Μετατροπέας τάσης μεταγωγής dc. Μετατροπείς παλμικής τάσης. Μετατροπείς τάσης ανύψωσης

Το LM2596 μειώνει την τάση εισόδου (έως 40 V) - η έξοδος είναι ρυθμισμένη, το ρεύμα είναι 3 Α. Ιδανικό για LED στο αυτοκίνητο. Πολύ φθηνές μονάδες - περίπου 40 ρούβλια στην Κίνα.

Η Texas Instruments παράγει υψηλής ποιότητας, αξιόπιστους, προσιτούς και φθηνούς, εύχρηστους ελεγκτές DC-DC LM2596. Τα κινεζικά εργοστάσια παράγουν εξαιρετικά φθηνούς μετατροπείς stepdown με βάση αυτό: η τιμή μιας μονάδας για ένα LM2596 είναι περίπου 35 ρούβλια (συμπεριλαμβανομένης της παράδοσης). Σας συμβουλεύω να αγοράσετε αμέσως μια παρτίδα 10 τεμαχίων - θα υπάρχει πάντα χρήση για αυτά, ενώ η τιμή θα πέσει στα 32 ρούβλια και λιγότερο από 30 ρούβλια κατά την παραγγελία 50 τεμαχίων. Διαβάστε περισσότερα για τον υπολογισμό του ιμάντα του μικροκυκλώματος, τη ρύθμιση του ρεύματος και της τάσης, την εφαρμογή του και μερικά από τα μειονεκτήματα του μετατροπέα.

Μια τυπική μέθοδος χρήσης είναι μια σταθεροποιημένη πηγή τάσης. Με βάση αυτόν τον σταθεροποιητή, είναι εύκολο να φτιάξετε ένα τροφοδοτικό μεταγωγής, το χρησιμοποιώ ως απλό και αξιόπιστο εργαστηριακό τροφοδοτικό που μπορεί να αντέξει βραχυκύκλωμα. Είναι ελκυστικά λόγω της συνέπειας της ποιότητας (φαίνεται ότι κατασκευάζονται όλα στο ίδιο εργοστάσιο - και είναι δύσκολο να κάνετε λάθη σε πέντε λεπτομέρειες), και την πλήρη συμμόρφωση με το φύλλο δεδομένων και τα δηλωμένα χαρακτηριστικά.

Ένας άλλος τομέας εφαρμογής είναι ένας σταθεροποιητής ρεύματος μεταγωγής για θρέψη ισχυρά LED . Η μονάδα σε αυτό το τσιπ θα σας επιτρέψει να συνδέσετε μια μήτρα LED αυτοκινήτου 10 Watt, παρέχοντας επιπλέον προστασία από βραχυκύκλωμα.

Συνιστώ ανεπιφύλακτα να αγοράσετε μια ντουζίνα από αυτά - σίγουρα θα σας φανούν χρήσιμα. Είναι μοναδικά με τον δικό τους τρόπο - η τάση εισόδου είναι έως 40 βολτ και απαιτούνται μόνο 5 εξωτερικά εξαρτήματα. Αυτό είναι βολικό - μπορείτε να αυξήσετε την τάση στο δίαυλο ισχύος έξυπνο σπίτιέως 36 βολτ μειώνοντας τη διατομή των καλωδίων. Εγκαθιστούμε μια τέτοια μονάδα στα σημεία κατανάλωσης και τη ρυθμίζουμε στα απαιτούμενα 12, 9, 5 βολτ ή όσο χρειάζεστε.

Ας τα εξετάσουμε λεπτομερέστερα.

Χαρακτηριστικά τσιπ:

• Τάση εισόδου - από 2,4 έως 40 βολτ (έως 60 βολτ στην έκδοση HV)
• Τάση εξόδου - σταθερή ή ρυθμιζόμενη (από 1,2 έως 37 βολτ)
• Ρεύμα εξόδου - έως 3 αμπέρ (με καλή ψύξη - έως 4,5A)
• Συχνότητα μετατροπής - 150 kHz
• Περίβλημα - TO220-5 (προσάρτηση με τρύπα) ή D2PAK-5 (επιφανειακή βάση)
• Απόδοση - 70-75% σε χαμηλές τάσεις, έως 95% σε υψηλές τάσεις

1. Σταθεροποιημένη πηγή τάσης
2. Κύκλωμα μετατροπέα
3. φύλλο δεδομένων
4. Φορτιστής USB βασισμένος στο LM2596
5. σταθεροποιητής ρεύματος
6. Εφαρμογή σε σπιτικές συσκευές
7. Ρύθμιση ρεύματος και τάσης εξόδου
8. Βελτιωμένα ανάλογα του LM2596

Ιστορικό - Γραμμικοί Σταθεροποιητές

Αρχικά, θα εξηγήσω γιατί οι τυπικοί μετατροπείς γραμμικής τάσης όπως ο LM78XX (για παράδειγμα 7805) ή ο LM317 είναι κακοί. Εδώ είναι το απλοποιημένο διάγραμμα του.

