20A'e kadar 13,8V güç kaynağı

guclusat

Tanınmış Üye
Süper Moderatör
scale_2400

yukarıda uc3843 ile yapılan 13.8V/20A güç kaynağında kullanılan buck dönüştürücünün şematik diyagramı şekilde gösterilmiştir.
Giriş voltajı kaynağı 20.000 uF'ye kadar bir filtre kondansatörü içermesine rağmen, kart üzerine C1 kondansatörü olarak bazı küçük kondansatörler yerleştirmemiz gerekiyor. Bu tasarımla ilgili tek ciddi sorun, bobinlerin, özellikle L1'in sarılmasıdır. Mümkün olduğunda, en iyi seçenek mümkün olan en büyük toz demir toroidal çekirdeği kullanmaktır. (Ferrit çekirdekler, güç kaynaklarında değil, filtrelerde kullanılır.)

Bobin L1'in endüktansı 50 ile 100 µH arasında olmalıdır. Daha az endüktans ile güç kaynağının verimliliği düşecektir. L1 bobininin tasarımı, endüktans gereksinimleri, akım yoğunluğu ve sargıya uygun çekirdek boyutları arasında bir uzlaşmadır. Aynı zamanda, birkaç ince teli (0,4 ila 0,6 mm çapında) sarıyoruz. Prototip, iç çapı 15 mm ve dış çapı 26 mm olan, içine 20 tur telin yerleştirildiği bir toroidal çekirdek (sarı) kullandı, bobin endüktansı 80 μg idi.

L2 ve L3 bobinlerinin endüktansı daha küçük olabilir, örneğin 20 ila 30 μH arasında olabilir, kritik değildir ve cihazın parametreleri üzerinde çok büyük bir etkisi yoktur (çıkış voltajını bastırmak için C6 - C8 kapasitörler kullanılır) dalgalanma). Bu nedenle, bu bobinler için daha küçük çaplı toroidal çekirdekler kullanılmıştır. Dış çapları 20 mm, iç çapları 10 mm'dir ve etraflarına 15 ila 20 tur tel sarılır.
 
scale_2400

scale_2400

Bu pcb 1. mesaj devamıdır, devrenin UC3843 akım modlu PWM kontrolcüsü üzerine kurulu yüksek güçlü bir Buck Dönüştürücü (Step-Down Converter) olduğunu görüyoruz. Devre, giriş voltajını daha düşük ve kararlı bir çıkış voltajına dönüştürmek için tasarlanmıştır.

1. Güç Katı (Power Stage)​

  • Anahtarlama Elemanları: Üç adet IRF9540 P-Kanal MOSFET (T1, T2, T3) paralel bağlanmıştır. Bu paralelleme, akım kapasitesini artırarak MOSFET üzerindeki ısıl yükü dağıtır.
  • Filtreleme ve Enerji Depolama: Devre çok aşamalı bir LC filtre yapısına sahiptir.
    • L1 (80µH), L2 (30µH) ve L3 (30µH) bobinleri, çıkış akımındaki dalgalanmayı (ripple) minimize eder.
    • C6, C7 ve C8 yüksek kapasiteli kondansatör grupları, çıkış voltajını pürüzsüzleştirir.
  • Schottky Diyot: MBR2545 (D2), anahtarlama sırasında endüktif yükün boşalmasını sağlayan (freewheeling) yüksek akımlı bir diyottur.

2. Kontrol ve Geri Besleme (Control & Feedback)​

  • PWM Kontrolcüsü: UC3843 (IO1), devrenin kalbidir.
    • Pin 2 (VFB): Çıkış voltajı, bir direnç bölücü (P1 potansiyometresi üzerinden) ile bu pine geri beslenir. Voltaj ayarı P1 ile yapılır.
    • Pin 3 (ISENSE): Akım sınırlama için kullanılır.
    • Pin 4 (RT/CT): R1 ve C3 değerleri, devrenin çalışma frekansını belirler.
  • Sürücü Devresi: T4 (BC547B) ve T5 (BC556B) transistörleri, kontrol entegresinden gelen PWM sinyalini güçlendirerek büyük yapılı P-Kanal MOSFET'leri sürmek için bir "push-pull" benzeri sürücü katı oluşturur.

3. Korumalar ve Yardımcı Devreler​

  • Giriş Koruması: Girişteki D1 (BZX85C15) Zener diyodu, kontrol katı için voltajı 15V seviyesinde sabitleyerek entegreyi korur.
  • Yumuşak Başlangıç ve On/Off: Sol alt köşede bulunan "On/Off" girişi ve D7 diyodu, devrenin dışarıdan kontrol edilmesine olanak tanır.
  • Gösterge: LED1, devrenin aktif olduğunu veya çıkışta voltaj bulunduğunu gösteren bir indikatördür.

Özet Tespitler​

  • Yüksek Akım Kapasitesi: Paralel MOSFET kullanımı ve çok aşamalı filtreleme, bu devrenin yüksek akım gerektiren (örneğin 10-20A arası) hassas cihazlar için tasarlandığını gösteriyor.
  • Isı Yönetimi: Bu tasarımda özellikle L1 bobini ve T1-T2-T3 MOSFET grubunun uygun bir soğutucuya monte edilmesi kritik önem taşır.
  • Stabilite: Çıkıştaki 3 kademeli LC filtre (L1-C6, L2-C7, L3-C8), elektriksel gürültüsü çok düşük bir çıkış voltajı hedeflendiğini kanıtlıyor.
 
Son düzenleme:
Geri
Yukarı