L4970A 13.8V 10 Amper Güç Kaynağı

L4970A anahtarlamalı regülatör entegresi, çıkışına ek mosfet veya BJT transistör bağlanmadan tek başına 10 amper seviyesine kadar güç verebilen dikkat çekici bir entegredir. Bu nedenle kılıfı da klasik regülatör entegrelerine göre daha büyüktür ve Multiwatt15V paket yapısına sahiptir.

Bu projede hazırlanan L4970A 13.8 Volt 10 Amper güç kaynağının çıkış voltajı, 5k potansiyometre ile yaklaşık 9V ile 14V arasında ayarlanabiliyor.

Yazar ise devreyi sabit 13.8V çıkış verecek şekilde ayarlayıp kullanmış. Anahtarlamalı güç kaynaklarına ilgi duyanlar için anahtarlamalı dijital güç kaynağı ve benzer güç seviyelerinde bir SMPS örneği görmek isteyenler için TL494 ile 13-15 Volt 10 Amper SMPS içeriği de faydalı olabilir.

Devrenin Temel Özellikleri

• L4970A regülatör entegresi ile hazırlanmıştır
• Ek güç transistörü olmadan yüksek akım verebilir
• Çıkış voltajı ayarlanabilir
• Yazar tarafından 13.8V olarak ayarlanmıştır
• Maksimum akım kapasitesi yaklaşık 10A seviyesindedir
• Şema, PCB, yerleşim planı ve malzeme listesi mevcuttur

Toroid Nüve Bilgileri

Devrede kullanılan toroid nüvenin ölçüleri şu şekildedir:

• Genişlik: 23.6 mm
• İç çap: 14.4 mm
• Yükseklik: 9 mm

Bu tür anahtarlamalı güç kaynaklarında doğru nüve ve doğru sarım seçimi oldukça önemlidir.

Özellikle yüksek akım çekilen devrelerde bobin kalitesi, verim ve kararlılık üzerinde doğrudan etkili olur.

Mekanik Yerleşim ve Kutu Yapısı

Tüm güç kaynağı, iki kapaklı ve 110 x 35 x 40 mm ölçülerindeki 0.3 mm kalaylı sac kutu içerisine yerleştirilmiştir.

Devre, aynı zamanda ısı dağıtımı ve mekanik tutucu görevi gören 30 mm genişliğinde ve 3 mm kalınlığında düz alüminyum baraya monte edilmiştir.

Bu alüminyum parça daha sonra uygun bir soğutucu üzerine sabitlenebilir.

Kaynağın giriş ve çıkış tarafında, güvenlik açısından tantal bloke kondansatörlerle desteklenmiş kapasitör burçları bulunur.

Bu detay, özellikle anahtarlamalı devrelerde giriş-çıkış kararlılığı açısından önemlidir.

Potansiyometre ve Ayar Notları

Yazar, resimde görülen 5k trimpot yerine elinde olmadığı için 10k trimpot kullanmış ve buna paralel 10k sabit direnç bağlamıştır. Bu noktada çok turlu bir trimpot kullanılması tavsiye edilmektedir.

Önerilen direnç kombinasyonu ile güç kaynağının çıkış voltajı yaklaşık olarak:

• 9V ile 14V arasında ayarlanabilir

Çıkıştaki bloke kondansatörlerin de bu sınıra göre seçildiği ve 16V olarak kullanıldığı belirtilmiştir.

PCB Tasarımı ve Bağlantı Yapısı

Paralel bağlanan 39R ve 47R dirençler, devrenin önceki bir PCB sürümünde kullanıldığı için burada tek bir 1W 22R direnç ile değiştirilmiştir.

Tek taraflı baskı devre kartı üzerinde toplam 5 adet telli konnektör bulunmaktadır.

Çift taraflı PCB üzerindeki yollarla bu bağlantılar teorik olarak yapılabilse de, yazar kablolu bağlantı yöntemini daha çok önermektedir.

Bunun temel sebebi, güç yollarında mümkün olan en düşük empedansın elde edilmek istenmesidir.

İnce PCB jumper yolları ile bu düşük direnç her zaman sağlanamayabilir. Amaç, entegre devrenin salınım eğilimi göstermemesi için besleme ve akım yollarını mümkün olduğunca düşük empedanslı tutmaktır.

Soğutma ve Montaj Detayları

L4970A entegresi, yalıtım pedi kullanılmadan doğrudan soğutucu üzerine monte edilmiştir. Dönüştürücünün verimlilik diyodu ise polarite nedeniyle mika yalıtım tamponu ile kullanılmıştır.

Devrede ayrıca bir yeşil kontrol LED’i bulunmaktadır. Bu LED, 1k8 direnç üzerinden dönüştürücünün çıkışına bağlanmıştır.

Bobin ve Toroid Seçimi

Bu devrede en kritik bölümlerden biri uygun depolama endüktansıdır. Burada özellikle önemli olan nokta, ferrit toroid değil, demir tozu nüve kullanılması gerektiğidir.

Kullanılan toroid iletken karaktere sahip olduğu için şu öneriler verilmiştir:

• Sarım öncesinde toroid yüzeyi uygun şekilde izole edilmelidir
• Sarım tamamlandıktan sonra dönüşler epoksi reçine ile sabitlenmelidir

Bu tür bir uygulama, hem mekanik sağlamlık sağlar hem de sarımın zamanla oynamasını engeller.

Test ve Çalıştırma Notları

Devre test edilirken güç kaynağından çekilen akımın en az 300mA olduğundan emin olunması gerektiği belirtilmiştir. Yazar, devrenin temel çalışma mantığını oturttuktan sonra daha fazla açıklamaya gerek olmadığını söylemiş.

Burada dikkat edilmesi gereken temel noktalar şunlardır:

• Çıkış voltajı ilk kurulumda dikkatle ayarlanmalıdır
• Kondansatör voltaj değerleri seçilen çıkışa uygun olmalıdır
• Bobin için mutlaka doğru nüve tipi kullanılmalıdır
• Soğutucu bağlantısı ihmal edilmemelidir
• Yük altında test yapılırken akım takibi yapılmalıdır

L4970A 13.8V 10 Amper güç kaynağı, yüksek akım verebilen güçlü bir anahtarlamalı regülatör uygulamasıdır.

Ek güç transistörü gerektirmeden 10A seviyesine yaklaşabilmesi, onu benzer regülatör devrelerinden ayırır.

Uygun toroid seçimi, düşük empedanslı PCB bağlantıları ve doğru soğutma ile oldukça verimli bir DC-DC çevirici güç kaynağı elde edilebilir.

Ayrıca yazarın belirttiğine göre L4970A ile 0-35V 10A ayarlı DC-DC güç kaynağı uygulaması da bulunmaktadır.

Kaynak: ok2kkw.com/00003016/step_down_ps/step_down_ps.htm