Úsporný napájecí zdroj 12 V Ing. Vladimír Andìl Úèinnost malých napájeèù s transformátorem je vìtšinou menší než 50 % a pøíkon naprázdno dosahuje až 5 W. Úèinnost spínaných napájeèù bývá vìtší, ale jejich životnost je èasto omezená teplotnì namáhanými nebo poddimenzovanými filtraèními kondenzátory. Pokud doma pracuje nìkolik napájeèù v trvalém provozu (pro zvonek, anténní zesilovaè, modem a router na internet, EPS, EZS), dosahuje jejich celkový ztrátový výkon èasto více než 20 W. Za pøedpokládanou dobu života 10 let je to pøes 1750 kwh. Cena elektrické energie, kterou takový napájeè promrhá na ztrátách za dobu své životnosti, je èasto vìtší než cena napájeèe a zbyteènì spotøebovaná energie má dopad i na ekokogii. Rozumným øešením je jeden centrální zdroj 12 V, který mùže vìtšinu uvedených zaøízení napájet pøímo. Doplòkem mùže být snižující (stepdown) mìniè pro napájení zaøízení s menším napájecím napìtím a DC/ /DC konvertor pro galvanicky oddìlené napájení zaøízení umístìných venku (napø. anténní zesilovaè). Centrální zdroj lze též zálohovat akumulátorem. Pøi konstrukci jsem se snažil využít nìkteré komponenty z vyøazených poèítaèových zdrojù. Od zdroje i ostatních doplòkù jsem vyžadoval malou vlastní spotøebu, velkou úèinnost a dobré odrušení. K èasto používaným a též nejlevnìjším zdrojùm patøí spínané zdroje pro poèítaèe. Jejich úèinnost je však nìkdy i menší než 65 % a mnoha zdrojùm dìlá problémy zatìžování výstupu 12 V, je-li výstup 5 V naprázdno. Podstatnou složku ztrát poèítaèového zdroje tvoøí pøepínací ztráty na pomalých bipolárních tranzistorech, ztráty v transformátoru, tlumivce a úbytky na sekundárních diodách. Tlumivka s malou indukèností vyžaduje výstupní filtraèní kondenzátory s dostateènou proudovou zatížitelností a právì poddimenzování výstupních elektrolytických kondenzátorù spoleènì s vyšší teplotou uvnitø zdroje vede èasto k jejich nafukování a k omezení doby života zdroje. Vstupní kondenzátor je sice zatìžován vìtším proudem, je však dimenzován kapacitou i proudovou zatížitelností pro filtraci 100 Hz a zatížení na kmitoètu mìnièe pro nìj zpravidla není problém. Návrh zdroje Pro konstrukci zdroje bylo použito zapojení s toroidním transformátorem, usmìròovaèem a spínaným step-down stabilizátorem. U této koncepce lze dosáhnout dobrou úèinnost a zdroj se snadno odrušuje. Transformátor zajistí spolehlivé galvanické oddìlení od sítì, a proto je zdroj vhodný i pro amatérskou stavbu. Toroidní transformátory se vyrábìjí na jádrech z orientovaných plechù a mají proti transformátorùm EI až 10x menší pøíkon naprázdno. Toroidní transformátory mají obvykle i menší odpor vinutí a vyšší úèinnost pøi plném zatížení. Transformátor Tronic 50 W pro halogenové žárovky má pøíkon naprázdno asi 0,4 W a vnitøní odpor pøepoèítaný na sekundární stranu 0,35 Ω. Závislost úèinnosti na zatížení lze vypoèítat ze zmìøených parametrù (výstupní napìtí naprázdno, èinný proud primárního vinutí naprázdno, odpor primárního a sekundárního vinutí). Proud naprázdno se u transformátorù 20 W a 50 W liší jen