Понижающий преобразователь своими руками: Повышающий/понижающий преобразователь напряжения своими руками

Содержание

Повышающий/понижающий преобразователь напряжения своими руками

Всем доброго времени суток, уважаемые самоделкины!
В этой самоделке AKA KASYAN сделает универсальный понижающий и повышающий преобразователь напряжения.

Недавно автор собрал литиевый аккумулятор. А сегодня раскроет секрет, для какой цели он его изготовил.

Вот новый преобразователь напряжения, режим его работы – однотактный.

Преобразователь имеет небольшие габариты и достаточно большую мощность.

Обычные преобразователи делают одно из двух. Только повышают, или только понижают подаваемое на вход напряжение.
Вариант, изготовленный автором может как повысить,

так и понизить входное напряжение до требуемого значения.

У автора имеются различные регулируемые источники питания, с помощью которых он тестирует собранные самоделки.

Заряжает аккумуляторы, да и использует их для различных других задач.

Не так давно появилась идея создания портативного источника питания.
Постановка задачи была такой: устройство должно иметь возможность заряжать всевозможные портативные гаджеты.

От обычных смартфонов и планшетов до ноутбуков и видеокамер, а также справился даже с питанием любимого паяльника автора TS-100.

Естественно можно просто воспользоваться универсальными зарядными устройствами с адаптерами питания.
Но все они питаются от 220В

В случае автора требуется нужен был именно портативный источник различных выходных напряжений.

А таковых в продаже автор не нашел.

Питающие напряжения для указанных гаджетов имеют очень широкий диапазон.
Например смартфонам нужно всего 5 В, ноутбукам 18, некоторым даже 24 В.
Аккумулятор, изготовленный автором, рассчитан на выходное напряжение в 14,8 В.
Следовательно, необходим преобразователь, способный как повышать, так и понижать начальное напряжение.

Обратите внимание, некоторые номиналы указанных на схеме компонентов, отличаются от установленных на плате.

Это конденсаторы.

На схеме указаны эталонные номиналы, а плату автор делал для решения своих задач.
Во-первых, интересовала компактность.

Во-вторых, авторский преобразователь питания позволяет спокойно создать выходной ток в 3 Ампера.

AKA KASYAN большего и не надо.

Связано это с тем, что емкость примененных накопительных конденсаторов небольшая, но схема способна выдать выходной ток до 5 А.

Поэтому схема является универсальной. Параметры зависят от емкости конденсаторов, параметров дросселя, диодного выпрямителя и характеристик полевого ключа.

Замолвим пару слов о схеме. Она представляет собой однотактный преобразователь на базе шим-контроллера UC3843.

Поскольку напряжение от аккумулятора немного больше штатного питания микросхемы, в схему был добавлен 12В стабилизатор 7812 для питания шим-контроллера.

В приведенной схеме данный стабилизатор указан не был.
Сборка. Про перемычки, установленные с монтажной стороны платы.

Этих перемычек четыре, и две из них являются силовыми. Их диаметр должен быть не менее миллиметра!
Трансформатор, вернее дроссель, намотан на желтом кольце из порошкового железа.

Такие колечки можно найти в выходных фильтрах компьютерных блоков питания.
Размеры примененного сердечника.
Внешний диаметр 23,29мм.

Внутренний диаметр 13,59мм.

Толщина 10,33мм.

Скорее всего, толщина намотки изоляции 0,3мм.
Дроссель состоит из двух равноценных обмоток.

Обе обмотки наматываются медной проволокой диаметром 1,2 мм.
Автор рекомендует применять проволоку диаметром немного больше, 1,5-2,0 мм.

Витков в обмотке десять, оба провода наматываются разом, в одном направлении.

Перед установкой дросселя перемычки заклеиваем капроновым скотчем.

Работоспособность схемы заключается в правильной установке дросселя.

Необходимо правильно припаять выводы обмоток.

Просто установите дроссель, как это показано на фото.

Силовой N-канальный полевой транзистор, подойдет практически любой низковольтный.

Ток транзистора не ниже 30А.

Автор использовал транзистор IRFZ44N.

Выходной выпрямитель – это сдвоенный диод YG805C в корпусе TO220.

Важно использовать диоды Шоттки, так как они дают минимальную просадку напряжения (0,3В против 0,7) на переходе, это влияет на потери и нагрев. Их также легко найти в пресловутых компьютерных блоках питания.

В блоках они стоят в выходном выпрямителе.

В одном корпусе – два диода, которые в схеме у автора запараллелены для увеличения проходящего тока.
Преобразователь стабилизирован, имеется обратная связь.

Выходное напряжение задает резистор R3

Его можно заменить на выносной переменный резистор для удобства работы.

Преобразователь также снабжен защитой от короткого замыкания. В качестве датчика тока применен резистор R10.

Это низкоомный шунт, и чем выше его сопротивление тем меньше ток срабатывания защиты. Установлен SMD вариант, на стороне дорожек.

Если защита от КЗ не нужна, то этот узел просто исключаем.

Еще защита. На входе схемы стоит предохранитель на 10А.

Кстати, в плате контроля аккумулятора уже установлена защита от КЗ.

Конденсаторы, применяемые в схеме крайне желательно брать с низким внутренним сопротивлением.

Стабилизатор, полевой транзистор и диодный выпрямитель крепятся к алюминиевому радиатору в виде согнутой пластины.

Обязательно изолируем подложки транзистора и стабилизатора от радиатора при помощи пластиковых втулок и теплопроводящих изолирующих прокладок. Не забываем и про термопасту. А установленный в схеме диод уже имеет изолированный корпус.

Благодаря ШИМ-управлению, КПД у преобразователя весьма высокий кпд.
Например, ток холостого хода, в зависимости от питающего напряжения, находится в пределах 20мА – 40мА.

Приступим к испытаниям.
Для начала проверим диапазоны выходных напряжений.
Подадим на вход 12 В. Выходное напряжение достигает двадцати пяти. Выше поднимать нельзя, выходные конденсаторы на 25 В.

Минимальное выходное напряжение составляет 4,85 В. Следовательно, можно заряжать все USB гаджеты.

Стабилизация работает отлично! Увеличив входное напряжение до 22,2 В, выходное находится точно в установленных пределах.

При компактных размерах стабилизатор дает выходной ток 2,5 – 3 А практически без просадки выходного напряжения.

Важно усилить припоем широкие силовые дорожки печатной платы. Ибо там протекают большие токи.

Большое спасибо AKA KASYAN за проделанный труд!

Ссылки на комплектующие находятся в описании к оригиналу видео.
Ссылка на оригинальное видео – под текстом кнопка “источник”.
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Мощный DC-DC преобразователь

Сегодня рассмотрим очередной DC-DC преобразователь напряжения который позволит заряжать или питать ноутбук от автомобильной бортовой сети 12 вольт. Схем похожих преобразователей в сети очень много, мы рассмотрим на мой взгляд один из лучших вариантов. Ещё инверторы такого планы часто применяются для питания мощных светодиодов от пониженного источника поэтому некоторые образцы имеют функцию ограничения тока.

Зачем делать то, что можно купить, ещё и за несколько долларов, такие вопросы задают многие люди…, отвечу просто, во-первых, собрать своими руками гораздо быстрее, чем ждать пару месяцев посылку из Китая и, во-вторых ничто не сравнится с той радостью, которую приносит работа конструкции которою ты создал собственными руками. Плюс ко всему наша конструкция будет надёжная.

Давайте рассмотрим схему и принцип её работы.

Это однотактный, повышающий стабилизатор напряжения с защитой от коротких замыканий, в просто народи — Бустер. Принцип работы схож с обратно — ходовым преобразователем, но у последнего дроссель состоит минимум из двух обмоток и между ними имеется гальваническая развязка.

Основой схемы является популярнейший однотактный ШИМ-контроллер из семейства UC38, в данном случае это UC3843. На вход схемы подаем напряжение, скажем 12 Вольт, а на выходе получаем 19, которые необходимо для зарядки почти любого ноутбука.

Вообще диапазон входных и выходных напряжений для этой схемы довольно широк, вращением подстроечного многооборотного резистора R8 с лёгкостью можно получить иные напряжения на выходе. Я выставил чуть меньше 18, так как данный преобразователь мне нужен для иных целей.

Микросхема генерирует прямоугольные импульсы с частотой около 120-125 килогерц, этот сигнал поступает на затвор ключа и тот срабатывает. Когда открыт транзистор в дросселе накапливается некоторая энергия, после закрытия ключа дроссель отдаёт накопленную энергию, это явление называют самоиндукцией, которая свойственна индуктивным нагрузкам.

Важно заметить, что напряжение самоиндукции может быть в разы, а то и в десятки раз больше напряжения питания, всё зависит от индуктивности конкретного дросселя. На выходе схемы установлен однополупериодный выпрямитель для выпрямления всплесков самоиндукции в постоянный ток , который накапливается в выходных конденсаторах.

Питание нагрузки осуществляется запасенной в конденсаторах энергией, такой инвертор очень экономичен благодаря ШИМ управлению, потребление холостого хода всего 15-20 миллиампер.

Используя осциллограф мы можем увидеть, как меняется скважность импульсов на затворе полевого транзистора в зависимости от выходной нагрузки, чем больше выходная мощность, тем больше длиться рабочий цикл транзистора, то есть в дроссель поступает больше энергии, а следовательно больше и энергия самоиндукции.

Теперь о конструкции… Микросхема — ШИМ установлена на панельку для без паечного монтажа, если собираетесь использовать такой преобразователь в автомобиле, то советую микросхему запаять непосредственно на плату, так как в машине всегда есть вибрация.

Полевой транзистор… Тут большой выбор, использовать можно ключи с током от 20 ампер напряжением не менее 50 вольт. Я просто воткнул мой любимый IRFZ44, которого с головой хватит.

Кстати о мощности…, В принципе схема может отдать 150 вт без проблем, но естественно для этого нужен более мощный транзистор скажем irf3205 и соответствующий дроссель, в моём варианте схема будет под нагрузкой не более 50 Ватт, хотя с таким раскладом компонентов 100 Ватт снять можно.

Далее по счёту идёт накопительный дроссель, его индуктивность 40 мкГн, ничего не мотал, просто взял один из дросселей выходного фильтра компьютерного блока питания. Диаметр провода 0,9 мм. Количество витков 25. В принципе он особо не критичен, индуктивность может отличаться, размеры кольца и количество витков тоже.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Выходной выпрямитель — это сдвоенный Диод шоттки, подойдут сборки с током от 10 ампер с обратным напряжением не менее 40-45 Вольт.
Схема имеет защиту от коротких замыканий, она построена на базе датчика тока в лице низкоомного резистора подключённого в цепь истока полевого ключа, в моём случае это 2-х ваттный резистор сопротивлением 0,1 Ом.После окончательной сборки транзистор и выпрямитель устанавливают на общий теплоотвод не забываем и про изоляцию между ними. Печатная плата довольно компактная, монтаж плотный.

Печатную плату в формате lay. можно скачать здесь.

Автор; АКА Касьян.

Dc-dc преобразователь своими руками. простая схема

Устройствами с батарейным питанием сейчас уже никого не удивишь, всевозможных игрушек и гаджетов питающихся от аккумулятора или батарейки найдется с десяток в каждом доме. Между тем, мало кто задумывался над количеством разнообразных преобразователей, которые используются для получения необходимых напряжений или токов от стандартных батарей. Эти самые преобразователи делятся на несколько десятков различных групп, каждая со своими особенностями, однако в данный момент времени мы говорим про понижающие и повышающие преобразователи напряжения, которые чаще всего называются AC/DC и DC/DC преобразователями. В большинстве случаев для построения таких конвертеров используются специализированные микросхемы, позволяющие с минимальным количеством обвязки построить преобразователь определенной топологии, благо микросхем питания на рынке сейчас великое множество.

Рассматривать особенности применения данных микросхем можно бесконечно долго, особенно с учетом целой библиотеки даташитов и аппноутов от производителей, а также бесчисленного числа условно-рекламных обзоров от представителей конкурирующих фирм, каждая из которых старается представить свой продукт наиболее качественным и универсальным.

В этот раз мы будем использовать дискретные элементы, на которых соберем несколько простейших повышающих DC/DC преобразователей, служащих для того, чтобы запитать небольшое маломощное устройство, к примеру, светодиод, от 1 батарейки с напряжением 1,5 вольт.

Данные преобразователи напряжения можно смело считать проектом выходного дня и рекомендовать для сборки тем, кто делает свои первые шаги в удивительный мир электроники.

Итак, схема первая:
Схема простого DC/DC
преобразователя №1

На данной схеме представлен релаксационный автогенератор, представляющий собой блокинг-генератор со встречным включением обмоток трансформатора.

Принцип работы данного преобразователя следующий: при включении , ток протекающий через одну из обмоток трансформатора и эмиттерный переход транзистора – открывает его, в результате чего он открывается и больший ток начинает течь через вторую обмотку трансформатора и открытый транзистор.

В результате в обмотке, подключенной к базе транзистора наводится ЭДС, запирающая транзистор и ток через него обрывается. В этот момент энергия, запасенная в магнитном поле трансформатора, в результате явления самоиндукции, высвобождается и через светодиод начинает протекать ток, заставляющий его светиться. Затем процесс повторяется.

Компоненты, из которых можно собрать этот простой повышающий преобразователь напряжения, могут быть совершенно различными. Схема, собранная без ошибок, с огромной долей вероятности будет корректно работать.

Мы пробовали использовать даже транзистор МП37Б – преобразователь отлично функционирует! Самым сложным является изготовление трансформатора – его надо намотать сдвоенным проводом на ферритовом колечке, при этом количество витков не играет особой роли и находится в диапазоне от 15 до 30.

Меньше – не всегда работает, больше – не имеет смысла. Феррит — любой, брать N87 от Epcos не имеет особого смысла, также как и разыскивать M6000НН отечественного производства.

Токи в цепи протекают мизерные, поэтому размер колечка может быть очень небольшим, внешнего диаметра в 10 мм будет более чем достаточно. Резистор сопротивлением около 1 килоома (никакой разницы между резисторами номиналом в 750 Ом и 1,5 КОм обнаружено не было).

Транзистор желательно выбрать с минимальным напряжением насыщения, чем оно меньше – тем более разряженную батарейку можно использовать. Экспериментально были проверены: МП 37Б, BC337, 2N3904, MPSh20. Светодиод – любой имеющийся, с оговоркой, что мощный многокристальный будет светиться не в полную силу.

Собранное устройство выглядит следующим образом:

Размер платы 15 х 30 мм, и может быть уменьшен до менее чем 1 квадратного сантиметра при использовании SMD-компонентов и достаточно маленького трансформатора. Без нагрузки данная схема не работает.

