Náhrada lineárního stabilizátoru 78xx DC-DC měničem

V jedné aplikaci jsem potřeboval snímat polohu enkodérem s 5V napájením a výstupem do PLC. Vytvořil jsem tedy jednoduchý TTL > HTL převodník, který byl napájen 24 V a měl zpět 24V výstup pro PLC. Napájení a výstup enkodéru je v logice TTL, tedy vše na pěti voltech. 5V napětí pro logiku i snímač původně zajišťoval obyčejný lineární stabilizátor 7805 osazený chladičem.

S jedním enkodérem nebyl problém provozovat stabilizátor při rozumných teplotách. Při rozšíření systému ještě o jeden enkodér a zdvojením převodníku by již výkonová ztráta na stabilizátoru byla neúnosná. Rozhodl jsem se tedy v hotovém převodníku nahradit lineární stabilizátor 7805 čínským DC-DC měničem MINI-360 tak, aby nebylo nutné předělávat DPS.

Samozřejmě, „obvod“ není nic světoborného. Samozřejmě že existují i hotová řešení, viz komentáře. Jedná se pouze o zakoupený DC-DC měnič připájený na univerzální desku. Tento měnič je vybaven obvodem MP2307. Jedná se vlastně o katalogové zapojení, kde jsou nastavovací rezistory R1 a R2 nahrazeny malým trimrem, takže lze výstupní napětí regulovat v rozsahu od 1 do 17 V.

Obvod MP2307 má však nevýhodu v poměrně nízkém maximálním napájecím napětí. V_INmax je sice 26 V, ale maximální doporučené napájecí napětí je max. 23 V. Protože obvod napájím 24 V, použil jsem „pro sichr“ tři diody 1N4007 v sérii. Na každé je úbytek cca 0,6 V, tedy dohromady necelé dva volty. Možné by bylo použít snížení napětí předřadným rezistorem, ale jeho odpor by závisel na maximálním proudovém odběru (U_R = R * I_R). Dioda má úbytek napětí konstantní. I když je již vstupní a výstupní kondenzátor přítomen, přidal jsem na desku dva keramické kondenzátory 100 nF.

Jak jsem již psal, výstupní napětí lze jednoduše nastavit trimrem. To jsem nastavil na 5 V a vstup i výstup změřil osciloskopem – chtěl jsem vědět, jaké je na vstupu a výstupu zvlnění. Naměřené hodnoty odpovídají informacím v datasheetu. Hodnoty jsou měřeny při zatížení regulátoru proudem cca 100 mA.

Myslím, že obvod hravě poslouží jako náhrada lineárního stabilizátoru. S tímto levným DC-DC měničem mám již kladné zkušenosti, takže se zhoršené životnosti nebojím. Nevýhoda je samozřejmě ve velkém napájecím napětí a tím i ve snížené účinnosti (viz datasheet). Nicméně účinnost je i tak znatelně větší než při použití lineárního stabilizátoru, takže není potřeba tolik „protopit“. Obvod stačí vyměnit „jedna ku jedné“ a může se měřit.