ساخت رگولاتور تغذیه ۳ آمپری قابل نصب روی برد بورد

سلام خدمت عزیزان سیسوگی!

در این نوشته قصد داریم مراحل ساخت یک رگولاتور همه‌منظوره کاهنده را بررسی کنیم.

ممکن است شما با این نوع از بوردها کار کرده باشید که از تراشه LM1117 استفاده می­ کنند. این بوردها خروجی 5V و 3.3V به شما تحویل خواهند داد. امکان اتصال به USB برای تغذیه گرفتن هم دارند. (شارژر موبایل و…)

اما چند ایراد عمده وجود دارد:

• جریان دهی محدود این بورد
• عدم تحمل ولتاژهای بالا
• استفاده از این بورد صرفاً بر روی برد بورد ممکن است و چندان مناسب کارهای دیگر نیست.

این رگولاتور از تراشه MP1584 استفاده می­ کند. این آی سی را در رادیو سیسوگ معرفی کرده‌ایم.

این تراشه اگرچه توقف تولید شده، ولی قیمت مناسبی دارد.

فرکانس کاری این تراشه بین 100 کیلو هرتز تا 1.5 مگاهرتز قابل برنامه ریزی است.

این تراشه به‌راحتی می‌تواند بار­های 3 آمپری را تغذیه کند، البته ممکنه تا حدی گرمش بشه!

این مدار در اصل یک تنظیم‌کننده کلید­زنی با ساختار Buck و کلید داخلی است.

چون فرکانس کاری بالا است، نکاتی را بایستی رعایت کرد تا خروجی کم نویز داشته باشیم.

 ابتدا با هم برگه مشخصات (دیتاشیت) تراشه را مرور می­ کنیم.

مدار رگولاتور متداول با استفاده از این تراشه

در جدول زیر اطلاعات کلی تراشه ذکر شده است:

جدول زیر هر پایه و نقش آن را توضیح داده است:

پایه شماره 4 پایه فیدبک (پسخور) تراشه است و با قرار دادن یک مقسم ولتاژ بر روی آن میتوان ولتاژ خروجی را تعیین کرد.

این پایه از داخل به یک تقویت‌کننده خطا متصل است.

پایه شماره 3 خروجی تقویت کننده خطا است که به عنوان جبرانساز عمل می­کند. یک شبکه RC روی این پایه برای بهبود رفتار دینامیکی مدار قرار داده می­ شود.

پایه 6 برای تنظیم فرکانس است. قرار دادن مقاومت بین این پایه و زمین جهت تعیین فرکانس کاری مدار الزامی است.

پایه شماره 2 فعال ساز تراشه است؛ اگر ولتاژ روی این پایه از حد معینی بیشتر باشد، تراشه فعال می­ شود. این قابلیت امکان کارکرد بهینه در وسایلی که با باتری تغذیه می­ شوند فراهم می­ کند تا در صورت افت ولتاژ تغذیه خاموش شود.

در شکل زیر مدار و مقادیر برای ولتاژهای دیگری قید شده است:

مدارات معمول قید شده در دیتاشیت MP1584

طراحی شماتیک:

در شماتیک ما یک کلید برای حالت Standby در نظر گرفته‌ایم. با فشردن این کلید خروجی مدار قطع می­شود. دو عدد LED به رنگ‌های متضاد جهت نمایش وضعیت در نظر گرفتیم.

شما با جابه‌جاکردن کنتاکت‌های کلید در طرح خودتان می‌توانید کلید را به‌گونه‌ای داشته باشید که با فشردن کلید مدار فعال شود (در این طرح با فشردن کلید خروجی غیرفعال می­ شود.)

یک LED برای نمایش وجود ولتاژ در خروجی در نظر گرفته شده است.

جک پاور برای ورودی تغذیه و یک عدد کانکتور 2 پین در گوشه بورد برای ورودی تغذیه در نظر گرفته شده است. همچنین میتوان به وسیله این کانکتور ولتاژ دریافتی از جک را بر روی برد بورد نیز منتقل کرد.

یک کانکتور 2 پین برای خروجی در نظر گرفته شده است. اگر قصد داشتید این مدار را بر روی برد بورد استفاده کنید، دو عدد کانکتور دو ردیفه پنج پین در نظر گرفته شده است.