Вторая схема — это типовой степ-ап преобразователь, выполненный на двух транзисторах. Плюсом данной схемы является то, что при её изготовлении не надо мотать трансформатор, а достаточно взять готовый дроссель, но она содержит больше деталей, чем предыдущая.

Схема простого DC/DC преобразователя №2

Принцип работы сводится к тому, что ток через дроссель периодически прерывается транзистором VT2, а энергия самоиндукции направляется через диод в конденсатор C1 и отдается в нагрузку. Опять же, схема работоспособна с совершенно различными компонентами и номиналами элементов.

Транзистор VT1 может быть BC556 или BC327, а VT2 BC546 или BC337, диод VD1 – любой диод Шоттки, например, 1N5818. Конденсатор C1 – любого типа, емкостью от 1 до 33 мкФ, больше не имеет смысла, тем более, что можно и вовсе обойтись без него.

Резисторы – мощностью 0,125 или 0,25 Вт (хотя можно поставить и мощные проволочные, ватт эдак на 10, но это скорее расточительство чем необходимость) следующих номиналов: R1 — 750 Ом, R2 — 220 КОм, R3 – 100 КОм.

При этом, все номиналы резисторов могут быть совершенно свободно заменены на имеющие в наличии в пределах 10-15% от указанных, на работоспособности правильно собранной схемы это не сказывается, однако влияет на минимальное напряжение, при котором может работать наш преобразователь.

Самая важная деталь — дроссель L1, его номинал также может отличаться от 100 до 470 мкГн (экспериментально проверены номиналы до 1 мГн – схема работает стабильно ), а ток на который он должен быть рассчитан не превышает 100 мА. Светодиод – любой, опять же с учетом того, что выходная мощность схемы весьма невелика.Правильно собранное устройство сразу же начинает работать и не нуждается в настройке.

Напряжение на выходе можно стабилизировать, установив стабилитрон необходимого номинала параллельно конденсатору C1, однако следует помнить, что при подключении потребителя напряжение может проседать и становиться недостаточным.

ВНИМАНИЕ! Без нагрузки данная схема может вырабатывать напряжение в десятки или даже сотни вольт! В случае использования без стабилизируещего элемента на выходе, конденсатор C1 окажется заряжен до максимального напряжения, что в случае последующего подключения нагрузки может привести к её выходу из строя!

Преобразователь также выполнен на плате размером 30 х 15 мм, что позволяет прикрепить его на батарейный отсек типа размера AA. Разводка печатной платы выглядит следующим образом:
Обе простые схемы повышающих преобразователей можно сделать своими руками и с успехом применять в походных условиях, например в фонаре или светильнике для освещения палатки, а также в различных электронных самоделках, для которых критично использование минимального количества элементов питания.

Источник: https://oao-sozvezdie.ru/6-stati/45-prostye_povyshayuchshie_preobrazovateli_dlya_batareynogo_pitaniya/

Мощный DC-DC преобразователь

Давайте рассмотрим схему и принцип её работы.

Питание нагрузки осуществляется запасенной в конденсаторах энергией, такой инвертор очень экономичен благодаря ШИМ управлению, потребление холостого хода всего 15-20 миллиампер.
Используя осциллограф мы можем увидеть, как меняется скважность импульсов на затворе полевого транзистора в зависимости от выходной нагрузки, чем больше выходная мощность, тем больше длиться рабочий цикл транзистора, то есть в дроссель поступает больше энергии, а следовательно больше и энергия самоиндукции.
Теперь о конструкции… Микросхема — ШИМ установлена на панельку для без паечного монтажа, если собираетесь использовать такой преобразователь в автомобиле, то советую микросхему запаять непосредственно на плату, так как в машине всегда есть вибрация.

Выходной выпрямитель — это сдвоенный Диод шоттки, подойдут сборки с током от 10 ампер с обратным напряжением не менее 40-45 Вольт.

Схема имеет защиту от коротких замыканий, она построена на базе датчика тока в лице низкоомного резистора подключённого в цепь истока полевого ключа, в моём случае это 2-х ваттный резистор сопротивлением 0,1 Ом.

После окончательной сборки транзистор и выпрямитель устанавливают на общий теплоотвод не забываем и про изоляцию между ними. Печатная плата довольно компактная, монтаж плотный.

Печатную плату в формате lay. можно скачать здесь.

Автор; АКА Касьян.

Источник: https://xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai/moshhnyj-dc-dc-preobrazovatel-svoimi-rukami/

Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2

Магазины Китая
GEARBEST.COM
Блоки питания
Зарядные устройства

Наверное многие помнят мою эпопею с самодельным лабораторным блоком питания. Но меня неоднократно спрашивали что нибудь похожее, только попроще и подешевле. В этом обзоре я решил показать альтернативный вариант простого регулируемого блока питания. Заходите, надеюсь, что будет интересно. Я долго откладывал этот обзор, то времени не было, что настроения, но вот дошли у меня руки и до него.

Данный блок питания имеет несколько другие характеристики чем предыдущий.

Основой блока питания будет плата DC-DC понижающего преобразователя с цифровым управлением. Но всему свое время, а сейчас собственно немного стандартных фотографий. Пришла платка в небольшой коробочке, ненамного больше пачки сигарет. Внутри, в двух пакетиках (пупырчатом и антистатическом) была собственно героиня данного обзора, плата преобразователя. Плата имеет довольно простую конструкцию, силовая часть и небольшая плата с процессором (данная плата похожа на плату из другого, менее мощного преобразователя), кнопками управления и индикатором. Характеристики данной платы Входное напряжение — 6-32 Вольта Выходное напряжение — 0-30 Вольт Выходной ток — 0-8 Ампер Минимальная дискретность установкиотображения напряжения — 0.01 Вольта Минимальная дискретность установкиотображения тока — 0.001 Ампера Так же данная плата умеет измерять емкость, которая отдана в нагрузку и мощность. Частота преобразования, указанная в инструкции — 150КГц, по даташиту контроллера — 300КГц, измеренная — около 270КГц, что заметно ближе к параметру указанному в даташите. На основной плате размещены силовые элементы, ШИМ контроллер, силовой диод и дроссель, конденсаторы фильтра (470мкФ х 50 Вольт), ШИМ контроллер питания логики и операционных усилителей, операционные усилители, токовый шунт, а так же входные и выходные клеммники. Сзади ничего практически и нет, только несколько силовых дорожек. На дополнительной плате установлен процессор, микросхемы логики, стабилизатор 3.3 Вольта для питания платы, индикатор и кнопки управления.

Процессор — 8s003f3p6

Логика — 2 штуки 74hc595d Стабилизатор питания — 1117-3.3

На силовой плате установлены операционные усилители mcp6002i 2 штуки (такие же операционники стоит и в ZXY60xx)

ШИМ контроллер питания самой платы xl1509 adj

В описании на плату указано максимальное входное напряжение 32 Вольта, предельное для контроллера — 35 Вольт. В более мощных преобразователях применяют слаботочный контроллер, управляющий мощным полевым транзистором, здесь все это делает один мощный ШИМ контроллер. Приношу извинения за фотографии, никак не получалось добиться хорошего качества.

Силовая диодная сборка mbr1060

При осмотре платы увидел восстановленную дорожку, не думаю, что это страшно. Но говорит о том, что изготовитель как минимум включает платы для проверки. При первом включении плата отображает установленное по умолчанию напряжение 5 Вольт. А так же ток, 1 Ампер. Эти установки можно изменять. Для этого в этом режиме надо выставить необходимый ток, нажать SET, на индикаторе отобразятся четыре прочерка, потом повторить операцию для напряжения. после включения плата будет запускаться с этими установками. Так же можно настроить автоматическое включение выхода и автоматический попеременный режим отображения токанапряжения. Выходное напряжение устанавливается довольно точно… С током картина несколько хуже, но не думаю, что это так критично. При повышении напряжения погрешность растет. А вот точность установки тока практически неизменна. В качестве проверки подключил автомобильную лампу, выставил 13.5 Вольт В описании платы сказано, что при токе нагрузки до 6 Ампер достаточно естественного охлаждения, при токах более 6 Ампер уже необходимо применять активное охлаждение. Я проверил нагрев при токе 6 Ампер и напряжении на нагрузке около 12 Вольт. После 20 минутного прогрева температуры были такие — ШИМ контроллер — 82 градуса. Выходная диодная сборка — 72 градуса Силовой дроссель — 60 градусов. В принципе, вполне верится в 6 Ампер с пассивным охлаждением, но плата тестировалась на столе, при установке в корпусе лучше применять либо активное охлаждение, либо ограничивать ток хотя бы на уровне 5 Ампер. Плавно мы перешли к практической части обзора 🙂

Собственно применение данной платы

На базе этой платы я решил сделать небольшой вспомогательный блок питания, а так же была мысль использовать его как зарядное устройство. Более мощный лабораторный блок питания у меня обычно стоит на столе и довольно часто используется. А так как процесс зарядки может занимать длительное время, то и было решено изготовить еще один, но попроще. Сначала я откопал дома плату от одного из компьютерных блоков питания, она уже успела послужить донором, но чудом избежала полной распайки. Видно, что части компонентов уже нет.

Дальше берем в руки паяльник, выпаиваем все лишнее и впаиваем на место недостающее. На фото выпаяна часть компонентов, после того как было сделано фото, я выпаял еще некоторые детали, но это были уже мелочи. Описания переделки приводить не буду по двум причинам. 1. Описаний такой переделки в интернете очень много. 2. Блоки питания хоть и собраны в основном на похожей элементной базе, но могут иметь отличия, потому лучше разбираться с каждым в отдельности. А еще лучше просто купить БП на 24 или лучше 27 Вольт, соответствующей мощности и не заморачиваться с переделками. 🙂 После выпаивания ненужных компонентов я взял в руки маникюрные ножницы и отрезал кусок платы, предварительно очертив кусок, где нет используемых дорожек. Так же пришлось сходить на радиорынок и купить то, чего у меня дома не было. В общем блок питания я переделал. Переделка заключалась в удалении элементов, которые отвечают за работу узлов выдающих сигналы Power good, выпрямителей и фильтров 12, 5 и 3.3 Вольта, ну и тому подобных. Трансформатор перематывать было лень, потому к выходной диодной сборке добавились еще две, образуя диодный мост. Я добавил две сборки потому, что сборки с общим анодом у меня в наличии нет, и каждая сборка работает как просто одиночный диод. Настроил 27.5 Вольт на выходе, больше мне не надо было, да и БП и плата будут работать в безопасном режиме. Первая проверка после переделки. Так выглядит плата после всех моих манипуляций. Из своих домашних запасов выбрал подходящий корпус для будущего блока питания. Примерил всю начинку внутри, собственно теперь стало понятно, зачем я делал вырез в печатной плате блока питания. 🙂 Дальше пошел процесс установки всего этого в корпус. Прикинул как лучше и удобнее будет разместить элементы управления и индикации на передней панели и вырезал отверстия под светофильтр и кнопку. После этого немного обработал грани небольшим канцелярским ножом. Примерил как это будет выглядеть, под клеммники пришлось сделать отверстия немного овальными, так как на клеммниках есть выступы, защищающие от прокручивания. Начинает что-то вырисовываться. Разметил и просверлил отверстия под кнопки, светодиоды, установил плату управления. Спереди вроде красиво даже вышло 🙂 А вот сзади лучше не смотреть. Прошу не пугаться. Кнопки на плате преобразователя установлены слишком близко друг к другу, потому вырезал небольшой кусочек текстолита, прорезал ножовкой медь, просверлил отверстия под кнопки. После всех манипуляций приклеил все термоклеем. Так же пришлось вынести светодиоды за пределы светофильтра и немного изменить их расположение. Я сделал так же, как сделано у меня на основном блоке, что бы не путаться. Вот и все собрано в кучку. Сейчас, набирая текст, думаю, как то все быстро получается. Когда паял, сверлил, пилил, мне так не казалось. В процессе я допустил ошибку, ниже в х подсказали. Между диодным мостом и конденсатором фильтра должен быть дроссель, это важная часть БП. Дроссель можно использовать от старого БП, тот, который большой с кучей обмоток. Я смотал все обмотки кроме 12 Вольт. Сзади установлен разъем питания и вентилятор. На всякий случай я закрыл вентилятор решеткой. Вентилятор размером 50х15мм, довольно мощный, но очень шумный, надо будет допилить к нему термоконтроль, пока он запитан постоянно от КРЕН8В (15 Вольт, боялся, что будет мало). Осталось свинтить корпус и можно сказать, что все готово. В комплекте к корпусу даже были ножки и шурупы (это через лет 7 и переезд с одной квартиры на другую). Первое включение в уже полностью собранном состоянии, оно работает :))). Ну и небольшая проверка, напряжение 12 Вольт Ток более 7 Ампер. Остались косметические мелочи. Сделать регулировку оборотов вентилятор в зависимости от температуры. Оформить переднюю панель, а то хоть все и интуитивно понятно, но создает ощущение незавершенности. Описания на используемые компоненты, а так же инструкцию, я выложил в виде архива. В инструкции, найденной мною в интернете, описан вход в сервисный режим, где можно изменить некоторые параметры. Для входа в сервисный режим надо подать питания при нажатой кнопке ОК, на экране будут последовательно переключаться цифры 0-2, что бы переключить настройку, надо отпустить кнопку во время отображения соответствующей цифры. 0 — Включение автоматической подачи напряжения на выход при подаче питания на плату. 1 — Включение расширенного режима, отображающего не только ток и напряжение, а и емкость, отданную в нагрузку и выходную мощность. 2 — Автоматический перебор отображения измерений на экране или ручной. Так же в инструкции есть и пример запоминания настроек, так как у платы можно настроить лимит по установке тока и напряжения и есть память установок, но в эти дебри я уже не лез. Так же я не трогал контактны для разъема UART, находящиеся на плате, так как даже если там что-то и есть, то программы для этой платы я все равно не нашел. Резюме.

Плюсы.

1. Довольно богатые возможности — установка и измерение тока и напряжения, измерение емкости и мощности, а так же наличие режима автоматической подачи напряжения на выход. 2. Диапазон выходного напряжения и тока вполне достаточен для большинства любительских применений. 3. Качество изготовления не то что бы хорошее, но без явных огрехов. 4. Компоненты установлены с запасом, ШИМ на 12 Ампер при 8 заявленных, конденсаторы на 50 Вольт по входу и выходу, при заявленных 32 Вольта.

