fuente conmutada SMPS AC/DC universal con un 5540A FA5540A de 19 voltios DC y 5 amperios

hola que tal muchachos y sean nuevamente bienvenidos a este blog en esta oportunidad veremos una fuente conmutada SMPS AC/DC con un 5540A en concreto un FA5540A de 19 voltios DC y 5 amperios que acabo de terminar, el corazón de esta fuente conmutada es un 5540A " FA5540A " el cual tiene el trabajo de controlar todo el funcionamiento de la fuente como la frecuencia de trabajo que es de 60KHZ, la regulación del voltaje de salida para mantenerlo lo mas estable pasible y por ultimo contar con protecciones contra corto circuito " OCP " para proteger al mosfet de potencia, " en mi caso utilice un IGBT ya que era lo que tenia a la mano " y protección contra sobre voltaje " OVP ", que tiene como función proteger todo el circuito y a la carga de una sobre tensión que se pudiera generar en la red, he utilizado el circuito integrado 5540A ya que lo encontré en una vieja PCB de alguna fuente conmutada que ya no funcionaba y que alguien había botado a la basura y como investigando sobre el mismo y me tope que es un integrado muy raro de toparse, me pregunte porque no realizo una nueva fuente conmutada con este integrado y así nació esta fuente conmutada que por cierto la utilizare como cargador para mi laptop ya que la que le había realizado en una entrada anterior con el CQ0765RT, lo done para una buena causa ya que para mi no era problema hacer uno nuevo y utilizando algún circuito integrado raro como este y por otro lado he utilizado este integrado ya que como la información sobre el mismo es escasa si alguna persona se llegara a topar con un integrado igual a este, esta información le serviría al menos para darle una idea de como funciona el mismo, en el circuito de esta fuente conmutada verán que he agregado un reóstato de 20K con el cual podremos ajustar a gusto el voltaje de salida entre aproximadamente 13.5 voltios y 21.6 voltios DC aunque si la persona desea un voltaje diferente ya sea mayor o menor, solo deberá ajustar los valores del divisor resistivo del TL431 y listo, en mi caso yo solo necesito un voltaje de 18.7 voltios DC que es lo que requiere mi laptop, por cierto a pesar de que este circuito es para alimentar mi laptop en el titulo no he colocado cargador para laptop para no aburrirlos hablando sobre mi laptop en cada circuito nuevo, este circuito puede ser utilizado tranquilamente para alimentar cualquier proyecto que tengas en mente siempre y cuando no sobre pases los valores máximos de este circuito, solo a modo de curiosidad este circuito integrado cuenta con el oscilador mas lento que he probado en fuente conmutada que es de solo 60KHZ fijos, por ultimo en un principio tenia planeado utilizar un mosfet de potencia W12NK80Z " STW12NK80Z "que es una exageración para la potencia de este circuito, pero debido a unas malas decisiones a la hora de elegir el diodo de salida entre un B2060G y un F16C20C a la final me fui por el B2060G y este entro en corto circuito ocasionado que el mosfet que planeaba utilizar originalmente entrara en corto y como no tenia otro mosfet disponibles, pero si algunos IGBTs G4PC30F " IRG4PC30F, utilice uno aunque fuera un desperdicio de potencia, todo por mi laptop jejeje

fuente conmutada SMPS AC/DC universal con un 5540A FA5540A de 19 voltios DC y 5 amperios en sus primeras pruebas:

