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

Impulsowe zamienniki dla stabilizatorów z rodziny 78xx

ghost666 16 Maj 2015 08:07 9084 13
  • Impulsowe zamienniki dla stabilizatorów z rodziny 78xx

    Opis

    Tradycyjne układy z rodziny 78xx to liniowe stabilizatory napięcia. Są one proste i wygodne w użyciu, jednakże z uwagi na swoją liniową naturę, układy te są bardzo mało wydajne, szczególnie jeśli zasilane są z bardzo wysokiego napięcia. Zaproponowany zasilacz jest w zasadzie prostą aplikacją układu LM3485. Moduł zaprojektowany został jako prosty zamiennik układów 78xx, więc da się go wlutować w miejsce, gdzie normalnie stosowano taki układ. Nie można oczywiście zapomnieć o kondensatorach filtrujących na wejściu i wyjściu tego układu, tak jak w przypadku stabilizatorów 78xx. Autor zaprojektował ten układ pod kątem zastosowania go w UPS-ie prądu stałego, gdzie moduł pracuje już od 2008 roku. Okazał się on bardzo niezawodny.

    Szczegóły

    Impulsowe zamienniki dla stabilizatorów z rodziny 78xx Schemat przetwornicy


    Impulsowe zamienniki dla stabilizatorów z rodziny 78xx
    Wydajność przetwarzania zastosowanego układu


    Izolowany moduł

    W przypadku szeregu urządzeń, które miały być podpięte do UPS-a, producenci zastosowali daleko idące oszczędności, głównie w postaci oszukiwania na izolacji galwanicznej. W związku z tym autor, jako że miały być one zasilane ze stabilizowanego źródła napięcia, postanowił zmodyfikować moduł zamiennika stabilizatora i wzbogacić go o izolację galwaniczną.

    Impulsowe zamienniki dla stabilizatorów z rodziny 78xx
    Schemat izolowanej przetwornicy


    W drugim module użyto podobnego rozwiązania jak w oryginalnym projekcie. L1B zapewnia sprzężenie zwrotne dotyczące napięcia wyjściowego. Izolowane wyjście z uzwojenia L1C jest słabo stabilizowane, gdyż napięcie wyjściowe kontrolowane było tylko przełożeniem transformatora L1, ale jest to zupełnie wystarczające do zasilania telefonu stacjonarnego. Dodatkowo w projekcie na wejściu L1A dodano diodę Zenera, aby zabezpieczyć tranzystor Q1 przed przepięciami powstającymi w uzwojeniu.

    W celu wykonania transformatora autor rozwinął uzwojenie cewki 10 ?H i policzył ilość. Aby obniżyć indukcyjność rozproszenia transformatora nawinął nowe uzwojenie trzema drutami (uzwojenie trifilarne). L1B to cewka sprzężenia zwrotnego, więc może być nawinięta bardzo cienkim drutem.

    Być może można by wykorzystać układ TL431 wraz z optoizolatorem do realizacji liniowego sprzężenia prądowego. Okazało się, że opisane powyżej sprzężenie indukcyjne jest dosyć problematyczne i trudno było wymodelować taki układ w LTSpice. Zastosowanie układu TL431 z transoptorem w sprzężeniu zwrotnym dało by także poprawienie poziomu stabilizacji napięcia na wyjściu modułu.

    Moduł zwiększający napięcie

    Modem ADSL ST516V6, jaki autor chciał połączyć ze swoim UPS-em potrzebował wysokiego napięcia zasilania, więc konieczne było zaprojektowanie dedykowanego modułu, który będzie w stanie podnieść napięcie do wymaganej przez modem wartości 26 V.

    Impulsowe zamienniki dla stabilizatorów z rodziny 78xx
    Schemat przetwornicy step-up.


    Projekt ten to także prosta aplikacja układu LM3478 wzięta z jego dokumentacji. Z uwagi na wysokie napięcie wyjściowe zastosowano aluminiowy kondensator wyjściowy. Opornik R5 ustala częstotliwość przełączania przetwornicy, a napięcie wyjściowe można zmieniać za pomocą rezystorów R6 i R7. Z kolei opornik R8 odpowiada za ograniczenie prądu w indukcyjności. Układ nie posiada dedykowanego stopnia sterującego tranzystorem polowym, więc zaleca się stosowanie tranzystorów o małej pojemności bramki (435 pF w tym przypadku). Najpewniej da się znaleźć mniejsze MOSFETy tego rodzaju, niż ten, który wykorzystano w układzie.

    Płytka drukowana została zaprojektowana tak, aby możliwe było jej wykonanie w domu. Wszystkie przelotki są duże i umieszczone poza obrysami układów, tak aby można było wykonać połączenia z wykorzystaniem wlutowanych obustronnie odcinków drutu (pochodzących z obciętych zbędnych końcówek elementów).

