Justerbar strömförsörjningskrets - 50 V, 2,5 A

Den förklarade strömförsörjningskretsen för variabel omkoppling är utformad kring den integrerade strömbrytarenheten för strömförsörjningsenhet typ L4960 från SGS. Huvudfunktionerna i denna omkopplingsregulator kan sammanfattas från följande data:

Huvuddrag

1. Ingångsspänningsområde: 9-50 VDC
2. Utgångsspänning variabel från 5 till 40 V.
3. Maximal tillgänglig utgångsström är: 2,5 ampere.
4. Högsta möjliga uteffekt är: 100 Watt.
5. Integrerad mjukstartkrets.
6. Stabiliserad intern referensnivå med ± 4% marginal
7. Fungerar med en handfull externa delar.
8. Driftsfaktor: 0-1.
9. Hög effektivitet, har de upp till 90%.
10. Har ett internt termiskt överbelastningsskydd.
11. Inkluderar en intern strömbegränsare som säkerställer fullständigt kortslutningsskydd.

Stiftets specifikationer för chipet visas i följande bild. L4964 är innesluten i ett exklusivt 15-stiftspaket, utformat för att hantera upp till 4 A.

Arbetet med den inbyggda mjuka startkretsen och strömbegränsaren markeras genom nedanstående vågformsritningar.

Avstängningskretsen för över temperatur i L4960 utlöses så snart IC-temperaturen går högre än 125 ° C. Av säkerhetsskäl rekommenderas den föreslagna strömförsörjningskretsen för switchläge med transformatorbaserad layout.

AC-ingångsspänningen till kretskortet förvärvas från huvudtransformatorns sekundärlindning, vilket innebär att DC till IC är minst 3 V över den nödvändiga utgångsspänningen med högsta möjliga utström. Det är förståeligt att transformatorn i huvudsak är en toroidmodell.

Kretsbeskrivning

Förenklat schema

Kretsscheman ovan visar strömtransformatorns växelströmsdesign och likströmskopplingen. Växelspänningen från sekundärsidan går till de enskilda ingångarna över matningskortet, medan mittkranen är ansluten till jordlinjen.

Den oreglerade ingångsspänningen Ui för IC kommer genom en fullvågslikriktarkrets som består av ett par 3 A-dioder 1N5404, D1-D2, tillsammans med en filterkondensator, Ct. Krets bestående av R1-C3-C4 belyser den slutna regleringsslingans förstärkning. Ett annat kretssteg som använder C2-R2 är konfigurerat för att generera oscillatorfrekvens på cirka 100 kHz.

C5-kondensatorn C5 har faktiskt två funktioner: detta anger tiden för mjukstartrampen som visas i ovanstående vågformsbild och även den genomsnittliga kortslutningsströmmen. Återkopplingsingången på L4962 är kopplad till utgångsspänningsdelaren R3-R4-korsningen. Utgångsspänningen, Uo, för L4960 bestäms med hjälp av följande beräkningar

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

Observera att det lägsta värdet på Ui måste vara 9 V. Vi kan få en fast utspänning på 5,1 V (± 4%) så snart R3 tas bort och R4 ändras med en kort länk. Om R3 väljs med ett fast värde på 5K6 bestämmer R4 individuellt utspänningen:

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

Konstruktionen kan omvandlas till en strömförsörjning med variabelt omkopplingsläge genom att använda R3 = 6K8 och uppgradera R3 med en 25K potentiometer. Dioden D3 är integrerad för skydd av IC. Denna snabba likriktare begränsar de negativa spikarna på induktansingångssidan till en ofarlig 0,6 till 1 V för varje avstängningsperiod för IC: s interna utgångstransistor.

Om D3 inte var där skulle det leda till att IC-stiftets 7 potential stiger farligt till många volt under markpotentialen. Induktor L1 tillsammans med dioden D3 och kondensatorn C6 C7 fungerar som en bockomvandlare för att reglera utgången i ett omkopplat läge, vilket orsakar mycket lägre värmeavledning jämfört med någon annan linjär IC-krets, såsom LM338.

Konstruktion

Det kompakta PCB-spåret och komponentlayouten kan visualiseras i följande bild.

Att montera brädet är faktiskt väldigt enkelt. Börja med att välja motstånd R3 och R4 som tidigare nämnts. Montera först delarna som är runt mitten av kretskortet som, R1 ... R4 inklusive samt C2 C5.

Innan du börjar löda delarna, se till att regulatorn IC1 och effektdioden D1 är fastspända genom skruv / mutter rygg mot rygg över en enda gemensam kylfläns, vilket visas på bilden av komponentöverlägget.

Kom ihåg att hålla kylflänsen elektriskt väl isolerad från IC-metallfliken med en tjockare glimmerbricka och en plastmaterialbussning. Du kan eventuellt använda Type BYV28 för dioden D3 .. Oavsett vilken diodtyp som väljs, se till att mikrofonisoleringen med en kontinuitetstestare!

Tryck in ICI- och D3-stiften i deras speciella PCB-hål ända tills kylflänsbäddarna sitter ordentligt över PCB-ytan. Löd nu ledningarna och klipp av den återstående oönskade delen av ledningarna. Installera sedan resten av delarna, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 och D2.

Se till att titta på dioden och elektrolytkondensatorerna fäster riktning och polaritet korrekt. Överdriven uppmärksamhet måste utövas för att förhindra någon form av kortslutning över choke-kärnan som lindas med IC-kylflänsen. Det rekommenderas att säkra L1 med en central nylonbult och muttermontering.

Testning och effektivitet

Börja testproceduren genom att kontrollera placeringen, isoleringen och riktningen för varje komponent på kretskortet innan du ansluter kortet till transformatorns sekundärledningar.

Det måste noteras att denna justerbara strömförsörjning behöver en belastning ansluten vid utgången för att fungera optimalt. När SMPS förses med 30 VAC och en 2 A-belastning ansluten till en utspänning på 5 V får kylflänsens temperatur inte överstiga cirka 60 ° C vid rumstemperatur.

Kretsens effektivitet under sådana omständigheter kan förväntas vara cirka 68%. Effektiviteten ökar till 80% när Uo = 10 V, 85% vid Uo = 15 V, till 87% vid Uo = 25 V, alla med en belastning på 2 ampere.

Datablad