Spínacie meniče napätia. Zvýšený menič napätia DC DC Schéma zapojenia čínskeho meniča napätia na zníženie napätia

Prihlásiť sa na odber
Pripojte sa ku komunite „koon.ru“!
V kontakte s:

LM2596 znižuje vstupné napätie (na 40 V) - výstup je regulovaný, prúd je 3 A. Ideálne pre LED v aute. Veľmi lacné moduly - asi 40 rubľov v Číne.

Texas Instruments vyrába vysokokvalitné, spoľahlivé, cenovo dostupné a lacné, ľahko použiteľné DC-DC regulátory LM2596. Čínske továrne na jeho základe vyrábajú ultra lacné pulzné meniča: cena modulu pre LM2596 je približne 35 rubľov (vrátane dodávky). Radím vám, aby ste si kúpili dávku 10 kusov naraz - vždy budú mať využitie a cena klesne na 32 rubľov a menej ako 30 rubľov pri objednávke 50 kusov. Prečítajte si viac o výpočte obvodu mikroobvodu, úprave prúdu a napätia, jeho aplikácii a niektorých nevýhodách meniča.

Typickým spôsobom použitia je stabilizovaný zdroj napätia. Na základe tohto stabilizátora je ľahké vyrobiť spínaný zdroj, používam ho ako jednoduchý a spoľahlivý laboratórny zdroj, ktorý odolá skratom. Sú atraktívne vďaka konzistentnosti kvality (zdá sa, že všetky sú vyrobené v tej istej továrni - a je ťažké urobiť chyby v piatich častiach) a úplnej zhode s údajovým listom a deklarovanými charakteristikami.

Ďalšou aplikáciou je stabilizátor impulzného prúdu pre napájací zdroj pre vysokovýkonné LED diódy. Modul na tomto čipe vám umožní pripojiť 10-wattovú automobilovú LED matricu, ktorá navyše poskytuje ochranu proti skratu.

Vrelo odporúčam kúpiť si ich tucet – určite sa budú hodiť. Sú jedinečné svojim spôsobom - vstupné napätie až 40 voltov a je potrebných iba 5 externých komponentov. Je to pohodlné – napätie na inteligentnej domácej napájacej zbernici môžete zvýšiť na 36 voltov zmenšením prierezu káblov. Takýto modul nainštalujeme na odberné miesta a nakonfigurujeme na požadovaných 12, 9, 5 voltov alebo podľa potreby.

Poďme sa na ne pozrieť bližšie.

Vlastnosti čipu:

  • Vstupné napätie - od 2,4 do 40 voltov (až 60 voltov vo verzii HV)
  • Výstupné napätie - pevné alebo nastaviteľné (od 1,2 do 37 voltov)
  • Výstupný prúd - až 3 ampéry (s dobrým chladením - až 4,5 A)
  • Frekvencia prevodu - 150 kHz
  • Kryt - TO220-5 (montáž cez otvor) alebo D2PAK-5 (montáž na povrch)
  • Účinnosť - 70-75% pri nízkom napätí, až 95% pri vysokom napätí
  1. Stabilizovaný zdroj napätia
  2. Obvod meniča
  3. Dátový hárok
  4. USB nabíjačka založená na LM2596
  5. Prúdový stabilizátor
  6. Použitie v domácich zariadeniach
  7. Nastavenie výstupného prúdu a napätia
  8. Vylepšené analógy LM2596

História - lineárne stabilizátory

Na začiatok vysvetlím, prečo sú štandardné lineárne meniče napätia ako LM78XX (napríklad 7805) alebo LM317 zlé. Tu je jeho zjednodušená schéma.

Hlavným prvkom takéhoto prevodníka je výkonný bipolárny tranzistor, zapnutý vo svojom „pôvodnom“ význame - ako riadený odpor. Tento tranzistor je súčasťou Darlingtonovho páru (na zvýšenie koeficientu prenosu prúdu a zníženie výkonu potrebného na prevádzku obvodu). Základný prúd je nastavený operačným zosilňovačom, ktorý zosilňuje rozdiel medzi výstupným napätím a tým, ktoré nastavuje ION (referenčný zdroj napätia), t.j. zapája sa podľa klasického obvodu zosilňovača chýb.

Prevodník teda jednoducho zapne odpor v sérii so záťažou a riadi jeho odpor tak, aby napríklad na záťaži zhaslo presne 5 voltov. Je ľahké vypočítať, že keď napätie klesne z 12 voltov na 5 (veľmi častý prípad použitia čipu 7805), vstupných 12 voltov sa rozdelí medzi stabilizátor a záťaž v pomere „7 voltov na stabilizátore + 5 voltov na záťaži.“ Pri prúde pol ampéra sa pri záťaži uvoľní 2,5 wattu a pri 7805 až 3,5 wattu.

Ukazuje sa, že „extra“ 7 voltov jednoducho zhasne na stabilizátore a zmení sa na teplo. Po prvé to spôsobuje problémy s chladením a po druhé odoberá veľa energie zo zdroja energie. Pri napájaní zo zásuvky to nie je veľmi desivé (aj keď to stále poškodzuje životné prostredie), ale pri napájaní z batérie alebo nabíjateľnej batérie to nemožno ignorovať.

Ďalším problémom je, že pomocou tejto metódy je vo všeobecnosti nemožné vytvoriť zosilňovací konvertor. Často takáto potreba vzniká a pokusy vyriešiť tento problém pred dvadsiatimi alebo tridsiatimi rokmi sú úžasné - aká zložitá bola syntéza a výpočet takýchto obvodov. Jedným z najjednoduchších obvodov tohto druhu je push-pull menič 5V->15V.

Treba priznať, že poskytuje galvanickú izoláciu, ale nevyužíva transformátor efektívne - vždy sa využíva len polovica primárneho vinutia.

Zabudnime na to ako na zlý sen a prejdime k moderným obvodom.

Zdroj napätia

Schéma

Mikroobvod je vhodný na použitie ako znižovací prevodník: vnútri je umiestnený výkonný bipolárny spínač, ostáva už len pridať zvyšné komponenty regulátora - rýchlu diódu, indukčnosť a výstupný kondenzátor, je tiež možné nainštalujte vstupný kondenzátor - iba 5 častí.

Verzia LM2596ADJ bude tiež vyžadovať obvod nastavenia výstupného napätia, jedná sa o dva odpory alebo jeden premenlivý odpor.

Obvod meniča napätia na zníženie napätia založený na LM2596:

Celá schéma spolu:

Tu môžete stiahnite si údajový list pre LM2596.

Princíp činnosti: výkonný spínač vo vnútri zariadenia, riadený signálom PWM, vysiela napäťové impulzy do indukčnosti. V bode A je x % času plné napätie a (1-x) % času je napätie nulové. LC filter vyhladzuje tieto oscilácie zvýraznením konštantnej zložky rovnajúcej sa x * napájaciemu napätiu. Dióda dokončí obvod, keď je tranzistor vypnutý.

Podrobný popis práce

Indukčnosť odoláva zmene prúdu cez ňu. Keď sa napätie objaví v bode A, induktor vytvorí veľké záporné samoindukčné napätie a napätie na záťaži sa rovná rozdielu medzi napájacím napätím a samoindukčným napätím. Indukčný prúd a napätie na záťaži sa postupne zvyšujú.

Po vymiznutí napätia v bode A sa tlmivka snaží udržať predchádzajúci prúd tečúci zo záťaže a kondenzátora a skratuje ho cez diódu k zemi - postupne klesá. Záťažové napätie je teda vždy menšie ako vstupné napätie a závisí od pracovného cyklu impulzov.

