Obvod L4970A využívá zpětnovazební způsob regulace při konstantní frekvenci se šířkovou modulací (PMW). Obvod L4970A má vestavěnou tepelnou a proudovou ochranu. Spínací tranzistor uvnitř integrovaného obvodu je unipolární. O těchto regulátorech se píše, že jsou vyrobeny Smart-power technologií, jedná se smíšenou technologii BCD a DMOS (výkonový tranzistor). Využívá se vysoká spínací frekvence (až 500kHz), tím se dá dosáhnout vysoká účinnost (až 91%). Spínací frekvenci řídíme RC členem, který je připojený k vývodům 1 a 2 IO. Velikou výhodou využití vysoké spínací frekvence je zmenšení rozměrů kondenzátorů a cívky ve výstupním filtru. Použití cívky se nejeví jako velká nevýhoda, hlavně když cívka nevychází rozměrově veliká. Výstupní napětí má menší zvlnění v porovnání se spínacími regulátory, které využívají jako spínací prvek bipolární tranzistor a nižší spínací frekvenci. Omezení výstupního proudu obvodu L4970A je vnitřně nastavené na 10A.

Schéma spínaného zdroje s obvodem L4970A

Napětí přivádíme na vstup integrovaného spínaného regulátoru L4970A (pin9). Jeho spínací frekvenci určuje RC člen C3 a R5. Kondenzátory C4, C5 a rezistor R6 tvoří kmitočtovou kompenzaci zesilovače odchylky. Kondenzátor C6 podporuje spínaní tranzistoru DMOS. Jeho kapacita je 220nF. Při rychlých změnách proudu v cívce L1 se v ní indukuje napětí, které by mohlo poškodit tranzistor uvnitř IO1. Tomu zabraňuje dioda D1, která uzavírá tok proudu při zavřeném tranzistoru. Tato dioda musí být bezpodmínečně velmi rychlá. Vyhlazení výstupního napětí zajišťuje cívka L1 a filtrační kondenzátory C9 až C11. Kondenzátory C12 a C21 s malou kapacitou a také s menší impedancí pro střídavý proud vysoké frekvence výrazně zmenšuje zvlnění výstupního napětí.

Proud do zátěže přichází v době, kdy je otevřený koncový tranzistor v IO1 z vstupních vyhlazovacích kondenzátorů přes IO1 a filtr LC. Jakmile se uzavře tranzistor uvnitř IO1, tak začne téct proud cívkou L1 a diodou D1, který vzniká z energie akumulované v L1. Rezistor R9 trvale zatěžuje výstup regulátoru a tím zajišťuje jeho správnou činnost i při malých výstupních proudech. Indukčnost cívky L1 je 40mH (max. 150mH). Je navinuta na toroidním jádře. Zavity rovnoměrně rozložíme po obvodu toroidu. Výstupní napětí regulujeme potenciometrem P1. Použil jsem 10-ti otáčkový typ Spectrol. Můžeme použít i kombinaci dvou potenciometrů, první s větším a druhý s menším odporem. Tím dosáhneme jemnou regulaci. Integrovaný obvod L4970A umožňuje regulovat napětí od velikosti referenčního napětí, tj. 5,1V směrem nahoru. Abychom mohli regulovat výstupní napětí od 0V, musíme k obvodu připojit pomocný zdroj referen. napětí, který dává na výstupu -5V.

Samotný zdroj je postaven na oboustranné desce plošných spojů s rozměry 156x57mm. Deska je pokovená pro proudové posílení spojů. Spoje kudy protékají velké proudy, jsou zdvojeny oboustrannými cestami na DPS. Použité součástky by měli být kvalitní z důvodu frekvenční a tepelné stability. Především kondenzátory, které jsou ve foliovém provedení řady TC351.

