Step-down de casa cu LM2576

Din motive similare cu cele descrise in articolul anterior, m-am "suparat" si mi-am facut singur un step-down cu LM2576 care sa functioneze rece. La modulele chinezesti cu componente SMD, dioda este cam la limita avind un curent maxim de 3A, care la consumuri de peste 1,5A topeste cositorul cu care a fost lipita. La fel bobinele tip SMD se "scurg" de pe placa.

Am pornit de la schema de baza din datasheet-ul lui LM2576, unde am mai adaugat o punte redresoare, un Led pentru prezenta tensiune si o rezistenta de descarcare pe iesire. Daca rezista cu succes la teste ii va fi atasat un transformator  si o caseta.

Schema la care m-am gindit este cea de mai jos:

Pentru probe l-am realizat pe o placa de test.

In locul diodei D2 am folosit o dioda dubla pusa in paralel recuperata dint-o sursa pc, la iesire am folosit 2 condensatori de 1000microF. Dioda dubla si LM-ul le-am fixat pe un radiatorul din poza cu dimensiunile 55/30/10. Bobina are 30 spire CuEm de 1mm bobinate pe un tor recuperat tot dintr-o sursa PC.

La teste am folosit un transformator recuperat de un UPS care scotea la iesire 18V pe un secundar bobinat cu CuEm de 2mm. Dupa puntea redresoare avea 26Vcc.

La teste am folosit mai multe becuri auto de semnalizare pina am ajuns la un curent de 2,8A la o iesire de 5V, si l-am lasat sa se manifeste circa 2 ore, timp in care mai testam temperatura radiatorului. 

Initial ma gindeam ca radiatorul este mic, insa temperatura lui era foarte putin sesizabila. Bobina s-a incalzit ceva mai bine, dar nu suficient cit sa topeasca cositorul de la borne, de fapt putea fi atinsa cu mina fara a face rani. Puntea redresoare (KBU808 am folosit eu) era usor calda desi nu a fost fixata pe radiator.

Au urmat testele de scurt circuit care l-au lasat rece. Firele de legatura care erau cam subtiri au fost singurele evident mai calde, dar aveau si motiv.

Citeva imagini de la teste: pe osciloscop se poate vedea riplul la 15V/1.5A

Urmeaza sa gasesc citeva radiatoare identice si functie de acesta sa "calc" si citeva cablaje cu si fara punte redresoare.
Un test de cablaj imprimat + silk calcat.

 Partea cu silk-ul cred ca mai trebuie studiata.

Schema facuta cu kicad, iar cablajul cu pcb wizard.

Step-down de casa cu MC34063 max. 1,5A

De curind am avut probleme cu diverse module step-down, in sensul ca s-a "scurs" de pe modul dioda schottky, si inductanta  Astfel m-am "suparat" si mi-am facut singur citeva module cu ceea ce am gasit in sertar. 

Aceste module le folosesc de obicei pentru o iesire de pina la 9V cu un curent variabil pina la 1A, cu tensiuni diverse de intrare pina in 35V.

M-am oprit asupra lui MC34063 pentru ca erau mai multe disponibile,.

Am inceput prin a testa schema de baza din datasheet, pe care am realizat-o pe o placa de test.

In cazul meu R1=470OHM, R2=semireglabil 50KOHM, Ct=470pF, L=270microH, dioda=1N5820, Rsc=0,1Ohm. Cu exceptia circuitului integrat toate celelate componente au fost recuperate de pe diverse placi.

Un exemplu de calcul care mi-a fost sugerat de Nicu este aici.

Montajul de test este:

 Am alimentat la 32V dintr-o sursa externa, din R2 am ajustat in gol tensiunea de iesire la 5V (tensiunea poate fi ajustata de la 1,3V la maxim). Apoi am conectat la iesire doua becuri auto legate in paralel despre care stiam ca la 5V  necesita 1,1A. Tensiunea de iesire a ramas constanta, de parca nu ar fi simtit consumul. Nu a oscilat nici la variatiile tensiunii de intrare. Condensatorul electrolitic folosit de mine este de 1000microF. 

Osciloscopul pe pinul 3 arata 42.37 KHz.

Dupa circa o ora de functionare in sarcina toate componentele erau reci, cu exceptia lui MC34063 care parea ceva mai caldut. Testele de scurtcircuit l-au lasat la fel de rece.

Am testat si functionarea unui modul amplificator ca cel de mai jos:

Pentru acesta trebuie neaparat condensatorii de decuplare de 100nF pe intrare si iesire, ca sa eliminam tiuitul ce se suprapune peste semnalul de intrare. Dupa montarea celor doi condensatori urechea mea nu a mai sesizat nimic anormal.

Fiind multumit de teste, m-am hotarit sa-mi fac un modul final pe care sa-l utilizez in continuare, si a rezultat schema de mai jos pentru care am "calcat" si un cablaj imprimat (de fapt mai multe).

Pe cablaj am pus doar un singur condensator de filtraj de 1000microF pentru ca am uitat de al doilea, dar pentru moment a fost suficient unul.