Výstupné napätie

Modul je dostupný v štyroch verziách: s napätím 3,3V (index –3,3), 5V (index –5,0), 12V (index –12) a nastaviteľnou verziou LM2596ADJ. Má zmysel používať prispôsobenú verziu všade, pretože je k dispozícii vo veľkých množstvách v skladoch elektronických spoločností a je nepravdepodobné, že sa stretnete s jej nedostatkom - a vyžaduje len ďalšie dva centové odpory. A samozrejme, obľúbená je aj 5 voltová verzia.

Množstvo na sklade je v poslednom stĺpci.

Výstupné napätie môžete nastaviť vo forme DIP prepínača, tu je uvedený dobrý príklad, alebo vo forme otočného prepínača. V oboch prípadoch budete potrebovať batériu presných rezistorov - ale napätie môžete nastaviť bez voltmetra.

Rám

Existujú dve možnosti krytu: kryt TO-263 s planárnou montážou (model LM2596S) a kryt TO-220 s priechodným otvorom (model LM2596T). Radšej používam planárnu verziu LM2596S, keďže v tomto prípade je chladičom samotná doska a nie je potrebné dokupovať externý chladič. Okrem toho je jeho mechanická odolnosť oveľa vyššia, na rozdiel od TO-220, ktorý sa musí k niečomu priskrutkovať, dokonca aj k doske - potom je však jednoduchšia inštalácia planárnej verzie. Čip LM2596T-ADJ odporúčam použiť v zdrojoch, pretože z jeho puzdra ľahšie odvádza veľké množstvo tepla.

Vyhladzovanie zvlnenia vstupného napätia

Môže byť použitý ako účinný „inteligentný“ stabilizátor po usmernení prúdu. Pretože mikroobvod priamo monitoruje výstupné napätie, kolísanie vstupného napätia spôsobí nepriamo úmernú zmenu konverzného koeficientu mikroobvodu a výstupné napätie zostane normálne.

Z toho vyplýva, že pri použití LM2596 ako znižovacieho meniča za transformátorom a usmerňovačom môže mať vstupný kondenzátor (t.j. ten, ktorý sa nachádza hneď za diódovým mostíkom) malú kapacitu (asi 50-100 μF).

Výstupný kondenzátor

Vzhľadom na vysokú konverznú frekvenciu výstupný kondenzátor tiež nemusí mať veľkú kapacitu. Dokonca ani silný spotrebiteľ nebude mať čas výrazne znížiť tento kondenzátor v jednom cykle. Urobme výpočet: vezmite kondenzátor 100 µF, výstupné napätie 5 V a záťaž spotrebúvajúcu 3 ampéry. Plné nabitie kondenzátora q = C*U = 100e-6 µF * 5 V = 500e-6 µC.

V jednom cykle konverzie bude záťaž odoberať dq = I*t = 3 A * 6,7 µs = 20 µC z kondenzátora (to sú len 4 % z celkového nabitia kondenzátora) a okamžite sa začne nový cyklus a konvertor vloží novú časť energie do kondenzátora.

Najdôležitejšie je nepoužívať tantalové kondenzátory ako vstupné a výstupné kondenzátory. V technických listoch píšu priamo - „nepoužívať v silových obvodoch“, pretože veľmi zle znášajú aj krátkodobé prepätia a nemajú radi vysoké impulzné prúdy. Používajte bežné hliníkové elektrolytické kondenzátory.

Účinnosť, účinnosť a tepelné straty

Účinnosť nie je taká vysoká, keďže ako výkonný spínač je použitý bipolárny tranzistor - a má nenulový úbytok napätia, cca 1,2V. Preto pokles účinnosti pri nízkych napätiach.

Ako vidíte, maximálna účinnosť sa dosiahne, keď je rozdiel medzi vstupným a výstupným napätím asi 12 voltov. To znamená, že ak potrebujete znížiť napätie o 12 voltov, do tepla pôjde minimálne množstvo energie.

Čo je účinnosť prevodníka? Toto je hodnota, ktorá charakterizuje straty prúdu - v dôsledku tvorby tepla na plne otvorenom výkonnom spínači podľa zákona Joule-Lenz a podobných strát pri prechodových procesoch - keď je spínač povedzme len napoly otvorený. Účinky oboch mechanizmov môžu byť čo do veľkosti porovnateľné, takže netreba zabúdať na obe straty. Malé množstvo energie sa používa aj na napájanie „mozgov“ samotného prevodníka.

V ideálnom prípade pri premene napätia z U1 na U2 a výstupného prúdu I2 sa výstupný výkon rovná P2 = U2*I2, vstupný výkon sa mu rovná (ideálny prípad). To znamená, že vstupný prúd bude I1 = U2/U1*I2.

V našom prípade má premena účinnosť pod jednotku, takže časť energie zostane vo vnútri zariadenia. Napríklad s účinnosťou η bude výstupný výkon P_out = η*P_in a straty P_loss = P_in-P_out = P_in*(1-η) = P_out*(1-η)/η. Samozrejme, konvertor bude musieť zvýšiť vstupný prúd, aby udržal špecifikovaný výstupný prúd a napätie.

Môžeme predpokladať, že pri prevode 12V -> 5V a výstupnom prúde 1A budú straty v mikroobvode 1,3 wattu a vstupný prúd bude 0,52A. V každom prípade je to lepšie ako akýkoľvek lineárny prevodník, ktorý poskytne najmenej 7 wattov strát a spotrebuje 1 ampér zo vstupnej siete (vrátane tejto zbytočnej úlohy) - dvakrát toľko.

Mimochodom, mikroobvod LM2577 má trikrát nižšiu prevádzkovú frekvenciu a jeho účinnosť je o niečo vyššia, pretože v prechodných procesoch je menej strát. Potrebuje však trikrát vyššie hodnotenie tlmivky a výstupného kondenzátora, čo znamená peniaze navyše a veľkosť dosky.

Zvýšenie výstupného prúdu

Napriek už dosť veľkému výstupnému prúdu mikroobvodu je niekedy potrebný ešte väčší prúd. Ako z tejto situácie von?

  1. Paralelne je možné použiť niekoľko prevodníkov. Samozrejme, musia byť nastavené na presne rovnaké výstupné napätie. V tomto prípade si nevystačíte s jednoduchými odpormi SMD v obvode nastavenia napätia spätnej väzby, musíte použiť buď odpory s presnosťou 1%, alebo manuálne nastaviť napätie s premenlivým odporom.
Ak si nie ste istí malým rozptylom napätia, je lepšie zaradiť meniče paralelne cez malý bočník, rádovo niekoľko desiatok miliohmov. V opačnom prípade celá záťaž padne na plecia meniča s najvyšším napätím a ten si nemusí poradiť. 2. Môžete použiť dobré chladenie - veľký radiátor, viacvrstvový plošný spoj s veľkou plochou. To umožní [zvýšiť prúd](/lm2596-tipy-and-triky/ “Použitie LM2596 v zariadeniach a rozložení dosky”) na 4,5A. 3. Nakoniec môžete [presunúť výkonný kláves](#a7) mimo puzdra mikroobvodu. To umožní použiť tranzistor s efektom poľa s veľmi malým poklesom napätia a výrazne zvýši výstupný prúd aj účinnosť.

USB nabíjačka pre LM2596

Môžete si vyrobiť veľmi pohodlnú cestovnú USB nabíjačku. K tomu je potrebné nastaviť regulátor na napätie 5V, vybaviť ho USB portom a napájať nabíjačku. Používam rádiový model lítium-polymérovej batérie zakúpenej v Číne, ktorá poskytuje 5 ampér hodín pri 11,1 voltoch. To je veľa - dosť na to 8 krát nabite bežný smartfón (neberúc do úvahy efektivitu). Ak vezmeme do úvahy účinnosť, bude to najmenej 6 krát.