minimálnì (zmìøeno pouze na 1 kusu) a jejich úèinnost pøi malém výkonu je srovnatelná. Vypoèítaná úèinnost platí pouze pøi zátìži proudem s harmonickým (sinusovým) prùbìhem, pøi zatížení usmìròovaèem s filtraèním kondenzátorem budou ztráty vìtší. Protože se pøedpokládá, že po vìtšinu èasu bude zdroj pracovat jen s minimálním výkonem, je dùležitý právì pøíkon zdroje naprázdno. Usmìròovaè zdroje musí mít co nejmenší úbytek napìtí. Mùstek z obyèejných diod má úbytek až 2 V, což vytvoøí pøi napìtí 16 V na filtraèním kondenzátoru ztrátu 12,5 %. Výhodné je použít 40 A Schottky diody z vyøazených poèítaèových zdrojù. Úbytek na diodì pøi proudu 4 A je 0,35 V a ztráty zpùsobené mùstkem jsou asi 4 %. Pro vìtší proudy je výhodné použít synchronní usmìròovaè s tranzistory MOSFET s ještì menším úbytkem, ale zvìtší se tím složitost zapojení. Napìtí na filtraèním kondenzátoru je pøi zatížení jen o málo vìtší než potøebné napìtí na výstupu. Pokud má být výstup zdroje zálohovaný baterií a je potøeba nastavit napìtí 14 V, bylo by nutné buï použít transformátor s vìtším napìtím, nebo poèítat s menší zatížitelností zdroje. Vlastnosti spínaného stabilizátoru urèuje zapojení spínacího tranzistoru. V integrovaných stabilizátorech, napø. LM2576 se používá Darlingtonova dvojice s úbytkem asi 1 V. Pøi vstupním napìtí 16 V zpùsobuje spínaè ztrátu 6 %. Bipolární tranzistor spínaný do saturace je zase nevýhodný pro potøebu vìtšího budicího proudu, který zmenšuje úèinnost zdroje pøi malé zátìži. Z hlediska úèinnosti je optimální Obr. 1 a 2. Prùbìh úèinnosti toroidních transformátorù Tronic 20 a 50 W Obr. 3. Závislost napìtí filtraèního kondenzátoru na zatížení 20 Praktická elektronika A Radio - 07/2008

tranzistor MOSFET buzený komplementárním stupnìm. Rychlost spínání má také vliv na úèinnost zdroje, ale omezením spínací rychlosti lze omezit spektrum vyzaøovaného rušení. Pro kmitoèet zdroje 30 khz je ještì únosná doba sepnutí 0,5 µs. Rychlost spínání lze nastavit odporem sériového rezistoru v øízení tranzistoru. Spínaè step-down mìnièe mùže obsahovat nulovou diodu nebo dvojici tranzistorù (synchronní usmìròovaè). Vlastnosti obou zapojení se liší pøedevším pøi malé zátìži. Pøi proudu pod minimálním proudem tlumivky se u zapojení s diodou rychle zkracuje šíøka impulzù a regulace napìtí se snadno rozkmitá. Zdroj potom vynechává impulzy a èasto píská nebo syèí. Pøi odlehèení zdroje se zmenší støídavá složka proudu tlumivky, což zmenší její ztráty v jádru. Úbytek na diodì sice zmenšuje úèinnost mìnièe, ale pøi velké støídì, kdy se dioda otvírá jen na krátkou dobu, je vliv tohoto úbytku zanedbatelný. Mìniè se synchronním usmìròovaèem má tu vlastnost, že pracuje nejen jako step-down mìniè pro smìr ze vstupu na výstup, ale i jako step-up mìniè z výstupu na vstup. U takového zdroje mohou nastat problémy pøi spojení výstupu se zálohovací baterií, zejména v pøechodových jevech pøi zapínání a vypínání zdroje. Pøi omezení délky impulzù se na vstupu zdroje vytvoøí napìtí nebezpeèné pro obvody zdroje a pøi úplném zablokování impulzù se