Минусы

1. Очень неудобно сделан экран, он может отображать только 1 параметр, например — 0.000 — Ток 00.00 — Напряжение Р00.0 — Мощность С00.0 — Емкость. В случае последних двух параметров точка плавающая. 2. Исходя из первого пункта, довольно неудобное управление, валкодер бы очень не помешал. Мое мнение. Вполне достойная плата для построения простенького регулируемого блока питания, но блок питания лучше и проще использовать какой нибудь готовый. Данная плата, для тестирования и обзора, была мне бесплатно предоставлена магазином gearbest. Это мой пятидесятый обзор, почти юбилейный (когда только столько набралось), надеюсь, что он будет полезен и интересен, пишите в х свои вопросы, попробую ответить.

Купон на скидку

По моей просьбе магазин предоставил купон на скидку, с ним цена на плату будет 20.93, купон — B3008DH Разница конечно маленькая, но хоть что-то.

Вместо котика

Я давно не выкладывал разные интересные рекламы. Это не реклама инструмента, но она мне просто нравится и даже немного подходит под тему обзора.

Планирую купить +164 Добавить в избранное Обзор понравился +123 +268

Источник: https://mysku.ru/blog/china-stores/28494.html

Схема dc-dc преобразователя

На главную страницу

Это DC-DC преобразователь напряжения с 5-13 В на входе, до 12 В выходного постоянного тока 1,5 А. Преобразователь получает меньшее напряжение и дает более высокое на выходе, чтобы использовать там где есть напряжение меньшее требуемых 12 вольт. Часто он используется для увеличения напряжения имеющихся батареек. Это по сути интегральный DC-DC конвертер. Для примера: есть литий-ионный аккумулятор 3,7 В, и его напряжение с помощью данной схемы можно изменить, чтобы обеспечить необходимые 12 В на 1,5 А.

Схема DC-DC преобразователя на MC34063A

Преобразователь легко построить самостоятельно. Основным компонентом является микросхема MC34063, которая состоит из источника опорного напряжения (температурно-компенсированного), компаратора, генератора с активным контуром ограничения пикового тока, вентиля (элемент «И»), триггера и мощного выходного ключа с драйвером и требуется только несколько дополнительных электронных компонентов в обвязку для того чтобы он был готов. Эта серия микросхем была специально разработана, чтобы включены их в состав различных преобразователей.

Достоинства микросхемы MC34063A

Работа от 3 до 40 В входа
Низкий ток в режиме ожидания
Ограничение тока
Выходной ток до 1,5 A
Выходное напряжение регулируемое
Работа в диапазоне частот до 100 кГц
Точность 2%

Описание радиоэлементов

R — Все резисторы 0,25 Вт.
T — TIP31-NPN силовой транзистор. Весь выходной ток проходит через него.
L1 — 100 мкГн ферритовые катушки. Если придётся делать самостоятельно, нужно приобрести тороидальные ферритовые кольца наружным диаметром 20 мм и внутренним диаметром 10 мм, тоже 10 мм высотой и проволоку 1 — 1,5 мм толщиной на 0,5 метра, и сделать 5 витков на равных расстояниях. Размеры ферритового кольца не слишком критичны. Разница в несколько (1-3 мм) приемлема.
D — диод Шоттки должен быть использован обязательно
TR — многовитковый переменный резистор, который используется здесь для точной настройки выходного напряжения 12 В.
C — C1 и C3 полярные конденсаторы, поэтому обратите внимание на это при размещении их на печатной плате.

Список деталей для сборки

Резисторы: R1 = 0.22 ом x1, R2 = 180 ом x1, R3 = 1,5 K x1, R4 = 12K x1
Регулятор: TR1 = 1 кОм, многооборотный
Транзистор: T1 = TIP31A или TIP31C
Дроссель: L1 = 100 мкГн на ферритовом кольце
Диод: D1 — шоттки 1N5821 (21V — 3A), 1N5822 (28V — 3A) или MBR340 (40В — 3A)
Конденсаторы: C1 = 100 мкФ / 25V, C2 = 0.001 мкФ , C3 = 2200 мкФ / 25V
Микросхема: MC34063
Печатная плата 55 x 40 мм

Заметим, что необходимо установить небольшой алюминиевый радиатор на транзистор T1 — TIP31, в противном случае этот транзистор может быть поврежден из-за повышенного нагрева, особенно на больших токах нагрузки. Даташит и рисунок печатной платы прилагается. Схемы блоков питания

Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые 1
Дмитрий (22.02.2016 17:47)
а такая микросхема подойдет mc34063ag

2
MAESTRO (22.02.2016 17:59)

Да, пойдёт.

3
Дмитрий (23.02.2016 15:22)

резистор на 0.22 ом,можно заменить на какой нибудь другой? если да то на какой?

4
MAESTRO (23.02.2016 15:43)

Можно из нескольких по 1 Ому паралллельно составить его.

5
Дмитрий (25.03.2016 07:53)

Прошу помощи или совета: собрал микросхему все работает,выдает 12в, подключаю лампочку на 12в горит, замечательно! Но как только я подсоединяю усилитель НЧ С РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ 6-18в (ток потребления 60-150 mA )начинает что то пищать, ну пусть бы пищало, только этот писк передается в динамики.да и еще заметил если прибавить звука побольше писк пропадает и в динамиках и в схеме. Не подскажешь в чем может быть проблема или может посоветуешь что нибудь?

6
воин2010 (07.04.2016 17:38)
либо конденсатор плохой , либо нужно повысить рассеивающую мощность резисторов , начни с кондюков , их всего 3 , легче и быстрей проверишь. 7
воин2010 (10.04.2016 16:00)
вопросик ,собрал схему но выдаёт макс 1.7 вольт , где совершил ошибку подскажите

Снижение расхода топлива в авто
Ремонт зарядного 6-12 В
Солнечная министанция
Самодельный ламповый
Фонарики Police
Генератор ВЧ и НЧ

© 2009-2020, «Электронные схемы самодельных устройств». Электросхемы для самостоятельной сборки радиоэлектронных приборов и конструкций. Полезная информация для начинающих радиолюбителей и профессионалов. Все права защищены.

Вход
Почта
Мобильная версия

Источник: https://elwo.ru/publ/skhemy_blokov_pitanija/skhema_dc_dc_preobrazovatelja/7-1-0-779

Повышающий DC-DC преобразователь на MC34063 (из 5В в 12В)

Повышающие DC-DC преобразователи находят широкое применение в электронике. Они могут применяться как отдельные модули питания конкретных объектов, так и могут входить в часть электрической схемы.

Например, можно поднять напряжение пятивольтного аккумулятора и питать от него через повышающий преобразователь нагрузку напряжением 12В (усилитель, лампу, реле и т.д.).

Еще пример, в некоторых охранно-пожарных сигнализациях на линиях контроля около 30В постоянного тока, а сам блок контроля и управления работает от 12В, поэтому в последние внедряют повышающие преобразователи и они являются частью схемы блоков контроля и управления.

Микросхема МС34063 представляет собой импульсный конвертор, поэтому она обладает высокой эффективностью (КПД) и имеет три схемы включения (инверторную, повышающую и понижающую). В этой статье будет описан исключительно повышающий (Step Up) вариант.

МС34063 выполняется в корпусах DIP-8 и SO-8. Расположение выводов показано ниже.

Основные технические параметры MC34063.
Входное напряжение ………. от 3 до 40 Вольт

Выходное напряжение ………. от 1.25 до 38 Вольт

Максимальный ток на выходе ………. 1.5 Ампер

Максимальная частота ………. 100кГц

Максимальный ток на выходе это пиковый ток на внутреннем транзисторе и он значительно больше тока нагрузки, поэтому не стоит надеяться, что преобразователь будет держать 1.5A на выходе. Ниже представлен калькулятор, который позволит правильно посчитать ток.

Другую интересующую информацию по параметрам и внутреннему устройству микросхемы можно найти в Datasheet.
Схема повышающего DC-DC преобразователя на MC34063.

Опишу работу простыми словами. В микросхеме MC34063 есть генератор, генерирующий импульсы с определенной частотой. Генератор, взаимодействуя с другими узлами, управляет выходным транзистором, коллектор которого соединен с выводом 1, а эмиттер с выводом 2.

Когда выходной транзистор открыт, дроссель L1 заряжается входным напряжением через резистор R3.

После закрытия выходного транзистора, дроссель отключается от земли и в этот момент происходит его разряд (самоиндукция). Энергия дросселя уже с противоположной полярностью и большая по силе поступает на диод VD1. После выпрямления напряжения диодом, оно поступает на выход схемы, накапливаясь в конденсаторе C3. Помимо накопления, данный конденсатор сглаживает пульсации.

Схема конвертирует напряжение постоянного тока с 5В до 12В. Чуть ниже пойдёт речь об изменении номиналов элементов под нужные напряжения.

Резисторами R1 и R2 задается напряжение на выходе. Резистор R3 ограничивает выходной ток до минимума, при превышении определенной мощности.

Конденсатор C2 задает частоту преобразования.
Элементы.

Все резисторы мощностью 0.25Вт кроме R3 (0.5-1 Ватт).

В качестве L1 я взял готовый дроссель на 470мкГн, намотанный медным эмалевым проводом на гантель из феррита и отмотал три слоя, уменьшив тем самым индуктивность до 75мкГн (индуктивность больше расчетной допускается, а меньше нельзя).

Дроссель должен выдерживать пиковый выходной ток (в моем случае 1.5А).

Также можно взять кольцо из порошкового железа (жёлтого цвета) наружным диаметром 18мм, внутренним 8мм, толщиной 8мм и намотать медным проводом (диаметром 0.6мм и более) 30-40 витков (при 30 витках индуктивность получилась 55мкГн). Кольцо можно взять больше моего, но меньше не рекомендую.

Диод VD1- Шоттки, либо быстродействующий (типа SF, UF, MUR, HER и т.д.) на ток не менее 1А и обратное напряжение в два раза больше выходного (в моем случае 40В).

У микросхемы МС34063 есть отечественный аналог КР1156ЕУ5, они полностью взаимозаменяемы.

Расчет преобразователя на MC34063 под другое напряжение и ток.

Расчет займет не более одной минуты. Для этого необходимо воспользоваться On-line калькулятором расчета параметров МС34063. Помимо номиналов программа высчитает пиковый выходной ток, и в случае его превышения выдаст сообщение.

Калькулятор считает минимальную индуктивность, поэтому ее можно брать с положительным запасом (произойдут незначительные изменения лишь в КПД).
Пару слов…
Расчетная частота (50кГц в моем случае) является минимальной и может значительно отличаться и изменяться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки.
При выходном токе 200мА происходит достаточно сильный нагрев микросхемы MC34063, и работать в таком режиме долгое время возможно не сможет.
Рекомендую использовать MC34063 в тех случаях, когда нужно питать слаботочную часть схемы или отдельную нагрузку током до 150-250мА, а для нагрузки 3-5А предлагаю обратить внимание на повышающие DC-DC преобразователи, построенные на базе UC3843 и UC3845.
Печатная плата повышающего преобразователя на MC34063 (из 5В в 12В) СКАЧАТЬ
Datasheet на MC34063 СКАЧАТЬ

Источник: http://audio-cxem.ru/shemyi/istochniki-pitaniya/povyishayushhiy-dc-dc-preobrazovatel-na-mc34063-iz-5v-v-12v.html

Простейший повышающий DC-DC преобразователь

Рубрики:
Своими руками

Yuriy

Здравствуйте, дорогие друзья. Сегодня я хочу поделиться с вами еще одной, гениальной в своей простоте, схемой повышающего DC-DC преобразователя (о первой схеме я писал в статье Простейшая схема питания светодиода от батарейки АА или ААА). Основываясь на этой схеме, я собрал два устройства. Первое устройство я обозвал «Модуль Чаплыгина«. Изображение этого модуля вы видите выше. Второе устройство представляет собой имитацию батареи «Крона«.

Автором приведенной ниже схемы (в несколько измененном виде) является А. Чаплыгин. Смотрите: А. Чаплыгин «ПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ», журнал «Радио» №11 2001г.

Двухтактный генератор импульсов, в котором за счет пропорционального токового управления транзисторами существенно уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя, собран на транзисторах VT1 и VT2 (КТ837К). Ток положительной обратной связи протекает через обмотки III и IV трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную к конденсатору С2. Роль диодов, выпрямляющих выходное напряжение, выполняют эмиттерные переходы транзисторов. Особенностью генератора является срыв колебаний при отсутствии нагрузки, что автоматически решает проблему управления питанием. Проще говоря, такой преобразователь будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-нибудь запитать, и выключаться, когда нагрузка будет отключена. То есть, батарея питания может быть постоянно подключена к схеме и практически не расходоваться при отключенной нагрузке! При заданных входном UВx. и выходном UBыx. напряжениях и числе витков обмоток I и II (w1) необходимое число витков обмоток III и IV (w2) с достаточной точностью можно рассчитать по формуле: w2=w1 (UВых. — UBх. + 0,9)/(UВx — 0,5). Конденсаторы имеют следующие номиналы. С1: 10-100 мкф, 6.3 В. С2: 10-100 мкф, 16 В.

Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы (он не должен быть меньше тока нагрузки!!!) и обратного напряжения эмиттер — база (оно должно быть больше удвоенной разности входного и выходного напряжений!!!).

Модуль Чаплыгина я собрал для того, чтобы сделать устройство для подзарядки своего смартфона в походных условиях, когда смартфон нельзя зарядить от розетки 220 В. Но увы… Максимум, что удалось выжать, используя 8 батареек соединенных параллельно, это около 350-375 мА зарядного тока при 4.75 В. выходного напряжения! Хотя телефон Nokia моей жены удается подзаряжать таким устройством. Без нагрузки мой Модуль Чаплыгина выдает 7 В. при входном напряжении 1.5 В. Он собран на транзисторах КТ837К.

На фото выше изображена псевдокрона, которую я использую для питания некоторых своих устройств, требующих 9 В. Внутри корпуса от батареи Крона находится аккумулятор ААА, стерео разъем, через который он заряжается, и преобразователь Чаплыгина. Он собран на транзисторах КТ209. Трансформатор T1 намотан на кольце 2000НМ размером К7х4х2, обе обмотки наматывают одновременно в два провода. Чтобы не повредить изоляцию об острые наружные и внутренние грани кольца притупите их, скруглив острые края наждачной бумагой. Вначале мотаются обмотки III и IV (см. схему) которые содержат по 28 витков провода диаметром 0,16мм затем, так же в два провода, обмотки I и II которые содержат по 4 витка провода диаметром 0,25мм. Удачи и успехов всем, кто решится на повторение преобразователя! 🙂 Первоисточники:

А. Чаплыгин «ПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ», журнал «Радио» №11 2001г.

Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра

Источник: http://oraznom-yi.blogspot.com/2015/03/prosteyshiy-povyshayuschiy-dcdc.html

Мощный и необычный универсальный преобразователь на базе LTC3780

Один из пользователей в комментариях к моим обзорам SEPICов, часто спрашивал, а почему не Линеар?
Вот теперь будет Линеар, а точнее преобразователь, где в качестве управляющего ШИМ контроллера применена LTC3780 производства фирмы Linear Technology.

