Impulsowy stabilizator napięcia MCP16301
: poniedziałek 24 kwie 2017, 14:07
Przykład układu pozwalającego na zbudowanie gabarytowo małych zasilaczy wystarczających do wielu zastosowań. Układ jest oferowany przez firmę Microchip o oznaczeniu MCP16301.
Jest to układ przetwornicy impulsowej obniżającej napięcie, którą można zastosować do budowy stabilizatorów napięcia o wartości od 2VDC do 15VDC (napięcie wyjściowe nie jest ściśle określone i jest zależne od wartości odpowiednich rezystorów w sprzężeniu zwrotnym), przy czym wejściowe napięcie może być z zakresu 4VDC do 30 VDC (oczywiście musi być większe od napięcia wyjściowego). Prąd obciążenia przetwornicy nie może przekraczać 600mA. Biorąc pod uwagę obudowę układu scalonego (SOT23 o 6 wyprowadzeniach), umożliwia to zbudowanie stabilizatora napięcia jako urządzenia o małych gabarytach.
Istotnym elementem w budowie przetwornic jest rodzaj zastosowanych elementów i tak diada D101 musi być diodą Schottky'ego oraz kondensator C102 musi być niskoimpedancyjny. Napięcie wyjściowe przetwornicy jest uzależnione od stosunku wartości rezystancji oporników R101 oraz R102 (schemat na rysunku wyżej) i wyraża się następującą zależnością (wartość wyrażona w V):
dla wartości rezystancji odpowiednich oporników w przykładowym schemacie (rysunek wyżej), napięcie wyjściowe wynosi 4.93V.
W praktycznych rozwiązaniach przyjmuje się wartość rezystora R102 i mając wymagane napięcie wyjściowe obliczana jest wartość rezystora R101. Zalecane jest by rezystancja R102 była w okolicach 10kΩ.
Indukcyjność cewki jest uzależniona od napięcia wyjściowego i należy ją dobrać na podstawie poniższej tabeli (dla napięć niewymienionych wartość indukcyjności można aproksymować z wartości sąsiednich, gdyż nawet pobieżna analiza tabeli wskazuje na prawie liniową zależność).
Bazując na tym układzie został zaprojektowany układ zasilacza stabilizowanego. Zadaniem jego jest wytworzyć na wyjściu napięcie 4.8VDC bazując na wejściowym napięciu około 12VDC. Do powyższego schemat zaprojektowana płytka PCB jest pokazana na rysunkach poniżej.
strona BOTTOM
strona TOP
Finalny produkt
Cały stabilizator wyszedł o niewielkich gabarytach.
Dla przedstawionego układu zostały wykonane pomiary obciążenia (obciążenie rezystorem).
Bez obciążenia:
Z obciążeniem:
Przy braku obciążenia, napięcie wyjściowe wynosi 4,78VDC (projektowane było na 4.8VDC). Obciążając układ prądem 390mA, napięcie na wyjściu wynosi 4.7VDC. Przy dość dużym prądzie obciążenia, napięcie wyjściowe ustąpiło o 0.08V.
Na zakończenie wykonana została obserwacja przebiegów elektrycznych na wyjściu.
Napięcie na wyjściu przy obciążeniu (lewy) i bez obciążenia (prawy)
Na wyjściu układu scalonego (pin 6) przebiegi są następujące: bez obciążenia (lewy) i przy obciążeniu (prawy):
Jest to układ przetwornicy impulsowej obniżającej napięcie, którą można zastosować do budowy stabilizatorów napięcia o wartości od 2VDC do 15VDC (napięcie wyjściowe nie jest ściśle określone i jest zależne od wartości odpowiednich rezystorów w sprzężeniu zwrotnym), przy czym wejściowe napięcie może być z zakresu 4VDC do 30 VDC (oczywiście musi być większe od napięcia wyjściowego). Prąd obciążenia przetwornicy nie może przekraczać 600mA. Biorąc pod uwagę obudowę układu scalonego (SOT23 o 6 wyprowadzeniach), umożliwia to zbudowanie stabilizatora napięcia jako urządzenia o małych gabarytach.
Istotnym elementem w budowie przetwornic jest rodzaj zastosowanych elementów i tak diada D101 musi być diodą Schottky'ego oraz kondensator C102 musi być niskoimpedancyjny. Napięcie wyjściowe przetwornicy jest uzależnione od stosunku wartości rezystancji oporników R101 oraz R102 (schemat na rysunku wyżej) i wyraża się następującą zależnością (wartość wyrażona w V):
dla wartości rezystancji odpowiednich oporników w przykładowym schemacie (rysunek wyżej), napięcie wyjściowe wynosi 4.93V.
W praktycznych rozwiązaniach przyjmuje się wartość rezystora R102 i mając wymagane napięcie wyjściowe obliczana jest wartość rezystora R101. Zalecane jest by rezystancja R102 była w okolicach 10kΩ.
Indukcyjność cewki jest uzależniona od napięcia wyjściowego i należy ją dobrać na podstawie poniższej tabeli (dla napięć niewymienionych wartość indukcyjności można aproksymować z wartości sąsiednich, gdyż nawet pobieżna analiza tabeli wskazuje na prawie liniową zależność).
Bazując na tym układzie został zaprojektowany układ zasilacza stabilizowanego. Zadaniem jego jest wytworzyć na wyjściu napięcie 4.8VDC bazując na wejściowym napięciu około 12VDC. Do powyższego schemat zaprojektowana płytka PCB jest pokazana na rysunkach poniżej.
strona BOTTOM
strona TOP
Finalny produkt
Cały stabilizator wyszedł o niewielkich gabarytach.
Dla przedstawionego układu zostały wykonane pomiary obciążenia (obciążenie rezystorem).
Bez obciążenia:
Z obciążeniem:
Przy braku obciążenia, napięcie wyjściowe wynosi 4,78VDC (projektowane było na 4.8VDC). Obciążając układ prądem 390mA, napięcie na wyjściu wynosi 4.7VDC. Przy dość dużym prądzie obciążenia, napięcie wyjściowe ustąpiło o 0.08V.
Na zakończenie wykonana została obserwacja przebiegów elektrycznych na wyjściu.
Napięcie na wyjściu przy obciążeniu (lewy) i bez obciążenia (prawy)
Na wyjściu układu scalonego (pin 6) przebiegi są następujące: bez obciążenia (lewy) i przy obciążeniu (prawy):
