Obrázek   
Přihlášení
Uživatelské jméno:

Heslo:

Pamatovat si mne



Zapomenuté heslo

Nová registrace
Kam dále?
Hledání
Vzhled

(3 vzhledů)
Kdo je Online
12 uživatel(ů) je online (6 uživatel(ů) si prohlíží Články a povídání)

Uživatelé: 0
Hosté: 12

více...
Noví uživatelé
xonny
xonny
25.05.2020
Jenicek
Jenicek
28.04.2020
mekous
mekous
03.04.2020
breta1
breta1
21.03.2020
dědek_hank
dědek_hank
21.02.2020
JosefJosef
JosefJosef
17.01.2020
pavelk
pavelk
20.12.2019
FERYAKT
FERYAKT
07.10.2019
Kolorka
Kolorka
24.09.2019
pospichal
pospichal
03.05.2019
Kdo za co může
Administrátorka
Žirafka
Žirafka
Žirafička
Žirafička
Redaktoři
bernard
bernard
IvanH
IvanH
 
Emeritní
KatyH
KatyH

Elektronika - Jednoduchý modulový zdroj 3,3V

aneb jak vyrobit 3,3V z USB portu počítače.
Napsal/a Žirafka v 2. 05. 2020 v 19:56 (přečtení 130×) Další články tohoto autora
Elektronika
     Při psaní tohoto článku jsem opět nějakou dobu přemýšlela nad tím, do které rubriky jej zařadit. Zase jsem váhala mezi Zápisníkem drobností a Elektronikou. Jak jsem se nakonec rozhodla, vidíte sami. Důvodem váhání je značná jednoduchost, téměř trivialita, tohoto obvodu.

     Pro jeden experiment jsem potřebovala napájecí zdroj 3,3 V s odběrem několika desítek až stovek miliampérů a malým nutným úbytkem napětí, protože jsem pro napájení chtěla využít USB port počítače. V „šuplíku“ byl zrovna jeden integrovaný obvod LM3940 a tak padla volba na něj. Hlavně proto, že je pro tento účel přímo stvořen.

     Schéma zapojení je na prvním obrázku.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 1 – schéma zapojení zdroje.


     Vlastně k němu není co dodat, je to katalogové zapojení integrovaného stabilizátoru. Kondenzátory jsou zvolené podle doporučení výrobce. Kondenzátor C1 je filtrační, zdroj lze napájet i z nevyhlazeného zdroje stejnosměrného napětí. Kondenzátory C2 a C3 zajišťují stabilitu stabilizátoru a vycházejí z doporučení výrobce. Svítivá dioda LED1 indikuje napětí na výstupu.

     Přidala ochrany proti přepólování a přepětí na vstupu, dále ochranu proti zkratu na vstupu a proti přivedení záporného napětí na vstup. Všechny tyto ochrany tvoří diody D1, D2 a D3. Přičemž D1 je transil s prahovým napětím 7 V. Pokud se na vstup dostane záporné napětí, tak se D1 otevře jako normální dioda a zkratuje vstup. Při přepětí na vstupu se D1 také otevře a omezí napětí na 7 V, což integrovaný obvod ještě snese. Při zkratu na vstupu se otevře dioda D2 a ochrání integrovaný obvod, respektive jeho výkonový tranzistor, před přepólováním, které způsobí nabité kondenzátory na výstupu zdroje, které by jej mohlo poškodit. Dioda D2 se otevře také při zavlečení cizího napětí na výstup zdroje, ať již pracujícího nebo vypnutého. Když se na výstup dostane cizí napětí větší než přibližně 7,5 V, tak se krom D2 otevře transil také D1 a ochrání součástky před přepětím. Dioda D3 se otevře při přivedení záporného napětí na výstup. K tomu by docházet nemělo, ale člověk nikdy neví.

