12Vdc til 5Vdc Omformer 6A
Switchmode step down regulator
Denne regulatoren har jeg konstruert for å
drive en liten PC med 12V driftspenning.
Regulatoren kan også justeres til andre utgang
spenninger ( 5 – 12V )
Jeg valgte å bygge en switchmode regulator
isteden for en vanlig lineær regulator, fordi en switchmode regulator har
en mye bedre virkningsgrad enn lineære
regulatorer, dvs. den utvikler mindre varme og den bruker mindre strøm.
En ulempe med switchmode regulatorer er at de
produserer støy, dette er vanligvis ikke noe problem hvis den ikke
er i nærheten av følsomme radiomottakere ell.
Man kan redusere støyproblemet med å bygge
regulatoren inn i en metall boks og montere et enkelt LC filter på
utgangen og inngangen.
Grunnen
til at en switchmode regulator er så effektiv er at transistoren Q1 leder
maksimalt eller sperrer maksimalt,
den leder ikke halvveis som den ville gjort i
en lineær regulatorer.
Når den leder så går det en stor strøm i den,
men spenningsfallet over den er meget liten og det utvikles lite varme.
Når den sperrer så går det ingen strøm
igjennom den og den utvikler da ingen varme.
Energien som skal slippes igjennom
transistoren bestemmes av hvor lenge den leder i forhold til hvor lenge den
sperrer,
dette gjøres ved å forandre bredden på pulsene
til transistoren.
Korte pulser gir liten energi (lav spenning)og
lange pulser gir mer energi (høy spenning).
Når transistoren leder så går det en strøm
igjennom L1, det bygges opp et magnetfelt i spolen, kondensatorene C8 og C9
lades opp, denne spenningen føres også ut av
regulatoren og til belastningen.
Når transistoren sperrer, vil magnetfeltet i
spolen avta og det induseres en strøm i spolen, spenningen over spolen
vil forandre polaritet, dioden D1 vil lede og
spenningen fra spolen vil lade opp kondensatorene.
Dette prinsippet gjør at man får en effektiv
regulator.
Spolen L1 er viklet på en ferrittkjerne
(ringekjerne) ca. 25mm i diameter og ca. 30 turn med lakkisolert kobbertråd
Ca. 2mm i diameter, spolen er ikke kritisk og
man kan bare prøve seg frem.
Dioden D1 er en shotkey diode som har et lavt
spenningsfall i lederetning, det er en fordel da det går en relativt stor
strøm den, man unngår unødig varmetap.
Det er fullt mulig å bruke en vanlig diode
isteden, men den blir varmere og krever mer kjøling.
Transistoren Q1 er en P-MOSFET transistor,
denne er heller ikke kritisk.
Regulatoren’s frekvens bestemmes med
trimmepotmeter RV1, den justeres til ca. 25 Khz.
Hvis man ikke har et oscilloskop ell. så er
det bare å justere frekvensen så høy at man ikke
hører ”pipe lyden” fra regulatoren.
Jeg har lagt frekvensen like over det hørbare
området for å unngå sjenerende lyder.
Utgangspenningen justeres med trimmepotmeter
RV2.
Hvis regulatoren skal brukes til større
belastninger så må man ha mer kjøling og kraftigere komponenter.