Cívka je navinuta na toroidním feritovém jádře, které musí být stavěno na vysoké pracovní frekvence v řádu 200 – 500 kHz, nesmíme opomenout samotný průřez vodiče na cívce L1, který by měl být dimenzován na protékající proudy 10A. Samotný integrovaný obvod IO1 (L4970A) a dioda D1 (BYV32E-200) jsou umístěny na chladiči s teplotním odporem 1,5K/W (CHL20D-BLK). Oba prvky, musí byt odděleny od chladiče slídovou, nebo silikonovou podložkou. Polovodiče mají propojenou chladící plošku s pracovními napětími (IO1 – zem GND; D1 – výst. napětí), bez podložky by došlo přes chladič ke zkratu celého zdroje.

Spínaný zdroj s obvodem řady L4970 DPS (BOTTOM COPPER) 

Spínaný zdroj s obvodem řady L4970 DPS (TOP COPPER)


Spínaný zdroj s obvodem řady L4970 DPS (TOP + BOTTOM)
 

Spínaný zdroj s obvodem řady L4970 DPS (TOP SILK)

Seznam součástek

Síťová část spínaného zdroje L4970A

Síťové napětí přivádíme na trojitou svorkovnici CONN1, následuje tavná pojistka s indikačním obvodem a dvojicí LED, jedna slouží k indikaci zapnutí přístroje Q1B a druhá Q1A indikuje přerušení tavné pojistky. LED diody jsou napájeny přes rezistory R0414 a kondenzátory CFAC, zenerovy diody omezují napětí pro LED. R2, D1 a R4, D2 jsou děliče napětí pro LED s funkcí stabilizace a zároveň usměrňovače. Při zapnutí síťového napětí jsou obě LED napájeny, rozsvítí se LED Q1B a zároveň se otevře tranzistor T1, který „zkratuje“ přemostí LED Q1A a zamezí rozsvícení, tato situace nastane pouze za předpokladu, že je tavná pojistka F1 v pořádku. V případě přetavení pojistky přestane téct proud přes R3, R4 a C2, zhasne LED Q1B a uzavře se tranzistor T1, díky tomu se může rozsvítit LED Q1A, signalizující přerušení pojistky.

Schéma síťové části spínaného zdroje L4970A

Za pojistkou je zařazen výkonový varistor VAR1 (V250LA40), ten slouží k omezení přepětí a ochrání před údery blesku do vedení. V případě zvýšení napětí nad dovolenou mez varistoru dojde k nedestruktivnímu rychlému zapálení varistoru a během několika μs dojde k pohlcení zkratové proudu a přetavení pojistky F1.

Následuje filtr s kondenzátorem C3 (1μF/CFAC/X2), toroidní feritová kompenzační tlumivka L1, ochranný rezistor R6 (R0414), který v případě vypnutí přístroje okamžitě vybije kondenzátory C1, C5, C6. Tento filtr je aplikován s účelem co největšího odrušení vstupního síťového napětí a zároveň odrušení samotného spínaného zdroje.

Síťový filtr je konstruován jako dolno-frekvenční propust, která způsobuje odraz vysokofrekvenčního rušení zpět ke zdroji. Pro potlačení asymetrického rušení se používají feritové kompenzované tlumivky spolu s Y kondenzátory, pro potlačení symetrického rušení pak X kondenzátory, které se pro zvětšení účinku mohou doplnit jednoduchými železoprachovými tlumivkami.

Jelikož je ve zdroji použit toroidní transformátor velkého výkonu a za transformátorem je zařazena velká filtrační kapacita tvořená elektrolytickými kondenzátory, je potřeba zamezit obrovským zapínacím proudů, které zcela bez problémů vypnou domovní jističe 10A. Tento problém lze jednoduše vyřešit postupným spouštěním za pomoci dvojitého termistoru a zpožďovacího obvodu s relé REL1. Tento obvod zajistí při zapnutí, připojení transformátoru přes dvojici termistorů, které mají odpor řádově desítky ohmů (cca. 2x 40Ω). Během pár sekund se termistory zahřejí protékajícím proudem a sníží svůj odpor na minimum, tím je zajištěn pomalý náběh transformátoru. Po 4 – 5 sekundách přemostí termistory kontakty relé REL1, aby nedocházelo ke zbytečnému tepelnému namáhání výkonových termistorů. Dále je pak vyvedeno síťové napětí na svorkovnici CONN2.

