Skyddad 5V matning

Problemställning: Få stabil 5V som inte har sönder utrustning från ett instabilt 12V nät.

Ursprungsproblemet är att försörja en GPS "Garmin Etrex Vista hcx" via dess mini-USB plug som behöver stabil 5V. Ifrån en instabil 12V matning i bil.

Metoder

crowbar, elektronisk spänningsstabb som t.ex. 7805/TLE4271, diod, drossel, avkopplingskondensatorer, common-mode drossel, PTC säkring.

Schema

Kretsbeskrivning

Inkommande spänning avsäkras med säkring FU1, samt en glasrörssäkring. Diod D1 kortsluter backspänning. Konstruktionens jord kopplas till chassi för minskad interferens. CM-Drossel filtrerar "common mode" störningar.

Diod D2 släpper endast igenom spänning i avsedd riktning. Elektrolyt kondensator C3 stabiliserar inkommande spänning.

Om utspänningen från den integrerade regulatorn U1 överstiger 8.2V kommer zenerdioden D6 att leda samt aktivera SCR så att denna leder och därmed bränner bort maximalt 3W inkommande elenergi över resistorn R9. I normalfallet kommer R7 att dra SCR till jord och få SCRn att sluta leda. Kondensator C5 förhindrar onödig aktivering av effektbränning.

Integrerat chip U1 stabiliserar utgående spänning.

Resistorn R8 + R5 bildar en spänningsdelare som bestämmer utgående spänning. Kondensator C6 stabiliserar R8 och R5. D4,R2 ? (ovan U1)??

Om matningsspänningen över zenerdioden D3 överstiger 5.1V kommer denna att leda och göra Q1 ledande så att Q2 slutar att leda och därmed bryter spänningen till applikationen.

Lysdiod D5 indikerar funktion samt dränerar kondensator C3 vid spänningsbortfall.

Strömbegränsande komponenter

• Glasrör 1A
• CM-Drossel
• Diod D2
• Regulator U1 tål max 2A. Och reglerad begränsning via R2.
• Transistor Q2

Spänningsbegränsande komponenter (primärt)

• Zener D6 (8.2V)
• Zener D3 (5.1V)
• Resistor R4 + R1 (Q1 bör få minst 0.7V vid genombrott?)
• Resistor R6 (LED)
• Spänningsdelare R5 + R8 bestämmer regulatorns U1 utspänning +/-4% mha (om R5 och R8 är 1%):

Vref * (1 + (R8/R5)) = Vout

50/18 * (1 + (820/1000)) = 5V

Färdigt kort med monterade komponenter

L200 pinout sedd ovanifrån (bekräfta?):

• 5 Output
• 4 /Reference
• 3 GND
• 2 Limiting
• 1 Input

Länkar

• Regulator L200 datablad, 2.8-36V 0-2A.
• Regulator L200 projekt
• Diskussion: Idiotsäker 5 volt matning i bilen
• Diskussion: om stabil 12v matning till bilen
• Google länk till transient undertryckning
• linuxcar.sone.jp/reg.en.html - Bilregulator (LLCLC-filter BNX002-01, L-150u 5A, Zener-20V 600W peak, C-1000u 50V, Linear-reg 5A LDO LM1084-12, C-2000u 25V)