12 V'tan 19 V'a Laptop Adaptörü Devresi – UC3843 DC-DC Dönüştürücü

[guclusat]

​

12 Volt – 19 Volt Laptop Adaptörü Devresi (UC3843)​

1. Devrenin Çalışma Prensibi​

Bu devre, araç aküsünden alınan 12 V DC gerilimi, dizüstü bilgisayarların ihtiyaç duyduğu 19 V DC seviyesine yükseltmek için tasarlanmış bir DC-DC dönüştürücüdür. Devrenin temel kontrol elemanı UC3843 PWM kontrol entegresidir.

Blok Şeması Açıklaması​

• PWM kontrolörü: MOSFET'in anahtarlama işlemini kontrol eder.
• Endüktör (L1): Anahtarlama sırasında enerji depolar ve bu enerjinin çıkışa aktarılmasını sağlar.
• Güç MOSFET'i (IRFZ44): Endüktör üzerinden geçen akımı anahtarlayarak gerilimin yükseltilmesine yardımcı olur.
• Schottky diyot (MBR1645): Endüktörde depolanan enerjinin çıkış kondansatörlerine aktarılmasını sağlar.
• Çıkış kondansatörleri: Çıkış gerilimindeki dalgalanmayı azaltır.
• Geri besleme devresi: Çıkış gerilimini algılar ve PWM kontrolörünün görev oranını ayarlamasını sağlar.

2. UC3843 Kontrol Entegresi​

UC3843, anahtarlamalı güç kaynaklarında kullanılan bir PWM kontrol entegresidir. Devrede MOSFET'in anahtarlama sinyalini üretir ve çıkış geriliminin kontrol edilmesine yardımcı olur.

Çıkış gerilimi, R12 ve R13 dirençleri ile VR1 potansiyometresi üzerinden algılanır. Bu gerilim, UC3843'ün hata yükselteci girişine geri beslenir. R5, R8, C6 ve C7 gibi elemanlar kontrol döngüsünün kararlılığına katkıda bulunur.

R6 direnci ve C4 kondansatörü, anahtarlama frekansını belirleyen zamanlama ağını oluşturur. C5 ise entegre içindeki referans geriliminin filtrelenmesine yardımcı olur. R14, C9 ve C10 elemanları da besleme hattının kararlı çalışmasını destekler.

3. Devrenin Temel Bölümleri​

Devre, 12 V DC giriş, koruma devresi, DC-DC yükseltici bölüm ve 19 V çıkış filtresinden oluşur.

Eleman	Görevi / Özelliği
IC1 – UC3843	PWM kontrolü
T2 – IRFZ44	Güç MOSFET'i
D2 – MBR1645	Schottky diyot
L1	20 µH endüktör
VR1	10 kΩ çıkış ayar potansiyometresi
Çıkış kondansatörleri	4700 µF filtreleme
T1 – BC547	Koruma devresinde kullanılan transistör
D1 – 1N4007	Koruma devresinde kullanılan diyot
RL1	12 V röle
SCR1 – MCR100-6	Aşırı akım koruma devresinin tetikleme elemanı

Devrede ayrıca sigorta, S1 anahtarı, reed switch ve 12 V fan çıkışı bulunmaktadır. Bu elemanlar, devrenin korunması ve soğutulması için kullanılır.

4. Aşırı Akım ve Kısa Devre Koruması​

Koruma devresinde reed switch, röle ve SCR birlikte çalışır. Reed switch üzerinden yaklaşık on tur 18 SWG tel geçirilmesi, kaynak metninde aşırı akım algılama yöntemi olarak belirtilmiştir.

Normal çalışma sırasında röle, dönüştürücünün yüke bağlı kalmasını sağlar. Aşırı akım algılandığında reed switch kontakları kapanır ve SCR tetiklenir. Röle devreye girerek yük bağlantısını keser.