Za filtrem je také zapojen malý transformátor TR1 do DPS (ZTR54/18), který má za úkol zásobovat řídící a doplňkové obvody. Transformátor má dvě sekundární vinutí (2x12V) a je schopen dodat proud až 0,6A do každého vinutí. V každé větvi je umístěn usměrňovací můstek typu B250R doplněný o odrušovací kondenzátory, následuje elektrolytický kondenzátor 1000μF, který filtruje procházející napětí. Sekundární vinutí L1 je určeno pro kladná napětí +12V (obvod řízení ventilátoru, obvod zpožděného připojení) a +5V pro měřidla napětí a proudu (PMV7157HX) a proudovou pojistku.

Tato napětí jsou získána pomocí stabilizátoru řady 78xx v klasickém doporučeném zapojení. Navíc je každý výstup doplněný o rezistor s hodnotou 250Ω, který zajistí minimální odběr 20mA z obvodu pro správnou funkci stabilizace. Sekundární vinutí L2 je určeno k napájení obvodu s požadavkem na záporné napětí. Jedná se opět o klasické doporučené zapojení obvodu řady79xx. Výstupní napětí -5V je určeno k napájení reference hlavního obvodu L4970A. Odběr z této větve je v řádu jednotek miliampér a proto je potřeba zatížit dostatečně tuto větev přídavným rezistorem pro spolehlivou funkci stabilizace obvodu 7905.

 
Síťová část spínaného zdroje DPS (BOTTOM)
 

Síťová část spínaného zdroje DPS (TOP)
 

Síťová část spínaného zdroje DPS (TOP + BOTTOM)

Seznam součástek

Vstupní napájecí část spínaného zdroje L4970A

Na svorkovnici CONN1 přivádíme střídavé napětí ze sekundárního vinutí výkonového toroidního transformátoru, toto napětí má hodnotu 35V~. Transformátor je schopen dodat proud do zátěže až 15A (trvalý proud I=10A), proto musí být všechny součástky na tyto proudy dimenzovány. Hlavně musíme věnovat pozornost desce plošných spojů, kde všechny cesty, kterými prochází tyto velké proudy, musí být zesíleny (nejlépe pokoveny vrstvou HAL, nebo pocínovány). Také se osvědčilo k silně namáhaným spojům připájet měděný vodič, který přenese většinu proudového zatížení.

Schéma vstupní napájecí časti zdroje

Od svorkovnice CONN1 je vedeno střídavé napětí přes odrušovací keramický kondenzátor C1 k diodovému usměrňovacímu můstku BR1, který má ke každé diodě přiřazený keramický kondenzátor C2 – C5. Tyto kondenzátory zamezují pronikání vysokofrekvenčního rušení dále do obvodu. Za usměrňovačem je zařazena výkonová toroidní feritová tlumivka L1 (80μH/V32A10), doplněná o anti-paralelně zapojenou ochranou diodu D1 (P600K). Tato cívka spolu s velkou filtrační kapacitou tvoří LC filtr. Do cesty je také zapojena dvojice paralelně řazených výkonových rezistorů R1a a R1b (RR5W 2x 470Ω), které jsou po 4 – 5 sekundách přemostěny kontakty relé REL1 – Finder F4052-12 (obvod zpožděného připojení). Tyto rezistory se postarají o pozvolné nabití čtyř velkých elektrolytických kondenzátorů (zajištěna vyšší životnost samotných elektrolytů). Následuje velká filtrační kapacita tvořená čtyřmi elektrolytickými kondenzátory C6 – C9, každý o hodnotě 10 000μF. U takto velké kapacity je potřeba zajistit po vypnutí zdroje rychlé vybití těchto kondenzátorů, proto je dále zařazena dvojice výkonových rezistoru R2a, R2b  220Ω, která spolehlivě tyto kondenzátory vybije. Tyto rezistory jsou výkonové, neustále protékající proud 0,11A, způsobí výkonovou ztrátu 5,6W při napětí 47V, proto se rezistory dosti zahřívají. Odpory jsou v kombinaci dvou rezistorů řazených sériově z důvodu rozložení tepelného ztrátového výkonu.