Микросхемы фирмы Linear Technology обычно отличаются двумя вещами, высоким качеством работы и высокой ценой. Но правда есть небольшой плюс, эта фирма бесплатно высылает семплы свой продукции, вот только не всегда и не всем, но попробовать стоит.

Этот преобразователь заинтересовал меня сразу, как только я его увидел. Заказал я его без особой практической цели, просто чтобы изучить самому и показать другим, что он из себя представляет.
В процессе обзора я немного расскажу об особенностях данного типа преобразователя и платы в целом.

Для начала доставка. Магазин приятно обрадовал, упаковав его так, будто он стеклянный, замотали от души 🙂

~~правый хвост длиннее~~

Качество сборки платы немного расстраивает, разъемы запаяны кривовато, какие то разводы, следы флюса. На работоспособность это особо не влияет, скорее некрасиво.
Слева расположен разъем подключения входа питания.
Чуть правее находится светодиод аварии, а точнее снижения входного напряжения ниже нормы.
В центре платы находятся три подстроечных резистора. Я реально призадумался, когда пытался понять, зачем их три. Оказалось все просто.
Первый подстроечный резистор — регулировка порога отключения платы при снижении входного напряжения. Это может быть применено как защитная мера, чтобы запретить работу преобразователя при низком входном напряжении, так как чем ниже входное напряжение, тем тяжелее ему работать. Хотя в интеренете пишут, что это может быть полезно при работе с солнечными батареями.
Второй подстроечный резистор — регулировка порога ограничения максимального выходного тока, при достижении этого порога преобразователь переходит в режим СС.
Третий подстроечный резистор — регулировка выходного напряжения.
Чуть правее стоит светодиод OUT, индикация того, что на выход подано напряжение.
Ну и справа еще есть клеммник для подключения нагрузки.

Как по мне, то дроссель немного маловат, да и провод можно было применить больше сечением, а лучше было вообще намотать его в 3-4 таких провода.

Схему данной платы я не перечерчивал, так как делать это не очень удобно, но скажу что кардинальных отличий от даташита я не обнаружил, потому вполне можно руководствоваться документацией от производителя.

На удивление, при довольно запутанной схеме подключения, схема не так сложна.
На схеме можно легко выделить:
Контроллер
Четыре полевых транзистора
Два диода, которые стоят параллельно двум полевым транзисторам из четырех.
Шунт сопротивлением 10мОм. Кстати это одно из отличий, на плате применен шунт сопротивлением 7мОм.
Элементы «обвязки», цепи временной коррекции обратной связи, собственно обратная связь, цепи питания транзисторов «верхнего плеча».

Я уже делал обзоры преобразователей разных типов, где описывал принципы их работы, в данном случае перед нами гибрид ~~ужа и ежа~~ понижающего и повышающего преобразователя.
Да. Изначально я думал что данный преобразователь работает по типу обычного SEPIC. но все оказалось одновременно и сложнее и проще.

Топология преобразователя похожа на мостовую, но работает несколько по другому.
На вид схема симметрична, но есть и отличия, например параллельно двум полевым транзисторам стоят диоды, но слева диод внизу, а справа — вверху.

Что такое синхронный выпрямитель.

Но в двухполупериодных схемах синхронное выпрямление можно сделать и проще, надо лишь намотать на трансформатор дополнительную пару обмоток, которые будут открывать транзисторы, например как на схеме ниже.

Из всего вышеперечисленного я могу заключить, что формально эта схема не является SEPIC преобразователем в чистом виде, а является гибридной схемой повышения/понижения, режимы работы которой динамически переключаются в зависимости от разницы напряжений вход/выход.

Изначально преобразователь был настроен на выходное напряжение 12 Вольт, а если точнее, то 12,07, я не стал его корректировать.

Немного отвлекусь на точность поддержания выходного напряжения.
Выше я написал, что напряжение при токе 4.5 Ампера составило 12.48 Вольта. Напряжение вообще преобразователь держит очень хорошо, но пока он холодный. Дело в том, что на плате установлены не прецизионные резисторы, самые обычные.
Прецизионные резисторы отличаются от обычных 5% не только точностью сопротивления, а и уходом его от изменения температуры. ТКС (температурный коэффициент сопротивления) точных резисторов заметно ниже чем у обычных, потому плата после прогрева поднимала напряжение на выходе. Если хотя бы подуть на плату, то напряжение сразу начинало снижаться.
Повысить точность можно либо улучшив охлаждение либо заменив резисторы цепи обратной связи на прецизионные. правда останется подстроечный резистор, который также имеет свойство «уходить» от нагрева, но стабилизация все равно будет лучше.

БП на малых токах имеет реально ниже выходной ток чем задано, но при токах более 2 Ампер ведет себя вполне корректно. Собственно поэтому расчет КПД несколько отличается от реального. Если надо более точное измерение, то могу измерить при необходимых параметрах, например измерить КПД при определенном входном напряжении и выходном напряжении и токе нагрузки.
В некоторых тестах есть большой нагрев дросселя. Не могу утверждать насчет материала, но порошковые магнитопроводы вообще спокойно работают при температурах до 200 градусов, хотя в процессе тестов у меня было подозрение на перегрев. Вернее поведение преобразователя было похоже на работу с перегретым дросселем выполненном на сердечнике из феррита.

Плюсы

Минусы
Качество изготовления могло бы быть и получше.
В цепи обратной связи установлены обычные резисторы, а не прецизионные. Из-за этого при нагреве увеличивается выходное напряжение.
Хоть КПД устройства и неплох, но из-за плохого отвода тепла от транзисторов возможен перегрев на максимальных режимах.
Пульсации, они явно больше заявленных.

Что я думаю по поводу данного преобразователя.
Как по мне, то вещь однозначно интересная, хотя частично представляет собой не готовое изделие, а скорее «конструктор». Можно улучшить работу, если доработать охлаждение и заменить несколько резисторов на точные.
Как по мне, то самый оптимальный режим при 12 Вольт питании. Т.е. можно подключить 12 Вольт БП и получить на выходе напряжение от 1 до 30 Вольт. правда я не стал бы рекомендовать делать на базе этой платы именно регулируемый БП, так как максимальный ток разный для минимального и максимального напряжений. Не помешало бы ограничение максимальной мощности, как вариант, ограничение максимального входного тока.
Выше я писал насчет пульсаций. Пульсации это плохо, но на частоте в 400кГц их можно относительно легко уменьшить при помощи LC фильтра.
Преобразователь в тестах показал, что в некоторых режимах действительно кратковременно может отдавать большую выходную мощность, что может быть полезно при работе с нагрузками, которые в штатном режиме потребляют мало, но периодически могут потреблять большой ток.

Для чего можно эффективно использовать такой преобразователь.
Заряд аккумуляторов или питание различных устройств от солнечных батарей.
Питание различных нагрузок в автомобиле. Например можно спокойно питать небольшой компьютер с 12 Вольт питанием не боясь его отключения во время работы стартера или перенапряжения во время работы двигателя, можно перенастроить и питать ноутбук, а изменить настройку в другую сторону и заряжать планшет.

Т.е. преобразователь может полностью показать себя только там, где требуется определенное выходное напряжение при том, что входное может быть как выше, так и ниже выходного. Если выходное напряжение всегда ниже или выше выходного, то лучше применить преобразователь с фиксированным режимом работы, он будет выгоднее.

На этом все. Я постарался протестировать основные режимы работы преобразователя, но так как диапазон входного напряжения 6-30 Вольт, выходного 1-30, то комбинаций получается очень много.
В общему как всегда, жду вопросов, дополнений, исправлений, а также просто комментариев 🙂

Товар предоставлен для написания обзора магазином.

Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2.

Я долго откладывал этот обзор, то времени не было, что настроения, но вот дошли у меня руки и до него.
Данный блок питания имеет несколько другие характеристики чем предыдущий.
Основой блока питания будет плата DC-DC понижающего преобразователя с цифровым управлением.
Но всему свое время, а сейчас собственно немного стандартных фотографий.
Пришла платка в небольшой коробочке, ненамного больше пачки сигарет.

Внутри, в двух пакетиках (пупырчатом и антистатическом) была собственно героиня данного обзора, плата преобразователя.

Плата имеет довольно простую конструкцию, силовая часть и небольшая плата с процессором (данная плата похожа на плату из другого, менее мощного преобразователя), кнопками управления и индикатором.

Характеристики данной платы
Входное напряжение — 6-32 Вольта
Выходное напряжение — 0-30 Вольт
Выходной ток — 0-8 Ампер
Минимальная дискретность установки\отображения напряжения — 0.01 Вольта
Минимальная дискретность установки\отображения тока — 0.001 Ампера
Так же данная плата умеет измерять емкость, которая отдана в нагрузку и мощность.
Частота преобразования, указанная в инструкции — 150КГц, по даташиту контроллера — 300КГц, измеренная — около 270КГц, что заметно ближе к параметру указанному в даташите.

На основной плате размещены силовые элементы, ШИМ контроллер, силовой диод и дроссель, конденсаторы фильтра (470мкФ х 50 Вольт), ШИМ контроллер питания логики и операционных усилителей, операционные усилители, токовый шунт, а так же входные и выходные клеммники.

Сзади ничего практически и нет, только несколько силовых дорожек.

На дополнительной плате установлен процессор, микросхемы логики, стабилизатор 3.3 Вольта для питания платы, индикатор и кнопки управления.
Процессор — 8s003f3p6
Логика — 2 штуки 74hc595d
Стабилизатор питания — 1117-3.3

На силовой плате установлены операционные усилители mcp6002i 2 штуки (такие же операционники стоит и в ZXY60xx)
ШИМ контроллер питания самой платы xl1509 adj

В качестве силового ШИМ контроллера выступает микросхема xl4012e1. По даташиту это 12 Ампер ШИМ контроллер, так что здесь он работает не в полную силу, что не может не радовать. Однако стоит учесть, что входное напряжение лучше не превышать, это так же может быть опасно.
В описании на плату указано максимальное входное напряжение 32 Вольта, предельное для контроллера — 35 Вольт.
В более мощных преобразователях применяют слаботочный контроллер, управляющий мощным полевым транзистором, здесь все это делает один мощный ШИМ контроллер.
Приношу извинения за фотографии, никак не получалось добиться хорошего качества.

Силовая диодная сборка mbr1060

При осмотре платы увидел восстановленную дорожку, не думаю, что это страшно.
Но говорит о том, что изготовитель как минимум включает платы для проверки.

При первом включении плата отображает установленное по умолчанию напряжение 5 Вольт.

А так же ток, 1 Ампер. Эти установки можно изменять.
Для этого в этом режиме надо выставить необходимый ток, нажать SET, на индикаторе отобразятся четыре прочерка, потом повторить операцию для напряжения.
после включения плата будет запускаться с этими установками.
Так же можно настроить автоматическое включение выхода и автоматический попеременный режим отображения тока\напряжения.

Выходное напряжение устанавливается довольно точно…

С током картина несколько хуже, но не думаю, что это так критично.

При повышении напряжения погрешность растет.

А вот точность установки тока практически неизменна.

В качестве проверки подключил автомобильную лампу, выставил 13.5 Вольт

В описании платы сказано, что при токе нагрузки до 6 Ампер достаточно естественного охлаждения, при токах более 6 Ампер уже необходимо применять активное охлаждение.
Я проверил нагрев при токе 6 Ампер и напряжении на нагрузке около 12 Вольт.
После 20 минутного прогрева температуры были такие — ШИМ контроллер — 82 градуса.
Выходная диодная сборка — 72 градуса
Силовой дроссель — 60 градусов.

В принципе, вполне верится в 6 Ампер с пассивным охлаждением, но плата тестировалась на столе, при установке в корпусе лучше применять либо активное охлаждение, либо ограничивать ток хотя бы на уровне 5 Ампер.

Плавно мы перешли к практической части обзора 🙂

Собственно применение данной платы

Сначала я откопал дома плату от одного из компьютерных блоков питания, она уже успела послужить донором, но чудом избежала полной распайки. Видно, что части компонентов уже нет.

После выпаивания ненужных компонентов я взял в руки маникюрные ножницы и отрезал кусок платы, предварительно очертив кусок, где нет используемых дорожек.

Так же пришлось сходить на радиорынок и купить то, чего у меня дома не было.

В общем блок питания я переделал. Переделка заключалась в удалении элементов, которые отвечают за работу узлов выдающих сигналы Power good, выпрямителей и фильтров 12, 5 и 3.3 Вольта, ну и тому подобных.
Трансформатор перематывать было лень, потому к выходной диодной сборке добавились еще две, образуя диодный мост. Я добавил две сборки потому, что сборки с общим анодом у меня в наличии нет, и каждая сборка работает как просто одиночный диод.
Настроил 27.5 Вольт на выходе, больше мне не надо было, да и БП и плата будут работать в безопасном режиме.
Первая проверка после переделки.

Так выглядит плата после всех моих манипуляций.

Из своих домашних запасов выбрал подходящий корпус для будущего блока питания.

Примерил всю начинку внутри, собственно теперь стало понятно, зачем я делал вырез в печатной плате блока питания. 🙂

Дальше пошел процесс установки всего этого в корпус.
Прикинул как лучше и удобнее будет разместить элементы управления и индикации на передней панели и вырезал отверстия под светофильтр и кнопку.

После этого немного обработал грани небольшим канцелярским ножом.

Примерил как это будет выглядеть, под клеммники пришлось сделать отверстия немного овальными, так как на клеммниках есть выступы, защищающие от прокручивания.
Начинает что-то вырисовываться.

Разметил и просверлил отверстия под кнопки, светодиоды, установил плату управления.
Спереди вроде красиво даже вышло 🙂

А вот сзади лучше не смотреть. Прошу не пугаться.
Кнопки на плате преобразователя установлены слишком близко друг к другу, потому вырезал небольшой кусочек текстолита, прорезал ножовкой медь, просверлил отверстия под кнопки.
После всех манипуляций приклеил все термоклеем.
Так же пришлось вынести светодиоды за пределы светофильтра и немного изменить их расположение. Я сделал так же, как сделано у меня на основном блоке, что бы не путаться.

Вот и все собрано в кучку.
Сейчас, набирая текст, думаю, как то все быстро получается.
Когда паял, сверлил, пилил, мне так не казалось.
В процессе я допустил ошибку, ниже в комментариях подсказали. Между диодным мостом и конденсатором фильтра должен быть дроссель, это важная часть БП. Дроссель можно использовать от старого БП, тот, который большой с кучей обмоток. Я смотал все обмотки кроме 12 Вольт.

