Mạch cung cấp nguồn chuyển đổi có thể điều chỉnh - 50 V, 2,5 Amps

Mạch cung cấp điện chuyển mạch biến đổi được giải thích được thiết kế xung quanh thiết bị điều khiển cấp nguồn chế độ chuyển đổi tích hợp Loại L4960 của SGS. Các tính năng chính của bộ điều chỉnh chuyển mạch này có thể được tóm tắt từ dữ liệu sau:

Những đặc điểm chính

1. Dải điện áp đầu vào: 9-50 VDC
2. Biến điện áp đầu ra từ 5 đến 40 V.
3. Dòng ra tối đa có thể truy cập là: 2,5 Amps.
4. Công suất đầu ra cao nhất có thể là: 100 Watts.
5. Tích hợp mạch khởi động mềm.
6. Mức tham chiếu nội bộ ổn định với biên độ ± 4%
7. Làm việc với một số bộ phận bên ngoài.
8. Hệ số nhiệm vụ: 0-1.
9. Hiệu quả cao, có các lên đến 90%.
10. Có bảo vệ quá tải nhiệt bên trong.
11. Bao gồm một bộ hạn chế dòng điện bên trong đảm bảo bảo vệ hoàn toàn ngắn mạch.

Thông số kỹ thuật chân của chip được hiển thị trong hình sau. L4964 được bọc trong một gói 15 chân độc quyền, được thiết kế để xử lý lên đến 4 A.

Hoạt động của mạch khởi động mềm tích hợp và bộ hạn chế dòng điện, được đánh dấu tương ứng qua các hình vẽ dạng sóng được hiển thị bên dưới.

Mạch ngắt quá nhiệt trong L4960 được kích hoạt ngay khi nhiệt độ vỏ IC cao hơn 125 ° C. Đối với các mối quan tâm về an toàn, nên sử dụng mạch cấp nguồn chế độ chuyển đổi đề xuất với cách bố trí dựa trên máy biến áp.

Điện áp đầu vào AC cho PCB được lấy từ cuộn dây thứ cấp của máy biến áp nguồn, có nghĩa là DC tới IC cao hơn điện áp đầu ra cần thiết tối thiểu 3 V với dòng ra cao nhất có thể. Có thể hiểu rằng máy biến áp về cơ bản là một mô hình hình xuyến.

Mô tả mạch

Giản đồ đơn giản

Các sơ đồ mạch ở trên mô tả thiết kế phần AC của máy biến áp nguồn và nguồn điện chuyển mạch DC tương ứng. Điện áp xoay chiều từ phía thứ cấp đi đến các đầu vào riêng lẻ qua bảng cung cấp, trong khi vòi trung tâm được nối với đường dây nối đất.

Điện áp đầu vào không điều chỉnh, Ui cấp cho IC đi qua mạch chỉnh lưu toàn sóng được tạo thành từ một cặp 3 điốt A 1N5404, D1-D2, cùng với một tụ lọc, Ct. Mạch gồm R1-C3-C4 làm nổi bật độ lợi của vòng điều chỉnh kín. Một giai đoạn mạch khác sử dụng C2 -R2, được cấu hình để tạo ra tần số dao động xấp xỉ 100 kHz.

Tụ C5 C5 thực sự có hai chức năng: điều này chỉ định thời gian của đoạn dốc khởi động mềm như thể hiện trong hình ảnh dạng sóng ở trên, và cũng là dòng điện ngắn mạch trung bình. Đầu vào phản hồi của L4962 được ghép nối với bộ chia điện áp đầu ra R3 -R4. Điện áp đầu ra, Uo, của L4960 được xác định bằng cách sử dụng các tính toán sau

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

Lưu ý rằng giá trị thấp nhất của Ui phải là 9 V. chúng ta có thể nhận được điện áp đầu ra cố định là 5,1 V (± 4%) ngay khi loại bỏ R3 và thay đổi R4 bằng một liên kết ngắn. Nếu R3 được chọn với giá trị cố định là 5K6, thì riêng R4 sẽ quyết định điện áp đầu ra:

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

Thiết kế có thể được chuyển đổi nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi biến đổi bằng cách sử dụng R3 = 6K8 và nâng cấp R3 với chiết áp 25K. Diode D3 được kết hợp để bảo vệ IC. Bộ chỉnh lưu nhanh này hạn chế các xung đột tiêu cực ở phía đầu vào cuộn cảm ở mức 0,6 đến 1 V vô hại cho mỗi giai đoạn tắt của bóng bán dẫn đầu ra bên trong IC.

