Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

LM2576TADJ - Zasilacz, dobór wartości elementów.

Ledomo 12 Lut 2015 05:22 1440 5
  • #1 12 Lut 2015 05:22
    Ledomo
    Poziom 12  

    Dzień dobry,
    Jako iż w końcu znalazłem trochę czasu i jakiś mały transformator 15 V / 2,6 A postanowiłem zbudować nowy zasilacza warsztatowy, gdyż aktualny mimo iż działa ma kilka wad, które denerwują.

    Po pierwsze, chciałem wykorzystać jakiegoś AVR do pomiarów U/I, lecz o ile się uda to również chciałbym powierzyć mu funkcje sterujące.

    Docelowo chciałem wykorzystać stabilizator L200CV, jednak przy warunkach skrajnie niekorzystnych straty na nim będą dość duże. Stąd postanowiłem spróbować dodać stopień zasilacza na układzie impulsowym, który nastawiałby napięcie dla L200 odpowiednio niskie, żeby straty na stabilizatorze liniowym były ograniczone. Jednak z przetwornicami impulsowymi mam doświadczenie w zasadzie zerowe, a wiedzę mocno niewielką.

    Układ zasilacza wyglądałby m.w. następująco: transformator -> mostek -> filtr C -> LM2576T -> Stabilizator liniowy (np. L200). Pomijam szczegóły jak bezpieczniki, układy pomiarowe, wyłączniki itp.

    Wybrałem układ LM2576T-ADJ i zgodnie z kartą katalogową (na końcu posta jest link) zacząłem obliczać wartości elementów. Tutaj pojawiły się pierwsze problemy:
    1. Skoro chcę regulować napięcie w zakresie 5 V - 18 V (górna granica nieokreślona dokładnie, ograniczona tylko spadkiem napięcia na układzie przetwornicy) to do obliczeń którą wartość wybrać? W karcie katalogowej jest określone Vout = Regulated Output Voltage, ale nie sprecyzowano czy max czy min.
    2. Od Vout zależy wartość stałej czasowej E•T, która determinuje wartość L (odczytaną z wykresu). Dla Imax=2A (ograniczenie L200) Vout=Vmin=5V wychodzi wartość 150 uH, dla Vout=Vmax L znajduje się na granicy 100 uH i 150 uH. Dla I=2,5A wartość jest na granicy 100 i 68 uH dla Vmax i 100 dla Vmin. Wartość L dobierana wg. karty katalogowej jest określona dla obciążenia pozwalającego na pracę ciągłą, lecz nie określono przeciwwskazań dla pracy przy małych obciążeniach (praca nieciągła) o ile indukcyjność jest stosunkowo niewielka. Stąd raczej nie powinno być problemu przy niewielkich obciążeniach (główny zakres pracy zasilacza).
    Wartość L strasznie zmienia się w zależności od wybranego Vout, od tego czy Vout wybiorę np. 17V czy 19V i przez to mam wątpliwości jaką wartość wybrać i dlaczego.
    3. Wartość Cout silnie zależy od Vout oraz L, więc określenie tych pierwszych rozwiąże sprawę kondensatora Cout, do tego producent zaleca nawet dobranie wartości kilkukrotnie większej od obliczonej, więc w razie czego dobranie Cout jest najmniej problematyczne, jednak dobrze wiedzieć jak powinno wynikać z obliczeń.

    Nigdy nie dobierałem/projektowałem przetwornic więc takie proste rzeczy sprawiają mi problemy niestety. Może jest jeszcze coś na co warto zwrócić mocno uwagę? Oczywiście wiem, że krytyczne może być projektowanie płytki PCB, ale to dopiero jak schematy porobię.

    Wstępnie dobrałem:
    Cin - 2x (równolegle) 100uF/25V elektrolit SMD, bo takie akurat mam, a równolegle dadzą mniejszą wartość ESR.
    D1 - dioda SS34
    Cout - 1000uF/35V Z=0,039R
    No i pozostaje L do dobrania. Jaki prąd maksymalny cewce dać (przy pobieranym Imax=2A)? 2,5 A, 3 A? Niestety mam problem ze znalezieniem takich wartości w lokalnych sklepach (conajwyżej np. w szeregu 4xDławik SMD 33uH 20% 0.057R 3.00A), a nie nawijałem do tej pory samemu i o ile mógłbym wyciągnąć ze starego ATXa jakiś to nie wiem gdzie dorwałbym kawałek drutu do przewijania, żeby nie kupować na rolki :D

    Kolejna sprawa to jeżeli zaprojektuję ten stopień zasilacza odpowiednio to czy jest potrzeba dodawania na wyjściu dodatkowego filtru LC, jeżeli całość i tak zasili dopiero stabilizator liniowy (np. L200)? Nie wydaje mi się, ale wolę się upewnić.