Сзади установлен разъем питания и вентилятор. На всякий случай я закрыл вентилятор решеткой. Вентилятор размером 50х15мм, довольно мощный, но очень шумный, надо будет допилить к нему термоконтроль, пока он запитан постоянно от КРЕН8В (15 Вольт, боялся, что будет мало).

Осталось свинтить корпус и можно сказать, что все готово. В комплекте к корпусу даже были ножки и шурупы (это через лет 7 и переезд с одной квартиры на другую).

Первое включение в уже полностью собранном состоянии, оно работает :))).

Ну и небольшая проверка, напряжение 12 Вольт

Ток более 7 Ампер.

Остались косметические мелочи.
Сделать регулировку оборотов вентилятор в зависимости от температуры.
Оформить переднюю панель, а то хоть все и интуитивно понятно, но создает ощущение незавершенности.

В инструкции, найденной мною в интернете, описан вход в сервисный режим, где можно изменить некоторые параметры. Для входа в сервисный режим надо подать питания при нажатой кнопке ОК, на экране будут последовательно переключаться цифры 0-2, что бы переключить настройку, надо отпустить кнопку во время отображения соответствующей цифры.
0 — Включение автоматической подачи напряжения на выход при подаче питания на плату.
1 — Включение расширенного режима, отображающего не только ток и напряжение, а и емкость, отданную в нагрузку и выходную мощность.
2 — Автоматический перебор отображения измерений на экране или ручной.

Так же в инструкции есть и пример запоминания настроек, так как у платы можно настроить лимит по установке тока и напряжения и есть память установок, но в эти дебри я уже не лез.
Так же я не трогал контактны для разъема UART, находящиеся на плате, так как даже если там что-то и есть, то программы для этой платы я все равно не нашел.

Резюме.
Плюсы.
1. Довольно богатые возможности — установка и измерение тока и напряжения, измерение емкости и мощности, а так же наличие режима автоматической подачи напряжения на выход.
2. Диапазон выходного напряжения и тока вполне достаточен для большинства любительских применений.
3. Качество изготовления не то что бы хорошее, но без явных огрехов.
4. Компоненты установлены с запасом, ШИМ на 12 Ампер при 8 заявленных, конденсаторы на 50 Вольт по входу и выходу, при заявленных 32 Вольта.

Минусы
1. Очень неудобно сделан экран, он может отображать только 1 параметр, например —
0.000 — Ток
00.00 — Напряжение
Р00.0 — Мощность
С00.0 — Емкость.
В случае последних двух параметров точка плавающая.
2. Исходя из первого пункта, довольно неудобное управление, валкодер бы очень не помешал.

Мое мнение.
Вполне достойная плата для построения простенького регулируемого блока питания, но блок питания лучше и проще использовать какой нибудь готовый.

Данная плата, для тестирования и обзора, была мне бесплатно предоставлена магазином gearbest.

Это мой пятидесятый обзор, почти юбилейный (когда только столько набралось), надеюсь, что он будет полезен и интересен, пишите в комментариях свои вопросы, попробую ответить.

Купон на скидку

По моей просьбе магазин предоставил купон на скидку, с ним цена на плату будет 20.93, купон — B3008DH
Разница конечно маленькая, но хоть что-то.

Вместо котика

DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Принципиальная схема DC-DC преобразователя:

О принципе его работы понятно, так что я не буду на этом останавливаться. Сообщу лишь то, что такие преобразователи бывают Step-UP (повышающие) и Step-Down (понижающие). Нас конечно же заинтересует последние. Что получилось – вы можете видеть на рисунке. Схемы преобразователя были мной перерисованы из даташита. Описание преобразователя: микросхема L4970A – понижающий преобразователь напряжения, имеет возможность регулировать напряжение по выходу, максимальный ток 10A при напряжении входной переменной от 5.1 до 40V.

В DC-DC преобразователе реализована BCD смешанная технология, устройство использует выходной транзистор DMOS, чтобы получать очень высокую эффективность и очень быстрое переключающее время. Характеристика L4970A включает обратную связь по мощности, регулировка питания, мягкий запуск, ограничивающие время и термическую защиту. Устройство установлено в 15-ти выводный свинцовый multiwatt пластиковый корпус и требует несколько внешних компонентов.

Эффективное действие на переключении частот до 500кГц, допускает уменьшение размеров внешнего компонента фильтров. В общем получилась вполне простая и понятная схема. Дроссель DC-DC преобразователя мотать на кольце ГМ54ДС-140 К25х16х10, он содержит 26 витков провода диаметром 1,5 мм.

Форум по обсуждению материала DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Понижающий преобразователь XL4015 | Все своими руками

В сегодняшней статье хочу сделать небольшой обзор понижающего преобразователя на XL4015. Этот дешевый модуль на удивление очень мощный для своего маленького размера.

Модуль на XL4015 имеет КПД до 96%, мощность в нагрузке 75ВТ, при максимальном токе 5А. Питается модуль от 6В до 38В, выходное напряжение от 1,25В до 36В. Надо помнить, что разница между входящим и исходящим напряжением не менее 2В. В микросхеме есть защита от перегрева кристалла, а так же защита от короткого замыкания.

Выглядит модуль вот так

Размеры модуля 26*62*16ММ. Высота замерена по самой высокой детали, дросселю.
Пора перейти к схеме модуля с регулировкой напряжения и тока XL4015
Схема преобразователя XL4015

Основой всей схемы является XL4015. Которая чем то напоминает lm2596, но имеет на борту полевой транзистор, а так же выходной ток до 5А
Эта микросхема импульсный понижающий преобразователь. Управление микросхемой происходит через 2-ю ножку называемая FeedBack. Ножка FB это вход компаратора ошибки с фиксированным напряжением 1,25В.

Ограничение напряжения устанавливается переменным резистором CV 10к в составе резисторного делителя R3иCV
Ограничение выходного тока построено на датчике тока которым выступает шунт на 0,05Ом. Падение напряжения на нем сравнивается с напряжением на компараторе, установленным переменным резистором СС 1к. Индикация работы в режиме стабилизатора тока осуществляется красным светодиодом

На втором ОУ собран индикатор нагрузки. Если нагрузка меньше 9% от максимального тока, светится зеленый светодиод, если нагрузка больше- синий светодиод

Смысл от от этого индикатора в блоке питания считаю бесполезным, а вот сигнализатор токов удобно использовать как индикатор заряда аккумулятора.

Испытания XL4015
Пришло испытать модуль
На вход подаю напряжение 23В от конденсаторного фильтра лабораторного блока питания, нагрузка на модуле лампа 12В с мото фары ближний свет
Напряжение под нагрузкой просело до 18,6В при токе 4А, напряжение на выходе 12,3В ток 4А. Если мои расчеты верны то КПД этой схемы 65%.
Под такой нагрузкой за первые 5 минут схема хорошенько нагрелась, проработала еще пол часа и испустила дух.

Тот самый белым дым, на котором работают все микросхемы и транзисторы, микросхема выпустила. После замены микросхемы и диода все нормально заработало, но я больше ее та не нагружал. Скорее всего первым умер диод и увел за собой микросхему
Плата после замены, диод временно заменил на двойной диод с блока питания ПК
Микросхема выглядит вот так

Вывод напрашивается такой, модуль преобразователя XL4015 великолепно подходит для многих задач и несомненно найдет место в мастерской, но с отводом тепла надо что-то делать
Рекомендую посмотреть статью про универсальное зарядное плюс блок питания на Xl4015

Покупка модуля XL4015
Пару слов о том, где прикупить такой модуль. Естественно, лучшая цена за товар будет именно при заказе с Китая. Проблематично ждать месяц, но если уж экономить,то лучше при прямой покупке
Приобрести модули можно по этой ссылке цена за один 92 рубля, доставка бесплатна

С ув. Эдуард

(DC-DC): 6 шагов (с изображениями)

Хорошо, этот шаг может показаться немного сложным для некоторых из вас, так как детали маленькие и SMD. Но не бойтесь! Это действительно проще, чем кажется, и я поделюсь несколькими советами, которые упростят работу.

Паяльник: Правильный инструмент для работы имеет важное значение для любого проекта! А если вы увлекаетесь электричеством, этот инструмент просто необходим! Я лично использую паяльную станцию Weller WES51. Этот утюг имеет сменные наконечники и нагревается до температуры примерно за 10-15 секунд.При пайке SMD-деталей чрезвычайно важно использовать утюг с острым наконечником! Хотя можно использовать большой громоздкий утюг Walmart за 5 долларов, работающий по принципу plug-n-play, станция с контролем температуры и тонким наконечником с легкостью всегда с легкостью обеспечивает прочное, надежное и идеальное паяное соединение.

Пинцет: Как уже говорилось, выберите подходящий инструмент! Пинцет значительно облегчает жизнь при работе с компонентами SMD. Вы действительно можете обойтись любым типом, от тех, которые можно найти в любой аптеке, до специально разработанных, которые вы можете заказать при заказе запчастей в Mouser.com

Зажим: Это необязательно, хотя наличие зажима может значительно помочь закрепить доску и удержать ее от движения. Я не использовал его, но если вы этого не сделаете, вам понадобится свободный палец, чтобы удерживать доску, а утюг находится так близко к вашему пальцу … будьте осторожны! Меня обжигали … много раз … и это неприятно.

Предварительное лужение: Одна вещь, которая может сделать все ваши паяные соединения более стабильными и более простыми в выполнении, – это предварительное лужение любого соединения, которое вы собираетесь сделать.В этом проекте мы применим припой к одной контактной площадке на плате. Затем возьмите пинцетом соответствующую деталь, нагрейте контактную площадку припоем и прикрепите одну сторону детали к контактной площадке. Затем сделайте чистое паяное соединение с другой стороны перед очисткой прихваточного паяного соединения. Делая это таким образом, вам не придется удерживать припой в дополнение к детали, когда вы прикрепляете его к плате!

Изучите: Важно внимательно изучить вашу доску, когда закончите! Если вы видите какой-либо сомнительный сустав, сейчас самое время проявить терпение и усердие.Повторно нагрейте соединение и очистите его, пока оно не будет соответствовать вашим требованиям. Проверьте шорты! К счастью, это очень простая схема, и единственный основной источник коротких замыканий находится на самой ИС между контактами. Если короткое замыкание действительно существует, просто нагрейте стыки и удалите утюгом.

Как работают понижающие преобразователи | Проекты самодельных схем

В статье ниже представлено подробное ноу-хау о том, как работают понижающие преобразователи.

Как следует из названия, понижающий преобразователь разработан, чтобы противодействовать или ограничивать входной ток, вызывая выход, который может быть намного ниже, чем подаваемый вход.

Другими словами, его можно рассматривать как понижающий преобразователь, который можно использовать для получения расчетных напряжений или токов ниже входного напряжения.

Давайте узнаем больше о работе понижающих преобразователей в электронных схемах из следующего обсуждения:

Понижающий преобразователь

Обычно понижающий преобразователь используется в схемах SMPS и MPPT, которые, в частности, требуют значительного снижения выходного напряжения. чем мощность входного источника, не влияя на выходную мощность или не изменяя ее, то есть значение V x I.

Источником питания понижающего преобразователя может быть розетка переменного тока или источник питания постоянного тока.

Понижающий преобразователь используется только для тех приложений, где электрическая изоляция может не быть критически необходимой для входного источника питания и нагрузки, однако для приложений, где вход может быть на уровне сети, обычно используется обратная топология с разделительной изоляцией. трансформатор.

Основное устройство, которое используется в качестве переключающего агента в понижающем преобразователе, может быть в виде МОП-транзистора или силового BJT (такого как 2N3055), который настроен на быстрое переключение или генерацию с помощью встроенного генератора. сцена со своим основанием или воротами.

Вторым важным элементом понижающего преобразователя является катушка индуктивности L, которая накапливает электроэнергию от транзистора в периоды его включения и высвобождает его в периоды выключения, поддерживая непрерывное питание нагрузки на заданном уровне.

Эта ступень также называется ступенью «Маховик», поскольку по своей функции напоминает механический маховик, который может поддерживать непрерывное и устойчивое вращение с помощью регулярных толчков от внешнего источника.

Вход переменного или постоянного тока?

Понижающий преобразователь – это, по сути, схема преобразователя постоянного тока в постоянный, которая предназначена для получения питания от источника постоянного тока, которым может быть батарея или солнечная панель.Это также может быть выходное напряжение адаптера переменного тока в постоянный, достигнутое через мостовой выпрямитель и конденсатор фильтра.

Независимо от того, что может быть источником входного постоянного тока в понижающий преобразователь, он неизменно преобразуется в высокую частоту с помощью схемы генератора прерывателя вместе с каскадом ШИМ.

Затем эта частота подается на переключающее устройство для требуемых действий понижающего преобразователя.

Работа понижающего преобразователя

Как обсуждалось в предыдущем разделе, касающемся того, как работает понижающий преобразователь, и как можно видеть на следующей схеме, схема понижающего преобразователя включает в себя переключающий транзистор и связанную с ним схему маховика, которая включает диод D1, катушку индуктивности L1 и конденсатор С1.

В периоды, когда транзистор включен, мощность проходит сначала через транзистор, затем через катушку индуктивности L1 и, наконец, на нагрузку. При этом индуктор из-за присущего ему свойства пытается противодействовать внезапному появлению тока, накапливая в нем энергию.

Это противодействие L1 препятствует току от приложенного входа, чтобы достичь нагрузки и достичь пикового значения для начальных моментов переключения.

Однако тем временем транзистор входит в фазу выключения, отключая подачу питания на катушку индуктивности.

При выключенном питании L1 снова сталкивается с внезапным изменением тока, и для компенсации этого изменения он сбрасывает накопленную энергию через подключенную нагрузку

Период включения транзистора

Ссылаясь на рисунок выше, Транзистор находится в фазе включения, он позволяет току достигать нагрузки, но в начальные моменты включения ток сильно ограничен из-за сопротивления катушек индуктивности внезапному протеканию через него тока.

Однако в процессе катушка индуктивности реагирует и компенсирует поведение, сохраняя в ней ток, и в ходе некоторой части источника питания разрешается достигать нагрузки, а также конденсатора C1, который также сохраняет разрешенную часть источника питания. в этом.

Следует также принять во внимание, что в то время как вышеупомянутое происходит, катод D1 испытывает полный положительный потенциал, который поддерживает его обратное смещение, что делает невозможным получение накопленной энергии L1 обратного пути через нагрузку через нагрузку.Эта ситуация позволяет индуктору продолжать накапливать в нем энергию без каких-либо утечек.