baterie na výstupu zkratuje. Zdroje tohoto typu se pro svou velkou úèinnost používají pro malá výstupní napìtí a velké proudy, napø. na základních deskách poèítaèù pro napájení procesorù. Úèinnost zdroje ovlivòuje i tlumivka a výstupní kondenzátor. Železoprachové jádro má na rozdíl od feritu sice vìtší hysterezní ztráty, ale má znaènou proudovou pøetížitelnost a pøi pøesycení se indukènost náhlé neztratí. Zvyšováním sycení se hysterezní ztráty zvìtšují. Ztráty tlumivky lze zmenšit též snížením pracovního kmitoètu mìnièe. Tím však vyjde tlumivka rozmìrovì vìtší. Pro popisovaný 50 W zdroj byla použita tlumivka na jádru z poèítaèového zdroje 250 W. Obr. 4. Schéma zdroje 12 V Na stránce firmy Micrometals lze stáhnout program pro návrh tlumivek, který též poèítá výkonové ztráty v jádru a ve vinutí. Pracovním kmitoètem a indukèností tlumivky je dána støídavá složka proudu na výstupním filtraèním kondenzátoru. U kondenzátoru není dùležitá kapacita (ta je obvykle dostateèná), ale jeho proudová zatížitelnost a ekvivalentní sériový odpor (ESR). Ve spínaných zdrojích se používají speciální kondenzátory s malým ESR, které mají proti standardním pøibližnì polovièní ESR a dvojnásobnou proudovou zatížitelnost. Podrobný katalog lze najít napøíklad u firmy Ecom. U kondenzátorù se též uvádí doba života, obvykle 2 000 až 5 000 hodin. Je to životnost pøi maximální teplotì a maximální støídavé složce proudu. Pokud kondenzátor nebudeme teplotnì namáhat a proudovì jej pøedimenzujeme, prodloužíme tím jeho životnost i na více než 10 let. Zmenší se tím i výkonová ztráta celého zdroje. Prùbìh napìtí na filtraèním kondenzátoru je zvlnìný a vlivem vnitøní indukènosti kondenzátoru obsahuje i napì ové špièky. Pro odrušení se používá druhá tlumivka a další kondenzátor. Praktické provedení zdroje Obr. 5. Prùbìh úèinnosti zdroje 12 V (bez transformátoru a usmìròovaèe) Zdroj byl realizován na jednostranné desce s plošnými spoji a osazen vìtšinou souèástkami SMD. Spínací tranzistor T3 má odpor pouhých 9 mω a nevyžaduje chlazení. Rovnìž dioda D6 je vzhledem k velké støídì pøi provozu témìø studená i pøi proudu 4 A. Pro buzení T3 je nutné zajistit správné èasování budicího stupnì. Sepnutí je rychlé a jeho rychlost je omezena jen odporem R11. Rychlost rozepnutí je dána odporem R7 a vstupní kapacitou T1 a T2. Aby v dobì rozepínání nevznikala proudová špièka pøi souèasném otevøení T1 a T2, je v sérii s T2 tlumivka L3. Tlumivka L1 na jádru z tlumivky poèítaèového zdroje je pro zmenšení ztrát navinuta 6 dráty o prùmìru 0,5 mm a má 38 závitù. Lze ji navinout i jedním drátem o prùmìru 1 až 1,3 mm. Tlumivka L2 na jádru z mìnièe ze základní desky poèítaèe má 18 závitù. Nejvìtší ztráty jsou na usmìròovacím mùstku D1 až D3 (40 A Schottky dvojdiody ze starých poèítaèových zdrojù), ani ty se však pøi provozu bez chladièe nezahøívají. Na desce je umístìn i snímací rezistor R10 pro nadproudovou ochranu, realizovaný èástí spoje na desce. Proto je nutné dodržet tlouš ku mìdi 18 µm, pøípadnì pøi jiné tlouš ce upravit odpory dìlièe R3/R4. Proudové