Velice důležitou částí je před-stabilizátor tvořený výkonovým tranzistorem T1 (BDW83C) a zenerovou diodou D2 (BZX85/47V). Tato část je nutná z důvodu velkého napětí za usměrňovačem (49 – 53V ss.), toto napětí je nepřípustné pro hlavní integrovaný obvod L4970A. Zenerova dioda D2 o hodnotě 47V a výkonový tranzistor T1 přizpůsobí toto napětí na dovolenou mez (cca. 45 – 47V ss. – určeno přesností zenerovy diody). I přesto, že tento před-stabilizátor snižuje napětí o 2 – 3V, vzniká na tranzistoru T1 ztráta 20 – 30W, díky velkým tekoucím proudům v řádu jednotek ampér, maximálně 10A. Proto je tranzistor T1 umístěn na chladiči s teplotním odporem 4,5K/W (CHL255Y/40BLK), takže teplota vzroste maximálně na 45oC, při maximálním výkonu zdroje (odběry proudu I=10A).

Co se týká chladičů, je nutné umístit i usměrňovací můstek (blok „kostka“ – KBPC5006F) také na chladič, přece jenom se můstek při tak velkých proudech trochu zahřívá, jako vhodný typ je chladič s teplotním odporem 4,5K/W (CHL255Y/40BLK). Následuje v obvodu zařazené relé REL2, které sepne své kontakty až po určité době od zapnutí zdroje, relé je řízeno externím obvodem (obvod zpožděného připojení), které popíši dále.

Toto zpoždění je důležité pro formátování velké filtrační kapacity (40 000μF) a ustálení napětí na filtru, tím je zamezeno pronikání napěťových špiček ihned po zapnutí do obvodu L4970A. Následuje tavná pojistka F1 o hodnotě 15A a LED dioda, která signalizuje zapnutí zdroje a indikaci stavu pojistky. Za kontakty relé REL2 je zařazen RC obvod, který blokuje výstup zdroje v okamžiku sepnutí relé. Kontakty relé musí být dostatečně dimenzovány na tekoucí proudy při sepnutí (relé Finder F4052-12). Na svorkovnici CONN2 obdržíme stejnosměrné filtrované napětí o hodnotě 47V/10A.

Vstupní část spínaného zdroje DPS (BOTTOM)
 

Vstupní část spínaného zdroje DPS (TOP)


Vstupní část spínaného zdroje DPS (TOP + BOTTOM)

Co se týká samotného osazení tohoto bloku zdroje, neměli bychom se setkat s problémy, osazujeme velké a těžké součástky, takže doporučují součástky fixovat silikonovým tavidlem. Po osazení je nutné zkontrolovat pájená místa. Při vzniku „studených“ spojů by se při průtoku velkých proudů deska plošných spojů dosti zahřívala a hrozil by požár. Na tomto bloku se nemusí nic nastavovat, pracuje ihned po zapojení, jen je nutné zkontrolovat výstupní napětí multimetrem, pro kontrolu funkce  před-stabilizátoru. Po kompletní montáží a testech celého zdroje zkontrolujeme teplotu chladičů při plném zatížení. Pokud udržíme ruku na chladičích, není nutné doplňovat chladiče o přídavné ventilátory.

Seznam součástek

Proudová elektronická pojistka pro spínaný zdroj

Tento obvod je velice důležitý, při tak velkých výstupních proudech, jaké dokáže dodat integrovaný obvod L4970A (10A). Nebezpečí nehrozí pro samotný IO1 L4970A, ten je svými vnitřními obvody chráněn na případný zkrat či proudové přetížení, ale pro připojené zařízení na výstupu zdroje. Zkratový proud (10A) už dokáže spolehlivě odpařit cestičky na DPS připojeného zařízení a zničit spoustu součástek. Proudovou pojistku je možné nastavit od minimálního výstupního proudu (cca. 10mA) až do maximální povolené proudové hodnoty L4970A (10A). Pojistka je napájena napětím +5V, regulaci provádíme 10-ti otáčkovým precizním potenciometrem 534 firmy Spectrol. Potenciometr má na každém výstupu zařazen odporový trimr, kterým donastavíme minimální a maximální omezení proudu. Proudová pojistka je doplněna o LED diodu Q1, který signalizuje nastupující omezení proudové pojistky, je možno doplnit tuto LED Q1 paralelně připojeným samovybudícím piezoelementem a tím upozornit i zvukově na nasazení proudového omezení.