Период «выключения» транзистора

Теперь обратимся к приведенному выше рисунку, когда транзистор возвращается к своему коммутационному действию, то есть как только он выключается, L1 снова вводится с внезапным исчезновением тока, к которому он реагирует высвобождением накопленной энергии в сторону нагрузки в виде эквивалентной разности потенциалов.

Теперь, поскольку T1 выключен, катод D1 освобожден от положительного потенциала, и он активируется в режиме прямого действия.

Из-за состояния прямого смещения D1 высвобожденной энергии L1 или обратной ЭДС, вызванной L1, разрешается завершить цикл через нагрузку D1 и вернуться к L1.

Пока процесс завершается, энергия L1 экспоненциально падает из-за потребления нагрузки. C1 теперь приходит на помощь и помогает или помогает L1 EMF, добавляя свой собственный сохраненный ток к нагрузке, тем самым обеспечивая достаточно стабильное мгновенное напряжение на нагрузке … до тех пор, пока транзистор снова не включится, чтобы обновить цикл.

Вся процедура позволяет выполнить желаемое приложение понижающего преобразователя, в котором для нагрузки разрешается только рассчитанная часть напряжения питания и тока, вместо относительно большего пикового напряжения от входного источника.

Это можно увидеть в форме волны пульсации меньшего размера вместо огромных прямоугольных волн от входного источника.

В предыдущем разделе мы точно узнали, как работают понижающие преобразователи, в следующем обсуждении мы углубимся и изучим соответствующую формулу для определения различных параметров, связанных с понижающими преобразователями.

Формула для расчета понижающего напряжения в цепи понижающего преобразователя

Из приведенного выше решения мы можем сделать вывод, что максимальный сохраненный ток внутри L1 зависит от времени включения транзистора, или обратная ЭДС L1 может быть измерена как соответствующее определение времени включения и выключения L, это также подразумевает, что выходное напряжение в понижающем преобразователе может быть заранее определено путем вычисления времени включения T1.

Формулу для выражения выхода понижающего преобразователя можно увидеть в приведенном ниже соотношении:

В (выход) = {V (вход) xt (ВКЛ)} / T

, где V (вход) – источник напряжение, t (ON) – время включения транзистора,

, а T – «периодическое время» или период одного полного цикла ШИМ, то есть время, необходимое для завершения одного полного времени включения + одного полного выключения время.

Решенный пример:

Давайте попробуем понять приведенную выше формулу на решенном примере:

Давайте предположим ситуацию, когда понижающий преобразователь работает с V (входом) = 24 В

T = 2 мс + 2 мс (ON время + время выключения)

t (ВКЛ) = 1 мс

Подставляя их в приведенную выше формулу, мы получаем:

В (выход) = 24 x 0,001 / 0,004 = 6 В

Следовательно, V (выход) = 6 В

Теперь увеличим время транзистора, сделав t (ON) = 1.5 мс

Следовательно, V (выход) = 24 x 0,0015 / 0,004 = 9 В

Из приведенных выше примеров становится довольно ясно, что время переключения транзистора t (ВКЛ) понижающего преобразователя определяет выходное напряжение или требуемое понижающее напряжение. , таким образом, любое значение от 0 до V (дюймов) может быть достигнуто простым определением времени включения переключающего транзистора.

Понижающий преобразователь для отрицательных источников питания

Схема понижающего преобразователя, которую мы обсуждали до сих пор, предназначена для приложений с положительным питанием, поскольку выход может генерировать положительный потенциал относительно входной земли.

Однако для приложений, которые могут потребовать отрицательного источника питания, конструкцию можно немного изменить и сделать совместимой с такими приложениями.

На рисунке выше показано, что, просто поменяв местами катушку индуктивности и диод, выход понижающего преобразователя можно инвертировать или сделать отрицательным по отношению к доступному общему входу заземления.

О Swag

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Схема понижающего преобразователя с использованием IC 555 и MOSFET – DIY Electronics Projects

В этом посте мы узнаем, как создать простую схему понижающего преобразователя постоянного тока с использованием IC 555 и N-канального MOSFET. Предлагаемая схема понижающего преобразователя может работать от 6 В до 15 В постоянного тока и может выдавать от 0 В до 12 В постоянного тока при токе 1 ампер.Мы рассмотрим, как работает понижающий преобразователь, с точки зрения непрофессионала, и основные различия между линейным стабилизатором напряжения и понижающим преобразователем, а также почему понижающий преобразователь настолько эффективен.

Мы увидим:

Что такое понижающий преобразователь?
Разница между понижающим преобразователем и линейным регулятором напряжения.
Как работает понижающий преобразователь?
Принципиальная схема понижающего преобразователя.
Протестированные изображения прототипа.
Как эксплуатировать предлагаемый понижающий преобразователь?

Что такое понижающий преобразователь?

Понижающий преобразователь – это понижающий преобразователь постоянного напряжения в постоянный, выходное напряжение которого всегда ниже входного, а выходной ток больше входного . В идеале его входная и выходная мощность одинакова, и это категория импульсных источников питания или SMPS, которые преобразуют напряжение с одного уровня на другой очень эффективно, чем счетные части линейного регулятора.

Как правило, понижающий преобразователь состоит из двух полупроводниковых компонентов: быстросменного диода и транзистора, а также двух компонентов накопителя энергии: индуктора и конденсатора и, что наиболее важно, источника высокочастотного сигнала, рабочий цикл которого может изменяться (управление ШИМ).

Понижающий преобразователь v / s линейный регулятор напряжения:

Понижающий преобразователь и линейные регуляторы напряжения (LVR) имеют одну и ту же цель, т.е. понижение входного напряжения, и есть несколько причин, по которым обе технологии существуют в современной электронике, одна из Причина в том, что один лучше другого в одном или нескольких обстоятельствах.

Приведенная ниже таблица дает нам краткое представление об их плюсах и минусах, с помощью которых вы можете решить, когда использовать понижающий или линейный стабилизатор напряжения, а когда нет.

Параметры	Понижающий преобразователь	Линейный регулятор напряжения
КПД	Высокий – Выходная мощность понижающего преобразователя в идеале такая же, как на входе, и практически меньше энергии теряется в виде тепла.	От низкого до среднего – LVR целенаправленно рассеивает избыточную энергию в виде тепла для регулирования своей выходной мощности.Их входная и выходная мощность не одинаковы. Не лучший вариант для приложений с батарейным питанием.
Управление мощностью	Он может эффективно обрабатывать / регулировать мощность от нескольких милливатт до нескольких тысяч ватт.	LVR в основном используются для работы с приложениями с низким энергопотреблением в диапазоне от нескольких милливатт до нескольких десятков ватт.
Сложность	Понижающие преобразователи обычно сложны по конструкции.	Линейные регуляторы проще по конструкции.
Размер	Понижающий преобразователь обычно больше, чем LVR, и может быть больше, если требуется более высокая выходная мощность.	Liner-регуляторы в целом меньше по размеру, чем импульсные источники питания.
Пульсация на выходе и электромагнитные помехи	Выход понижающего преобразователя зашумлен по сравнению с LVR и генерирует зашумленные электромагнитные помехи. Пульсация на выходе может испортиться, если ее неправильно спроектировать.	Очень минимальные электромагнитные помехи, лучше всего подходят для радиочастотных приложений, а пульсации на его выходе минимальны.
Диапазон входного напряжения	Очень широкий диапазон входного напряжения.	Ограничено теплоотдачей / ниже, чем у понижающего преобразователя.
Стоимость	Выше LVR.	Ниже импульсных источников питания.

Общая схема понижающего преобразователя:

Вышеприведенная схема представляет собой обобщенную конструкцию понижающего преобразователя, она состоит из транзистора (практически это будет МОП-транзистор), маховика, состоящего из диода Шоттки, Время обратного восстановления очень мало / может работать на высоких частотах, индуктор с ферритовым сердечником и электролитический конденсатор.

Для того, чтобы вышеуказанная схема работала, требуется высокочастотный сигнал с ШИМ-управлением; входная частота на базе / затворе транзистора / полевого МОП-транзистора находится в диапазоне от десятков кГц до сотен кГц.

Контролируя рабочий цикл высокочастотного сигнала, мы можем контролировать его выходное напряжение . Чем выше рабочий цикл, тем выше выходное напряжение и наоборот.

Кроме того, чем выше частота, тем меньше физический размер и номиналы конденсатора и катушки индуктивности.Использование компонентов SMD лучше для импульсных источников питания, чем компонентов со сквозным отверстием (THT), потому что компоненты SMD имеют меньше паразитных свойств, что приводит к большей эффективности, но в этом проекте мы будем использовать только компоненты THT для большего удобства пайки.

Работа понижающего преобразователя (в терминах непрофессионала):

Важные свойства индуктора: 1) Индуктор противодействует резким / быстрым изменениям тока. 2) Он может хранить ток в виде магнитного поля.3) Когда сохраненное магнитное поле коллапсирует на катушке индуктивности (когда источник удален), полярность генерируемого тока на катушке индуктивности противоположна той, которая используется источником для создания магнитного поля.

Работу понижающего преобразователя лучше понять, используя два случая:

1) Когда транзистор включен.

2) Когда транзистор выключен.

Транзистор включен:

Когда транзистор / MOSFET включен, эквивалентная схема будет такой, как показано ниже:

Когда транзистор включен, ток от входного источника проходит через индуктор, через нагрузку и, наконец, на землю источника питания.
Поскольку катушка индуктивности не допускает резких изменений тока, напряжение на нагрузке увеличивается медленно (за микросекунды). Медленный рост напряжения происходит из-за того, что ток через индуктор преобразуется в магнитное поле вокруг него, а не подает ток на нагрузку.
Когда медленно нарастающее напряжение достигнет желаемого напряжения нагрузки, мы выключим транзистор. Если мы будем держать транзистор включенным дольше, индуктор создаст вокруг себя максимальное магнитное поле, после чего не будет сопротивления по току, а выходное напряжение будет равно входному напряжению источника , чего мы не хотим, чтобы происходило , но нам нужно более низкое напряжение на нагрузке, чем напряжение источника.
Чтобы сделать это, как упоминалось ранее, нам нужно выключить транзистор, прежде чем индуктор сможет создать вокруг себя пиковое магнитное поле. Между тем, диод имеет обратное смещение и не пропускает ток через диод.
А теперь давайте продолжим разбираться, что происходит, когда мы выключаем транзистор.

Транзистор выключен:

Когда мы выключаем транзистор, эквивалентная схема показана ниже:

Теперь транзистор выключен, и ток не проходит через катушку индуктивности, и катушка индуктивности может НЕ поддерживайте больше магнитное поле вокруг себя, это приводит к коллапсу магнитного поля на себя.
Теперь индуктор будет действовать как генератор постоянного тока с указанной выше полярностью. Если присмотреться, то полярность противоположна той, что была раньше (когда транзистор был включен).
Потенциал питания –Ve на катодном выводе диода смещает его в прямом направлении и достигает вывода –Ve нагрузки.
Любые колебания в подаче постоянного тока на нагрузку сглаживаются конденсатором при включении и выключении транзистора, а также во время, когда катушка индуктивности создает свое магнитное поле и разряжается.
Транзистор снова включится до того, как конденсатор потеряет значительный заряд, чтобы поддерживать постоянное напряжение на нагрузке.

Стоит отметить: В отличие от линейных регуляторов напряжения, где избыточная энергия рассеивается в виде тепла для регулирования своей выходной мощности, понижающий преобразователь временно сохраняет свою избыточную энергию в виде магнитного поля и повторно использует ее в следующем цикле. ключ к его превосходной эффективности.

Если вы хотите узнать больше технических терминов, связанных с понижающим преобразователем, таких как непрерывный режим, прерывистый режим, синхронное выпрямление, многофазное понижающее преобразование и связанные с ними вычисления, пожалуйста, обратитесь к этой странице ресурсов Википедии.

Разработка улучшенного каскада переключения для понижающего преобразователя:

В этой части мы собираемся внести простые изменения в общую конструкцию понижающего преобразователя, которая снизит сложность проектирования и значительно повысит эффективность.

Обратите внимание: N-канальные полевые МОП-транзисторы в основном предназначены для переключения шины питания –Ve, а полевые МОП-транзисторы с P-каналом в основном предназначены для переключения шины питания + Ve.

Теоретически вышеуказанная схема работает и может использоваться для описания того, как работает понижающий преобразователь, но практически вышеуказанная схема не работает должным образом без начальной загрузки MOSFET i.е. правильное смещение полевого МОП-транзистора с помощью дополнительного каскада цепи для переключения стороны высокого напряжения (шина питания + Ve).

Проблема с вышеуказанной схемой заключается в том, что MOSFET является N-канальным типом, который переключает верхнюю сторону (шина питания + Ve) , а клемма источника просто плавающая , то есть не фиксируется на 0 В или GND. Входной сигнал ШИМ не может правильно включить полевой МОП-транзистор для переключения ступени маховика .

Этот недостаток конструкции обнаружился, когда мы создавали прототип схемы понижающего преобразователя, и полевой МОП-транзистор сильно нагрелся.

Эта проблема была решена путем простой перестановки полевого МОП-транзистора, как показано ниже:

Полевой МОП-транзистор теперь переставлен так, чтобы переключать нижнюю сторону (-Ve шина питания), именно для того, для чего в первую очередь предназначены N-канальные полевые МОП-транзисторы. Используя это, мы смогли эффективно снизить напряжение с наименьшим нагревом полевого МОП-транзистора.

Примечание. Описание работы понижающего преобразователя не меняется с этой измененной конфигурацией полевого МОП-транзистора.

Полная принципиальная схема понижающего преобразователя с использованием IC 555:

Примечание 1. Не изменяйте значения конденсатора 470 пФ, резистора 1 кОм, переменной 47 кОм и диода 1N4148.Они настроены и протестированы для обеспечения плавного вывода.

Примечание 2: Абсолютное максимальное входное напряжение составляет 15 В, выше которого IC 555 может выйти из строя.

Описание схемы:

Генератор IC 555:

Схема состоит из общедоступных компонентов; Сердцем схемы является вечнозеленая микросхема IC 555, которая сконфигурирована как нестабильный мультивибратор, который генерирует частоту около 30 кГц с помощью подключенных к ней пассивных и активных компонентов.

Как упоминалось ранее, нам необходимо контролировать рабочий цикл частоты, с помощью которой мы можем управлять напряжением на выходе понижающего преобразователя. Управление / возможность регулировки рабочего цикла генератора называется ШИМ-управлением.

Диоды с быстрым переключением:

Управление ШИМ достигается путем подключения двух диодов с быстрым переключением (1N4148) встречно параллельно контакту № 7 IC 555.

Конденсаторы:

Конденсатор 470pF подключен На контакте № 2 и GND емкость конденсатора 470 пФ помечена как 470, как показано ниже.Не забудьте о конденсаторе 0,1 мкФ (104), подключенном к выводу 5, он помогает стабилизировать выход и обеспечивает защиту от электрических помех.