     Deska plošných spojů je oboustranná, ačkoli spoje jsou jen na spodní straně desky. Na horní jsem udělala chladící plochu. Tak, jak je deska navržená, bezpečně uchladí stabilizátor při pokojové teplotě a vstupním napětí 5 V při odběru 1 A, chladič má pak teplotu přibližně 40°C. Pokud by byla potřeba vyššího vstupního napětí, je potřeba přidat další chladič nebo odebírat jen menší proud. Případně počítat s tím, že se chladič i stabilizátor budou již hodně zahřívat. Chvilku to nevadí, ale dlouhodobě to není vhodné. Při maximálním možném rozdílu napětí mezi vstupem a výstupem je potřeba chladičem vyzářit téměř 5 W a na to prostě není spočítaný. Nejhorší situace nastane v okamžiku zkratu na výstupu, to se pak na stabilizátoru může mařit výkon téměř 8 W a celý zdroj se značně rozpálí. Vnitřní ochrana zdroj při tepelném přetížení ochrání, ale není dobré to moc pokoušet, je lépe dávat si pozor.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 2 – deska spojů, pohled na stranu spojů.


     Desku lze vyrobit i jako jednostrannou a pro integrovaný obvod použít vhodný chladič, nejlépe černě eloxovaný. Obě řešení jsou stejně dobrá. Pro které se kdo rozhodne je čistě věcí jeho vkusu. Pravdou je, že při vyšším vstupním napětí a plném výstupním proudu je větší chladič výhodnější.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 3 – deska spojů, pohled na stranu součástek.


     Osazení desky součástkami je jednoduché, jak je ostatně vidět z dalšího obrázku. Jsou použité jen vývodové součástky a to takové, které byly ve skříni se součástkami. Nekupovala jsem nic nového. Kondenzátor v provedení s vývody na obou stranách (dneska se tomu říká „axiální“) jsem použila proto, aby byla celková výška zdroje co nejmenší. Hlavně z estetických důvodů, nebylo to jinak potřeba.

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 4 – osazení desky součástkami.


     A konečně na posledním obrázku je vyfocený můj prototyp. Je plně funkční, jen mu chybí ochranné diody. Transil proto, že jsem jej neměla, a z důvodu karantény je nešlo koupit, a zbylé diody proto, že jsem na ně v zápalu vývoje zapomněla. Stává se i v lepších rodinách

Kliknutím na obrázek otevřete nové okno s obrázkem v původní velikosti.
Obr. 5 – prototyp zdroje.


     Pokud si zdroj postavíte, tak mi tím uděláte radost, pokud ne, tak třeba někdy příště. Konstrukce je to opravdu velice jednoduchá, vhodná i pro naprosté začátečníky. Vlastně na ní není co zkazit, při použití dobrých součástek a jejich správném připojení do desky, prostě musí fungovat na první zapojení.

Použité součástky:

R1 – 120Ω (určuje jas svítivé diody, lze vynechat.)

C1 – 1000 µF/16V (elektrolytický, filtrační)
C2 – 470 nF (keramický)
C3 – 47 µF (elektrolytický s nízkým ESR, minimální kapacita dle výrobce je 33 µF)

D1 – transil s napětím 7 V, případně zenerova dioda se stejným napětím
D2,D3 – libovolná usměrňovací dioda (1N4007...)

IO1 – LM3940 v pouzdru TO-220

LED1 – svítivá dioda o průměru 3 mm, libovolná barva. U bílých a modrých pozor na jejich pracovní napětí. Ledka je napájená z výstupního napětí, které je 3,3 voltu. Lze vynechat.

Deska plošných spojů, svorkovnice. Případně chladič pro stabilizátor.

Použitá literatura: katalogový list LM3940
Hodnocení: 0,00 (0 hlasů) - Ohodnotit -
Formátovat pro tisk Poslat známému Vytvořit z článku PDF
Komentář je vlastnictvím svého autora. Vyjadřuje jeho názory, ne názory redakce nebo provozovatele webu či serveru.
Napsal/a Vlákno
Obrázek Obrázek
ObrázekObrázekObrázekObrázekObrázek
Obrázek
Redakční systém XOOPS 2.5.10
Obsah © 2008-2020 Žirafoviny