    Ostatnia sprawa to sterowanie przetwornicą. O ile w standardowej konstrukcji sprzężenie jest realizowane jako napięcie z dzielnika R2/R1 wpuszczone na wzmacniacz błędu (w wersjach na stałe napięcie dzielnik jest wbudowany w układ, w wersji ADJ dzielnik jest realizowany zewnętrznie) to czy mogę zamiast dzielnika zastosować inne sterowanie, np. napięciem z układu uśredniania napięcia z PWMa z mikroprocesora? Wtedy nastawa napięcia odbywałaby się bez udziału np. potencjometrów cyfrowych czy przełączanych zakresów, a po prostu przez PWM.

    Wyjście ON/OFF również sterowane byłoby z mikroprocesora, ale to najmniej ważne póki co.

    Schemat z karty katalogowej: LM2576TADJ - Zasilacz, dobór wartości elementów.
    Karta katalogowa: LINK

    0 5
  • Pomocny post
    #2 12 Lut 2015 09:38
    robll444
    Poziom 10  

    Dławik jak masz jakieś wątpliwości, weź większy. Zwróć uwagę jeszcze na rezystancję tego dławika.
    Polecałbym jednak użyć np. lm2676, wartości elementów będą dużo mniejsze (jeden dławik 33uF będzie ok).
    Nie widzę potrzeby stosowania dodatkowych filtrów na wyjściu, ale jak Ty widzisz to wstaw ;P.
    Wpinanie czegokolwiek w pętle sprzężenia zwrotnego grozi niestabilnością. Możesz co najwyżej popróbować z bocznikowaniem któregoś rezystora w dzielniku.

    0
  • #4 12 Lut 2015 13:21
    Ledomo
    Poziom 12  

    Dzięki za odpowiedzi i podsunięcie innego układu scalonego.

    robll444 napisał:
    Wpinanie czegokolwiek w pętle sprzężenia zwrotnego grozi niestabilnością. Możesz co najwyżej popróbować z bocznikowaniem któregoś rezystora w dzielniku.


    No tak, ale w zasadzie to czemu? Skoro sprzężenie jest realizowane jako część napięcia wyjściowego podana na wzmacniacz błędu to jeżeli zamiast rzeczywistej części napięcia wyjściowego podałbym napięcie z innego źródła to też powinno działać. Patrząc na to, że wyjście z przetwornicy będzie szło na stabilizator to nie ma wymagania co do dokładnej wartości napięcia, stąd ewentualne minimalne wahania byłyby akceptowalne. Czy chodzi o to, że dołączanie kolejnych układów daje po prostu większą szansę, że któryś z nich źle zadziała i przez to wpłynie na resztę układu czy problem mógłby być inny nawet przy odpowiednim napięciu podanym z zewnątrz?

    Jeżeli jednak w grę wchodzą tylko potencjometr lub przełączane rezystancje za pomocą kluczy to tragedii nie będzie, chociaż sterowanie przez PWM aż się prosi skoro i tak jakiś mikroprocesor będzie w układzie wykorzystany.

    0
  • #5 13 Lut 2015 00:34
    Poprostujakub
    Poziom 17  

    Przy górnym rezystorze dzielnika nie grzeb. Albo procesor okaże się za wolny, albo wzmacniacz błędu w przetwornicy zbyt czuły. Dojdzie w końcu do sytuacji, gdzie zanim przetwornica otrzyma od procesora sygnał zwrotny, zdąży podnieść napięcie powyżej założonego progu, a wtedy procesor będzie próbował obniżyć napięcie przesterowując feedback i napięcie przetwornicy znów za bardzo spadnie. Zamiast stabilnego napięcia, dostaniesz sinusoidę z parowoltową składową stałą.
    Jedynej ingerencji w układ sprzężenia zwrotnego możesz dokonywać na dolnym rezystorze dzielnika.

    0
  • #6 13 Lut 2015 08:18
    robll444
    Poziom 10  

    Ledomo napisał:
    Jeżeli jednak w grę wchodzą tylko potencjometr lub przełączane rezystancje za pomocą kluczy to tragedii nie będzie, chociaż sterowanie przez PWM aż się prosi skoro i tak jakiś mikroprocesor będzie w układzie wykorzystany.

    Wyszedłem z założenia, że ten stabilizator liniowy na wyjściu jest dlatego, że chcesz uzyskać jakieś "mega" małe zniekształcenia. Modulując pwm z przetwornicy pwm'em z atmegi uzyskasz przeciwny efekt.
    Ledomo napisał:
    Skoro sprzężenie jest realizowane jako część napięcia wyjściowego podana na wzmacniacz błędu to jeżeli zamiast rzeczywistej części napięcia wyjściowego podałbym napięcie z innego źródła to też powinno działać.

    Nie.
    Poprostujakub napisał:
    Jedynej ingerencji w układ sprzężenia zwrotnego możesz dokonywać na dolnym rezystorze dzielnika.

    Właściwie gdybyś równolegle do dolnego rezystora dołączył tranzystor sterowany z przetwornika c/a (np. odfiltrowany pwm) miałoby to szansę jakoś działać, ale trzeba by było to sprawdzić.

    0