N-канальный полевой МОП-транзистор:

N-канальный полевой МОП-транзистор (IRF540 / IRFZ44N) используется в качестве усилителя, который усиливает слабый сигнал от IC 555, а его вывод затвора напрямую подключается к контакту № 3 IC 555 Полевой МОП-транзистор переключает цепь маховика на частоте около 30 кГц.

Цепь маховика:

В цепи маховика используется диод Шоттки, такой как 1N5819 / 1N5822, который предназначен для работы на высоких частотах.В прототипе мы использовали выпрямительный диод общего назначения 1N4007, потому что у нас закончились диоды Шоттки, но он работал нормально. При создании этой схемы желательно использовать диод Шоттки с током не менее 1 А.

Катушка индуктивности подключена между диодом и электролитическим конденсатором. Катушка индуктивности – ключевая причина того, что понижающий преобразователь настолько эффективен; мы использовали индуктивность 100 мкГн, и значение не должно быть точным, небольшое изменение значения может не повлиять на выход.

Вы можете утилизировать индуктор или приобрести его в местных магазинах электроники / на сайтах электронной коммерции.

Протестированный прототип:

Как правильно использовать этот понижающий преобразователь?

Вы должны следовать инструкциям в указанной последовательности:

Подключите нагрузку на выходе и мультиметр в режиме постоянного тока параллельно нагрузке.
Первоначально удерживайте потенциометр в минимальном положении.
Подайте питание на понижающий преобразователь (от 6 В до 12 В постоянного тока).
Осторожно поверните потенциометр для увеличения напряжения. Остановитесь, когда будет достигнуто желаемое напряжение нагрузки, и все будет готово.
Перед включением понижающего преобразователя всегда сначала следует подключать нагрузку к выходу.
Это связано с тем, что в этой конструкции понижающего преобразователя нет системы обратной связи и без какой-либо нагрузки конденсатор емкостью 1000 мкФ будет заряжен равным входному напряжению, и если вы сейчас подключите нагрузку, он должен выдерживать более высокое напряжение в течение нескольких миллисекунд, прежде чем напряжение упадет. к ранее установленному значению.
Эта схема лучше всего подходит для фиксированных нагрузок, что означает, что мощность, потребляемая нагрузкой, остается неизменной, пока на нее подается питание.

Если у вас есть какие-либо вопросы по этому проекту, не стесняйтесь спрашивать нас в разделе комментариев, и вы получите от нас гарантированный ответ.

Blogthor

Мой ник – blogthor, я профессиональный инженер-электронщик, специализирующийся на встроенных системах. Я опытный программист и разработчик электронного оборудования.Я основатель этого веб-сайта, я также увлекаюсь, сделай сам и постоянно учусь. Я люблю решать ваши технические вопросы в разделе комментариев.

Понижающий преобразователь DIY с LM2576T. Сегодня мы посмотрим, как проектировать… | by Utsource

Сегодня мы собираемся увидеть, как спроектировать и изготовить интегральную схему (ИС) LM2576T в плате электронного регулятора напряжения со стабилизацией напряжения от более 12 В до 5 В. Монолитная интегральная схема, которая обеспечивает все активные функции понижающего импульсного стабилизатора, способна выдерживать нагрузку 3 А и с отличным регулированием линии и нагрузки.

Доступны устройства с фиксированными регулирующими напряжениями 5,5 В, 12 В, 15 В и другими моделями. Электронная схема понижающего преобразователя обычно используется в промышленных приложениях, где мы обычно использовали основной источник питания с напряжением 24 В и более и нуждались в источнике питания 5 В для работы ИС и электронного устройства. Некоторые схемы выполняют этот процесс, но LM2576T является лучшим и высокоэффективным и, следовательно, используется в качестве понижающего преобразователя.

Итак, давайте посмотрим, как он спроектирован, изготовлен и собран практически.Поехали…

Принцип:

LM2576T – это популярная интегральная схема, используемая в широком диапазоне силовых приложений и моделей переключающих электронных схем. Регулируемые версии и возможность быстрого переключения LM2576T делают его более уникальным для высокочастотных импульсных регуляторов. Указанное отключение и регулирование мощности внутри электронной схемы IC выполняется с минимальными потерями мощности, и если вы имеете дело с более высоким текущим напряжением, это будет абсолютно нормально и из-за истинных условий работы и максимального допустимого напряжения нагрузки.

Необходимые компоненты:

1. Интегральная схема LM2576T (1)

2. Индуктор 100 мкГн (1)

3. Диод IN6822 (1)

4. Потенциометр 100 кОм (1)

5. 100 мкФ Конденсатор (1)

6. PCB или Bread Board

Схема:

Схема понижающего преобразователя LM2576T

Процедура :

Подключение понижающего преобразователя с использованием LM2576T довольно просто, и вы можете спроектировать его на Печатная плата и непосредственно на макетной плате с внешними подключениями.Я рекомендую вам пойти на литье печатных плат с идеальной напечатанной схемой, и вы получите хороший опыт.

2. Подключите компоненты индуктивности 100 мкГн, конденсатора 100 мкГн, потенциометра 100 кОм к интегральной схеме LM2576T, как показано на принципиальной схеме. Пожалуйста, сделайте обзор…

3. После завершения сборки и подключения наш электронный понижающий преобразователь будет выглядеть следующим образом.

4. Теперь подключите положительный и отрицательный входы клемм с подходящей полярностью к клеммам выходного блока схемы ИС понижающего преобразователя.

Отрегулируйте показание, соответствующее нашему источнику, с помощью потенциометра.

5. Наконец, подключите излучающий диод или светодиоды, чтобы получить выходной сигнал понижающего преобразователя. Вы увидите светящийся светодиод

. Итак, это базовый понижающий преобразователь, выполненный своими руками, использующий интегральную схему LM2576T.

Эквивалентный номер детали LM2576T:

Эквивалентный номер детали LM2576T – LM257HV

Вывод:

с использованием LM2576T представляет собой простую модальную конструкцию для регулирования напряжения силовых элементов для эффективного устройства постоянного тока. работающий.Итак, я надеюсь, что вы поняли принцип изготовления и принцип действия понижающего преобразователя, использующего LM2576T. Делайте это практически и получайте удовольствие от обучения.

и их классные приложения

Понижающий преобразователь – это широко распространенный преобразователь постоянного тока в постоянный, который эффективно преобразует высокое напряжение в низкое. Эффективное преобразование энергии продлевает срок службы батареи, снижает нагрев и позволяет создавать гаджеты меньшего размера. Понижающий преобразователь можно использовать во многих интересных приложениях. Эта статья представляет собой краткое введение в понижающий преобразователь и охватывает несколько интересных применений схем понижающего преобразователя – и его кузена – полумоста – и предоставляет ссылки на ресурсы, где заинтересованные читатели могут узнать больше о конкретных микросхемах для использования в своих конструкциях. .

Понижающий преобразователь: знакомство

Понижающий преобразователь представляет собой простую схему. На рисунке 1 представлена упрощенная схема понижающего преобразователя. Полевой МОП-транзистор верхнего плеча включается и выключается. Управляющая ИС, не изображенная на рисунке, использует замкнутый контур обратной связи для управления выходным напряжением. Передаточная функция постоянного тока – это уравнение, которое связывает входное напряжение, выходное напряжение и рабочий цикл понижающего преобразователя. $ Vout = Vin * D $, где Vout – выходное напряжение, Vin – входное напряжение, а D – рабочий цикл или процент времени, в течение которого MOSFET включен.Катушка индуктивности и конденсатор на рисунке 1 образуют фильтр нижних частот. Этот фильтр нижних частот сглаживает переключение полевого МОП-транзистора и выдает приятное, плавное напряжение постоянного тока.

Рисунок 1: Упрощенная схема несинхронного понижающего преобразователя. TPS5430 является примером несинхронного понижающего контроллера.

На рисунке 2 показан общий вариант понижающего преобразователя: синхронный понижающий преобразователь. В синхронном понижающем преобразователе диод свободного хода заменен полевым МОП-транзистором.Использование полевого МОП-транзистора также позволяет осуществлять двунаправленную передачу мощности. Если понижающий преобразователь работает в обратном направлении, он может работать как повышающий преобразователь. Для этого требуется специальный преобразователь IC. Он используется в таких приложениях, как USB On-the-Go, которые позволяют использовать смартфон для питания небольшой портативной электроники.

Два полевых МОП-транзистора в этой схеме называются полумостом. Полумосты также являются очень полезными схемами, которые имеют множество применений.

Рисунок 2: Упрощенная схема синхронного понижающего преобразователя.LM5119 является примером контроллера синхронного понижающего преобразователя.

Понижающий преобразователь используется повсеместно. В оставшейся части статьи рассматриваются некоторые общие приложения.

Портативный USB-порт

USB On-The-Go позволяет подключать к смартфону клавиатуры, мыши и другие периферийные устройства. Периферийное устройство получает питание от USB-порта телефона. Регулировка мощности осуществляется с помощью синхронного понижающего преобразователя, который может передавать мощность в обоих направлениях. Когда телефон подключен к зарядному устройству, понижающий преобразователь работает как понижающий преобразователь для зарядки литиевой батареи в телефоне.Когда подключено периферийное устройство, понижающий преобразователь работает в обратном направлении как повышающий преобразователь, генерируя 5 В от литиевой батареи. Ознакомьтесь с этими ссылками на сайтах Texas Instruments и Linear Technology, чтобы узнать больше о двунаправленных преобразователях постоянного тока в постоянный, которые поддерживают USB On-The-Go.

Рисунок 3: Некоторые популярные смартфоны.

Конвертер POL для ПК и ноутбуков

Преобразователь точки нагрузки, или POL, представляет собой неизолированный понижающий преобразователь, способный эффективно передавать мощность на сильноточные нагрузки.Это особенно полезно для материнских плат ПК и ноутбуков. Современные микропроцессоры потребляют очень низкое напряжение, обычно 1,8 В. Для этого используется синхронный бак, иногда многофазный. Этот POL часто называют модулем регулятора напряжения или VRM в спецификациях материнской платы. Муарата производит преобразователи точки нагрузки, подобные этому.

Рисунок 4 : Материнская плата PCB.

Зарядные устройства

Каждый хочет, чтобы его смартфон, планшет или портативный аккумулятор заряжался быстро, не нагревая портативные устройства.Синхронный понижающий преобразователь – лучший способ сделать это. Обычно порт зарядки для мобильного устройства представляет собой порт micro USB. Он принимает регулируемое напряжение 5 В. Цепи зарядки находятся внутри мобильного устройства, которое часто представляет собой понижающий преобразователь. Некоторые понижающие контроллеры имеют встроенный смарт-контроллер батареи, как этот чип от Linear Technology.

Рисунок 5 : Ноутбук

Солнечные зарядные устройства

Эффективное преобразование высокого напряжения в низкое – сильная сторона понижающего преобразователя.Есть много продуктов, предназначенных для зарядки батареи от солнечной панели с более высоким напряжением. Солнечное зарядное устройство имеет функцию, которую другие понижающие преобразователи не называют отслеживанием точки максимальной мощности. Солнечные элементы имеют нелинейные кривые вольт-амперной характеристики. Солнечное зарядное устройство часто представляет собой понижающий преобразователь с микроконтроллерным управлением. Микроконтроллер указывает понижающему преобразователю потреблять максимальное количество энергии, изменяя ток нагрузки, чтобы зарядить аккумулятор в кратчайшие сроки. Некоторые понижающие преобразователи имеют встроенное отслеживание точки максимальной мощности и интеллектуальное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов, например LT3652 от Linear Technology.

Рисунок 6: Складная солнечная панель для туристов от GoalZero.

Усилители мощности звука

Силовой каскад усилителей звука класса D представляет собой синхронный понижающий преобразователь. Одно большое различие между преобразователем постоянного тока в постоянный и аудиоусилителем класса D заключается в том, что, хотя преобразователь постоянного тока вырабатывает фиксированное постоянное напряжение по линии и нагрузке, усилитель класса D намеренно выдает сигнал переменного тока. Разница в петле обратной связи.Обратите внимание, что выходной каскад представляет собой полумост, за которым следует LC-фильтр. Хорошим примером усилителя класса D является TDA8954 компании NXP.

Рисунок 7 : Упрощенная схема усилителя класса D.

Преобразователь мощности с чистой синусоидальной волной

Силовые инверторы с чисто синусоидальной волной генерируют синусоидальную волну от источника постоянного напряжения, такого как аккумулятор. Вы можете использовать инвертор для питания бытового электронного устройства от большой батареи или автомобиля. Инверсионный силовой каскад силового инвертора выглядит как усилитель класса D.

Квадрокоптеры

. Квадрокоптеры часто питаются от многоячеечной литиевой аккумуляторной батареи. Типичная конфигурация блока – это 2-6 ячеек последовательно. Эти аккумуляторные блоки вырабатывают напряжение в диапазоне от 6 до 25 В. Понижающий преобразователь понижает напряжение батареи до 5 В или 3,3 В для использования контроллером полета (мозгом квадрокоптера). Индустрия квадрокоптеров часто называет понижающие преобразователи BEC, что является сокращением от схемы устранения батареи или UBEC, что означает универсальную схему устранения батареи.BEC и UBEC часто встречаются на электронных контроллерах скорости, которые приводят в действие бесщеточные двигатели на квадрокоптере, или на плате распределения питания, которая направляет энергию батареи туда, где она должна быть.

Рисунок 8: Квадрокоптер от Thrust-UAV.

Контроллеры бесщеточных двигателей

Говоря о квадрокоптерах, квадрокоптеры используют бесщеточные двигатели для полета из-за их высокой эффективности и легкости. Три полумоста используются для привода индуктивных катушек бесщеточного двигателя.См. Рисунок 9, упрощенную схему привода бесщеточного двигателя. Это похоже на 3 синхронных понижающих преобразователя без фильтрующих конденсаторов. На рисунке 10 показан реальный электронный регулятор скорости, используемый любителями квадрокоптеров.

Рисунок 9: Упрощенная схема контроллера бесщеточного двигателя.

Рисунок 10: Электронный регулятор скорости, используемый любителями. Этот конкретный регулятор скорости включает в себя понижающий контроллер.

Синхронизация силовых каскадов позволяет передавать мощность от двигателей к батарее. Это процесс, известный как рекуперативное торможение, которое используется в поездах и электромобилях, включая Tesla Roadster.

Контроллеры электродвигателей с щеткой

Щеточный двигатель может приводиться в движение с использованием конфигурации, называемой «управление двигателем на стороне высокого давления». По сути, это синхронный понижающий преобразователь без выходного конденсатора.