Nezabudnite skratovať kolíky D+ a D- USB zásuvky, aby ste telefónu oznámili, že je pripojený k nabíjačke a prenášaný prúd je neobmedzený. Bez tejto udalosti si telefón bude myslieť, že je pripojený k počítaču a bude sa nabíjať prúdom 500 mA – veľmi dlho. Takýto prúd navyše nemusí kompenzovať ani aktuálnu spotrebu telefónu a batéria sa nebude nabíjať vôbec.

Konektorom zapaľovača môžete zabezpečiť aj samostatný 12V vstup z autobatérie - a prepínať zdroje nejakým vypínačom. Odporúčam vám nainštalovať LED diódu, ktorá bude signalizovať, že zariadenie je zapnuté, aby ste nezabudli po úplnom nabití batériu vypnúť - inak straty v prevodníku za pár dní úplne vybijú záložnú batériu.

Tento typ batérie nie je príliš vhodný, pretože je určený na vysoké prúdy – môžete skúsiť nájsť batériu s nižším prúdom, a bude menšia a ľahšia.

Prúdový stabilizátor

Nastavenie výstupného prúdu

Dostupné len s verziou s nastaviteľným výstupným napätím (LM2596ADJ). Mimochodom, Číňania vyrábajú aj túto verziu dosky s reguláciou napätia, prúdu a všetkých druhov indikácií - hotový modul stabilizátora prúdu na LM2596 s ochranou proti skratu sa dá kúpiť pod názvom xw026fr4.

Ak nechcete použiť hotový modul a chcete si tento obvod vyrobiť sami, nie je v tom nič zložité, s jednou výnimkou: mikroobvod nemá schopnosť ovládať prúd, ale môžete ho pridať. Vysvetlím vám, ako to urobiť, a objasním ťažké body na ceste.

Aplikácia

Prúdový stabilizátor je vec potrebná na napájanie výkonných LED diód (mimochodom - môj projekt mikrokontroléra vysokovýkonné LED ovládače), laserové diódy, galvanické pokovovanie, nabíjanie batérií. Rovnako ako u stabilizátorov napätia existujú dva typy takýchto zariadení - lineárne a impulzné.

Klasický lineárny stabilizátor prúdu je LM317 a vo svojej triede je celkom dobrý - ale jeho maximálny prúd je 1,5A, čo je pre mnohé vysokovýkonné LED diódy málo. Aj keď tento stabilizátor napájate externým tranzistorom, straty na ňom sú jednoducho neprijateľné. Celý svet robí rozruch ohľadom spotreby energie pohotovostných žiaroviek, ale tu LM317 pracuje s účinnosťou 30% Toto nie je naša metóda.

Náš mikroobvod je však vhodným ovládačom pre pulzný menič napätia, ktorý má mnoho prevádzkových režimov. Straty sú minimálne, keďže sa nepoužívajú žiadne lineárne prevádzkové režimy tranzistorov, ale iba kľúčové.

Pôvodne bol určený pre obvody stabilizácie napätia, no viaceré prvky z neho robia stabilizátor prúdu. Faktom je, že mikroobvod sa úplne spolieha na signál „Spätná väzba“ ako spätnú väzbu, ale čo ho nakŕmiť, je na nás.

V štandardnom spínacom obvode je napätie privádzané do tejto vetvy z odporového deliča výstupného napätia. 1,2V je rovnováha, ak je spätná väzba menšia, vodič zvýši pracovný cyklus impulzov, ak je viac, zníži ju. Ale na tento vstup môžete použiť napätie z prúdového skratu!

Shunt

Napríklad pri prúde 3A musíte použiť skrat s nominálnou hodnotou nie väčšou ako 0,1 Ohm. Pri takomto odpore tento prúd uvoľní asi 1 W, takže to je veľa. Je lepšie paralelizovať tri takéto bočníky, čím sa získa odpor 0,033 Ohm, pokles napätia 0,1 V a uvoľnenie tepla 0,3 W.

Vstup Feedback však vyžaduje napätie 1,2V – a my máme len 0,1V. Je iracionálne inštalovať vyšší odpor (teplo sa uvoľní 150x viac), takže ostáva už len toto napätie nejako zvýšiť. To sa vykonáva pomocou operačného zosilňovača.

Neinvertujúci operačný zosilňovač

Klasická schéma, čo môže byť jednoduchšie?

Zjednocujeme sa

Teraz kombinujeme obvyklý obvod meniča napätia a zosilňovač pomocou operačného zosilňovača LM358, na vstup ktorého pripojíme prúdový skrat.

Výkonný odpor 0,033 Ohm je skrat. Môže byť vyrobený z troch paralelne zapojených odporov 0,1 Ohm a na zvýšenie prípustného stratového výkonu použite odpory SMD v balení 1206, umiestnite ich s malou medzerou (nie blízko seba) a pokúste sa ponechať čo najviac medenej vrstvy okolo odpory a pod nimi pokiaľ možno. K výstupu Feedback je pripojený malý kondenzátor, aby sa eliminoval možný prechod do režimu oscilátora.

Regulujeme prúd aj napätie

Na vstup Feedback zapojme oba signály – prúdový aj napäťový. Na kombináciu týchto signálov použijeme obvyklú schému zapojenia „AND“ na diódach. Ak je prúdový signál vyšší ako napäťový, bude dominovať a naopak.

Niekoľko slov o použiteľnosti schémy

Nie je možné nastaviť výstupné napätie. Aj keď nie je možné súčasne regulovať výstupný prúd a napätie - sú navzájom úmerné, s koeficientom "odpor zaťaženia". A ak napájací zdroj implementuje scenár ako „konštantné výstupné napätie, ale keď prúd prekročí, začneme napätie znižovať“, t.j. CC/CV je už nabíjačka.

Maximálne napájacie napätie pre obvod je 30V, pretože to je limit pre LM358. Tento limit môžete rozšíriť na 40 V (alebo 60 V s verziou LM2596-HV), ak napájate operačný zosilňovač zo zenerovej diódy.

Pri poslednej možnosti je potrebné použiť ako súčtové diódy zostavu diód, pretože obe diódy v nej sú vyrobené v rámci rovnakého technologického procesu a na tej istej kremíkovej doštičke. Rozpätie ich parametrov bude oveľa menšie ako rozptyl parametrov jednotlivých diskrétnych diód - vďaka tomu získame vysokú presnosť sledovacích hodnôt.

Musíte tiež starostlivo zabezpečiť, aby sa obvod operačného zosilňovača nevzrušil a neprešiel do režimu lasera. Aby ste to dosiahli, skúste skrátiť dĺžku všetkých vodičov a najmä koľajnice pripojenej na kolík 2 LM2596. Operačný zosilňovač neumiestňujte do blízkosti tejto koľaje, ale umiestnite diódu SS36 a filtračný kondenzátor bližšie k telu LM2596 a zabezpečte minimálnu plochu uzemňovacej slučky pripojenej k týmto prvkom - je potrebné zabezpečiť minimálnu dĺžku cesta spätného prúdu “LM2596 -> VD/C -> LM2596”.

Aplikácia LM2596 v zariadeniach a nezávislé usporiadanie dosky

Podrobne som hovoril o použití mikroobvodov v mojich zariadeniach nie vo forme hotového modulu ďalší článok, ktorá sa týka: výberu diódy, kondenzátorov, parametrov tlmivky a hovorila aj o správnom zapojení a niekoľkých trikoch navyše.

Príležitosti pre ďalší rozvoj

Vylepšené analógy LM2596

Najjednoduchší spôsob po tomto čipe je prejsť na LM2678. V podstate ide o rovnaký stepdown menič, len s tranzistorom s efektom poľa, vďaka ktorému účinnosť stúpa na 92 ​​%. Je pravda, že má 7 nôh namiesto 5 a nie je kompatibilný s pin-to-pin. Tento čip je však veľmi podobný a bude jednoduchou a pohodlnou možnosťou so zlepšenou účinnosťou.