Apoi am inceput sa ma joc cu confectionarea bobinei pentru ca nu mai aveam inductante gata facute. Asa ca pentru comparatie am masurat pe un tester chinezesc bobina recuperata ce am folosit-o la teste care era si  marcata,  si am inceput sa fac teste cu citeva toruri  recuperate,.

M-am oprit la cele utilizate in becurile economice (decizia a fost influentata de google care mi-a gasit experimente similare facute de diversi). Dupa citeva incercari, concluzia este ca pentru 200microH pe tor se bobineaza 45 spire cu sirma de CuEm de 0,5mm. La consum constant si prelungit de 1A a ramas rece.

Pentru situatiile unde este necesar un curent mai mare am testat si o versiune cu "steroizi", care deriva din schema initiala la care am adaugat un tranzistor (recuperat dintr-o sursa PC SK13007)

Pentru probe l-am realizat pe o placa de test

La o alimentare de 16V cu iesire de 5V a alimentat cu succes un bec de far auto la aproximativ 5A jumatate de ora in conditii acceptabile, in sensul ca radiatorul din poza avea sub 40 grade (puteai sa tii mina pe el). Schema va trebui completata cu un circuit de protectie la scurtcircuit.

Update 1-apr-2021

Am mai realizat câteva module pentru a obține o tensiune negativă de  -5V/200mA din 30V intrare.

Sursa de tensiune reglabila cu L200

Un amic m-a rugat sa-l ajut sa faca un modul de sursa ca sa inlocuiasca in sursa de laborator ruseasca ce o avea modulul existent defect care era cu tranzistori cu germaniu si afisare de tensiune si intensitate pe indicatoare cu ac. El s-a orientat la circuitul L200 care are are protectie termica la 150 grade si limitare la 2A deoarece transformatorul lui debita 23Vca si este bobinat in secundar cu CuEm in diametru de 2,5mm.

Dupa consultarea lui Google am ajuns la articolul lui Nicu care deja testase si el ceva similar. am apelat la el pentru fisierele facute in Eagle ca sa nu muncesc inca o data la desenarea schemei, insa din nefericire nu am reusit sa ma descurc. Ceea ce ma interesa sa fac ma trimitea la upgrade and buy asa ca am renuntat. Am trecut pe vechiul program, cu care eram cumva obisnuit, pentru care cumparasem in trecut o licenta, dar doar desena cablajele, insa la care trebuia sa fii foarte atent la schema printata.( practic inlocuieste creionul, radiera si hirtia milimetrica, ca nu are foarte multe "library" incluse).

Schema folosita este cea de mai jos:

Cablajul "calcat" pe hirtie obisnuita , corectat cu marker si corodat cu FeCl3 ce mi-a iesit  este mai jos. Am avut cotele intre gaurile de fixare (asa le avea placa veche care s-a defectat) si a trebuit sa ocup tot spatiul, asa ca iesit foarte aerisit.

Dupa ce am lipit piesele am verificat cu tranformatorul din imagine care este de la UPS de 3000VA dezmembrat, si avea in secundar 17Vca bobinati cu sirma de 3mm.

Avind potentiometri multitur am renuntat la P2.

La teste am observat ca nu regla de la 0V ci de la 0,662V, astfel am observat ca tensiunea negativa era de -2,4V( am pus un LED galben) , asa ca am mai inseriat o dioda cu D7 dupa care am obtinut -2.96V, situatie in care reglajul tensiunii se face de la zero la maxim. trebuie avut in vedere ca maximul nu poate depasi tensiunea maxima pe C5,6 minus 3V, (cad circa 3V pe elementele regulatoare). 

ATENTIE la datele de catalog.

Am testat cu 4 becuri auto de semnalizare  in paralel care la 12V consumau 1.6A circa 2 ore timp in care L200 era pe radiatorul (de la o sursa ATX mai veche) din imagine fara ventilatie. Nu a luat foc nimic (rezistenta de 0,33Ohm era fierbinte dar fara a topi cositorul de pe placa) insa la aproape 2 ore s-au stins becurile. Temperatura pe radiator era de 120 grade (masurata cu un LM35 legat la un arduino), deci intrase protectia termica, caci dupa vreo 15 minute de pauza, timp in care s-a racorit, a pornit din nou, fara nici o interventie.

Am verificat protectia la scurtcircuit, si se pare ca este "protectie prin intoarcerea caracteristicii", caci nu am gasit in foaia de catalog nimic despre asa ceva, sau am citit selectiv. Am facut scurt ca sa pot regla curentul de iesire si am observat ca acesta era constant la 160mA, asa ca reglajul curentului trebuie facut cu o sarcina cunoscuta, ((IA)=U(V)/R(Ohm)).

Deci LED-ul Q1 indica prezenta tensiunii (negative), iar LED Q2 intrarea in limitare de curent. P1 regleaza curentul de iesire, iar p2-p3 tensiunea de iesire.(care in cazul meu este doar unul multitur)

Eu am folosit pentru filtraj doar un condensator de 10000/63V in loc de cele doua de 4700/63, si in plus am mai conectat un condensator de 470/16V in paralel cu ansamblul de 2 diode serie+led de pe bara de tensiune negativa.(Q1+2xD7) - s-a imbunatatit stabilitatea la tensiuni sub 3V la un consum apropiat de 2A

.