Sirkuit Catu Daya Sakelar yang Dapat Disetel - 50 V, 2,5 Amps

Rangkaian catu daya switching variabel yang dijelaskan dirancang di sekitar perangkat pengontrol catu daya mode sakelar terintegrasi Tipe L4960 dari SGS. Fitur utama regulator switching ini dapat diringkas dari data berikut:

Fitur utama

1. Rentang tegangan input: 9-50 VDC
2. Variabel tegangan keluaran dari 5 hingga 40 V.
3. Arus keluaran maksimum yang dapat diakses adalah: 2.5 Amps.
4. Daya keluaran tertinggi adalah: 100 Watt.
5. Sirkuit soft-start terintegrasi.
6. Tingkat referensi internal yang distabilkan dengan margin ± 4%
7. Bekerja dengan beberapa bagian eksternal.
8. Faktor tugas: 0-1.
9. Efisiensi tinggi, memiliki itu hingga 90%.
10. Memiliki perlindungan overload termal internal.
11. Termasuk pembatas arus internal yang memastikan perlindungan sirkuit pendek lengkap.

Spesifikasi pin chip ditunjukkan pada gambar berikut. L4964 dibungkus dalam paket 15-pin eksklusif, dirancang untuk menangani hingga 4 A.

Kerja dari sirkuit soft start built-in, dan pembatas arus, masing-masing disorot melalui gambar bentuk gelombang yang ditunjukkan di bawah ini.

Sirkuit pemutus suhu berlebih di L4960 dipicu segera setelah suhu casing IC lebih tinggi dari 125 ° C. Untuk masalah keamanan, rangkaian catu daya mode sakelar yang disarankan direkomendasikan dengan tata letak berbasis transformator.

Tegangan masukan AC ke PCB diperoleh dari belitan sekunder transformator utama, yang berarti bahwa DC ke IC minimal 3 V di atas tegangan keluaran yang diperlukan dengan arus keluaran setinggi mungkin. Dapat dimengerti bahwa trafo pada dasarnya adalah model toroidal.

Deskripsi sirkuit

Skema Sederhana

Diagram rangkaian di atas menunjukkan desain bagian AC transformator utama, dan catu daya switching DC. Tegangan AC dari sisi sekunder dialihkan ke input individu melalui papan suplai, sedangkan keran tengah dihubungkan ke saluran arde.

Tegangan input yang tidak diatur, Ui untuk IC datang melalui rangkaian penyearah gelombang penuh yang terdiri dari sepasang dioda 3 A 1N5404, D1-D2, bersama dengan kapasitor filter, Ct. Sirkuit yang terdiri dari R1-C3-C4 menyoroti penguatan loop regulasi tertutup. Tahap rangkaian lain menggunakan C2 -R2, dikonfigurasi untuk menghasilkan frekuensi osilator sekitar 100 kHz.

Kapasitor C5 C5 sebenarnya memiliki dua fungsi: ini menentukan waktu jalan mulai lunak seperti yang ditunjukkan pada gambar bentuk gelombang di atas, dan juga arus hubung singkat rata-rata. Masukan umpan balik dari L4962 digabungkan ke pembagi tegangan keluaran persimpangan R3 -R4. Tegangan keluaran, Uo, dari L4960 ditentukan dengan menggunakan perhitungan berikut

Uo = 5.1 [(R 3 + R4) / R3] mengingat Ui - Uo ≥ 3 V.

Perhatikan bahwa nilai terendah Ui harus 9 V. kita bisa mendapatkan tegangan keluaran tetap 5,1 V (± 4%) segera setelah R3 dilepas, dan R4 diganti dengan tautan pendek. Jika R3 dipilih dengan nilai tetap 5K6, R4 secara individual memutuskan tegangan output:

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

Desain dapat mengubah catu daya mode sakelar variabel dengan menggunakan R3 = 6K8 dan meningkatkan R3 dengan potensiometer 25K. Diode D3 digabungkan untuk melindungi IC. Penyearah cepat ini membatasi lonjakan negatif di sisi input induktor menjadi 0,6 hingga 1 V yang tidak berbahaya untuk setiap periode mematikan transistor output internal IC.

Jika D3 tidak ada, itu akan menyebabkan potensi pin 7 dari IC naik secara berbahaya hingga banyak volt di bawah potensi tanah. Induktor L1 bersama dengan dioda D3 dan kapasitor C6 C7, bertindak seperti konverter uang untuk mengatur keluaran dalam mode sakelar, sehingga menyebabkan pembuangan panas jauh lebih rendah dibandingkan rangkaian IC linier lainnya seperti LM338.

Konstruksi

Trek PCB yang ringkas dan tata letak komponen dapat divisualisasikan pada gambar berikut.

Merakit papan sebenarnya sangat mudah. Mulailah dengan memilih resistor R3 dan R4 seperti yang disebutkan sebelumnya. Pertama-tama rakit bagian-bagian yang berada di sekitar pusat PCB seperti, R1… R4 termasuk C2 C5.

Sebelum Anda mulai menyolder suku cadang, pastikan bahwa regulator IC1 dan dioda daya D1 dijepit melalui sekrup / mur kembali ke belakang melalui satu heatsink umum seperti yang dibuktikan pada gambar overlay komponen.

Ingatlah untuk menjaga heatsink yang diisolasi dengan baik secara elektrik dari tab logam IC menggunakan mesin cuci mika yang lebih tebal dan semak bahan plastik. Anda dapat menggunakan Tipe BYV28 untuk dioda D3 .. Apapun jenis dioda yang dipilih, pastikan isolasi mic dengan tester kontinuitas!

Tekan pin ICI dan D3 ke dalam lubang PCB khusus sampai tempat heatsink turun dengan kuat di atas permukaan PCB. Sekarang, solder timah dan potong bagian yang tidak diinginkan dari lleads. Setelah ini, pasang bagian lainnya, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 dan D2.

Pastikan untuk memperhatikan orientasi dan polaritas pin dioda dan kapasitor elektrolitik dengan benar. Perhatian yang berlebihan harus dilakukan untuk mencegah kemungkinan terjadinya korsleting di belitan inti choke dengan IC heatsink. Disarankan untuk mengamankan L1 menggunakan baut nilon pusat dan rakitan mur.

Pengujian dan Efisiensi

Mulailah prosedur pengujian dengan memeriksa penempatan, isolasi dan arah masing-masing dan setiap komponen pada PCB sebelum Anda menghubungkan papan ke kabel samping sekunder transformator.

Perlu dicatat bahwa catu daya switching yang dapat diatur ini membutuhkan beban yang dihubungkan pada keluarannya secara konstan agar dapat bekerja secara maksimal. Ketika SMP dipasok dengan 30 VAC, dan beban 2 A dipasang ke tegangan keluaran 5 V, suhu heatsink tidak boleh melebihi sekitar 60 ° C pada suhu kamar.

Efisiensi rangkaian dalam keadaan seperti itu diharapkan menjadi sekitar 68%. Efisiensi meningkat menjadi 80% saat Uo = 10 V, 85% pada Uo = 15 V, hingga 87% pada saat Uo = 25 V, semua dengan beban terukur pada 2 Amps.

Lembaran data