Symetrický DC DC menič v zapojení SEPIC

Autor:	Stanislav Révay
Študijný odbor:	Aplikovaná informatika	3. Bc. (2019)

Opis projektu

Cieľom projektu bolo sa oboznámiť s rôznym technológiami, ktoré môžu byť použité pri návrhu projektu. Kedže som študentom elektrotechniky, tak som sa rozhodol vyrobiť symetrický DC/DC menič v zapojení SEPIC. Takýto druh meniča nieje veľmi v praxi rozšírený.

Cieľom projektu bolo vyrobiť symetrický DC/DC menič v topológii SEPIC(single ended primary inductor converter). V mojom obore elektrotechnika sa často stretávame s operačnými zosilňovačmi, ktoré pre svoju správnu činnosť potrebujú práve symetrické napájanie. Takýto menič dosahuje veľmi dobrú účinnosť premeny energie a tak bude pre naše použite vyhovovať. Realizácia meniča Zapojenie meniča vychádza z datasheetu. Zapojenie sa skladá z nasledujúcich častí:

• Napájacia časť:

Na napájanie celého meniča je použitý spínaný zdroj malého výkonu, o výstupnom napätí 20 V a prúde 2,5 A. Ako tento zdroj sme použili nabíjačku pre notebook, ktorá bola zvolená kvôli jej malým rozmerom a vysokej účinnosti a jej veľkosť výkonu dostatočne vyhovuje pre naše použitie. Nabíjačka má zabudované ochrany proti skratu a tepelnú ochranu.

• Spätná väzba:

Na meranie výstupného napätia je použitý odporový delič. Ako prvý rezistor R1 je použitý potenciometer s hodnotou 40 kΩ a rezistor R2 s hodnotou 2 kΩ. Výstup odporového deliča je napojený na FB pin obvodu XL6019. Tento obvod porovnáva napätie odporového deliča s vnútornou napäťovou referenciou o hodnote 1,25 V. Výstupné napätie môžeme vypočítať ako Uout = 1,25·(1+R1/R2). S takouto kombináciou rezistora a potenciometra je možné dosiahnuť výstupné napätie o maximálnej hodnote ±26,25 V.

• Menič:

Srdcom meniča je obvod XL6019 ktorý sa zabudovaný N kanálový MOSFET. Silový obvod meniča je tvorený cievkami L1, L2, L3 s indukčnosťou 105 µH. Cievky sú navinuté na spoločnom jadre s pomerom vinutí 1:1:1 vodičom o priemere 0,5 mm. Medzi dvoma výstupnými cievkami sú zaradené dva kondenzátory Cs1, Cs2 o hodnote 22 µF/63 V. Prúd z cievok ďalej preteká cez dve Schottkyho diódy SK510 do výstupných kondenzátorov Cout1, Cout2 o hodnote 220 µF/50 V. Výstup meniča je vhodné zaťažiť symetricky, alebo zaťažovať iba vetvu kladnú z dôvodu, že spätná väzba je napojená iba na kladný výstup napätia.

• Meranie výstupného napätia a prúdu:

Na meranie výstupného napätia a prúdu je použitý univerzálny merač. Je schopný merať napätie o hodnote 0 – 100 V a prúd o hodnote 0 – 10 A. Meranie napätia a prúdu prebieha čisto na kladnom výstupe zdroja, pretože na zápornej strane môžeme očakávať rovnaké hodnoty prúdu a napätia v prípade symetrického zaťaženia.

XL6019 datasheet

Použité zdroje:

• XL6019 datasheet

Analýza

V tejto časti popíšete ako idete daný problém riešiť. Uvediete sem aj všetky potrebné technické údaje, ktoré sú potrebné na úspešné vyriešenie projektu. Napríklad:

• popis komunikačnej zbernice (i2c, 1-wire, RS-232 a pod.)
• obrázok zapojenia vývodov použitej súčiastky
• odkaz na katalógový list
• priebehy dôležitých signálov
• este jedna polozka

Popis riešenia

Sem opíšete ako konkrétne ste problém vyriešili. Začnite popisom pripojenia k procesoru (nezabudnite na schému zapojenia!) a zdôraznite ktoré jeho periférie ste pritom využili.

Schéma zapojenia snímača

Súbor:Example.jpg

Pozn.: Názov obrázku musí byť jedinečný, uvedomte si, že Obr1.jpg už pred vami skúsilo nahrať už aspoň 10 študentov.

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

/* A nezabudnite zdroják hojne komentovať  */

int main(void) {
    
    printf("Hello, World!\n");  
    return(0);  
}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Výsledok

Nezabudnite zdokumentovať výsledok vašej práce. Určite sem patria fotografie, video a zhodnotenie ako ste spokojní s výsledkom,

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.