Nếu D3 không có ở đó, nó sẽ làm cho điện thế chân 7 của IC tăng nguy hiểm đến nhiều vôn dưới điện thế mặt đất. Cuộn cảm L1 cùng với diode D3 và tụ điện C6 C7, hoạt động giống như một bộ chuyển đổi buck để điều chỉnh đầu ra ở chế độ chuyển mạch, do đó gây ra tản nhiệt thấp hơn nhiều so với bất kỳ mạch IC tuyến tính nào khác như LM338.

Xây dựng

Sơ đồ bố trí thành phần và rãnh PCB nhỏ gọn có thể được hình dung trong hình ảnh sau.

Lắp ráp bảng thực sự rất dễ dàng. Bắt đầu bằng cách chọn điện trở R3 và R4 như đã đề cập trước đó. Đầu tiên lắp ráp các bộ phận xung quanh trung tâm của pcb như, bao gồm cả R1… R4 cũng như C2 C5.

Trước khi bạn bắt đầu hàn các bộ phận, hãy đảm bảo rằng bộ điều chỉnh IC1 và diode nguồn D1 được kẹp qua vít / đai ốc trở lại trên một bộ tản nhiệt chung duy nhất như đã được chứng minh trên hình ảnh của lớp phủ linh kiện.

Hãy nhớ duy trì bộ tản nhiệt được cách điện tốt khỏi mấu kim loại của IC bằng cách sử dụng vòng đệm mica dày hơn và một ống lót bằng vật liệu nhựa. Bạn có thể sử dụng Loại BYV28 cho diode D3 .. Cho dù chọn loại diode nào, hãy đảm bảo rằng cách điện mic bằng máy kiểm tra tính liên tục!

Nhấn các chân ICI và D3 vào các lỗ PCB cụ thể của chúng ngay phía trên cho đến khi bộ tản nhiệt nằm chặt xuống bề mặt PCB. Bây giờ, hàn các dây dẫn và cắt bỏ phần đệm lót không mong muốn còn lại của chúng. Sau đó, cài đặt phần còn lại của các bộ phận, L1, CI, C6, C7, Cs, D1 và D2.

Đảm bảo xem đúng hướng và cực tính của diode và chân tụ điện của tụ điện. Phải hết sức chú ý để ngăn ngừa bất kỳ loại khả năng ngắn mạch nào trên cuộn dây lõi cuộn cảm với bộ tản nhiệt IC. Nên giữ chặt L1 bằng cách sử dụng cụm đai ốc và bu lông trung tâm.

Kiểm tra và Hiệu quả

Bắt đầu quy trình thử nghiệm bằng cách kiểm tra vị trí, cách điện và hướng của từng và mọi thành phần trên PCB trước khi bạn kết nối bo mạch với dây bên thứ cấp của máy biến áp.

Cần lưu ý rằng nguồn điện chuyển mạch có thể điều chỉnh này cần tải được kết nối liên tục ở đầu ra để hoạt động tối ưu. Khi SMPS được cung cấp với 30 VAC và tải 2 A được gắn với điện áp đầu ra là 5 V, nhiệt độ của bộ tản nhiệt không được vượt quá khoảng 60 ° C ở nhiệt độ phòng.

Hiệu suất của mạch trong những trường hợp như vậy có thể được mong đợi vào khoảng 68%. Hiệu suất tăng lên 80% khi Uo = 10 V, 85% ở Uo = 15 V, lên 87% ở Uo = 25 V, tất cả đều có tải định mức là 2 Amps.

Bảng dữliệu