omezení je nastaveno na 5 A. Úèinnost zdroje byla zmìøena bez transformátoru, pøi stejnosmìrném napájení napìtím 16 V pøivedeným na vstupní svorky. Pøestože je na výstupu zdroje bezpeèné napìtí, je nutné dodržovat zásady správného jištìní pøipojeného vedení. Pøetížením tenkého vedení mùže vzniknout požár. Vedení na výstupu zdroje musí mít prùøez minimálnì 1 mm 2, aby vodièe snesly proud 6 A pøi pøípadném zkratu, a to i v hoølavém prostøedí. Prùøez vedení též kontrolujeme s ohledem na pøípustný úbytek napìtí. Pokud vedení odboèuje s menším prùøezem, je nutné odboèku chránit pojistkou s vypínacím proudem podle prùøezu vedení. Pokud je k výstupu zdroje pøipojena zálohovací baterie, jejíž zkratový proud mùže dosáhnout desítek až stovek ampér, je bezpodmíneènì nutné jistit pøipojené vedení i pøi vìtším prùøezu. Pro jištìní je možné použít buï tavnou pojistku, nebo pojistku na principu termistoru PTC (napø. Polyswitch). Pøívod 230 V k transformátoru musíme jistit pouze v pøípadì, že transformátor není proti zkratu odolný. Praktická elektronika A Radio - 07/2008 21

Obr. 6. Deska s plošnými spoji zdroje Obr. 8. Osazená deska zdroje 12 V ze strany souèástek SMD. Vrchní strana desky je na fotografii u titulu èlánku Transformátory Tronic pro halogenové osvìtlení mají vratnou teplotní pojistku a jsou zkratuvzdorné. Seznam souèástek zdroje 12 V strana spojù (SMD) R1 33 kω, SMD 0805 R2, R7 4,7 kω, SMD 1206 R3 100 kω, SMD 0805 R4 220 Ω, SMD 1206 R5 12 kω, SMD 1206 R6 1,5 kω, SMD 1206 R8 5,6 kω, SMD 1206 R9 10 kω, SMD 1206 R10 10 mω, spoj na desce R11 22 Ω, SMD 0805 C3 47 nf, SMD 1206 C4 3,3 nf, SMD 1206 C5, C6, C8 100 nf, SMD 1206 C10 22 nf, SMD 1206 D4 BZV55C12, SOD80 D5, D7 1N4148 SMD D6 SK54C (SMD) L3 10 µh, SMD 1210 T1 BSS84 T2 BSS138 T3 TPC8111 U1 TL494 SMD vrchní strana desky L1 150 µh/5 A, navinuta na železoprachovém toroidním jádøe, viz text, zelené (žluté) 28 x 11 mm, 42 z šesti lakovanými dráty, prùmìr 0,5 mm L2 10 µh, toroidní jádro zelené nebo žluté, viz text, 15,5 x 5,5 mm, 18 z, 6x drát prùmìr 0,5 mm D1, D2, D3 MBR1545CT C1, C2 4 700 µf/25 V C7, C9 1 200 µf/16 V, LXZ Možnosti zálohování zdroje Obr. 7. Rozmístìní souèástek na desce zdroje Pokud výstup zdroje zálohujeme baterií, máme možnost výbìru z nìkolika druhù. Každá baterie však má jiné vlastnosti a vyžaduje jiné zacházení. Olovìná (napø. gelová) baterie by mìla zùstat stále nabitá. Sírany vznikající pøi vybití postupnì rekrystalizují na nerozpustné a baterie sulfatuje. Zesulfatovaná baterie ztrácí kapacitu a pøi nabití se neobnoví pùvodní koncentrace kyseliny. Olovìná baterie nemá pamì ový efekt. Doba jejího života je velmi závislá na dodržení pøesného dobíjecího napìtí. Pod optimálním napìtím postupnì sulfatuje, pøi vyšším napìtí se elektrody rozpadají vlivem pøebíjení. Životnost baterie lze podstatnì prodloužit umístìním v chladnu (napø. ve sklepì). Optimální dobíjecí napìtí se liší podle konkrétního provedení a je tøeba se øídit návodem, obvykle je 13,9 V. Napìtí je závislé na teplotì, baterie 12 V má závislost -24 mv/ C. Životnost levných baterií bývá 3 až 5 let, lepší baterie vydrží až 10 let. Na konci životnosti se èlánky èasto zkratují v dùsledku rozpadání elektrodových hmot, z gelových baterií pak mùže unikat pastovitý elektrolyt ze zbývajících pøebíjených èlánkù. (Dokonèení v pøíštím èísle) Obr. 9. Sestavený zdroj - vpravo transformátor, vlevo deska zdroje, uprostøed deska mìnièe step-down (bude popsán v pøíštím èísle) 22 Praktická elektronika A Radio - 07/2008