Hlavní součástkou pojistky je výkonový MOSFET tranzistor BUZ11, tento tranzistor má v sepnutém stavu zanedbatelný odpor (v řádu miliohmů – 0,04Ω), takže na něm nevznikají žádné tepelné ztráty. Situace se změní v případě aktivace proudové pojistky, pak se musí vyzářit tranzistorem T1 vyzářit velké tepelné ztráty, proto musíme umístit tento tranzistor na dostatečně dimenzovaný chladič. Dále doporučuji neprodlužovat zbytečně dobu, po které je aktivní proudová pojistka, zbytečně bychom zatěžovali tepelně tranzistor T1 (BUZ11).

Schéma zapojení elektronické proudové pojistky

Napájecí napětí 5V napájí dělič tvořený dvěma trimry a kovým potenciometrem, ze kterého se odebírá napětí UG pro výkonový MOSFET tranzistor. V případě zkratu, nebo většího proudu procházejícího výstupními svorkami, než je nastavený potenciometrem, začne téct diodou D1 a rezistorem R2 proud do báze T2, ten se otvírá a tranzistor T1 se přivírá, tím se sníží proud tekoucí do zátěže. Tranzistor T3 spíná červenou LED diodu Q1 při aktivaci proudové pojistky. Proudová pojistka je velice rychlá a proto spolehlivá, reaguje v řádu μs až ms.

Za proudovou pojistkou je paralelně k výstupu zařazen elektrolytický kondenzátor C2 s kapacitou 100μF, který se postará o konečné do-filtrování výstupního napětí. Aby bylo možno měřit výstupní napětí a proud, tak je do cesty zařazen výkonový rezistor R3 s hodnotou 0,01Ω, tento odpor je složen ze čtyř paralelně řazených rezistorů s hodnotou 0,047Ω (RR5W).

Pro měření výstupního napětí je nutné připojit měřidlo k pinům 1 a 3, pro měření proudu připojíme měřidlo k pinům 1 a 2 (snímá se úbytek na rezistoru R3 – 100mV/10A).

Proudová pojistka pro spínaný zdroj DPS (TOP)
 

Proudová pojistka pro spínaný zdroj DPS (BOTTOM)
 

Proudová pojistka pro spínaný zdroj DPS (TOP+BOTTOM)

Seznam součástek

Obvod zpožděného připojení pro spínaný zdroj

Každý, kdo někdy stavěl výkonový zdroj, nebo zesilovač se setkal při jeho zapnutí, že se někdy „vyhodí“ jistič. Je to proto, že při zapnutí je vnitřní odpor transformátoru řady jednotek ohmů. Navíc k tomu musíme připočítat velké elektrolytické kondenzátory za transformátorem, tyto kondenzátory představují při spuštění zkrat pro transformátor. Proto jsem navrhl tento obvod, který zamezí těmto situacím postupným spuštěním zdroje.

Největší problém je ve velkém proudovém nárazu do usměrňovacího můstku zdroje a hlavně jde o obrovský proud do vybitých elektrolytických kondenzátorů. Do vybitého kondenzátoru teče při zapnutí mžikový proud v řádu desítek ampér. Pokud chceme proud při zapnutí omezit, musíme použít přídavný obvod. V principu je použit sériový odpor zařazený do primární části transformátoru. Běžná zapojení používají výkonový odpor s výkonovou ztrátou 10 – 40W, tyto odpory musí být velkých rozměrů, schopnosti vydržet velký krátkodobý ztrátový výkon a velký nárazový proud. Odpor bývá asi za 2 sekundy přemostěn kontaktem relé. V tomto zapojení je nahrazen výkonový odpor výkonovým termistorem NTC 3.4A (40Ω). Výhoda použití termistorů proti klasickým rezistorům je velmi výrazná. Termistor snese větší nárazový proud, v případě selhání relé se termistor nepřepálí a nemůže způsobit žádné škody, termistor je menší než výkonový odpor, může být nastaven delší čas pro pomalé nabití kondenzátorů.