L5973D– pomerne starý čip, poskytujúci až 2,5A a o niečo vyššiu účinnosť. Má tiež takmer dvojnásobnú konverznú frekvenciu (250 kHz) - preto sú potrebné nižšie hodnoty induktorov a kondenzátorov. Videl som však, čo sa s ním stane, ak ho dáte priamo do siete auta - dosť často to ruší.

ST1S10- vysoko účinný (90% účinnosť) DC–DC menič poklesu.

  • Vyžaduje 5–6 externých komponentov;

ST1S14- vysokonapäťový (do 48 voltov) ovládač. Vysoká prevádzková frekvencia (850 kHz), výstupný prúd až 4A, napájanie Dobrý výstup, vysoká účinnosť (nie horšia ako 85%) a ochranný obvod proti nadmernému zaťažovaciemu prúdu z neho robia pravdepodobne najlepší prevodník pre napájanie servera z 36V zdroj.

Ak sa vyžaduje maximálna účinnosť, budete sa musieť obrátiť na neintegrované regulátory DC–DC. Problém s integrovanými ovládačmi je, že nikdy nemajú chladné výkonové tranzistory - typický kanálový odpor nie je vyšší ako 200 mOhm. Ak však vezmete regulátor bez vstavaného tranzistora, môžete si vybrať akýkoľvek tranzistor, dokonca aj AUIRFS8409–7P s odporom kanála pol miliohm

DC-DC meniče s externým tranzistorom

Ďalšia časť

Dnes sa pozrieme na niekoľko obvodov jednoduchých, možno dokonca povedať jednoduchých, pulzných DC-DC meničov napätia (meniče jednosmerného napätia jednej hodnoty na konštantné napätie inej hodnoty)

Aké sú výhody pulzných meničov? Po prvé, majú vysokú účinnosť a po druhé, môžu pracovať pri vstupnom napätí nižšom ako výstupné napätie. Pulzné meniče sú rozdelené do skupín:

  • - vzpruženie, zosilnenie, prevrátenie;
  • - stabilizovaný, nestabilizovaný;
  • - galvanicky oddelené, neizolované;
  • - s úzkym a širokým rozsahom vstupných napätí.

Na výrobu domácich impulzných meničov je najlepšie použiť špecializované integrované obvody - ľahšie sa montujú a pri nastavovaní nie sú náladové. Takže tu je 14 schém pre každý vkus:

Tento menič pracuje na frekvencii 50 kHz, galvanické oddelenie zabezpečuje transformátor T1, ktorý je navinutý na prstenci K10x6x4,5 z 2000NM feritu a obsahuje: primárne vinutie - 2x10 závitov, sekundárne vinutie - 2x70 závitov drôtu PEV-0,2 . Tranzistory je možné nahradiť KT501B. V stave bez záťaže sa z batérie nespotrebúva takmer žiadny prúd.

Transformátor T1 je navinutý na feritovom krúžku s priemerom 7 mm a obsahuje dve vinutia s 25 závitmi drôtu PEV = 0,3.


Push-pull nestabilizovaný prevodník založený na multivibrátore (VT1 a VT2) a výkonovom zosilňovači (VT3 a VT4). Výstupné napätie sa volí počtom závitov sekundárneho vinutia impulzného transformátora T1.

Stabilizačný prevodník typu založený na mikroobvode MAX631 od MAXIM. Frekvencia generovania 40...50 kHz, akumulačný prvok - tlmivka L1.


Jeden z dvoch čipov môžete použiť samostatne, napríklad druhý, na znásobenie napätia z dvoch batérií.

Typický obvod na pripojenie stabilizátora impulzov na mikroobvod MAX1674 od MAXIM. Prevádzka je udržiavaná pri vstupnom napätí 1,1 voltu. Účinnosť - 94%, zaťažovací prúd - do 200 mA.

Umožňuje získať dve rôzne stabilizované napätia s účinnosťou 50...60% a zaťažovacím prúdom až 150 mA v každom kanáli. Kondenzátory C2 a C3 sú zariadenia na ukladanie energie.

8. Spínací boost stabilizátor na čipe MAX1724EZK33 od MAXIM

Typická schéma zapojenia pre pripojenie špecializovaného mikroobvodu od MAXIM. Zostáva v prevádzke pri vstupnom napätí 0,91 V, má malé puzdro SMD a poskytuje zaťažovací prúd až 150 mA s účinnosťou 90 %.

Typický obvod na pripojenie impulzného znižovacieho stabilizátora na široko dostupný mikroobvod TEXAS. Rezistor R3 reguluje výstupné napätie v rozmedzí +2,8…+5 voltov. Rezistor R1 nastavuje skratový prúd, ktorý sa vypočíta podľa vzorca: Is(A)= 0,5/R1(Ohm)

Integrovaný menič napätia, účinnosť - 98%.

Dva izolované meniče napätia DA1 a DA2, zapojené do „neizolovaného“ obvodu so spoločnou zemou.

Indukčnosť primárneho vinutia transformátora T1 je 22 μH, pomer závitov primárneho vinutia ku každému sekundárnemu je 1: 2,5.

Typický obvod stabilizovaného zosilňovača na mikroobvode MAXIM.

Ešte pred Novým rokom ma čitatelia požiadali, aby som zrecenzoval pár prevodníkov.
V zásade to pre mňa nie je ťažké a som zvedavý, objednal som si to, dostal som to, otestoval som to.
Je pravda, že ma viac zaujímal trochu iný prevodník, ale nikdy som sa k nemu nedostal, takže o ňom inokedy.
No a dnes je tu recenzia jednoduchého DC-DC meniča s udávaným prúdom 10 Ampérov.

Vopred sa ospravedlňujem za veľké meškanie zverejnenia tejto recenzie pre tých, ktorí na ňu dlho čakali.

Na začiatok charakteristika uvedená na stránke produktu a malé vysvetlenie a oprava.
Vstupné napätie: 7-40V
1, Výstupné napätie: plynule nastaviteľné (1,25-35V)
2, Výstupný prúd: 8A, 10A maximálny čas v rámci (teplota výkonovej trubice presahuje 65 stupňov, pridajte chladiaci ventilátor, 24V 12V 5A otočenie vo všeobecnosti sa používa pri izbovej teplote bez ventilátora)
3, Konštantný rozsah: 0,3-10A (nastaviteľný) modul nad 65 stupňov, pridajte ventilátor.
4, Rozsvietenie svetiel Prúd: aktuálna hodnota * (0,1) Táto verzia je fixná 0,1 krát (v skutočnosti otočením lampy hodnota prúdu asi nie je veľmi presná) je plná pokynov na nabíjanie.
5, Minimálny tlak: 1V
6, Účinnosť konverzie: až asi 95% (výstupné napätie, tým vyššia je účinnosť)
7, Pracovná frekvencia: 300KHZ
8, Výstupné zvlnenie: približne zvlnenie 50 mV (bez šumu) 20 m šírka pásma (pre referenciu) Vstup 24 V Výstup 12 V 5 A namerané
9, Prevádzková teplota: priemyselná trieda (-40 ℃ až +85 ℃)
10, Prúd naprázdno: Typický 20 mA (24V prepínač 12V)
11, Regulácia záťaže: ± 1% (konštantná)
12, Regulácia napätia: ± 1%
13, Konštantná presnosť a teplota: skutočný test, teplota modulu sa mení z 25 stupňov na 60 stupňov, zmena je menšia ako 5% aktuálnej hodnoty (aktuálna hodnota 5A)

Preložím to trochu do zrozumiteľnejšieho jazyka.
1. Rozsah nastavenia výstupného napätia - 1,25-35 Voltov
2. Výstupný prúd - 8 ampérov, možný 10 ampérov, ale s dodatočným chladením pomocou ventilátora.
3. Rozsah nastavenia prúdu 0,3-10 ampérov
4. Hranica pre vypnutie indikácie nabíjania je 0,1 nastaveného výstupného prúdu.
5. Minimálny rozdiel medzi vstupným a výstupným napätím je 1 volt (pravdepodobne)
6. Účinnosť – až 95 %
7. Pracovná frekvencia - 300 kHz
8. Zvlnenie výstupného napätia, 50 mV pri prúde 5 ampérov, vstupné napätie 24 a výstupné 12 voltov.
9. Rozsah prevádzkovej teploty - od - 40 ℃ do + 85 ℃.
10. Vlastný odber prúdu - do 20mA
11. Presnosť údržby prúdu - ±1%
12. Presnosť udržiavania napätia - ±1%
13. Parametre boli testované v teplotnom rozsahu 25-60 stupňov a zmena bola menšia ako 5% pri zaťažovacom prúde 5 A.