Рис. 11: Упрощенная схема щеточного контроллера мотора.Обратите внимание на сходство с понижающим преобразователем.

Выводы

Эта статья представляет собой краткое введение в понижающие преобразователи. Понижающие преобразователи и их двоюродный брат полумост используются во многих интересных приложениях, включая смартфоны, ноутбуки, планшеты, портативные аккумуляторные батареи, фонарики, квадрокоптеры. Аудиоусилители и схемы управления двигателями имеют много общего с понижающими преобразователями.

CanadianCommander / BuckConverter: Сделай сам понижающий преобразователь с Arduino

Конвертер Bucks своими руками с Arduino

Файлы

Тип

Имя

Последнее сообщение фиксации

Время фиксации

Самодельный понижающий преобразователь с Arduino. Может обеспечивать переключение между 0-30 В (не может обеспечить большее напряжение, чем входной источник). Максимальная входная мощность 30 В. Если не внешний питание подается (через разъем USB Arduino) минимальным напряжением 6 вольт, необходимым для питания Arduino.Максимальная сила тока неизвестна но будьте осторожны, это устройство может сильно нагреться (без шуток, он может сжечь ваш дом). все, что ниже 2 ампер, должно быть в порядке.

Требования к оборудованию

3d принтер для сборки корпуса.
1x 7-сегментный 4-значный дисплей
1x Arduino nano (любой микроконтроллер Atmega 48P / 88P / 168P или 328P AVR)
1x индуктор
Конденсатор 1x 1000 мкФ
1x P типа Mosfet
5x NPN транзистор
2х тактовый переключатель
1x диод
2 резистора 10 кОм
4x 5.Резистор 1кОм
Резистор 1x 2 кОм
Резистор 1x 1 кОм
2 резистора 330 Ом
Резистор 1x 100 Ом

Сборка оборудования

со всем оборудованием под рукой, вы сможете создавать схемы в папке / Hardware:

После этого распечатайте коробку с:

Теперь поместите всю электронику в корпус, и у вас должно получиться что-то вроде этого

Сборка кода

скачать репо.
установить arduion make
при необходимости отредактируйте Makefile (/ src / Makefile), чтобы отразить вашу конфигурацию
, затем , сделайте загрузку , чтобы собрать и загрузить код на вашу доску.
наслаждайтесь конвертером доллара!

Около

Конвертер Bucks своими руками с Arduino

ресурсов

High Power High Efficiency TL494 Схема понижающего преобразователя

Понижающий преобразователь (понижающий преобразователь) представляет собой импульсный преобразователь постоянного тока, который понижает напряжение при сохранении постоянного баланса мощности. Основной особенностью понижающего преобразователя является эффективность, а это означает, что с понижающим преобразователем на борту мы можем ожидать увеличения срока службы батареи, уменьшения нагрева, меньшего размера и повышения эффективности.Ранее мы сделали несколько простых схем понижающего преобразователя и объяснили его основы и эффективность конструкции.

Итак, в этой статье мы собираемся спроектировать, рассчитать и протестировать схему высокоэффективного понижающего преобразователя на основе популярной TL494 IC и, наконец, будет подробное видео, показывающее рабочую и тестовую часть схема, Итак, без лишних слов, приступим.

Как работает понижающий преобразователь?

На приведенном выше рисунке показана очень простая схема понижающего преобразователя .Чтобы понять, как работает понижающий преобразователь, я разделю схему на два условия. Первое состояние, когда транзистор включен, следующее состояние, когда транзистор выключен.

Транзистор включен

В этом сценарии мы видим, что диод находится в состоянии разомкнутой цепи, потому что он находится в состоянии обратного смещения. В этой ситуации через нагрузку начнет протекать некоторый начальный ток, но ток ограничен индуктором, поэтому индуктор также начинает постепенно заряжаться.Следовательно, во время включения цепи конденсатор наращивает цикл заряда за циклом, и это напряжение отражается на нагрузке.

Транзистор выключен

Когда транзистор находится в выключенном состоянии, энергия, запасенная в катушке индуктивности L1, схлопывается и течет обратно через диод D1, как показано на схеме со стрелками. В этой ситуации напряжение на катушке индуктивности имеет обратную полярность, поэтому диод находится в состоянии прямого смещения.Теперь из-за коллапса магнитного поля индуктора ток продолжает течь через нагрузку, пока индуктор не разрядится. Все это происходит при выключенном транзисторе.

По прошествии определенного периода, когда в катушке индуктивности почти закончилась запасенная энергия, напряжение нагрузки снова начинает падать, в этой ситуации конденсатор C1 становится основным источником тока, конденсатор должен поддерживать ток, протекающий до следующего цикла начинается снова.

Теперь, изменяя частоту переключения и время переключения, мы можем получить любой выходной сигнал от 0 до Vin от понижающего преобразователя.

IC TL494

Теперь, прежде чем собирать понижающий преобразователь TL494 , давайте узнаем, как работает ШИМ-контроллер TL494.

Микросхема TL494 имеет 8 функциональных блоков, которые показаны и описаны ниже.

1. 5-В Опорный регулятор

5В выход внутреннего источника опорного регулятор опорного сигнала контактный, который пин-14 IC. Опорный стабилизатор предназначен для обеспечения стабильного питания внутренних схем, таких как триггер с импульсным управлением, генератор, компаратор управления мертвой выдержкой и компаратор ШИМ.Регулятор также используется для управления усилителями ошибок, которые отвечают за управление выходом.

Примечание! Задание внутренне запрограммировано с начальной точностью ± 5% и поддерживает стабильность в диапазоне входного напряжения от 7 В до 40 В. При входном напряжении менее 7 В регулятор насыщается в пределах 1 В от входного и отслеживает его.

2. Осциллятор

Генератор генерирует и подает пилообразную волну на контроллер мертвого времени и компараторы ШИМ для различных сигналов управления.

Частота генератора может быть установлена путем выбора компонентов синхронизации R T и C T .

Частота генератора может быть рассчитана по формуле ниже

  Fosc = 1 / (RT * CT)

Для простоты я сделал электронную таблицу, по которой вы можете очень легко вычислить частоту.

Примечание! Частота генератора равна выходной частоте только для несимметричных приложений.Для двухтактных приложений выходная частота составляет половину частоты генератора.

3. Компаратор контроля запаздывания

Мертвое время или, проще говоря, управление временем отключения обеспечивает минимальное время простоя или время отключения. Выход компаратора мертвого времени блокирует переключение транзисторов, когда напряжение на входе больше, чем линейное напряжение генератора. Подача напряжения на вывод DTC может вызвать дополнительное мертвое время, тем самым обеспечивая дополнительное мертвое время от минимума 3% до 100%, когда входное напряжение изменяется от 0 до 3 В.Проще говоря, мы можем изменить рабочий цикл выходной волны без настройки усилителей ошибок.

Примечание! Внутреннее смещение 110 мВ обеспечивает минимальное мертвое время 3% при заземленном управляющем входе мертвого времени.

4. Усилители ошибок

Оба усилителя ошибки с высоким коэффициентом усиления получают напряжение смещения от шины питания VI. Это позволяет использовать синфазное входное напряжение в диапазоне от –0,3 В до 2 В ниже VI. Оба усилителя ведут себя характерно для несимметричного усилителя с однополярным питанием, поскольку на каждом выходе активен только высокий уровень.

5. Вход управления выводом

Вход управления выходом определяет, работают ли выходные транзисторы в параллельном или двухтактном режиме. При подключении выходного управляющего контакта, который является контактом 13, к земле, выходные транзисторы устанавливаются в параллельный режим работы. Но при подключении этого вывода к выводу 5V-REF выходные транзисторы устанавливаются в двухтактный режим.

6. Выходные транзисторы

ИС имеет два внутренних выходных транзистора в конфигурациях с открытым коллектором и открытым эмиттером, с помощью которых она может передавать или потреблять максимальный ток до 200 мА.

Примечание! Транзисторы имеют напряжение насыщения менее 1,3 В в конфигурации с общим эмиттером и менее 2,5 В в конфигурации эмиттер-повторитель.

Характеристики микросхемы TL494

Полная схема управления мощностью ШИМ
Незавершенные выходы для тока потребления или источника 200 мА
Управление выходом выбирает односторонний или двухтактный режим
Внутренняя схема запрещает двойной импульс на любом выходе
Переменное время простоя для управления общим диапазоном
Внутренний регулятор обеспечивает стабильное напряжение 5 В
Эталонная поставка с допуском 5%
обеспечивает простую синхронизацию

Примечание! Большая часть внутренней схемы и описания операций взята из таблицы данных и в некоторой степени изменены для лучшего понимания.

Необходимые компоненты

TL494 IC – 1
TIP2955 Транзистор – 1
Винтовой зажим 5 мм x 2 – 2
1000 мкФ, конденсатор 60 В – 1
470 мкФ, конденсатор 60 В – 1
50К, резистор 1% – 1
Резистор 560R – 1
10К, резистор 1% – 4
3,3 кОм, резистор 1% – 2
330R Резистор – 1
Конденсатор 0,22 мкФ – 1
5,6 кОм, резистор 1 Вт – 1
Стабилитрон 12,1 В – 1
MBR20100CT Диод Шоттки – 1
70uH (27 x 11 x 14) мм Индуктор – 1
Потенциометр (10K) Регулирующий потенциометр – 1
0.Резистор считывания тока 22R – 2
Плакированная доска Generic 50x 50 мм – 1
Радиатор блока питания, общий – 1
Провода перемычки, общие – 15

Принципиальная схема

Принципиальная схема High-Efficiency Понижающий преобразователь приведена ниже.

Строительство схемы

Для демонстрации этого сильноточного понижающего преобразователя схема сконструирована вручную на печатной плате с помощью файлов схемы и дизайна печатной платы [файл Gerber]; Обратите внимание, что если вы подключаете большую нагрузку к выходному понижающему преобразователю, то через дорожки печатной платы будет течь огромный ток, и есть вероятность, что дорожки выгорят.Итак, чтобы предотвратить выгорание следов на печатной плате, я включил несколько перемычек, которые помогают увеличить ток. Кроме того, я укрепил дорожки на печатной плате толстым слоем припоя, чтобы снизить сопротивление дорожек.

Катушка индуктивности состоит из 3 параллельных жил из эмалированного медного провода 0,45 кв. Мм.

Расчеты

Для правильного расчета номиналов индуктивности и конденсатора я использовал документ от Texas Instruments.

После этого я сделал электронную таблицу Google, чтобы упростить расчет

Испытания этого понижающего преобразователя высокого напряжения

Для проверки схемы используется следующая установка.Как показано на изображении выше, входное напряжение составляет 41,17 В, а ток холостого хода составляет 0,015 А, что делает потребляемую мощность без нагрузки менее 0,6 Вт.

Прежде, чем кто-либо из вас прыгнет и скажет, что таз резистора делает в моем тестовом столе.

Позвольте мне сказать вам, резисторы очень сильно нагреваются во время тестирования схемы с полной нагрузкой, поэтому я приготовил таз с водой, чтобы мой рабочий стол не сгорел

Инструменты, используемые для проверки схемы

Свинцово-кислотный аккумулятор 12 В.
Трансформатор с отводом 6-0-6 и отводом 12-0-12
5 10W 10r Сопротивление параллельно в качестве нагрузки
Мультиметр Meco 108B + TRMS
Мультиметр Meco 450B + TRMS
Осциллограф Hantek 6022BE

Входная мощность понижающего преобразователя большой мощности

Как вы можете видеть на изображении выше, входное напряжение падает до 27,45 В в состоянии нагрузки, а входной ток составляет 3.022 A , что соответствует входной мощности 82,9539 Вт.

Выходная мощность

Как видно из изображения выше, выходное напряжение составляет 12,78 В, а выходной ток составляет 5,614 А, что эквивалентно потребляемой мощности 71,6958 Вт.

Таким образом, КПД схемы становится (71,6958 / 82,9539) x 100% = 86,42%

Потери в цепи связаны с резисторами для питания микросхем TL494 и

Абсолютное максимальное потребление тока в моем тестовом столе

Из изображения выше видно, что максимальный ток, потребляемый от цепи, равен 6.96 А это почти

В этой ситуации основным узким местом системы является мой трансформатор, поэтому я не могу увеличить ток нагрузки, но с такой конструкцией и с хорошим радиатором вы легко можете потреблять ток более 10А из этой цепи.

Примечание! Любой из вас, кто задается вопросом, почему я подключил массивный радиатор к схеме, позвольте мне сказать вам, что на данный момент у меня нет радиатора меньшего размера в моем запасе.

Дополнительные улучшения

Эта схема понижающего преобразователя TL494 предназначена только для демонстрационных целей, поэтому в выходной секции схемы

Необходимо добавить схему защиты выхода для защиты цепи нагрузки.

Понижающий преобразователь своими руками: Повышающий/понижающий преобразователь напряжения своими руками

Повышающий/понижающий преобразователь напряжения своими руками

Мощный DC-DC преобразователь

Dc-dc преобразователь своими руками. простая схема

Мощный DC-DC преобразователь

Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2

Схема dc-dc преобразователя

Схема DC-DC преобразователя на MC34063A

Достоинства микросхемы MC34063A

Описание радиоэлементов

Список деталей для сборки

Повышающий DC-DC преобразователь на MC34063 (из 5В в 12В)

Простейший повышающий DC-DC преобразователь

Мощный и необычный универсальный преобразователь на базе LTC3780

Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2.

DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Понижающий преобразователь XL4015 | Все своими руками

(DC-DC): 6 шагов (с изображениями)

Как работают понижающие преобразователи | Проекты самодельных схем

Понижающий преобразователь

Вход переменного или постоянного тока?

Работа понижающего преобразователя

Период включения транзистора

Период «выключения» транзистора

Понижающий преобразователь для отрицательных источников питания

О Swag

Схема понижающего преобразователя с использованием IC 555 и MOSFET – DIY Electronics Projects

Blogthor

Понижающий преобразователь DIY с LM2576T. Сегодня мы посмотрим, как проектировать… | by Utsource

и их классные приложения

Понижающий преобразователь: знакомство

Портативный USB-порт

Конвертер POL для ПК и ноутбуков

Зарядные устройства

Солнечные зарядные устройства

Усилители мощности звука

Преобразователь мощности с чистой синусоидальной волной

Квадрокоптеры

Контроллеры бесщеточных двигателей

Контроллеры электродвигателей с щеткой

Выводы

CanadianCommander / BuckConverter: Сделай сам понижающий преобразователь с Arduino

Файлы

Требования к оборудованию

Сборка оборудования

Сборка кода

Около

ресурсов

High Power High Efficiency TL494 Схема понижающего преобразователя

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