Uniwersalna przetwornica obniżająca może pełnić funkcję zasilacza pomocniczego o dużej wydajności prądowej. Może ona pracować w dwóch podstawowych konfiguracjach. Jako przetwornica obniżająca układ daje możliwość regulowania napięcia wyjściowego w zakresie od 1.23V do około 35V a napięcie na wejściu może dochodzić do 40V. W drugiej konfiguracji możliwe jest generowanie napięcia ujemnego, dzięki pracy układu jako przetwornicy odwracającej, co niewątpliwie będzie przydatne w przypadku układów wymagających napięcia ujemnego, pracujących w urządzeniu gdzie dostępne jest tylko napięcie dodatnie względem masy. Zastosowanie takiej przetwornicy może znacznie uprościć konstrukcję klasycznego zasilacza.

Działanie:

Schemat ideowy przetwornicy został przedstawiony na rysunku 1 a jej sercem jest układ U1 (LM2576). Jest to popularny i tani kontroler pozwalający na realizację przetwornicy obniżającej/odwracającej. Kontroler został zintegrowany z kluczem wyjściowym mogącym pracować przy prądach dochodzących do 3A a do poprawnej pracy wymaga jedynie kilku elementów zewnętrznych. Napięcie wejściowe podawane jest na złącze śrubowe AR1 (TB2) i filtrowane za pomocą kondensatora C1 (470uF/50V). Gdy klucz wyjściowy w układzie U1 przewodzi, prąd płynący do wyjścia sprawia iż energia gromadzona jest w dławiku L1 (100uH/3A). W drugim cyklu pracy klucz zostaje rozwarty, dławik staje się źródłem energii, a dzięki diodzie D1 (1N5822) prąd dalej płynie w tym samym kierunku do złącza AR2 (TB2), stanowiącego wyjście przetwornicy. Napięcie wyjściowe filtrowane jest za pomocą kondensatora C2 (1000uF/35V). Najważniejszym elementem układu jest dzielnik sprzężenia zwrotnego zbudowany z elementów PR1 (47k) oraz R2 (2,2k), który pozwala na regulację napięcia wyjściowego przetwornicy od 1.23V do wartości zależnej od napięcia wejściowego. Regulacja napięcia działa bardzo prosto. Napięcie z dzielnika trafia na wewnętrzny komparator w układzie U1, który porównuje jego wartość z referencją (równą 1.235V). Napięcie na wyjściu rośnie do momentu aż prąd płynący przez PR1 i R2 nie wywoła spadku napięcia na R2 równego referencji. W rezultacie zwiększanie rezystancji PR1 powoduje wzrost napięcia na wyjściu przetwornicy. Złącze GP1 (NS25-W2) pozwala na sterowanie przetwornicą włącz/wyłącz. Gdy GP1 jest zwarte przetwornica pracuje normalnie, natomiast rozwarcie zworki natychmiast wyłączy układ, dzięki obecności rezystora R1 (47k), który ustala stan wysoki na wejściu sterującym przetwornicy.

Ostatnim elementem układu są zworki konfiguracyjne J1 i J2. Pozwalają one na wybór konfiguracji układu między przetwornicą obniżającą a odwracającą. Jeśli J2 pozostaje zwarta (J1 musi być rozwarte) przetwornica pracuje w konfiguracji obniżającej, która generuje napięcie wyjściowe dodatnie względem masy (GND). Jeśli J1 pozostaje zwarta (J2 musi być rozwarte) to masa układu zostaje podłączona do wyjścia dławika, co sprawia że na nóżce 3 kontrolera U1 będzie panował potencjał ujemny względem GND. UWAGA! W tej konfiguracji należy zwrócić uwagę iż maksymalne napięcie 40V dopuszczalne dla kontrolera to napięcie względem nóżki 3 układu U1.

Budowa:

Widok płytki drukowanej od strony druku (od spodu) dostępny jest tutaj. Można także wykorzystać rysunek płytki w odbiciu lustrzanym dostępny tutaj. Pomocą w montażu płytki od strony elementów (od góry) będzie rysunek dostępny tutaj. Płytka została zaprojektowana na jednej warstwie i nie posiada żadnych zworek poza J1 i J2 do wyboru funkcji układu. Montaż należy rozpocząć od elementów małych - rezystorów oraz zworki konfiguracyjnej. W dalszej kolejności można przylutować większe elementy, kończąc na kondensatorach elektrolitycznych i dławiku. Dławik toroidalny jaki został użyty do budowy tej przetwornicy nie posiadał żadnej podstawki czy też obudowy umożliwiającej stabilny montaż mechaniczny na płytce. Z tego powodu po uruchomieniu układu i wykonaniu wstępnych testów zaleca się przyklejenie dławika do płytki za pomocą dowolnego kleju (np. poxipol)

Przetwornicą w wersji obniżającej można zasilać napięciem stałym do 40V ze względu na fakt iż masa na wejściu jest zwarta z masą kontrolera. Maksymalny prąd wyjściowy w tej konfiguracji wynosi 3A. W przypadku konfiguracji odwracającej suma bezwzględnych wartości napięć na wejściu i wyjściu nie może przekroczyć 40V ze względu na fakt iż masa kontrolera zwarta jest z wyjściem ujemnego napięcia wyjściowego. Maksymalna wydajność prądowa wersji odwracającej wynosi 700mA.

Zdjęcia Projektu:

Wykaz Elementów:

Załączniki:

Pytania i Komentarze:

comments powered by Disqus