Napájacie zdroje Atari 600XL, 800XL, 130XE, 800XE, 65XE, XEGS. Switching power supply Atari - 5V/DC/3A - LM2576 - part 10.

By Administrator at októbra 24, 2017 11:11
Filed Under: Atari

A v záverečnej časti celého seriálu je tu naozaj totálna klasika - DC/DC spínaný menič s čipom LM2576-5.0 a zase na výstupe je k dispozícii 5V/DC/3A. Frekvencia spínania je oproti predchádzajúcim meničom o poznanie nižšia =52kHz, preto je aj cievka v meniči o poznanie väčšia. Tak isto účinnosť je o niečo menšia (82%) a preto toto zapojenie vyžaduje použitie chladiča pre čip LM2576-5.0.

 

Dnes si ukážeme celkove 3 zapojenia s tým istým čipom LM2576-5.0, kde sú nejaké tie úpravy aby zdroj vyhovoval aj trošku iným požiadavkám.


Najprv si pozrieme rozloženie pinov vlastného čipu:


Pin 5 je v prevádzke v tomto zapojení trvale uzemnený.

 

Zapojenie varianty A, kde je použité v podstate datasheetové zapojenie - teda až na niekoľko maličkostí. Uprednostňujem použitie 2 kondenzátorov tak na vstupe ako aj na výstupe (tam je to jasné, dostanem nižšie ESR pri použití 2 kondenzátorov). A na vstupe väčšia kapacita tak isto nie je na zahodenie. Pri stavbe je potrebné dôsledné dodržiavanie zemnenia do jedného bodu, použitie dostatočne dimenzovaných prívodov je vyžadované (tak isto sa to týka použitia plôch na plošnom spoji). Použitá cievka 100uH je určená na prúd 3A. (Existujú dostupné 100uH cievky tiež pre prúd =2A - teda ak Vám stačí odber maximálne 2A.) D1 je rýchla Schottky dióda, tú treba na tomto mieste v zapojení dodržať. Použité diódy v usmerňovači sú 3A typ, minimálne na 80V.

 

 

Klasické datasheetové zapojenie DC/DC 5V/3A:

 

Prikladám návrh mnou modifikovaného plošného spoja pre zapojenie varianty A, veľkosť plošného spoja je približne 1:1, čiže súčiastky tam spokojne "nastrkáte" na svoje miesto a pripájkujete. Chladič je vodivo spojený z Gnd, čiže je na rovnakom potenciáli ako piny 3 a 5, ktoré sú spojené prepojkou nakrátko. Tento plošný spoj sa dá použiť aj pre pre čipy LM2576 s iným výstupným napätím.

 

Na plošnom spoji nie je umiestnený Graetzov usmerňovač.


Podľa použitej cievky (L1) je možné že bude potrebné na doske plošného spoja upraviť otvory na jej uloženie (je možné že vývody cievky budú bližšie k sebe, ale to nie je problém).  Pin č.5 je trvale uzemnený (na plošáku sa urobí prepojka, je tam zaznačená), čiže menič po pripojení napájania priamo pracuje. Vlastný čip LM2576-5.0 pracuje až do vstupného napätia max. 40V/DC, existuje síce aj verzia LM2576 ktorá pracuje do 60V/DC na vstupe, ale tu ju nepotrebujeme (je aj o poznanie drahšia). Tak isto vstupné kondenzátory sú dimenzované iba na 35V, pretože na ich vstupe sa nedostaneme na hodnotu vyššiu ako DC/26 ÷ 28V. Výstupné kondenzátory sú vždy v spínaných zdrojoch hodne namáhané a teda preto sú tu použité typy na napätie = 25V. Je dobré ak sú všetky použité kondenzátory na prevádzkovú teplotu do 105°C. Na obrázku plošného spoja vidíte naznačený celkom masívny chladič - chladenie určite nepodceňujte, je potrebné !

Ak pre napájanie použijete transformátor s výstupom 24V/AC - potom je potrebné zameniť vstupné kondenzátory za typy na napätie = 50V/DC, na výstup treba potom dať kapacity minimálne na napätie = 35V/DC.

___________________________________________________________

Nasleduje varianta B, ktorá za pomoci pridania 2 súčiastok dosahujú na výstupe podstatne lepšie šumové vlastnosti (znižuje sa zvlnenie výstupného napätia zdroja - verzia A pritom funguje tak isto naprosto bez problémov, ale toto je už vec pre perfekcionistov). Cievka 20uH na výstupe zdroja je dimenzovaná na veľkosť výstupného prúdu zdroja (3A).

 

Klasické datasheetové zapojenie DC/DC 5V/3A, ktoré ma na výstupe znížený šum.