Objednávka prišla v štandardnom plastovom vrecku, bohato zabalenom polyetylénovou penovou páskou. Počas procesu doručenia nebolo nič poškodené.
Vnútri bola moja experimentálna šatka.

Neexistujú žiadne externé komentáre. Len som to krútil v rukách a nebolo mi naozaj čo vytknúť, bolo to pekné a keby som vymenil kondenzátory za značkové, povedal by som, že je krásny.
Na jednej strane dosky sú dve svorkovnice, napájací vstup a výstup.

Na druhej strane sú dva trimovacie odpory na nastavenie výstupného napätia a prúdu.

Ak sa teda pozriete na fotku v obchode, šatka sa vám zdá dosť veľká.
Predchádzajúce dve fotky som urobil zámerne zblízka. Ale pochopenie veľkosti príde, keď k nej postavíte zápalkovú škatuľku.
Šatka je naozaj malá, pri objednávaní som nepozerala na veľkosti, ale z nejakého dôvodu sa mi zdalo, že je o poznanie väčšia. :)
Rozmery dosky - 65x37mm
Rozmery prevodníka - 65x47x24mm

Doska je dvojvrstvová, obojstranná montáž.
Taktiež neboli žiadne pripomienky týkajúce sa spájkovania. Niekedy sa stáva, že masívne kontakty sú zle spájkované, ale fotografia ukazuje, že v tomto prípade to tak nie je.
Je pravda, že prvky nie sú očíslované, ale myslím si, že je to v poriadku, schéma je celkom jednoduchá.

Doska obsahuje okrem výkonových prvkov aj operačný zosilňovač, ktorý je napájaný stabilizátorom 78L05 a nechýba ani jednoduchý zdroj referenčného napätia zostavený pomocou TL431.

Doska má výkonný PWM regulátor a je dokonca izolovaná od chladiča.
Neviem, prečo výrobca izoloval čip od chladiča, pretože to znižuje prenos tepla, možno z bezpečnostných dôvodov, ale keďže doska je zvyčajne niekde zabudovaná, zdá sa mi to zbytočné.

Keďže doska je navrhnutá pre pomerne veľký výstupný prúd, ako výkonová dióda bola použitá pomerne výkonná diódová zostava, ktorá bola tiež inštalovaná na radiátore a tiež od neho izolovaná.
Podľa môjho názoru je to veľmi dobré riešenie, ale mohlo by sa trochu zlepšiť, keby sme namiesto 100 použili 60 voltovú zostavu.

Tlmivka nie je veľmi veľká, ale na tejto fotke je vidieť, že je navinutá na dva drôty, čo nie je zlé.

1, 2 Na vstupe sú nainštalované dva kondenzátory 470 µF x 50 V a na výstupe dva 1000 µF, ale 35 V.
Ak budete postupovať podľa zoznamu deklarovaných charakteristík, výstupné napätie kondenzátorov je dosť blízko, ale je nepravdepodobné, že by niekto znížil napätie zo 40 na 35, nehovoriac o tom, že 40 voltov pre mikroobvod je vo všeobecnosti maximum. vstupné napätie.
3. Vstupné a výstupné konektory sú označené, aj keď na spodnej strane dosky, ale to nie je zvlášť dôležité.
4. Ale ladiace odpory nie sú nijako označené.
Vľavo je nastavenie maximálneho výstupného prúdu, vpravo napätie.

Teraz sa pozrime na deklarované vlastnosti a na to, čo vlastne máme.
Vyššie som napísal, že menič používa výkonný PWM regulátor, alebo skôr PWM regulátor so zabudovaným výkonovým tranzistorom.
Vyššie som tiež citoval uvedené charakteristiky dosky, skúsme to zistiť.
Uvedené - Výstupné napätie: plynule nastaviteľné (1,25-35V)
Tu nie sú žiadne otázky, menič bude produkovať 35 voltov, teoreticky dokonca 36 voltov.
Uvedené - Výstupný prúd: 8A, maximálne 10A
A tu je otázka. Výrobca čipu jasne uvádza maximálny výstupný prúd 8 ampérov. V charakteristikách mikroobvodu je v skutočnosti čiara - maximálny prúdový limit je 10 ampérov. Toto je však ďaleko od maximálneho prevádzkového limitu 10 ampérov.
Uvedené - Pracovná frekvencia: 300KHZ
300 kHz je samozrejme v pohode, tlmivku mozes dat aj do mensich rozmerov, ale pardon, datasheet jasne pise 180 kHz pevna frekvencia, odkial je 300?
Uvádza sa – účinnosť konverzie: až približne 95 %
No tu je všetko fér, účinnosť je až 95%, výrobca všeobecne uvádza až 96%, ale to je teoreticky pri určitom pomere vstupného a výstupného napätia.

A tu je bloková schéma regulátora PWM a dokonca aj príklad jeho implementácie.
Mimochodom, tu je jasne viditeľné, že pre 8 Ampérov prúdu sa používa tlmivka minimálne 12 Ampérov, t.j. 1,5 výstupného prúdu. Zvyčajne odporúčam použiť 2x zásoby.
Ukazuje tiež, že výstupná dióda môže byť inštalovaná s napätím 45 voltov, diódy s napätím 100 voltov majú zvyčajne väčší pokles, a preto znižujú účinnosť.
Ak je cieľom zvýšiť účinnosť tejto dosky, potom zo starých počítačových zdrojov môžete vyzdvihnúť diódy typu 20 ampérov 45 voltov alebo dokonca 40 ampérov 45 voltov.

Spočiatku som nechcel kresliť obvod, doska je pokrytá časťami, maskou a tiež sieťotlačou, ale potom som videl, že je celkom možné prekresliť obvod a rozhodol som sa nezmeniť tradície; :)
Indukčnosť tlmivky som nemeral, 47 μH bolo prevzatých z datasheetu.
Obvod využíva duálny operačný zosilňovač, prvá časť slúži na reguláciu a stabilizáciu prúdu, druhá na indikáciu. Je vidieť, že vstup druhého op-amp je zapojený cez delič 1 až 11 všeobecne, v popise je uvedené 1 až 10, ale myslím, že to nie je zásadné.

Prvý test je pri nečinnosti, doska je pôvodne nakonfigurovaná na výstupné napätie 5 voltov.
Napätie je stabilné v rozsahu napájacieho napätia 12-26 Voltov, odber prúdu je pod 20 mA, pretože ho neregistruje ampérmeter napájacieho zdroja.

