oraz C2 C5.

Zanim zaczniesz lutować części, upewnij się, że regulator IC1 i dioda mocy D1 są zamocowane za pomocą śruby / nakrętki z powrotem do tyłu na jednym wspólnym radiatorze, jak pokazano na obrazie nakładki elementu.

Pamiętaj, aby utrzymywać radiator w dobrej izolacji elektrycznej od metalowej płytki IC za pomocą grubszej podkładki mikowej i tulei z tworzywa sztucznego. Ewentualnie można zastosować typ BYV28 dla diody D3 .. Niezależnie od wybranego typu diody, należy upewnić się, że izolacja mikrofonu jest wykonywana za pomocą testera ciągłości!

Wciśnij piny ICI i D3 w odpowiednie otwory w PCB, aż radiator zostanie mocno osadzony na powierzchni PCB. Teraz przylutuj przewody i odetnij ich pozostałą niechcianą część przewodów. Następnie zainstaluj pozostałe części, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 i D2.

Upewnij się, że dioda i kondensatory elektrolityczne są ustawione prawidłowo i poprawnie. Należy zachować szczególną ostrożność, aby zapobiec jakiejkolwiek możliwości zwarcia między uzwojeniem rdzenia dławika a radiatorem IC. Zaleca się zabezpieczyć L1 za pomocą środkowej nylonowej śruby i zespołu nakrętki.

Testowanie i wydajność

Rozpocznij procedurę testowania, sprawdzając rozmieszczenie, izolację i kierunek każdego elementu na PCB przed podłączeniem płytki do przewodów strony wtórnej transformatora.

Należy zauważyć, że ten regulowany zasilacz impulsowy wymaga stałego podłączenia obciążenia do wyjścia, aby działać optymalnie. Gdy SMPS jest zasilany napięciem 30 VAC i obciążeniem 2 A podłączonym do napięcia wyjściowego 5 V, temperatura radiatora nie może przekraczać około 60 ° C w temperaturze pokojowej.

Można oczekiwać, że sprawność obwodu w takich warunkach wyniesie około 68%. Sprawność wzrasta do 80% przy Uo = 10 V, 85% przy Uo = 15 V, do 87% przy Uo = 25 V, a wszystko to przy obciążeniu znamionowym 2 A.

Arkusz danych