Technické parametry
| Uvst (min.) min. vstupní napětí | - | 15V střídavé (volit dle Uvýst.) |
| Uvst (max) max. vstupní napětí | - | 30V střídavé |
| Uvýst (min) min. výstupní napětí | - | 5,1V stejnosměrné |
| Uvýst (max) max. výstupní napětí | - | 24V stejnosměrné |
| Ivýst (min) min. výstupní proud | - | 200mA |
| Ivýst (max) max. výstupní proud | - | 3A |
| Tp (max.) max. prac. teplota okolí | - | 40°C |
| Tst (max) max. skladovací teplota | - | 120 °C |
| teplotní pojistka | - | ano |
| pojistka proti zkratu na výstupu | - | ano |
Popis a návrh obvodového schéma
Spínaný zdroj je navržen pro připojení na střídavé napětí, oddělené od sítě transformátorem a pro max. výstupní stejnosměrné stabilizované napětí 24V s účinností až 85%.
Minimální výstupní proud odebíraný ze zdroje je 200mA. Při odběru menšího proudu není energie odebírána z výstupního filtru a zdroj nedává patřičné napětí na výstupu. Toto je však charakteristická vlastnost všech spínaných zdrojů. Je-li nutno na přechodnou dobu při trvalém chodu zdroje odebírat nižší proud než zmíněných 200mA, je nutno zatížit výstup trvale patřičným odporem.
Schéma zapojení zdroje
Popis zapojení
Vstupní napětí zdroje je usměrněno diodovým můstkem D1, filtrováno kondenzátory C1,C2 a přivedeno na vstup IO1 (pin 11). Napěťovým děličem R1,R2 je nastaveno minimální napětí Uvst. (pin14 IC1), při kterém překlápí výstup RST (pin 3). Hodnotu rezistoru R2 je možno dle potřeby změnit, popřípadě tento rezistor vypustit. Kmitočet oscilátoru je cca 125 kHz a závisí na toleranci použitých součástek v obvodu oscilátoru, kde je nutno použít stabilní součástky s minimální závislostí na teplotě. Totéž se týká prvků v obvodu frekvenční kompenzace.
Výstupní pulzní napětí z IO1 je zpracováno energetickým filtrem, složeným z L1 a C12 až C15. Tři spojené C13, 14, 15 redukují paralelním zapojením svojí výslednou indukčnost.
Napětí na výstupu lze v určitém rozsahu regulovat trimrem R8. Použité hodnoty odporů zpětnovazební smyčky pro různá výstupní napětí jsou uvedeny v tabulce 1.
| Uvýst. nom. | Ureg. (trimrem R8) | R8 (trimr) | Rx |
|---|---|---|---|
|
5,1V
|
5,1V
|
zkratováno
|
zkratováno
|
|
8V
|
5,1V - 9V
|
5kΩ
|
zkratováno
|
|
9V
|
8V - 12V
|
5kΩ
|
2,2kΩ
|
|
12V
|
9V - 15V
|
5kΩ
|
4,7kΩ
|
|
18V
|
16V - 21V
|
5kΩ
|
10kΩ
|
|
24V
|
21V - 26V
|
5kΩ
|
15kΩ
|
Konstrukce zdroje
Zdroj je postaven na oboustranném tištěném spoji FR4, tl. 1,5mm, tl. mědi 70u. IC1 je chlazen přes výstupy země (piny 5, 6, 15 a 16) a chladící plochou mědi po obou stranách plošného spoje. Vývody země jsou propájeny z obou stran spojů, na IO1 je vhodným způsobem nalepen chladič. K nalepení chladiče pro amatérskou stavbu lze použít vteřinové lepidlo. Při profesionálních stavbách se používají speciální lepidla, určená k těmto účelům.
Zvláštní pozornost zasluhuje cívka, která je vinuta na kvalitním jádru, odpovídajícím svými vlastnostmi co do kmitočtu a výkonu. Lze použít jádro MAGNETICS 58310, na které je navinuto 45 závitů isolovaným vodičem o průměru 0,91mm. Dioda D2 je zapájená do DPS a připevněna na chladič.
Obrazce plošných spojů
Všechny použité rezistory jsou s kovovou vrstvou, kondenzátory fóliové MKT s roztečí 5mm. Elektrolytické kondenzátory jsou standardní, radiální, pro min. napětí 35V, filtrační kondenzátor C2 je na napětí 50V.