Schéma zapojení obvodu zpožděného připojení

Co se týká případného selhání relé a nesepnutí kontaktů relé, situace je komplikovanější pro rezistor, který není schopen snést obrovské výkonové ztráty. Při proudu 2A a odporu 10Ω, bude ztráta na tomto rezistoru kolem 100W, které není schopen dlouhodobě vydržet a dojde k jeho přepálení. Naopak termistor se pouze zahřeje a přípustnou teplotu, při které se sníží jeho odpor pod hodnotu 1Ω, obvykle u výkonových termistoru pod 0,4Ω. To znamená, že jeho výkonová ztráta bude jen kolem 1,5 až 2W. Výkonové termistory jsou ovšem na tyto ztráty bezporuchově stavěny.

Jistě si teď kladete otázku proč je v obvodu použito ještě relé, je to z důvodu aby nebyl termistor dlouhodobě tepelně namáhán a odměnil se dlouhou životností. A navíc termistor po přemostění kontaktem relé rychlé vychladne a i při krátkém výpadku síťového napětí, bude náběh zdroje a funkce obvodu vždy stejně dlouhá.

Pro zpožděné sepnutí relé je použit integrovaný obvod 4060, jedná se o oscilátor a binární dělič. Je zapojen standardně. RC člen R2 a C3 zajistí RESET obvodu. Pokud se objeví na výstupu (pin9 – IO1) log. 1, pak se pomocí D1 zablokuje oscilátor a sepne relé. Zpoždění je s uvedenými součástkami asi 4 až 5 sekund. Delší zpoždění je lepší, než běžně používané 2 sekundy. Velké elektrolytické kondenzátory se za to osvědčí dlouhou dobou spolehlivého provozu. Toto zapojení je sice složitější, ale používání jednoduchých zapojení pouze z  kondenzátory a rezistory je nedostatečné. Při krátkodobém vypnutí je navíc opětovné zapnutí s jednoduchým zapojením téměř okamžité. Obvod 4060 zajistí, že čas pro sepnutí bude vždy stejný.

 

Obvod zpožděného připojení DPS

Seznam součástek

Řídící jednotka otáček ventilátoru

Je to vlastně jednoduchý teploměr s výstupem pulzně šířkové modulace, který zvyšuje rychlost otáčení v závislosti na teplotě. Přitom je možné odporovým trimrem nastavit minimální otáčky ventilátoru tak, aby byl zachován alespoň minimální pohyb vzduchu mezi žebry chladičů a ve skříni, což usnadní odvod tepla při náhlém zatížení zdroje, než zareaguje teplotní regulace otáček. Předkládaný regulátor pracuje na principu pulzně šířkové modulace napájecího proudu ventilátoru. To tedy znamená, že motorek ventilátoru je přerušovaně připojován k napájecímu zdroji na dobu závislou na požadovaných obrátkách, tedy na požadovaném chladícím výkonu.