Arıza giderildikten sonra devre, kaynak metninde belirtilen S2 sıfırlama anahtarı kullanılarak yeniden çalıştırılabilir. İki renkli LED, normal çalışma ve arıza durumlarını göstermek için kullanılır.

Not: Koruma devresinin gerçek tetikleme akımı, telin sarım sayısı ve geometrisi kadar reed switch'in hassasiyetine ve devrenin bağlantılarına da bağlıdır. Bu nedenle 10 A koruma değerinin ölçümle doğrulanması gerekir.

5. Endüktör Sarım Bilgileri​

Özellik	Değer
Endüktans	20 µH
Çekirdek malzemesi	Epcos N27 veya eşdeğeri
Çekirdek tipi	E tipi, 25/13/7
Hava aralığı	20 µH elde edilecek şekilde ayarlanmalı
Sarım sayısı	15 tur
Tel	10 paralel tel, 30 SWG emaye bakır

Endüktörün endüktans değeri, çekirdek ve hava aralığıyla birlikte kontrol edilmelidir. Yüksek akımda tel kesiti, çekirdek kayıpları ve sıcaklık da dikkate alınmalıdır.

6. PCB Montajı ve Yapım​

Devrenin yüksek akımlı anahtarlamalı bir güç kaynağı olması nedeniyle, uygun bakır yollarına sahip bir PCB üzerine kurulması tavsiye edilir.

• Bileşenlerin bacak bağlantılarını ve polaritelerini kontrol edin.
• IRFZ44 MOSFET'i ve MBR1645 Schottky diyodu uygun soğutuculara monte edin.
• Yüksek akım taşıyan PCB yollarını yeterli genişlikte tasarlayın.
• Giriş ve çıkış bağlantılarını kısa devreye karşı kontrol edin.
• Devreyi ilk kez çalıştırırken akım sınırlamalı bir güç kaynağı kullanın.

7. Test ve Ayar​

Kaynak metninde test için 12 V, 10 A güç kaynağı veya 12 V araç aküsü önerilmektedir. İlk çalıştırmada çıkış gerilimini ölçün ve VR1 potansiyometresini dikkatlice ayarlayarak 19 V seviyesine getirin.

Kaynakta belirtilen 8 Ω, 10 W dirençle yapılacak yük testi için önemli bir nokta vardır: 19 V uygulandığında direnç yaklaşık 2,38 A akım çeker ve yaklaşık 45 W güç harcar. Dolayısıyla 10 W direnç bu test için uygun değildir. Uygun güç değerinde bir yük direnci veya elektronik yük kullanılmalıdır.

Çıkış gerilimi, yük altında da ölçülmeli; MOSFET, diyot, endüktör ve kabloların sıcaklığı izlenmelidir.

8. Soğutma ve Kutu​

Devre bir muhafaza içine yerleştirilebilir. Uzun süreli kullanımda yeterli hava sirkülasyonu sağlanmalıdır. Kaynakta yaklaşık 3 × 3 × 1 cm boyutlarında bir soğutma fanı önerilmektedir; ancak fan seçimi devrenin gerçek ısı kaybına ve muhafaza yapısına göre yapılmalıdır.

9. Güvenlik Uyarıları​

• Araç çakmak soketinin, fişin, kabloların ve sigortanın kullanılacak akıma uygun olduğundan emin olun.
• 19 V çıkış geriliminin doğru polaritede olduğunu ölçmeden laptopa bağlamayın.
• Laptopun ihtiyaç duyduğu çıkış akımı ve güç kapasitesini kontrol edin.
• İlk denemelerde akım sınırlamalı güç kaynağı kullanın.
• Devreyi kısa devreye, ters polariteye ve aşırı ısınmaya karşı test etmeden sürekli kullanmayın.

Bu devre, 12 V araç beslemesinden 19 V elde etmek için tasarlanmıştır. Laptop adaptörü olarak kullanılmadan önce çıkış gerilimi, yük kapasitesi, dalgalanma ve koruma işlevleri doğrulanmalıdır.