Schemat elektryczny huba DC/DC pokazano na rysunku 4. Urządzenie składa się z trzech jednakowych, konfigurowalnych kanałów, schemat jednego z nich pokazano na rysunku 5. Posłuży nam on omówieniu możliwych konfiguracji każdego kanału.

Rys. 5. Schemat elektryczny jednego kanału DC/DC

W zależności od modelu przetwornicy TEN8 zwora JP6 służy do dołączenia wyprowadzenia nr 9 przetwornicy do potencjału masy wyjściowej (w wersjach z wyjściem symetrycznym, zwarte styki 2-3, opisane jako Dual) lub pozostawieniu tego wyprowadzenia niepodłączonym (w wersjach z wyjściem asymetrycznym, zwarte styki 1-2, opisane jako Sng). Ulokowanie zwory JP6 i jej odpowiedników dla pozostałych kanałów na PCB pokazano na fotografii 6.

Na fotografii 6 widać także lokalizację zworki JP3 (w żółtej obwódce), której pozycje oznaczono TEN8/TSRN1. Służy ona do galwanicznego połączenia mas wyjściowych przetwornic z masą wejścia, co jest niezbędne w przypadku przetwornic TSRN1, w których obwód wyjściowy nie jest odseparowany od wejściowego. W przypadku przetwornic TENx pozycję zworki JP3 można wybrać w zależności od potrzeb:

• w pozycji TEN8 masy wejścia i wyjścia są od siebie odseparowane,
• w pozycji TSRN1 masy wejścia i wyjścia są ze sobą połączone.

Fot. 6. Rozmieszczenie na PCB zworek odpowiadających za wybór typu przetwornic TENx

Druga zworka widoczna na rysunku 5 – JP7 – służy do uaktywnienia korekcji wartości napięcia wyjściowego przetwornicy TSRN1SM. W przypadku zwiększania wartości napięcia nominalnego, zworka powinna mieć zwarte styki 2-3, w przypadku zmniejszania wartości napięcia nominalnego zworka JP7 powinna mieć zwarte styki 1-2. W każdym takim przypadku konieczne jest wlutowanie rezystora P3 o rezystancji obliczonej zgodnie z wcześniej podanymi wzorami. Na fotografii 7 pokazano rozmieszczenie zworek i rezystorów służących do regulacji wartości napięcia wyjściowego.

Takie same zasady dotyczą pozostałych kanałów.

Fot. 7. Rozmieszczenie na PCB zworek i rezystorów służących do zmiany wartości napięcia wyjściowego przetwornic TSRN1SM

Jak wcześniej wspominano, hub wyposażono w dodatkowe zabezpieczenie przetwornic TENx, którego zadaniem jest ich wyłączenie przy napięciu wejściowym o zbyt niskiej wartości, co minimalizuje ryzyko uszkodzenia przetwornicy także w przypadku zbyt wolnego narastania wartości napięcia zasilającego. Schemat elektryczny zabezpieczenia pokazano na rysunku 8. Sygnał ULV jest dołączony do wejść On/Off przetwornic TENx.

Rys. 8. Schemat elektryczny blokady pracy przetwornic TENx przy zbyt małej wartości napięcia zasilającego

Rys. 9. Schemat blokowy komparatora-timera STM6315

W obwodzie blokującym użyto scalonego generatora sygnału zerującego z wyjściem typu otwarty dren (U1, STM6315), który poza precyzyjnym komparatorem analogowym ze stabilnym źródłem napięcia referencyjnego jest wyposażony także w timer (schemat blokowy na rysunku 9), który odmierza czas ok. 300 ms (wersja STM6315D) od chwili uzyskania przez napięcie zasilające bezpiecznej wartości progowej (rysunek 10).

Rys. 10. Wykres czasowy ilustrujący działanie komparatora STM6315 (w projekcie użyto wersji STM6315D z czasem t_REC=300ms)

Zapobiega to ryzykownemu startowi przetwornicy w przypadku gdy napięcie zasilające jest włączane za pomocą niskiej jakości przełącznika z iskrzącymi stykami lub napięcie zasilające jest zaśmiecone np. z powodu pracy silników indukcyjnych, cewek styczników itp.

Obwód wejściowy huba jest zabezpieczony przed przekroczeniem bezpiecznego napięcia wejściowego (42VDC) oraz przepięciami za pomocą bezpiecznika topikowego F1 (rysunek 4) oraz warystora tlenkowego R1. W przypadku wystąpienia przepięcia lub przekroczenia dopuszczalnej wartości napięcia progowego rezystancja warystora gwałtownie zmniejszy się powodując przepalenie bezpiecznika topikowego. Zalecane jest stosowanie bezpiecznika zwłocznego (F) o prądzie nominalnym wynoszącym ok. 120% wartości wynikającej z sumy poboru prądów wszystkich zastosowanych przetwornic.

W przypadku korzystania z przetwornic o dopuszczalnym napięciu wejściowym większym niż 42 VDC konieczna jest zmiana warystora na inny (zalecana seria CH firmy Littlefuse), zmiana wartości elementów R2 i R4 oraz zwiększenie napięcia przebicia kondensatora C6.

Pełna dokumentacja produkcyjna huba-adaptera jest dostępna do pobrania poniżej. Płytka drukowana jest gabarytami dostosowana do uniwersalnej obudowy DIN CP23-83.