شما می‌توانید از این بورد به‌صورت بین‌راهی یا بر روی برد بورد استفاده کنید! هرطور که دوست دارید!

سلف فیلتر خروجی حتماً از نوع فرکانس بالا باشد در دیتاشیت مقادیر و شماره سلف‌های پیشنهادی ذکر شده. سلف بین 4.7 تا 15 میکرو هانری برای این مدار مناسب است و خازن‌های سرامیکی MLCC از نوع X5R یا X7R استفاده کنید… در غیر این صورت، توقع عملکرد صحیح نداشته باشید! خازن تانتالیوم با ارفاق به‌عنوان خازن Bulk روی خروجی قابل‌استفاده است.

تنظیم ولتاژ خروجی:

مقاومت‌های R2 و R3 تعیین کننده ولتاژ خروجی هستند. (به دیتاشیت مراجعه کنید)

می‌توانید مقاومت R3 را حذف کنید و به جای آن جامپر را متصل کنید . مقدار VR1 را می‌توانید 50k در نظر بگیرید.

با محاسبه مقدار مناسب برای R3 و VR1 میتوانید ولتاژ را تا حدی تنظیم کنید. در این حالت بهتر است بجای جامپر یک مقاومت با اهم کم مونتاژ کنید (یک مقاومت 0805 روی پد های جامپر لحیم کنید تا اتصال کوتاه ایجاد نشود و همه چیز در هم پیچیده نشود!)

این مدار را تا 28 ولت می‌توانید ورودی بدهید و خروجی هم بین 1.8 تا 24 ولت قابل دریافت است ، مراقب باشید ولتاژ نامی خازن های ورودی و خروجی  در محدوده مجاز باشد. در غیر این صورت، بعد از اتصال مدار به ولتاژ ورودی و شنیدن صدایی مهیب، ملزم به یادگیری خط بریل خواهید بود و دایدالوس و سایر اعضای سیسوگ و ساکنین کوه المپ هرگونه مسئولیت را از خود سلب می نمایند!

خازن‌ها ولتاژ کاری بیشتر از 35 ولت داشته باشند، بهتر است.

طراحی PCB:

لی اوت راهنما در دیتاشیت

شکل بالا لی‌اوت راهنما برای قرارگیری قطعات است. در طرحی که پیوست شده است، از مقاومت‌هایی با اندازه 0805 استفاده شده است. در صورتی که توانایی مونتاژ خوبی دارید، از قطعات 0603 استفاده کنید.

لی اوت ترسیم شده

نقشه راهنمای مونتاژ

نمونه ایی که مونتاژ و تست شد و تمیز هم شستشو نشده!!!

توجه!

بر روی  پد زیر آی سی تعدادی Via جهت دفع حرارت و انتقال آن به صفحه زمین قرار دهید. این Viaها حتماً به‌صورت Direct  به صفحه زمین متصل شوند و از Thermal Relief برای آن استفاده نکنید!

برای مونتاژ تراشه MP1584 مدنظر داشته باشید که یک پایه زمین زیر تراشه وجود دارد که زمین قدرت است و با حفظ سمت مسئول انتقال حرارت از تراشه به بیرون است. برای مونتاژ این پایه از ترکیب خمیر قلع و فلکس استفاده کنید تا این پایه بتواند مسئولیت خطیر خود را ایفا کند!

نصب بر روی برد برد و شروع لذت بردن!

پیوست ها:

خب رسیدیم سر اصل مطلب! چیزی که جویای آن بودید!

برای شما فایل‌های موردنیاز را قرار دادیم که ازاین‌قرار است:

• شماتیک و نقشه راهنما به‌صورت PDF
• خروجی گربر برای ساخت بورد
• سورس PCB جهت بررسی بیشتر

اگر قصد دارید این طرح را در مقیاس انبوه تولید کنید، با ما تماس بگیرید! راهنمایی‌تان خواهیم کرد.

خوشحال می‌شویم که نظرات ارزشمند خودتان را برای ما ارسال کنید.

فعلاً بروم یه سری به کوه المپ بزنم ببینم صاعقه دان زئوس در چه وضعیتی قرار دارد؛ چون حوصله دیدن افراد صاعقه‌زده که دود از کله‌شان بر می‌خیزد و جزغاله شدند ندارم!