    Źródło:

    https://hackaday.io/project/2145-smps-replacement-for-7805

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9218 postów o ocenie 6774, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Computer Controls
  • #2
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • Computer Controls
  • #4
    maciej_333
    Poziom 34  
    Pytanie po co bawić się w opracowywanie zamienników dla 78XX ? Korzystniej przewidzieć to w fazie projektowej urządzenia i zastosować w razie potrzeby zasilacz impulsowy. Ponadto mamy do dyspozycji serię 1W & 2W Miniature Module. Dla większych prądów i braku wymogu izolacji galwanicznej dostępna jest seria: SIMPLE SWITCHER. Są to gotowe miniaturowe moduły zasilaczy impulsowych. Komu chciałoby się bawić w dobór klucza, cewki itd. ? Polecam obejrzeć reklamę (prawa strona w podanym linku) udostępnioną przez TI i wyciągnąć z tego wnioski. Można też zamówić sobie próbki tych modułów.
  • #5
    mkpl
    Poziom 37  
    Nie zawsze przetwornica jest lepsza od 78xx głównie w układach które wymagają niskiego poziomu szumu zasilania.
  • #6
    Spanish_Inquisition
    Poziom 14  
    Przy zasilaniu bateryjnym regulatory 78xx wypadają bardzo słabo przy przetwornicach. Szczególnie jeśli schodzimy z dużo wyższego napięcia np. 12v do 5v. Powiedzmy, że do regulatora podłączymy coś co pobiera 500mA, daje to 2,5W. Ciekawą rzecz odkryjemy gdy zmierzymy pobór prądu regulatora ponieważ również wyniesie 500mA ale przy 12v. Czyli mamy już 6W a cała ta różnica przetwarzana jest na ciepło. Próbowałem kiedyś robić prowizoryczny powerbank na układzie 7805 i dziękuje :P

    Co innego jeśli chodzi o zasilanie małego układu. Regulator 78xx wyjdzie taniej i mniejsze będą zakłócenia.
  • #7
    thereminator
    Warunkowo odblokowany
    Chyba trochę spóźniony projekt. Szkoda dziś się bawić w takie zamienniki, skoro firma Murata impulsowe wersje stabilizatorów 78xx (seria 78SR) na 3,3V i 5V zaprezentowała dobrych parę lat temu
    http://power.murata.com/data/power/oki-78sr.pdf
  • #8
    Urgon
    Poziom 36  
    AVE...

    Jak układ zasilany bateryjnie jest mikroprocesorowy, a równe 5V nie jest potrzebne, to sensowniej sięgnąć po zasilanie ogniwem Li-Ion, na przykład 18650, teraz są tanie jak barszcz i starczają na długo. Układy do ładowania ich też są tanie jak barszcz i współpracują często ze standardowymi zasilaczami z wtyczkami microUSB.
    Tak czy siak przetwornice są ciekawym rozwiązaniem problemów zasilania, choć nie wszędzie się sprawdzą, gdyż przy czułych układach analogowych trza stosować solidną filtrację.

    @Thereminator.
    Dobre rozwiązanie, choć przykładowo OKI-78SR-5 kosztuje prawie pięć dolarów w Mouserze, 34 złote w Farnellu i jest raczej niedostępny w polskich sklepach. Dlatego przetwornica DIY jest lepszym rozwiązaniem zamiast gotowca od Muraty.
  • #9
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Wydaje mi się że opisane powyżej moduły nie są dedykowane do nowych układów, a jako zamienniki w istniejących urządzeniach.
  • #10
    submariner
    Poziom 32  
    Podobne moduły są dostępne na rynku już od jakiegoś czasu, takie mniej miniaturowe ok. 2 lata, ale wyprowadzenia też pasują do 78xx, te mniejsze od ok pół roku na pewno (wcześniej nie potrzebowałem więc nie wiem od kiedy) i kosztują ok 5-6zł. Są wersje step-up, step-down jak i w wersji mieszanej z regulowanym napięciem wyjściowym i prądach ok 3A.
  • #11
    adam_es
    Poziom 27  
    Takie odpowiedniki 78XX są tu:Link, ale ceny trochę zniechęcają.
  • #13
    Tarnus
    Poziom 20  
    A ja przeciwnie. Gdzie się da i jest to uzasadnione zamieniam na liniowe. Nie mogę już znieść tych zakłóceń od przetwornic.
  • #14
    mdm150
    Poziom 26  
    W układach bateryjnych/akumulatorowych liniowe nie zawsze się sprawdzają zwłaszcza jeśli spadki napięć zasilających są duże. W swoim łaziku zdalnie sterowanym zmuszony byłem zastosować step up/step down przetwornicę dla części cyfrowej. Stabilizator ldo się nie sprawdził. Zasilanie łazika to akumulator 6V 1.3Ah.