Tabulka 2 Funkce jednotlivých vývodů L4972,L4974
| PIN *) | NÁZEV | FUNKCE |
|---|---|---|
|
1(6)
|
btsp
|
Cboot kondenzátor je zapojen mezi tento pin a výstup 20. |
|
2(5)
|
nulování prodleva
|
Cd kondenzátor je zapojen mezi tento pin a zem. Určuje dobu resetovacího signálu, přítomného na pinu 3. |
|
3(4)
|
nulování výstup
|
Otevřený kolektor tranzistoru. Výstup nulovacího signálu. |
|
4(3)
|
nulování vstup
|
Vstup nulovacího signálu. Jeho překlápěcí úroveň je 5,1V. |
|
5,6,15
16(8) |
zem
|
Zem (GND). |
|
7(10)
|
frekvenční kompenzace
|
Sérioparalelní kombinace RC se zapojuje mezi tento pin a zem. Určuje charakteristiku zisku. |
|
8(12)
|
soft-start
|
Časová konstanta soft-startu. Zapojuje se přes příslušnou kapacitu na zem. |
|
9(11)
|
zpětná vazba
|
Zpětnovazební regulační smyčka. Je spojena přes odpor k výstupu. Výstupní napětí reguluje tak, že na tomto pinu udržuje napětí 5,1V. |
|
10
(13) |
synchronizační vstup
|
Více zdrojů, osazených obvody L497x spojením těchto pinů se uvedou na stejný pracovní kmitočet. |
|
11(9)
|
U vstup
|
Vstupní stejnosměrné napětí do zdroje. |
|
12,19
|
nezapojeno
|
|
|
13(14)
|
U ref
|
Výstup referenčního napětí 5,1V |
|
14(15)
|
U start
|
Interní startovací obvod. Zde se připojuje filtrační kapacita na zem. |
|
17(1)
|
R oscilátoru
|
Externí rezistor, zapojený na zem určuje kmitočet oscilátoru. |
|
18(2)
|
C oscilátoru
|
Externí kondenzátor, zapojený na zem určuje kmitočet oscilátoru. |
|
20(7)
|
výstup
|
Regulovaný výstup. |
*)označení pinů v závorce je pro obvody L4975, L4977 a L4970
Poznámky k realizaci
Je-li požadováno na výstupu 5.1V, pozice rezistoru Rx a trimru R8 se přemostí propojkou. IC1 se osadí tak, že vývody země (GND) se propájí z obou stran plošného spoje s co největšími nálitky cínu. Dioda D2 je k chladiči přišroubována, styčné plochy opatřeny např. silikonovou vazelínou.
Celek vsadíme do plošného spoje, roznýtujeme trubičkové držáky chladiče a diodu zaletujeme. Cívku L1 se musí vsadit do DPS s izolační podložkou tak, aby vznikla mezera mezi cívkou a měděnou folií desky, Na pouzdro DIP IC1 se nalepí chladič. Před lepením je nutné obě styčné plochy odmastit.
Osazovací výkres
Oživení
Po kontrole osazené desky se na výstup připojí taková zátěž, aby předpokládaný výstupní proud byl 1A. Vstup zdroje se připojí přes transformátor na síť a voltmetrem se změří výstupní napětí, které lze potom trimrem R8 doregulovat na požadovanou hodnotu. Zdroj se pak postupně zatěžuje až na Ivýst.= 3A. Osciloskopem se zkontroluje tvar pulsů na katodě diody D2 proti zemi, který by měl být pravoúhlý bez výrazných překmitů.
Seznam součástek
| Pozice | Hodnota | Název |
| R1 | 30kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R2 | 10kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R3 | 15kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R4 | 30kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R5 | 22Ω | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R6 | 4,7kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R7 | 4,7kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| R8 | 5kΩ trimr | PT10V |
| Rx pro 9V | 2,2kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| pro 12V | 4,7kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| pro 18V | 10kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| pro 24V | 15kΩ | metal.rezistor 0,6W vel 0207 |
| C1 | 100nF MKT | CF1-100N/J |
| C2 | 3,3mF/50V | E3300M/50V |
| C3 | 2,2uF/50V | E2M2/50V |
| C4 | 2,2uF/50V | E2M2/50V |
| C5 | 2,2uF/50V | E2M2/50V |
| C6 | 2,2uF/50V | E2M2/50V |
| C7 | 390pF ker. | CKS 390P/50V |
| C8 | 22nF MKT | CF2-22N/J |
| C9 | 2,2nF MKT | CF2-2N2/J |
| C10 | 100nF MKT | CF1-100N/J |
| C11 | 1nFMKT | CF2-1N0/J |
| C12 | 1uF/63V | CF1-1M0/K |
| C13 | 100uF/35V | E100/35V |
| C14 | 100uF/35V | E100/35V |
| C15 | 100uF/35V | E100/35V |
| L1 | indukčnost 150uH | |
| D1 | diod.můstek | B250C4000 |
| D2 | dioda | BYW29-150 |
| IO1 | regulátor | L4974 |
| K1 | svorkovnice | ARK210/2 |
| K2 | svorkovnice | ARK210/2 |
| CHL 1 | chladič | V7143 |
| CHL 2 | chladič | V5074A |
Všechny uvedené součástky lze pořídit v prodejní síti GM Electronic .
Odkazy
- Dodavatel součástek použitých v zapojení GM Electronic, spol. s r.o. - http://www.gme.cz/
- Čerpáno z KTE 1/98, str 5