como verán a continuación el circuito de esta fuente se ensamblo completamente en una PCB reciclada de algún aparato que ya no funcionaba al cual se le retiro todos sus componentes y se borraron todas sus pistas originales y se agujereo para insertar todos los nuevos componentes de esta fuente conmutada y las conexiones entre componentes se realizaron por la parte de abajo mediante el uso de alambres de cobre y cables siempre teniendo extremo cuidado de no tocar una pista con otra que pudiera generar un corto circuito o un mal funcionamiento del mismo y de mantener lo mas alejada posibles las pistas del primario con respecto a las pistas del secundario, para evitar descargas entre el primario y secundario, en mi opinión el montaje de esta fuente no me ha quedado tan mal tratando siempre de que quedara lo mas compacta y pequeña posible, incluso el transformador que elegí lo recicle de una vieja fuente conmutada de muy baja potencia con un MIP2E4D y el transformador es tan chico que incluso llegue a pensar que se saturaría al alimentar mi laptop con esta fuente, pero por suerte eso no ocurrió y fue capaz de entregar 5 amperios en una carga resistiva, pero yo solo necesito 3 amperios como mucho, por lo que no tendré problemas, pero le debo decir que fue sumamente complicado meter todos los bobinados necesarios dentro de ese transformador debido a los calibres de alambre necesarios y a las altas capas de aislación entre bobinados, pero con paciencia se logro y ahí en las siguientes fotos lo podrán apreciar, por ahora lo único restante el fijarle un pequeño disipador de calor al IGBT por seguridad aunque no debería calentar excesivamente mientras realizamos algunas pruebas

como podemos apreciar en esta foto la fuente a encendido por primera vez y por suerte nada exploto y no hace nada extraño y el IGBT esta completamente frio, por lo que ya era hora de de colocarle carga a la salida para ver como se comporta la misma bajo carga

para realizar estas primeras de funcionamiento utilizare mi laptop como conejillo de indias ya que esta consume 2.5 amperios en reposo y hasta 3 amperios cuando el procesador esta al 100% en 18.7 voltios, lo cual representaría una buena carga para esta fuente considerando que la estoy realizando específicamente para alimentar a la misma, para realizar esta prueba es necesario ajustar el voltaje de salida de la fuente mediante el uso del reóstato de 20K a un voltaje de 18.7, una vez ajustado el voltaje de salida era hora de conectarle la carga para ver como se comporta la fuente, a continuación en el video podrán apreciar todo el proceso

como pudieron apreciar en el video al conectar la fuente a la red eléctrica esta funciono correctamente y se ajusto tranquilamente el voltaje de salida a 18.7 voltios con el reóstato de 20K y al conectar la laptop como carga a la salida de la fuente y al encenderla el voltaje no vario para nada lo que quiere decir que este circuito presenta una muy buena regulación del voltaje de salida, lo único malo en esta prueba fue que al final del video cuando desconecte la fuente de la red que por cierto es de 110 voltios AC para tocar al IGBT de potencia, me tope con que estaba excesivamente caliente para el periodo de tiempo que estuvo encendida bajo carga, aunque no tiene disipador de calor no era motivo de calentar excesivamente ya que ese IGBT estaba mas que sobrado para la potencia que se estaban manejando en ese momento, pero creo que este problema de calentamiento del IGBT se puede solucionar tranquilamente bajando la resistencia de Gate que en este caso era de 100 Ohm ya que era recomendada por el fabricante del IC 5540A, mas adelante veremos si hemos podido solucionar el problema del calentamiento excesivo    

actualización: debido a mi torpeza mientras ajustaba el valor de la resistencia de Gate ocasione que el IGBT de potencia que había utilizado para esta prueba de esta fuente se quemara accidentalmente el cual como verán al final del video calentaba excesivamente, pero fue reemplazado por un mosfet de potencia 2SK2611 y la fuente volvió a la vida y lo mejor con el mosfet se elimino el calentamiento excesivo de hecho mientras escribo esto la fuente esta funcionando perfectamente y el mosfet esta casi completamente frio, no comprendo porque el IGBT se calentaba excesivamente si la fuente oscila a tan solo 60KHZ y casi cualquier IGBT trabaja bien a esta frecuencia o tal vez simplemente el FA5540A no era capaz de encenderlo completamente, quien sabe?, pero al menos con el uso del mosfets todo se soluciono

si deseas saber la continuación de esta fuente has clic aquí te sorprenderá lo que ha sucedido, por cierto un minuto de silencio para aquello componentes caídos