LED bude svietiť na červeno, ak je výstupný prúd väčší ako 1/10 (1/11) nastaveného prúdu.
Táto indikácia sa používa na nabíjanie batérií, pretože ak počas procesu nabíjania klesne prúd pod 1/10, potom sa zvyčajne považuje nabíjanie za ukončené.
Tie. Nabíjací prúd nastavíme na 4 A, svieti na červeno, kým prúd neklesne pod 400 mA.
Ale je tu varovanie, doska ukazuje iba pokles prúdu, nabíjací prúd sa nevypne, ale jednoducho ďalej klesá.

Na testovanie som zostavil malý stojan, na ktorom sa podieľali.






Pero a papier, stratil sa odkaz :)

Ale počas testovacieho procesu som nakoniec musel použiť nastaviteľný zdroj, keďže sa ukázalo, že vďaka mojim experimentom bola narušená linearita merania/nastavenia prúdu v rozsahu 1-2 Ampér pre výkonný zdroj.
V dôsledku toho som najskôr vykonal vykurovacie testy a vyhodnotil úroveň zvlnenia.

Testovanie tentokrát prebiehalo trochu inak ako zvyčajne.
Teploty radiátorov boli merané v miestach blízko výkonových komponentov, keďže teplotu samotných komponentov bolo ťažké merať kvôli hustej inštalácii.
Okrem toho bola testovaná prevádzka v nasledujúcich režimoch.
Vstup - výstup - prúd
14V - 5V - 2A
28V - 12V - 2A
14V - 5V - 4A
Atď. do prúdu 7,5 A.

Prečo sa testovanie robilo takým prefíkaným spôsobom?
1. Nebol som si istý spoľahlivosťou dosky a zvyšoval som prúd postupne striedajúc rôzne prevádzkové režimy.
2. Prepočet 14 na 5 a 28 na 12 bol zvolený z dôvodu, že ide o jeden z najčastejšie používaných režimov, 14 (približné napätie palubnej siete osobného automobilu) až 5 (napätie na nabíjanie tabletov a telefónov) . 28 (palubné napätie nákladného vozidla) až 12 (jednoducho často používané napätie.
3. Spočiatku som mal plán testovať, kým sa nevypne alebo nevyhorí, ale plány sa zmenili a mal som nejaké plány s komponentmi z tejto dosky. Preto som testoval len do 7,5 A. Aj keď to nakoniec nijako neovplyvnilo správnosť kontroly.

Nižšie je niekoľko skupinových fotografií, na ktorých ukážem testy 5 voltov 2 ampéry a 5 voltov 7,5 ampérov, ako aj zodpovedajúcu úroveň zvlnenia.
Zvlnenie pri prúdoch 2 a 4 ampérov bolo podobné a zvlnenie pri prúdoch 6 a 7,5 ampérov bolo tiež podobné, takže neuvádzam medziľahlé možnosti.

To isté ako vyššie, ale 28 V vstup a 12 V výstup.

Tepelné podmienky pri práci so vstupom 28 voltov a výstupom 12.
Je vidieť, že nemá zmysel ďalej zvyšovať prúd, termokamera už ukazuje teplotu PWM regulátora na 101 stupňov.
Pre seba používam určitý limit: teplota komponentov by nemala presiahnuť 100 stupňov. Vo všeobecnosti to závisí od samotných komponentov. napríklad tranzistory a diódové zostavy môžu byť bezpečne prevádzkované pri vysokých teplotách a je lepšie, aby mikroobvody neprekročili túto hodnotu.
Na fotke to samozrejme nie je moc vidieť, doska je veľmi kompaktná a v dynamike to bolo vidieť o niečo lepšie.

Keďže som si myslel, že táto doska by sa dala použiť ako nabíjačka, prišiel som na to, ako by to fungovalo v režime, kde je vstupné 19 voltov (typické napájacie napätie notebooku) a výstup 14,3 voltov a 5,5 ampérov (typické parametre pre nabíjanie autobatérie).
Tu prebehlo všetko bez problémov, no, takmer bez problémov, ale o tom neskôr.

Výsledky merania teploty som zhrnul do tabuľky.
Súdiac podľa výsledkov testu by som odporúčal nepoužívať dosku pri prúdoch presahujúcich 6 Ampérov, aspoň bez dodatočného chladenia.

Vyššie som napísal, že existujú nejaké funkcie, vysvetlím.
Pri testoch som si všimol, že doska sa v určitých situáciách správa trochu nevhodne.
1.2 Nastavil som výstupné napätie na 12 Voltov, záťažový prúd na 6 Amps, po 15-20 sekundách výstupné napätie kleslo pod 11 Voltov, musel som ho upraviť.
3.4 Výstup bol nastavený na 5 voltov, vstup bol 14, vstup bol zvýšený na 28 a výstup klesol na 4 volty. Na fotografii vľavo je prúd 7,5 ampérov, vpravo 6 ampérov, ale prúd nehral rolu, keď napätie stúpa pri zaťažení, doska „resetuje“ výstupné napätie.

Potom som sa rozhodol skontrolovať účinnosť zariadenia.
Výrobca poskytol grafy pre rôzne prevádzkové režimy. Zaujímajú ma grafy s výstupom 5 a 12 voltov a vstupom 12 a 24, pretože sú najbližšie k môjmu testovaniu.
Predovšetkým sa vyhlasuje -

2A – 91 %
4A – 88 %
6A – 87 %
7,5 A – 85 %


2A – 94 %
4A – 94 %
6A – 93 %
7.5A - Nedeklarované.

To, čo nasledovalo, bola v podstate jednoduchá kontrola, no s niektorými nuansami.
5V test prebehol bez problémov.

Ale pri 12 voltovom teste boli nejaké zvláštnosti, popíšem ich.
1. Vstup 28V, výstup 12V, 2A, všetko v poriadku
2. Vstup 28V, výstup 12V, 4A, všetko v poriadku
3. Zvýšime záťažový prúd na 6 A, výstupné napätie klesne na 10,09
4. Opravíme ho opätovným zvýšením na 12 Voltov.
5. Zvýšime záťažový prúd na 7,5 A, opäť klesne a znova ho upravíme.
6. Znížime zaťažovací prúd na 2 A bez korekcie, výstupné napätie stúpne na 16,84.
Spočiatku som chcel ukázať, ako to stúplo na 17,2 bez zaťaženia, ale rozhodol som sa, že by to nebolo správne a poskytol som fotografiu, kde je zaťaženie.
Ano je to smutne :(

Zároveň som skontroloval účinnosť v režime nabíjania autobatérie z napájacieho zdroja notebooku.
Ale aj tu sú niektoré zvláštnosti. Najprv bol výstup nastavený na 14,3 V, spustil som test ohrevu a odložil dosku. ale potom som si spomenul, že som chcel skontrolovať účinnosť.
Pripájam vychladnutú dosku a na výstupe pozorujem napätie cca 14,59 Volta, ktoré pri oteplení kleslo na 14,33-14,35.
Tie. V skutočnosti sa ukazuje, že doska má nestabilitu výstupného napätia. a ak takýto nábeh nie je taký kritický pre olovené batérie, potom lítiové batérie nemožno s takouto doskou kategoricky nabíjať.

Absolvoval som dva testy účinnosti.
Vychádzajú z dvoch výsledkov meraní, aj keď sa v konečnom dôsledku veľmi nelíšia.
P out - vypočítaný výstupný výkon, hodnota odberu prúdu je zaokrúhlená, P out DCL - výstupný výkon meraný elektronickou záťažou. Vstupné a výstupné napätie bolo merané priamo na svorkách dosky.
V súlade s tým sa získali dva výsledky merania účinnosti. Ale v každom prípade je zrejmé, že účinnosť je približne podobná deklarovanej, aj keď o niečo menšia.
Budem duplikovať to, čo je uvedené v údajovom liste
Pre 12V vstup a 5V výstup
2A – 91 %
4A – 88 %
6A – 87 %
7,5 A – 85 %

Pre 24V vstup a 12V výstup.
2A – 94 %
4A – 94 %
6A – 93 %
7.5A - Nedeklarované.

