Justerbar strømforsyningskreds - 50 V, 2,5 ampere

Justerbar strømforsyningskreds - 50 V, 2,5 ampere

Det forklarede variabel skifte strømforsyningskredsløb er designet omkring den integrerede switch mode strømforsynings controller enhed L4960 fra SGS. Hovedfunktionerne i denne koblingsregulator kan opsummeres ud fra følgende data:



Hovedtræk

  1. Indgangsspændingsområde: 9-50 VDC
  2. Udgangsspænding variabel fra 5 til 40 V.
  3. Maksimal tilgængelig udgangsstrøm er: 2,5 ampere.
  4. Den højest mulige udgangseffekt er: 100 Watt.
  5. Integreret soft-start kredsløb.
  6. Stabiliseret internt referenceniveau med ± 4% margin
  7. Arbejder med en håndfuld eksterne dele.
  8. Arbejdsfaktor: 0-1.
  9. Høj effektivitet, have det op til 90%.
  10. Har en intern termisk overbelastningsbeskyttelse.
  11. Inkluderer en intern strømbegrænser, der sikrer fuldstændig kortslutningsbeskyttelse.

Chipens pin-specifikationer er vist i den følgende figur. L4964 er indkapslet i en eksklusiv 15-benet pakke, der er designet til at håndtere op til 4 A.

Arbejdet med det indbyggede bløde startkredsløb og strømbegrænseren fremhæves henholdsvis under nedenstående viste bølgeformstegninger.





Afbrydelseskredsløbet for over temperatur i L4960 udløses, så snart temperaturen i IC-sagen bliver højere end 125 ° C. Af sikkerhedsmæssige årsager anbefales det anbefalede switch mode strømforsyningskredsløb med transformerbaseret layout.

AC-indgangsspændingen til printkortet erhverves fra sekundærviklingen, hvilket betyder, at DC til IC er mindst 3 V over den nødvendige udgangsspænding med den højest mulige udgangsstrøm. Det er forståeligt, at transformeren i det væsentlige er en toroidemodel.



Kredsløbsbeskrivelse

Forenklet skematisk

Ovenstående kredsløbsdiagrammer viser strømforsyningens AC-sektionsdesign og DC-strømforsyningen tilsvarende. AC-spændingen fra sekundærsiden går til de enkelte indgange over forsyningskortet, mens midterhanen er tilsluttet jordlinjen.

Den uregulerede indgangsspænding, Ui til IC, kommer gennem et fuldbølget ensretterkredsløb, der består af et par 3 A-dioder 1N5404, D1-D2 sammen med en filterkondensator, Ct. Kredsløb bestående af R1-C3-C4 fremhæver den lukkede reguleringssløjfeforstærkning. Et andet kredsløbstrin, der bruger C2-R2, er konfigureret til at generere oscillatorfrekvens på ca. 100 kHz.

C5-kondensatoren C5 har faktisk to funktioner: dette specificerer tiden for blød startrampe som vist i ovenstående bølgeformbillede og også den gennemsnitlige kortslutningsstrøm. Feedback-input fra L4962 er koblet til udgangsspændingsdeler R3-R4-krydset. Udgangsspændingen, Uo, for L4960 bestemmes ved hjælp af følgende beregninger

Uo = 5,1 [(R3 + R4) / R3] givet at Ui - Uo ≥ 3 V.

Bemærk, at den laveste værdi af Ui skal være 9 V. Vi er i stand til at få en fast udgangsspænding på 5,1 V (± 4%), så snart R3 fjernes, og R4 ændres med en kort link. Hvis R3 er valgt med en fast værdi på 5K6, bestemmer R4 individuelt udgangsspændingen:

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

Designet kan konverteres til en strømforsyning med variabel switch-tilstand ved at bruge R3 = 6K8 og opgradere R3 med et 25K potentiometer. Diode D3 er inkorporeret til beskyttelse af IC. Denne hurtige ensretter begrænser de negative spidser på induktorens indgangsside til en harmløs 0,6 til 1 V for hver frakoblingsperiode for ICs interne udgangstransistor.

Hvis D3 ikke var der, ville det få pin 7-potentialet til IC til at stige farligt til mange volt under jordpotentialet. Induktor L1 sammen med dioden D3 og kondensatoren C6 C7 fungerer som en bukkeomformer til regulering af udgangen i en skiftet tilstand, hvilket forårsager meget lavere varmeafledning sammenlignet med ethvert andet lineært IC-kredsløb såsom LM338.

Konstruktion

Det kompakte PCB-spor og komponentlayout kan visualiseres i det følgende billede.

At samle tavlen er faktisk meget let. Begynd med at vælge modstande R3 og R4 som tidligere nævnt. Saml først de dele, der er omkring midten af ​​pcb'et som R1 ... R4 inklusive samt C2 C5.

Inden du begynder at lodde delene, skal du sørge for, at regulatoren IC1 og effektdioden D1 er fastspændt gennem skruen / møtrikken ryg mod ryg over en enkelt fælles kølelegeme som vist på billedet af komponentoverlayet.

Husk at vedligeholde kølelegemet elektrisk godt isoleret fra IC-metalfanen ved hjælp af en tykkere glimmerskive og en plastbøsning. Du kan muligvis benytte Type BYV28 til dioden D3 .. Uanset hvilken diodetype der vælges, skal du sørge for, at mikrofonisolering med en kontinuitetstester!

Tryk ICI- og D3-stifterne ind i deres særlige PCB-huller lige op, indtil kølelegemet ligger fast ned over PCB-overfladen. Lod nu ledningerne og skær deres resterende uønskede del af ledningerne af. Herefter installeres resten af ​​delene, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 og D2.

Sørg for at se diode og de elektrolytiske kondensatorer pin orientering og polaritet korrekt. Overdreven opmærksomhed skal udøves for at forhindre enhver form for chance for kortslutning på tværs af chokerkerne, der vikles med IC-kølelegemet. Det anbefales at sikre L1 ved hjælp af en central nylonbolt og møtriksenhed.

Test og effektivitet

Start testproceduren ved at kontrollere placeringen, isoleringen og retningen af ​​hver enkelt komponent på printkortet, før du slutter kortet til transformatorens sekundære ledninger.

Det skal bemærkes, at denne justerbare strømforsyning har behov for en belastning, der er tilsluttet konstant til udgangen for at fungere optimalt. Når SMPS forsynes med 30 VAC og en 2 A-belastning, der er knyttet til en udgangsspænding på 5 V, må kølelegemetemperaturen ikke overstige omkring 60 ° C ved stuetemperatur.

Effektiviteten af ​​kredsløbet under sådanne omstændigheder kan forventes at være omkring 68%. Effektiviteten øges til 80%, når Uo = 10 V, 85% ved Uo = 15 V, til 87% ved ved Uo = 25 V, alle med belastning bedømt til 2 Ampere.

Dataark




Forrige: Digital termometer kredsløb - bruger en solcelle til strøm Næste: 6 bedste ultralydskredsløbsprojekter til hobbyister og ingeniører