Úsporný napájecí zdroj 12 V Baterie NiCd existují ve dvou verzích, které se liší koncem nabíjecí charakteristiky a zpùsobem použití. Èlánky v otevøeném provedení (èlánky s kapsovými elektrodami, s otvory pro dolévání vody) se používají napø. jako startovací a osvìtlovací u železnièních vozidel, v drážních a dùlních pøenosných svítilnách a jako záložní zdroje v prùmyslu. Pøi nabíjení se nabijí obì elektrody, po nabití na kladné elektrodì vzniká kyslík a na záporné vodík. Pøi pøebíjení v èlánku ubývá voda, kterou je tøeba doplòovat. Èlánek na konci nabíjení dosáhne napìtí až 1,8 V, ale za dostateènou dobu se nabije už pøi 1,4 V. Tento typ èlánkù je vhodný i pro dobíjení konstantním napìtím. Vhodné dobíjecí napìtí je 1,42 V na èlánek a baterii nevadí trvalé vybití ani pøebíjení, pokud je pravidelnì doplòována voda. U NiCd èlánkù se pøi dlouhodobém nabití rekrystalizují elektrodové hmoty a tím se zvìtšuje vnitøní odpor. Pro zmenšení vnitøního odporu je tøeba baterii asi 4x do roka vybít a nabít. Životnost tìchto baterií je 10 až 20 let pøi poklesu kapacity na 60 %. Pokud nevadí kapacita okolo 50 % a vìtší vnitøní odpor, mùžeme používat vyøazenou i více než 30 let starou Ing. Vladimír Andìl (Dokonèení) baterii. Bližší informace o provozu a údržbì je možné najít na stránkách výrobce Saft-Ferak. Druhým typem èlánkù NiCd jsou èlánky hermetické (napø. tužkové). U nich je záporná elektroda pøedimenzovaná tak, aby se nikdy úplnì nenabila. V èlánku nesmí vznikat vodík. Po nabití kladné elektrody vzniká kyslík, který oxiduje zápornou elektrodu a tím ji vybíjí. Pøi pøebíjení se pøebyteèná energie mìní na teplo a ohøevem napìtí èlánku klesá. Tento pokles vyhodnocují rychlonabíjeèky pro ukonèení nabíjení. Napìtí na konci nabíjení je asi 1,5 V a pøíliš se neliší od napìtí potøebného pro nabití. Tyto baterie se nesmìjí používat v režimu dobíjení konstantním napìtím, pokud není dobíjecí proud omezen pod 0,1 C. Nabíjecí proud by se jinak mohl nekontrolovanì zvìtšit a èlánek by mohl explodovat s rizikem následného požáru. Pokud se nabité elektrodové hmoty dostanou na vzduch, jsou vysoce hoølavé a mùže dojít i k jejich samovznícení. U hermetických èlánkù je též problém s rekrystalizací aktivních hmot, což je známé jako pamì ový efekt. Pokud u èlánkù s tenkým separátorem narostou pøíliš dlouhé krystaly, mohou prorùst i separátorem a zpùsobit zkrat. Proto je potøeba tyto baterie pravidelnì nìkolikrát do roka vybíjet. Baterie Li-ion jsou vhodné pro režim dobíjení konstantním napìtím, k jejich provozu jsou však potøeba další ochranné obvody. Tyto baterie nemají pamì ový efekt a není potøeba je pravidelnì vybíjet. Maximální životnost dosahují v rozmezí 25 až 75 % nabití, vybitím pod 2,5 V na èlánek se nenávratnì nièí. Baterii je nutné pøi vybití na minimální napìtí odpojit. Pøi opìtném nabíjení hluboce vybité baterie je tøeba omezit nabíjecí proud podle typu èlánkù. Nabíjecí napìtí nesmí pøekroèit 4,2 V na èlánek. Pokud jsou èlánky v sérii, je nutné pøi nabíjení zajistit, aby všechny èlánky mìly stejné napìtí. Tyto baterie mají sice menší poèet nabíjecích cyklù, ale v trvale dobíjeném režimu v ne zcela nabitém stavu mohou mít životnost až 10 let. Step-down mìniè Pro napájení zaøízení s menším napájecím napìtím je urèený snižující (step-down) mìniè, který byl navržen tak, aby na stejné desce mohl být realizován jak mìniè se synchronním usmìròovaèem, tak s diodou. Mìniè je øízený dvojitým èasovaèem CMOS. Vstupní napìtí je vhodné pro øízení tranzistorù MOSFET, což konstrukci mìnièe zjednodušilo. První èasovaè vytváøí signál s pilovým prùbìhem, který je pøivádìn na vstup THR druhého èasovaèe. Tranzistor T1 s modrou LED D1 a druhým èasovaèem funguje jako zdroj referenèního napìtí a komparátor. Pomìrem odporù R4 Obr. 10. Schéma mìnièe step-down se synchronním usmìròovaèem Obr. 11. Deska s plošnými spoji mìnièe, vrchní a spodní strana. Deska je spoleèná pro obì varianty Obr. 12. Rozmístìní souèástek mìnièe z obr. 10 Praktická elektronika A Radio - 08/2008 23

a R5 se nastaví výstupní napìtí, s uvedenými odpory je výstupní napìtí 5 V. Zatížitelnost výstupu èasovaèe v nule je 10x vìtší než v jednièce, proto je pøechod do úrovnì H posílen tranzistorem T2. Pro buzení výkonových tranzistorù je nutné zajistit, aby se nejprve sepnutý tranzistor vypnul a teprve potom druhý sepnul. K zpoždìnému spínání slouží L1, D2 a L2, D3. Úbytek na sepnutém MOSFET P T3 se pøes tranzistor T4 pøenáší na bázi T5, který pøi pøekroèení proudu 1,8 A omezí výstupní napìtí. V pøípadì potøeby nastavení nižšího proudu lze prahové napìtí posunout odporem R10. Pojistka F1 na vstupu slouží pouze pro ochranu pøi poruše mìnièe. Zapojení má malou vlastní spotøebu, øídicí obvod odebírá jen 2,5 ma Obr. 13. Úèinnost mìnièe step-down z obr. 10 a dosažený proud naprázdno 7,5 ma je dán pøevážnì ztrátami v tlumivce. U mìnièe tohoto typu je støídavá složka proudu tlumivky nezávislá na zatížení. Pokud by byla tlumivka navržena tak, aby byla optimálnì výkonovì využita, byl by proud naprázdno až 10x vìtší. Pro mìniè byla použita tlumivka na jádru z poèítaèového zdroje. Tlumivka má 42 z drátu prùmìru 1 mm. Nízkých ztrát bylo dosaženo pøedevším velmi malým sycením. Úèinnost mìnièe je v rozsahu proudù 0,2 až 1,6 A vìtší než 90 % a maximum 93,5 % dosahuje pøi 1 A. Mìniè nelze použít k dobíjení baterií. Pokud by baterie pøipojená na výstup mìla vìtší napìtí než výstupní napìtí mìnièe, její napìtí by se nekontrolovatelnì transformovalo na vstup mìnièe, a mìniè by se mohl znièit. Vzhledem k menšímu proudu mìnièe zde byly použity standardní elektrolytické kondenzátory, použití kondenzátorù s malým ESR (napø. typ LXZ) lze