______________________________________________________________________________

Variant C je zaujímavý z iného hľadiska - síce som to nikde nevidel v praxi, ale dá sa to - tu môžeme mierne modifikovať výstupné napätie zdroja smerom nahor a to u čipu ktorý má pevne nastavené výstupné napätie na 5V. Toto je len pre tých ktorí túžia nastaviť zdroj presne podľa svojich predstáv. Uvedená modifikácia neumožňuje nastaviť napätie nižšie ako je pevné výstupné napätie čipu LM2576-5.0 (teda 5V), tu vieme na výstupe zdroja napätie od tejto hodnoty v uvedenom zapojení mierne zvyšovať - čo tu nie je na závadu, ale je žiadaná vlastnosť.

 

Jedná sa ozapojenie DC/DC 5V/3A, ktoré má na výstupe znížený šum

+ je možné nastaviť výstup napríklad na hodnotu Uout=5.15V

 

Tento zdroj  je potrebné najprv otestovať než na neho pripojíme požadované zariadenie, t.j. trimer najprv vytočíme na nulový odpor, pripojíme umelú záťaž (napríklad odpor 6.8Ω/15W) a zapneme. Trimrom potom nastavíme výstupné napätie na hodnotu Umax. = 5.15V

Ak je všetko O.K., tak až potom pripojíme náš počítač na tento zdroj !

_______________________________________________________________________________

Výhody:

- dobrá dostupnosť použitých súčiastok

- slušná účinnosť (neporovnateľne vyšiia ako u typov I až IV)

- ak ste šikovní, tak sa dá celé zapojenie umiestniť na pôvodný chladič namiesto čipu 7805

- nízka cena

- pri zmene kapacít na vstupe za typy na 50V je možné využiť plné povolené napájacie napätie na vstupe do 40V/DC


Nevýhody:

- treba vždy použiť chladič (na druhú stranu ten už býva väčšinou k dispozícii)

- ak ho chcete použiť namiesto čipu 7805 tak to dá trošku práce navyše (zase ale výsledok stojí za to)

 

Tieto spínané zdroje vo všetkých variantoch A, B a C sú dobre dostupné, súčiastky sa dajú ľahko zohnať, nie sú tu pri dodržaní základov pri stavbe spínaného zdroja žiadne problémy (čo najkratšie cesty na doske, masívne spojové cesty). Existuje od tohoto výrobcu ešte aj čip LM2596-5.0, ktorý používa pracovný kmitočet =150kHz, teda potom aj inú, podstatne rýchlejšiu Schottkyho diódu a cievka je  potom =33uH a na výstupe má tak isto použitú 3-násobne nižšiu kapacitu. Pri tejto pracovnej frekvencii je potrebné postaviť už zdroj tak ako je nakreslené v datasheete - len tak sa vyvarujete možných problémov pri amatérskej stavbe takéhoto zdroja (150kHz je už dlhovlnný rozsah ...). Ale - všetko má svoje ale, cena čipu LM2596 je už podstatne vyššia - preto tu uvádzam len zapojenie pre čip LM2576-5.0.

___________________________________________________________

Reálna ukážka z už urobenej funkčnej vzorky:

Sám som variantu zdroja typu B na 5V a 12V použil pri prerábke napájania vovnútri disketovej jednotky Atari 1050 - tieto meniče fungujú parádne a hlavne bezproblémovo. Pozrime sa ako sa to dá urobiť doma "na kolene" na univerzálke doske. A hlavne som si na trúfal že plošák dobre na univerzálke navrhnem - tých 52kHz sa dá ešte rozumne zvládnuť aj na univerzálnej doske. Výstupné cievky 20uH sú vždy napravo na spodnej časti plošáku. (Ja som použil toroidné cievky 100uH/3A - iné som vtedy nezohnal, stačila by tá cievka na prúd 2A - a bolo by to aj vo výsledku menšie, ale dá sa s tým žiť, miesta je tam našťastie dosť.) Tiež je vidieť že na výstupe som namiesto 1x 1000uF kondenzátoru použil radšej 2x 470uF kapacity - znižuje sa tým výstupná hodnota ESR kondenzátoru, t.j. zdroj je účinnejší. Tu sú použité 35V/DC kondenzátory (na vstupe sa objavuje max. 28V/DC). Výstupná kapacita za cievkou 20uH - kondenzátor 100uF už nie je zapojený, využívajú sa inštalované kapacity priamo na doske disketovej jednotky Atari 1050.


Vľavo 12V DC/DC menič, na vstupe 1000uF/35V, na výstupe 2x 470uF/35V

vpravo 5V DC/DC menič, na vstupe 470uF/35V, na výstupe 2x470uF/35V.