Schéma řídící jednotky ventilátoru

Jako teplotní čidlo je použit termistor, teplotně závislý prvek, jehož odpor při stoupající teplotě klesá. Pro další zpracování se používá změna napětí na tomto odporu vznikající průtokem malého proudu. Požadavky na velikost tohoto proudu jsou protichůdné, na jedné straně potřebujeme dostatečné napětí (tedy proud), a na druhé nesmíme velkým proudem termistor ohřívat. Tedy kompromis, v našem případě cca 1 mA, určený hodnotami R1 a R2. Takto získané napětí je přiváděno na vstup operačního zesilovače I01A, jehož zisk je dán poměrem odporů P1 a R3, a je tedy nastavitelný. Protože jde o neinvertující zapojení, při snižujícím se vstupním napětí klesá i napětí výstupní. To se pak přivádí na komparátor I01B. Kmitočet spínání je odvozen z generátoru trojúhelníkového napětí I02A a I02B. Určujícími prvky jsou časy nabíjení a vybíjení kapacity C2 přes odpor R6 v obvodu integrátoru I02A. Druhá polovina OZ pak slouží jako zdroj kladného nebo záporného napětí pro integrátor a je řízena z jeho výstupu vazebním rezistorem R5. S hodnotami součástek dle schématu je kmitočet generátoru cca 77 Hz. Napětí z generátoru je po zesílení I03A přivedeno na neinvertující vstup komparátoru I01B. Pokud je napětí ze vstupního zesilovače vyšší než napětí trojúhelníku z IO3A, je výstup komparátoru záporný, tranzistorT1 je zavřen, motorek neběží. To odpovídá stavu nízké teploty. Při stoupající teplotě se napětí IO1A snižuje a při poklesu pod úroveň napětí trojúhelníku z IO3A komparátor překlápí, a to na dobu tak dlouhou, pokud tento stav trvá. Je tedy zřejmé, že čím nižší odpor termistoru, tím nižší napětí IO1A, tím delší čas otvírání tranzistoru T1 a tím vyšší obrátky motorku ventilátoru. Mezi výstup vstupního zesilovače a komparátor je po oddělení diodou D1 zařazen ještě obvod P2 a R9 umožňující nastavit určité minimální otáčky ventilátoru bez ohledu na teplotu. Rezistor R10 chrání operační zesilovač před nadměrnými proudy vznikajícími při otvírání tranzistoru nabíjením jeho vstupní kapacity. Tento rezistor nesmí však být příliš velký, protože by prodlužoval dobu otvírání. Takže opět kompromis. Rezistor R11 zajišťuje bezpečné uzavření tranzistoru. Součástí obvodu tranzistoru je ještě ochranná dioda D2 a kondenzátor C3. Oba tyto prvky mají za úkol potlačovat rušivé špičky napětí vznikající při běhu kolektorového motorku.

Tranzistor má podle katalogu v sepnutém stavu při proudu 15 A odpor 40 ohm – tedy tepelnou ztrátu 0,6 W. Skutečnost bude poněkud méně příznivá, protože tranzistor během otvírání a zavírání pracuje v lineárním režimu, kdy je ztráta výrazně větší, ale přesto by teplo nemělo být problémem. Navíc, kdo bude potřebovat 15 A pro ventilátor?

Pokud se v textu hovoří o kladném nebo záporném napětí, rozumí se tím vždy proti středu napětí napájecího. Tento střed – virtuální zem – se získává z druhé poloviny dvojitého operačního zesilovače I03, na jehož neinvertující vstup je připojeno napětí z děliče R12/R13. Celý obvod je umístěn na malé jednostranné destičce plošných spojů. Po vizuální kontrole a sestavení na DPS můžeme přistoupit k oživení. Po připojení napájení by měla být na vývodu 7 I03 právě polovina napájecího napětí. Nyní připojíme na vstup J1 proměnný rezistor přibližně stejné velikosti, jako je základní hodnota termistoru, tedy cca 1000 ohm, a na výstup J2 ventilátor. Při této základní hodnotě by neměl ventilátor pracovat. Budeme-li nyní velikost rezistoru postupně zmenšovat, měl by se v určitý okamžik motorek rozbíhat. Se zmenšováním velikosti rezistoru by měly obrátky stoupat. Je-li tomu tak, je zřejmé, že je vše v pořádku. Nyní můžeme připojit termistor a vše přezkoušet v reálných podmínkách. Při tom nastavíme zesílení tak, aby ventilátor dosáhl plných otáček při požadované teplotě. Nakonec zapájíme rezistor R9 a trimrem P2 nastavíme minimální trvalé obrátky ventilátoru. Tím je oživení skončeno.

Seznam součástek

Download & Odkazy

• Úvodní část konstrukce
   
• Download návodu v PDF - Spinany-regulovatelny-zdroj-s-obvodem-L4970A.pdf
• Domovská stránka autora - http://michal.slansky.sweb.cz/