též doporuèit. Mìniè je na oboustranné desce s plošnými spoji, díry nemusejí být prokoveny. Seznam souèástek mìnièe step-down strana spojù (SMD) R1, R2, R3, R6 220 kω, SMD 1206 R4 2,2 kω, SMD 1206 R5 6,8 kω, SMD 1206 R7 100 Ω, SMD 1206 R8 0 Ω, SMD 1206 R10 viz text, SMD 1206 C1 100 pf, SMD 1206 C2, C3, C8, C9 100 nf, SMD 1206 C4 10 nf, SMD 1206 D1 LED modrá, SMD 1206 D2, D3 2x 1N4148 MELF T1, T2 BC849C, SOT23 T3 IRF7105, SOP8 T4 BSS84, SOT23 T5 BC859C, SOT23 F1 pojistka 2 A SMD vrchní strana desky U1 TS556, DIP14 L1, L2 47 µh, SMCC L3 470 µh/2 A, viz text C5, C6, C7 1 000 µf/16 V Mìniè lze zapojit i tak, že je synchronní usmìròovaè nahrazen diodou. V tom pøípadì se vynechá L1, L2, D2 a D3. Na pozici D3 se osadí rezistor R11 a doplní se propojka R9 pro uzavøení N-MOSFET T3. Pro funkci zdroje lze využít substrátovou diodu v tranzistoru T3, ale její úbytek pøi maximálním proudu je asi 0,8 V. Pro zvýšení úèinnosti je lepší doplnit Schottky diodu D4, která má úbytek témìø polovièní a je i rychlejší. Mìniè s diodou má menší spotøebu naprázdno, protože ztráty v tlumivce jsou bez zatížení témìø nulové. Úbytek na diodì však zvìtšuje ztráty Obr. 14 a 15. Fotografie mìnièe step-down Obr. 16. Schéma mìnièe step-down s diodou 24 Praktická elektronika A Radio - 08/2008

T1 U1 IRF7105 SOP8 SE555 SOP8 pøi zatížení. Mìniè lze použít i pro nabíjení baterií. DC/DC konvertor DC/DC konvertor byl navržen tak, aby mìl dobrou úèinnost pøi malém výkonu a velkou izolaèní pevnost. Mìniè lze použít napø. k napájení anténního zesilovaèe, který je ve venkovním prostøedí. Jako transformátor mìnièe byla použita odrušovací proudovì kompenzovaná tlumivka 2x 10 mh z poèítaèového zdroje. Tlumivka má zaruèenou izolaèní pevnost mezi vinutími 2,5 kv a transformaèní pomìr 1:1. Druhá stejná tlumivka je použita pro odrušení výstupu mìnièe. Vzhledem k velké indukènosti byl použit pomìrnì nízký kmitoèet mìnièe 15 khz. Pøi tomto kmitoètu jsou i menší nároky na rychlost spínání tranzistorù a výstup CMOS èasovaèe staèí na jejich Obr. 17. Rozmístìní souèástek mìnièe s diodou pøímé buzení. Èleny R2, D1 a R3, D2 zpožïují spínání tranzistorù pøi zachování maximální rychlosti rozepnutí tak, aby pøi pøepínání tranzistorù nevznikaly proudové špièky. Zatížitelnost mìnièe je omezena rozptylovou indukèností transformátoru. Mìniè je postaven na jednostranném plošném spoji. Seznam souèástek konvertoru DC/DC strana spojù (SMD) R1 68 kω, SMD 0805 R2, R3 330 Ω, SMD 1206 R4 0 Ω, SMD 1206 C1, C8 47 µf/16 V, CTC C3 220 pf, SMD 0805 C4 100 nf, SMD 0805 D1, D2 1N4148, SMD D3, D4 1N5819, SMD F1 poj. 1A, SMD vrchní strana desky C2, C5, C6, C7 470 µf/16 V TR1, TR2 odruš. tlumivka 2x 10 mh L1 100 µh/1 A, toroid nebo propojka Obr. 21. Závislost úèinnosti DC/DC konvertoru na zatížení Obr. 22. Zatìžovací charakteristika DC/DC konvertoru v logaritmickém mìøítku Obr. 18. Schéma DC/DC konvertoru Obr. 19. Deska s plošnými spoji DC/DC konvertoru Obr. 20. Rozmístìní souèástek konvertoru DC/DC Obr. 23. Sestavený DC/DC konvertor Praktická elektronika A Radio - 08/2008 25