A čo sa stalo v skutočnosti. Myslím si, že ak vymeníte výkonnú diódu za jej nízkonapäťový analóg a nainštalujete tlmivku určenú na vyšší prúd, dokážete vytiahnuť o pár percent viac.

Zdá sa, že to je všetko a dokonca viem, čo si čitatelia myslia -
Načo potrebujeme kopu testov a nezrozumiteľných fotiek, povedzte nám, čo je nakoniec dobré alebo nie :)
A do určitej miery budú mať čitatelia pravdu, celkovo sa dá recenzia skrátiť 2-3 krát odstránením niektorých fotografií s testami, ale už som si na to zvykol, prepáčte.

A teda zhrnutie.
klady
Celkom kvalitná výroba
Malá veľkosť
Široký rozsah vstupných a výstupných napätí.
Dostupnosť indikácie konca nabíjania (zníženie nabíjacieho prúdu)
plynulé nastavenie prúdu a napätia (bez problémov môžete nastaviť výstupné napätie s presnosťou 0,1 V
Skvelé balenie.

Mínusy.
Pri prúdoch nad 6 ampérov je lepšie použiť dodatočné chladenie.
Maximálny prúd nie je 10, ale 8 ampérov.
Nízka presnosť udržiavania výstupného napätia, jeho možná závislosť od záťažového prúdu, vstupného napätia a teploty.
Niekedy doska začala „znieť“, stalo sa to vo veľmi úzkom rozsahu nastavenia, napríklad zmením výstup z 5 na 12 a pri 9,5-10 voltoch ticho pípne.

Špeciálna pripomienka:
Doska zobrazuje iba pokles prúdu, nemôže vypnúť nabíjanie, je to len prevodník.

Môj názor. No, úprimne, keď som prvýkrát vzal dosku do rúk a krútil som ju, skúmajúc ju zo všetkých strán, chcel som ju pochváliť. Starostlivo vyrobené, neboli žiadne špeciálne sťažnosti. Keď som to pripojil, tiež som veľmi nechcel prisahať, no, zahrieva sa, tak sa všetky zahrievajú, to je v podstate normálne.
Ale keď som videl, ako z čohokoľvek vyskočilo výstupné napätie, rozčúlil som sa.
Nechcem tieto problémy skúmať, pretože to by mal urobiť výrobca, ktorý na tom zarába, ale predpokladám, že problém spočíva v troch veciach
1. Dlhá dráha spätnej väzby prebiehajúca takmer po obvode dosky
2. Trimre rezistory inštalované v blízkosti horúcej tlmivky
3. Škrtiaca klapka je umiestnená presne nad uzlom, kde je sústredená „tenká“ elektronika.
4. V spätnoväzbových obvodoch sa používajú nepresné odpory.

Záver - celkom sa hodí na nenáročnú záťaž, určite do 6 ampérov, funguje dobre. Prípadne bude dobre fungovať použitie dosky ako ovládača pre vysokovýkonné LED diódy.
Použitie ako nabíjačky je veľmi sporné a v niektorých prípadoch nebezpečné. Ak olovo stále normálne reaguje na takéto rozdiely, potom lítium nemožno nabíjať, aspoň bez úpravy.

To je všetko, ako vždy čakám na komentáre, otázky a doplnenia.

Tovar bol poskytnutý na napísanie recenzie obchodom. Recenzia bola zverejnená v súlade s bodom 18 Pravidiel stránky.

Plánujem kúpiť +121 Pridať k obľúbeným Recenzia sa mi páčila +105 +225

Pravdepodobne si mnohí pamätajú môj epos s domácim laboratórnym napájaním.
Ale opakovane ma žiadali o niečo podobné, len jednoduchšie a lacnejšie.
V tejto recenzii som sa rozhodol ukázať alternatívnu verziu jednoduchého regulovaného napájacieho zdroja.
Príďte, dúfam, že to bude zaujímavé.

Túto recenziu som dlho odkladal, nemal som čas, ale nakoniec som sa k tomu dostal.
Tento zdroj má trochu iné vlastnosti ako .
Základom napájacieho zdroja bude doska DC-DC step-down meniča s digitálnym riadením.
Ale všetko má svoj čas a teraz je tu vlastne pár štandardných fotografií.
Šatka dorazila v malej škatuľke, nie oveľa väčšej ako balíček cigariet.

Vo vnútri bola v dvoch vrecúškach (pimply a antistatická) skutočná hrdinka tejto recenzie, doska prevodníka.

Doska má celkom jednoduchý dizajn, výkonovú časť a malú dosku s procesorom (táto doska je podobná doske z iného, ​​menej výkonného prevodníka), ovládacími tlačidlami a indikátorom.

Charakteristika tejto dosky
Vstupné napätie - 6-32 Voltov
Výstupné napätie - 0-30 Voltov
Výstupný prúd - 0-8 ampérov
Minimálne rozlíšenie nastavenia/zobrazenia napätia - 0,01 Volt
Minimálne rozlíšenie aktuálnej inštalácie/displeja - 0,001 Ampér
Táto doska dokáže merať aj kapacitu, ktorá sa prenáša na záťaž a výkon.
Konverzná frekvencia uvedená v pokynoch je 150 kHz, podľa údajového listu ovládača - 300 kHz, meraná - asi 270 kHz, čo je výrazne bližšie k parametru uvedenému v údajovom liste.

Hlavná doska obsahuje výkonové prvky, PWM regulátor, výkonovú diódu a tlmivku, filtračné kondenzátory (470 µF x 50 voltov), ​​PWM logický a napájací regulátor operačného zosilňovača, operačné zosilňovače, prúdový bočník, ako aj vstup a výstup svorkovnice.

Vzadu nie je prakticky nič, len pár power trackov.

Prídavná doska obsahuje procesor, logické čipy, 3,3 V stabilizátor pre napájanie dosky, indikátor a ovládacie tlačidlá.
Procesor -
Logika - 2 kusy
Stabilizátor výkonu -

Na výkonovej doske sú nainštalované 2 operačné zosilňovače (rovnaké operačné zosilňovače sú nainštalované v ZXY60xx)
PWM regulátor výkonu samotnej adj dosky

Mikroobvod funguje ako regulátor výkonu PWM. Podľa datasheetu ide o 12 Ampérový PWM ovládač, takže tu nefunguje na plnú kapacitu, čo je dobrá správa. Je však potrebné zvážiť, že je lepšie neprekračovať vstupné napätie, pretože to môže byť tiež nebezpečné.
Popis dosky udáva maximálne vstupné napätie 32 voltov, limit pre regulátor je 35 voltov.
Výkonnejšie meniče používajú nízkoprúdový regulátor, ktorý riadi výkonný tranzistor s efektom poľa, tu všetko robí jeden výkonný PWM regulátor.
Ospravedlňujem sa za fotky, nepodarilo sa mi ich získať v dobrej kvalite.

Návod, ktorý som našiel na internete, popisuje ako vstúpiť do servisného režimu, kde si môžete zmeniť niektoré parametre. Ak chcete vstúpiť do servisného režimu, musíte zapnúť napájanie, zatiaľ čo je stlačené tlačidlo OK; na obrazovke sa postupne zapnú čísla 0-2, aby ste prepli nastavenie, musíte tlačidlo uvoľniť, kým sa zobrazí príslušné číslo.
0 - Umožňuje automatické dodávanie napätia na výstup pri pripojení napájania na dosku.
1 - Povolenie pokročilého režimu, ktorý zobrazuje nielen prúd a napätie, ale aj kapacitu prenesenú na záťaž a výstupný výkon.
2 - Automatický výber meraní zobrazených na obrazovke alebo manuálne.