DC/DC meniče na obrázku boli použité pri prerábke zdroja v disketovej jednotke Atari 1050, plošný spoj je koncipovaný tak, že je možné usadiť celý takýto malý plošný spoj  na miesto pôvodného zdroja 7805 - zdroj vpravo (7812 je riešený mierne odlišne) a pripevňujú sa na pôvodný chladič disketovej jednotky. Obidva zdroje sú koncipované na odber 3A - tomu aj zodpovedajú použité cievky 100uH/3A (už som spomínal, stačí dimenzovanie cievok na 2A hodnoty prúdu). Chladiaci plech Atari 1050 pri používaní týchto zdrojov zostáva chladný, má teplotu okolia. Ak Vás to hlbšie zaujíma - pozrite si pôvodný článok prerábky zdrojov disketovej jednotky Atari 1050, kde sa stále používa pôvodný napájací transformátor s výstupným napätím 9V/AC/3A:

http://blog.3b2.sk/igi/post/ATARI-1050-nove-napajanie-new-power-supply.aspx

Pri disketových jednotkách som rozhodol že budem naďalej používať pôvodné transformátory, čiže jediná cesta kde sa dá niečo zmeniť sú práve zdroje 5V a 12V, v článku je to rozpitvané. Samozrejme je možné zdrojovú časť pri prerábke riešiť aj inak - vždy sa ale treba rozhodnúť predtým než sa do prerábky pustíte.

____________________________________________________________

Týmto by som problematiku pôvodných 4 typov napájacích zdrojov a ďalších tu uverejnených spínaných DC/DC meničov pre Atárko rád uzatvoril. Ako vidím podľa hodnotenia, 2A typom DC/DC meniča som poriadne pichol do "osieho hniezda". Vyzerá to tak ako keby som niekoho nútil túto verziu stavať, trošku ma to prekvapilo - ale na rovinu - zase až tak veľmi zase nie - po tých rokoch čo o tom píšem som zažil všeličo. Uverejnené verzie majú poskytnúť predstavu o tom ako sa dajú niektoré veci riešiť - s tým čo je dostupné aj v našich končinách. V Nemecku modifikovali disketové jednotky Atari 1050 a Atari XF551 pomocou 1A verzií DC/DC meničov - Traco TSR 1-2450 a Traco TSR 1-24120. Toto je podľa mňa už na hrane (hlavne 12V vetva) a preto som pripravoval pôdu pre použitie tu spomenutých 2A meničov pre tieto disketové jednotky. Mno, je vidieť že peniaze sa radšej investujú do viditeľnejších vecí ako sú zdroje. Ja nezanedbávam ani zdroje, pretože kvalitný a funkčný zdroj je to najzákladnejšie - a často sa na to zabúda.  Mám doma 2 zdroje "typuII - ingot", ale sú len odložené (káble pre istotu uštiknuté, sú dobrými ale hodne rozmernými ťažítkami), používam iné vlastné zdroje pre počítače k plnej spokojnosti. Dtto platí aj pre prerobené napájanie pre disketové jednotky. Vždy platilo a aj platí - čím menej tepla - tým spoľahlivejší chod jednotky.

Dodatok:

Nakoniec som tie ingotové zdroje predsa len vyhodil do koša, pretože sa mi neoplatilo "dolovať" z nich transformátor - mám doma iné a nie sú zaliate ... takže išlo to z domu, už s nimi nehodlám zabíjať čas pri ich záchrane, zaberie to zbytočne čas ktorý sa dá využiť aj inde. A zaberali fakt dosť miesta.

 

Ak niekomu tento seriál prospel - teda že si zdroj sám opravil, poprípade sám modifikoval podľa uverejnených poznatkov tak ma to teší a všetkým pri prestavbe, oprave a záchrane (nielen zdroja, ale vlastne tým aj celého počítača) držím palce.  Tým čo na to nemajú (teda aby ste si sami urobili úpravy po technickej stránke) - kúpte si k mašine spínaný zdroj - a ste za vodou tiež. Koncovku ku zdroju Vám už niekto pomôže vymeniť tak isto, to už by mal byť ten najmenší problém, tam už len treba dbať na správnu polaritu na koncovke.

___________________________________________________________

Návrat do všetkých pokračovaní o napájacích zdrojoch pre malé Atari:

http://blog.3b2.sk/igi/post/Napajacie-zdroje-Atari-600XL-800XL-130XE-800XE-65XE-XEGS-Power-supply-Atari-introduction-part-0.aspx

_____________________________________________________

Vaše hodnotenie, Rate post:

Comments

6. 10. 2018 15:54:42 #

trackback

Directory  Atari.

Directory  Atari.

Igi blog |

Comments are closed