Zasilacz 5 V/1 A z szerokim zakresem napięć wejściowych

Zasilacz 5 V/1 A z szerokim zakresem napięć wejściowych

Zaprezentowany w artykule zasilacz dostarcza napięcia 5 V przy obciążalności do 1 A i charakteryzuje się bardzo szerokim zakresem napięć zasilania, wynoszącym 8,55...98 V. Dzięki temu może być stosowany w obwodach zasilania ze źródłami wysokonapięciowymi, takimi jak panele słoneczne i instalacje o napięciu znamionowym 36...72 V, używanymi np. w rowerach i innych pojazdach elektrycznych.

Podstawowe parametry:
  • dostarcza napięcia 5 V przy obciążalności do 1 A,
  • bardzo szeroki zakres napięć zasilania wynoszący 8,55...98 V,
  • zabezpieczenie przed zwarciem i przegrzaniem.

Jako sterownik przetwornicy zastosowano układ MP9486 firmy MPS. Jest to kompletne rozwiązanie ze zintegrowanym kluczem MOSFET o dopuszczalnym napięciu zasilania 100 V i prądzie przełączania do 2,5 A oraz szeregiem zabezpieczeń. Aplikacja układu nie odbiega od innych typów przetwornic obniżających napięcie.

UWAGA! W układzie występują napięcia niebezpieczne. Uruchomienie należy przeprowadzić, zachowując szczególną ostrożność.

Budowa i działanie

Schemat zasilacza został pokazany na rysunku 1. Napięcie wejściowe z zakresu 8,55...96 V doprowadzone jest do złącza IN, poprzez diodę zabezpieczającą D1 i zestaw kondensatorów odsprzęgających CE1, C1, C2, C3 trafia do układu U1. Rezystory R3, R4 są dzielnikiem układu ULVO. Napięcie wyjściowe przetwornicy dostępne jest na złączu OUT. Dzielnik R1, R2 ustala wartość na 5 V, dioda LD1 sygnalizuje jego obecność.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu

Montaż i uruchomienie

Układ jest zmontowany na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej, której schemat został pokazany na rysunku 2. Montaż nie wymaga opisu, należy tylko poprawnie przylutować pad termiczny U1. Zmontowany moduł pokazuje fotografia tytułowa. Przed podłączeniem układu należy sprawdzić poprawność montażu i jakość zastosowanych elementów, szczególnie kondensatorów, gdyż mają one kluczowy wpływ na działanie układu.

Rysunek 2. Schemat płytki PCB

Uruchomienie sprowadza się do wstępnego obciążenia wyjścia np. rezystorem 10 Ω/10 W lub sztucznym obciążeniem i doprowadzenia napięcia 9...12 V z zasilacza laboratoryjnego. Po włączeniu zasilania na wyjściu układu powinno pojawić się napięcie 5 V, ±0,2 V. Zmieniając obciążenie oraz wartość napięcia zasilania, należy sprawdzić poprawność stabilizacji napięcia wyjściowego. Wyniki pomiarów uzyskanych w modelu zostały pokazane w tabeli 1.

W szerokim zakresie napięć zasilania i obciążenia sprawność pozostaje wyższa od 68%, a w większości typowych warunków (12...48 V) oscyluje wokół 80%.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:
Rezystory: (SMD0603, 1%)
  • R1: 240 kΩ
  • R2: 10 kΩ
  • R3: 110 kΩ
  • R4: 330 kΩ
  • R5: 4,7 kΩ
Kondensatory:
  • C1, C2: 2,2 μF/100 V (SMD1210)
  • CE1: 100 μF/100 V (CED12.5P5.0) elektrolityczny Low ESR
  • CE2, CE3: 100 μFT/10 V (SMD0603) tantalowy Low ESR
  • C3: 0,1 μF/100 V (SMD0805)
  • C4, C5: 0,1 μF (SMD0603)
  • C6: 4,7 μF/25 V (SMD0805)
Półprzewodniki:
  • D1, D2: SK110 (SMD) dioda Schottky’ego
  • LD1: dioda LED (SMD0603)
  • U1: MP9486 (SO8TP)
Pozostałe:
  • IN, OUT: złącze DG381-3.5-2
  • L1: 33 μH dławik SMD WE7447714330
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
styczeń 2022
DO POBRANIA
Materiały dodatkowe

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2022

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio maj - czerwiec 2022

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2022

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2022

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2022

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów