10A-Step-Down-Regler von 27 VDC auf 13,25 VDC


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Problem
Für Wartungsarbeiten an umfangreichen Elektronikkomponenten wurde eine stabile Gleichspannung von 13,25 V benötigt. Zur Verfügung stand aber nur 27 VDC. Außerdem war eine Belastbarkeit von 10 A gefordert.
Das Herabregeln von 27 V auf 13,25 V bei eine Last von 10 A bedeutet für einen Linearregler, dass 137,5 W Elektroenergie in Hitze zu verwandeln sind. Die Kühlung eines solchen Reglers ist dann das eigentliche Problem.Verwendet man einen Schaltregler, lässt sich die "Heizenergie" auf unter 20 W verringern.


Lösung
Die einfachste Lösung ist die Verwendung eines Spezialschaltkreises. Mit dem L4970A von SGS-Thomson steht ein Schaltkreis zur Verfügung, der eigentlich alle geforderten Parameter erfüllt. 
Außenansicht



Realisierung 
Innenansicht
Die Hardware basiert auf dem Referenzdesign aus der Applikation des Herstellers. Sie wurde um eine Überspannungsabschaltung (Crowbar) ergänzt. Man kann ja nie wissen. 
Der gelbe Draht gehört zur Crowbar. Im Falle einer Überspannung am Reglerausgang, schließt er die Eingangsspannung kurz, bis die Sicherung durchgebrannt ist.

Es stellte sich heraus, das eine Mindestlast erforderlich ist, um ein stabiles Regelverhalten zu garantieren. Deshalb wurde nachträglich der Lastwiderstand eingefügt. Dieser ist zur Kühlung mit einem Spezialklebstoff am Metallgehäuse befestigt.



Ergebnis
Die Schaltung funktioniert, allerdings ist der IC bei 10A im Grenzbereich. Bei 8A kommen dagegen weder der Regler noch ich in's Schwitzen.
Der Regler arbeitet im Interesse eines guten Wirkungsgrades bei 200 kHz Schaltfrequenz mit sehr steilen Flanken. Dadurch entstehen Oberwellenanteile die selbst den FM-Radioempfang stören können. Eine verbesserte Filterung von Ein- und Ausgang ist notwendig.



Zukunftspläne
Als das Gerät fertig war, wurde es schon nicht mehr benötigt. Wer zuspät kommt... Nun ich habe beim Bau wenigstens einiges gelernt.

Jetzt dient der Regler als Ladegerät für einen 12V-Pufferakku, für den als einziger geeigneter Trafo nur ein 24V-Typ zur Verfügung stand.


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