Popsaný měnič je schopen bez použití speciálního transformátoru (stačí i obyčejná vzduchová cívka s indukčností okolo 30µH) dodat výstupní napětí regulovatelné v rozsahu 20V až 30V při proudovém odběru až 3A. Výstupní napětí je přitom stabilizováno a jeho maximální změna při provozu naprázdno a při plném zatížením je menší než 200mV. Maximální výstupní výkon měniče je 75W. Zvlnění výstupního napětí nepřesáhne 500mV (měřeno špička-špička).

Popis zapojení

Jádrem zapojení je integrovaný obvod IO1 (TL497) firmy Texas Instruments, který pracuje jako řídící člen takzvaného step-up-konvertoru. Vlastní výkonový spínač tvoří SIPMOS tranzistor T1 (BUZ10). Pokud je tranzistor T1 ve vodivém stavu, prochází proud indukčností L1 (30µH) a hromadí se v ní energie ve formě magnetického pole. V okamžiku uzavření tranzistoru T1 se L1 stává zdroje energie, která přes diodu D1 (BYV79) nabíjí výstupní kondenzátory C2 a C3 (470µF/35 V). Ty jednak filtrují výstupní napětí a jsou zdrojem energie pro zátěž v okamžiku, kdy je tranzistor T1 (BUZ10) otevřen. Z výstupu je přes odporový dělič, tvořený trimrem P1 (PT10LV/10kΩ), odporem R4 (18kΩ/R0207) a odporem R5 (1,2kΩ/R0207) odebírán vzorek výstupního napětí, který je v IO1 (TL497) porovnávám s vnitřním referenčním napětím a slouží k následnému řízení spínacího tranzistoru T1 (BUZ10). Tato zpětná vazba tedy udržuje výstupní napětí na stálé úrovni bez ohledu na okamžité zatížení. Kritickou součástkou je dioda D1 (BYV79). V tomto případě musíme použít rychlou diodu s malým úbytkem napětí v propustném směru. V žádném případě ji nelze nahradit běžným typem, jako například 1N5401 apod. Výkonové odpory R2 a R3 (0,1Ω/TR5W) slouží pro kontrolu proudu do zátěže a proudovou ochranu obvodu IO (TL497). Kondenzátor C1 (680pF/TK) určuje spínací kmitočet měniče. Při použití nevhodných součástek, nebo například jiném provedení cívky L1 (30µH), nemusí měnič korektně pracovat a bude třeba mírně změnit hodnotu kondenzátoru C1 (680pF/TK).

Stavba

Výkonový měnič je zhotoven na jednostranné desce s plošnými spoji o rozměrech 63 x 56mm. Všechny součástky jsou umístěny na desce spojů. Vlastní stavbu začneme osazením desky součástkami. Jediný díl, který si zaslouží trochu pozornosti, je vzduchová cívka L1 (30µH). Zhotovíme ji navinutím 33 závitů lakovaného měděného drátu na cívku s vnitřním průměrem asi 22mm a vnějším asi 45mm. Cívku vineme buďto dvojitým drátem o průměru 1mm nebo trojitým o průměru 0,8mm. To je z důvodů, že při pracovních kmitočtech měniče se již začíná projevovat vliv skin-efektu (šíření VF proudu po povrchu vodiče) a vícenásobné vinutí má stejný průřez (nutný pro proudovou zatížitelnost vodiče), ale výrazně větší povrch, výhodný právě vzhledem k uplatnění skin-efektu.

Kromě zhotovení cívky by se stavbou měniče neměl být žádný problém. Tranzistor T1 (BUZ10) a dioda D1 (BYV79) jsou výkonově namáhány, proto jsou umístěny na okraji desky, aby je bylo možno snadno přišroubovat na vhodný chladič. Ten může tvořit i zadní stěnu skříňky měniče. Doporučuji doplnit měnič jak na vstupu (přívod k akumulátoru), tak i na výstupu tavnými pojistkami. Případný zkrat by rozhodně akumulátoru neprospěl a také vlastní měnič nemá trvale zkratu-vzdorný výstup. Po sestavení měniče připojíme akumulátor, zátěž a trimrem P1 (PT10LV/10kΩ) nastavíme požadované výstupní napětí. Tím je oživování skončeno.

Závěr

Relativně jednoduchý měnič, všestranně použitelný v případě potřeby vyššího napájecího napětí při provozu z 12 V automobilové baterie. Použití speciálního integrovaného obvodu výrazně zjednodušuje stavbu při zajištění dobré stability výstupního napětí a minimálního zvlnění výstupního napětí.

Seznam součástek

• Informace pro tuto konstrukci jsem čerpal z časopisu A-Radio (www.aradio.cz) – ročník 1999 a z katalogového listu obvodu TL497 (strana 5 - 6) firmy Texas Instruments.

Download & Odkazy

• Domovská stránka autora - http://michal.slansky.sweb.cz/
• Datasheets, ze kterého byly čerpány informace pro měnič napětí s obvodem TL497