Trzeci kanał zasilacza (moduły)

Dzisiejszy projekt powstał dosłownie z potrzeby chwili. Potrzebowałem trzeciego kanału do zasilacza, więc otworzyłem przydasiową szufladę, i znalazłem w niej przetwornice napięcia StepUP, oraz StepDown. Nie jestem zwolennikiem modułów, i jeśli jakieś posiadam, to potrafią zalegać w szufladzie przez lata, ale tym razem muszę przyznać że uratowały mi cztery litery :D Przemyślałem sprawę, szybko zaprojektowałem płytkę PCB, przed chwilą skończyłem lutować i tak powstał bardzo prosty, a zarazem niesamowicie uniwersalny majsterkowy mini zasilacz.

Zamów płytkę drukowaną na www.pcbway.com

Nie posiada wyświetlacza, ani regulacji prądu (trochę z braku czas), ale jako dodatkowy kanał zasilacza laboratoryjnego, w zupełności wystarcza.

Jakie możliwości?

– Prąd wyjściowy 2A

– Napięcie wyjściowe MAX 25V

– Napięcie wejściowe MIN 4V

– Możliwość zasilenia z USB (gniazdo USB typu „B”) *

– Możliwość zasilenia z zewnętrznego zasilacza (gniazda „banan”)

– Możliwość zasilania z akumulatorów 4 – 24V

– USB zabezpieczone przed napięciem wstecznym, i prądem wyższym niż 0,5A

– Wejście zasilacza zabezpieczone przed odwrotną polaryzacją

– Wyjście zabezpieczone przed podaniem na nie napięcia, oraz przed odwrotną polaryzacją wsteczną (np. odłączanie elementów indukcyjnych).

* Podczas zasilania z USB maksymalne napięcie wyjściowe to ok. 12V. Wynika to z dużego poboru prądu (ok. 250mA bez obciążenia!), i zadziałania zabezpieczenia w postaci rezystora dużej mocy ograniczającego prąd. Opcja zasilania z USB raczej nie przydatna – tylko w razie konieczności.

Potrzebne części:

1x wytrawiona płytka PCB, lub uniwersalna

1x Gniazdo USB typu „B”

1x Rezystor 5.1R / 5W

1x Dioda 1N4007 lub 1N4001

1x Dioda 1N5819

1x Potencjometr liniowy 10k

1x Gałka na potencjometr

3x Rezystor 670R

1x Dioda LED

7x Goldpin męski

1x Przetwornica StepUP: CN6009

1x Przetwornica StepDown: LM2596

4x Gniazda “Banan”

1x Obudowa Z119 (nie bardzo pasuje, ale da się poskładać)

Zasada działania:

Przetwornica StepUP podwyższa napięcie w zasadzie z dowolnego na 25V. Dzieki temu można uzyskać praktycznie dowolne napięcie wyjściowe, nie zależnie od napięcia ustawionego na zasilaczu. StepUP zasilania jest poprzez diodę stanowiącą zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją. Następnie do wyjścia StepUP podłaczona jest przetwornica StepDown, która ma za zadanie obniżyć napięcie do ustalonego potencjometrem. Na jej wyjściu jest dioda zabezpieczająca przez podaniem napięcia na wyjście zasilacza, oraz szybka dioda chroniąca przed wyindukowanym odwrotnym napięciem wstecznym, generowanym przez elementy indukcyjne takie jak cewki przekaźników, silniki itp… Układ da się również zasilić bezpośrednio z portu USB komputera. Wydajność prądowa takiego portu zwykle wynosi 0,5A, wobec tego układ został zabezpieczony za pomocą rezystora 5.1R przed tym by nie pobierał większego prądu, doprowadzając do uszkodzenia portu. Ograniczyło to znacznie napięcie wyjściowe, ale przynajmniej komputer jest bezpieczny ;)

Jednoczesne zasilanie przez USB, i przypadkowe podłączenie zewnętrznego źródła zasilania, nie doprowadzi do uszkodzeń, ponieważ gniazdo USB zostało zabezpieczone diodą, i nie przepuści napięcia wstecznego. Mimo wszystko trzeba zachować ostrożność, i nie dopuszczać do takich sytuacji.

Wskazówki montażowe:

Płytkę można wykonać za pomocą termotransferu, lub na kawałku laminatu uniwersalnego. Należy pamiętać by ścieżki przez który przepływa większy prąd były odpowiednio grube, i solidne. Montaż najlepiej rozpocząć od przylutowania wszystkich elementów, poza gniazdem USB i przetwornicami. Później należy przylutować wystające druciki (np. kawałki nóżek rezystorów) do punktów montażu przetwornic, oraz do punktów potencjometru przetwornicy step down, z której wcześniej należy wylutować potencjometr, i udrożnić otwory po nim.

UWAGA!!!

Łatwo ugrzać dzielnik napięcia w przetwornicy StepDown, podając na nią zbyt wysokie napięcie. Przylutuj przetwornicę StepUP, podłącza układ z wszystkimi elementami do źródła zasilania, i ustaw na wyjściu napięcie 20V. Dopiero po ustawieniu przylutuj przetwornicę StepDown, jej potencjometr ustaw na maksymalne napięcie wyjściowe. Na samym końcu doreguluj przetwornicę StepUP tak, by na wyjściu mini zasilacza napięcie wynosiło równo 25V (NIE WIĘCEJ!!!).

Płytka nie do końca pasuje do obudowy, bo obudowa została dobrana na końcu projektu (jak zwykle miał niemieć obudowy :D). Da się ją skręcić tylko na 3 śrubki, i trzeba nieco pokombinować. Potencjometr przetwornicy StepUP przeszkadza. Trzeba przylutować go na leżąco.

Projekt szybki, tani, i co najważniejsze przydatny ;)

W załączniku wzór płytki, montażu, i naklejka na obudowę Z119.

Pliki załączone do artykułu:

• mini-zasilacz.rar