V pokynoch je aj príklad zapamätania si nastavení, pretože doska môže nastaviť limit pre nastavenie prúdu a napätia a má pamäť nastavení, ale do tejto džungle som už nešiel.
Tiež som sa nedotkol kontaktov pre konektor UART umiestnených na doske, pretože aj keď tam niečo bolo, stále som nemohol nájsť program pre túto dosku.

Zhrnutie.
klady.
1. Celkom bohaté možnosti - nastavenie a meranie prúdu a napätia, meranie kapacity a výkonu, ako aj prítomnosť režimu pre automatické privádzanie napätia na výstup.
2. Rozsah výstupného napätia a prúdu je dostatočný pre väčšinu amatérskych aplikácií.
3. Spracovanie nie je také dobré, ale bez zjavných nedostatkov.
4. Komponenty sú inštalované s rezervou, PWM na 12 A na 8 deklarovaných, kondenzátory na 50 Voltov na vstupe a výstupe, na uvedených 32 Voltov.

Mínusy
1. Obrazovka je veľmi nepohodlná, môže zobraziť iba 1 parameter, napr.
0,000 - Aktuálne
00,00 - Napätie
P00.0 - Výkon
C00.0 - Kapacita.
V prípade posledných dvoch parametrov je bod plávajúci.
2. Vychádzajúc z prvého bodu, ovládanie je dosť nepohodlné, veľmi by pomohol valcoder.

Môj názor.
Je to celkom slušná doska na zostavenie jednoduchého regulovaného zdroja, ale lepšie a jednoduchšie je použiť hotový zdroj.
Recenzia sa mi páčila +123 +268

Niekedy potrebujete získať vysoké napätie z nízkeho napätia. Napríklad pre vysokonapäťový programátor napájaný z 5-voltového USB potrebujete niekde okolo 12 voltov.

Čo mám robiť? Na to existujú konverzné obvody DC-DC. A tiež špecializované mikroobvody, ktoré vám umožňujú vyriešiť tento problém v tuctu častí.

Princíp činnosti
Ako teda urobiť napríklad z piatich voltov niečo viac ako päť? Môžete prísť s mnohými spôsobmi - napríklad nabíjať kondenzátory paralelne a potom ich prepínať sériovo. A toľkokrát za sekundu. Existuje však jednoduchší spôsob, ako pomocou vlastností indukčnosti zachovať prúdovú silu.

Aby to bolo úplne jasné, najprv ukážem príklad pre inštalatérov.

Fáza 1

Klapka sa prudko zatvorí. Prúd nemá kam ísť a turbína, ktorá je zrýchlená, naďalej tlačí kvapalinu dopredu, pretože nemôže okamžite vstať. Navyše ho stláča silou väčšou, než dokáže vyvinúť zdroj. Poháňa kal cez ventil do tlakového akumulátora. Kam ide jeho časť (už pri zvýšenom tlaku) k spotrebiteľovi? Odkiaľ sa vďaka ventilu už nevracia.

3. fáza

A opäť sa klapka zatvorí a turbína začne násilne tlačiť kvapalinu do batérie. Nahradenie strát, ktoré sa tam vyskytli vo fáze 3.

Späť k diagramom
Vyjdeme z pivnice, vyzlečieme inštalatérsku mikinu, hodíme plynový hasák do kúta a s novými poznatkami začneme konštruovať schému.

Namiesto turbíny je celkom vhodná indukčnosť vo forme tlmivky. Ako tlmič sa používa obyčajný kľúč (v praxi tranzistor), ako ventil sa prirodzene používa dióda a úlohu tlakového akumulátora preberá kondenzátor. Kto iný ako on je schopný hromadiť potenciál. To je všetko, prevodník je pripravený!

Fáza 1

Kľúč sa otvorí, ale cievka sa nedá zastaviť. Energia uložená v magnetickom poli sa vyrúti von, prúd má tendenciu sa udržiavať na rovnakej úrovni, aká bola v momente otvorenia kľúča. Výsledkom je, že napätie na výstupe z cievky prudko vyskočí (aby sa uvoľnilo miesto pre prúd) a prelomením diódy sa vloží do kondenzátora. No časť energie ide do záťaže.

3. fáza

Kľúč sa otvorí a energia z cievky opäť prerazí diódu do kondenzátora, čím sa zvýši napätie, ktoré kleslo počas fázy 3. Cyklus je dokončený.

Ako vidno z procesu, je zrejmé, že vďaka väčšiemu prúdu zo zdroja zvyšujeme napätie u spotrebiteľa. Takže rovnosť síl sa tu musí prísne dodržiavať. V ideálnom prípade s účinnosťou meniča 100 %:

U zdroj *I zdroj = U spotreba *I spotreba

Takže ak náš spotrebiteľ vyžaduje 12 voltov a spotrebuje 1A, potom z 5 voltového zdroja do meniča musíte napájať až 2,4A. Zároveň som nebral do úvahy straty zdroja, aj keď zvyčajne nie sú príliš veľké (účinnosť je zvyčajne okolo 80-90%).

Ak je zdroj slabý a nie je schopný dodať 2,4 ampéra, tak pri 12 voltoch dôjde k divokému vlneniu a poklesu napätia - spotrebiteľ zje obsah kondenzátora rýchlejšie, ako ho tam hodí zdroj.

Návrh obvodu
Existuje množstvo hotových DC-DC riešení. Ako vo forme mikroblokov, tak aj špecializovaných mikroobvodov. Nebudem štiepiť vlasy a na demonštráciu svojich skúseností uvediem príklad obvodu na MC34063A, ktorý som už použil v príklade.

  • Piny SWC/SWE tranzistorového spínača čipu SWC je jeho kolektor a SWE je jeho emitor. Maximálny prúd, ktorý môže odoberať, je 1,5A vstupného prúdu, ale môžete pripojiť aj externý tranzistor na ľubovoľný požadovaný prúd (viac podrobností nájdete v technickom liste čipu).
  • DRC - zložený tranzistorový kolektor
  • Ipk - vstup prúdovej ochrany. Tam je napätie z bočníka Rsc odstránené, ak je prúd prekročený a napätie na bočníku (Upk = I*Rsc) bude vyššie ako 0,3 voltu, menič sa zastaví. Tie. Ak chcete obmedziť prichádzajúci prúd na 1A, musíte nainštalovať odpor 0,3 Ohm. Nemal som 0,3 ohmový odpor, tak som tam dal prepojku. Bude to fungovať, ale bez ochrany. Ak niečo, zabije mi to mikroobvod.
  • TC je vstup kondenzátora, ktorý nastavuje prevádzkovú frekvenciu.
  • CII je vstup komparátora. Keď je napätie na tomto vstupe nižšie ako 1,25 V, kľúč generuje impulzy a konvertor funguje. Akonáhle sa zväčší, vypne sa. Tu sa cez delič na R1 a R2 aplikuje spätnoväzbové napätie z výstupu. Okrem toho je delič zvolený tak, že keď sa na výstupe objaví napätie, ktoré potrebujeme, na vstupe komparátora bude presne 1,25 voltov. Potom je všetko jednoduché - je výstupné napätie nižšie, ako je potrebné? My mlátime. Dostali ste, čo ste potrebovali? Poďme vypnúť.
  • Vcc - Výkon obvodu
  • GND - Zem

Všetky vzorce na výpočet nominálnych hodnôt sú uvedené v údajovom liste. Skopírujem z nej tu pre nás najdôležitejšiu tabuľku:

Leptané, spájkované...

Presne takto. Jednoduchá schéma, ale umožňuje vám vyriešiť množstvo problémov.

Návrat

×
Pripojte sa ku komunite „koon.ru“!
V kontakte s:
Už som prihlásený na odber komunity „koon.ru“