Το κύριο στοιχείο ενός τέτοιου μετατροπέα είναι ένα ισχυρό διπολικό τρανζίστορ, που περιλαμβάνεται στην "αρχική" σημασία του - ως ελεγχόμενη αντίσταση. Αυτό το τρανζίστορ είναι μέρος ενός ζεύγους Darlington (για να αυξηθεί η αναλογία μεταφοράς ρεύματος και να μειωθεί η ισχύς που απαιτείται για τη λειτουργία του κυκλώματος). Το ρεύμα βάσης ρυθμίζεται από τον λειτουργικό ενισχυτή, ο οποίος ενισχύει τη διαφορά μεταξύ της τάσης εξόδου και αυτής που ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας το ION (πηγή τάση αναφοράς), δηλ. περιλαμβάνεται σε κλασικό μοτίβοενισχυτής σφάλματος.

Έτσι, ο μετατροπέας περιλαμβάνει απλώς μια αντίσταση σε σειρά με το φορτίο, και ελέγχει την αντίστασή του έτσι ώστε, για παράδειγμα, να σβήνουν ακριβώς 5 βολτ στο φορτίο. Είναι εύκολο να υπολογιστεί ότι όταν η τάση πέσει από 12 βολτ σε 5 (πολύ σύνηθες φαινόμενοεφαρμογή του τσιπ 7805), η είσοδος 12 βολτ κατανέμεται μεταξύ του σταθεροποιητή και του φορτίου σε σχέση με "7 βολτ στον σταθεροποιητή + 5 βολτ στο φορτίο." Σε ρεύμα μισού ενισχυτή, απελευθερώνονται 2,5 Watt στο φορτίο και στα 7805 - έως και 3,5 Watt.

Αποδεικνύεται ότι τα "επιπλέον" 7 βολτ απλά σβήνουν στον σταθεροποιητή, μετατρέποντας σε θερμότητα. Πρώτον, εξαιτίας αυτού, υπάρχουν προβλήματα με την ψύξη και, δεύτερον, χρειάζεται πολλή ενέργεια από το τροφοδοτικό. Όταν τροφοδοτείται από μια πρίζα, αυτό δεν είναι πολύ τρομακτικό (αν και εξακολουθεί να βλάπτει το περιβάλλον), αλλά όταν χρησιμοποιείτε μπαταρία ή επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, δεν μπορείτε παρά να το θυμάστε αυτό.

Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι είναι γενικά αδύνατο να κατασκευαστεί ένας μετατροπέας ενίσχυσης με αυτήν τη μέθοδο. Συχνά προκύπτει μια τέτοια ανάγκη και οι προσπάθειες επίλυσης αυτού του ζητήματος πριν από είκοσι ή τριάντα χρόνια είναι εντυπωσιακές - πόσο περίπλοκη ήταν η σύνθεση και ο υπολογισμός τέτοιων σχημάτων. Ένα από τα απλούστερα κυκλώματα αυτού του είδους είναι ένας μετατροπέας push-pull 5V->15V.

Πρέπει να παραδεχτούμε ότι παρέχει γαλβανική μόνωση, αλλά χρησιμοποιεί τον μετασχηματιστή αναποτελεσματικά - μόνο το ήμισυ της κύριας περιέλιξης εμπλέκεται ανά πάσα στιγμή.

Ξέχνα το σαν φρικτό όνειροκαι προχωρήστε στα σύγχρονα κυκλώματα.

Πηγή τάσης

Σχέδιο

Το μικροκύκλωμα είναι βολικό στη χρήση ως μετατροπέας βήμα προς τα κάτω: ένας ισχυρός διπολικός διακόπτης είναι μέσα, μένει να προσθέσετε τα υπόλοιπα εξαρτήματα του ρυθμιστή - μια γρήγορη δίοδο, μια αυτεπαγωγή και έναν πυκνωτή εξόδου, είναι επίσης δυνατή η εισαγωγή μιας εισόδου πυκνωτής - μόνο 5 μέρη.

Η έκδοση LM2596ADJ θα απαιτεί επίσης ένα κύκλωμα ρύθμισης τάσης εξόδου, αυτές είναι δύο αντιστάσεις ή μία μεταβλητή αντίσταση.

Βελτιωτικό κύκλωμα μετατροπέα τάσης με βάση το LM2596:

Όλο το σχέδιο μαζί:

Εδώ μπορείτε Κατεβάστε το φύλλο δεδομένων για το LM2596.

Πώς λειτουργεί: Ένας διακόπτης υψηλής ισχύος ελεγχόμενος με PWM μέσα στη συσκευή στέλνει παλμούς τάσης σε έναν επαγωγέα. Στο σημείο A x% του χρόνου υπάρχει πλήρης τάση και (1-x)% του χρόνου η τάση είναι μηδέν. Το φίλτρο LC εξομαλύνει αυτές τις διακυμάνσεις εξάγοντας ένα στοιχείο DC ίσο με x * τάση τροφοδοσίας. Η δίοδος κλείνει το κύκλωμα όταν το τρανζίστορ είναι απενεργοποιημένο.

Αναλυτική περιγραφή εργασίας

Ένας επαγωγέας αντιτίθεται σε μια αλλαγή στο ρεύμα μέσω αυτού. Όταν εμφανίζεται τάση στο σημείο Α, ο επαγωγέας δημιουργεί μια μεγάλη αρνητική τάση αυτοεπαγωγής και η τάση στο φορτίο γίνεται ίση με τη διαφορά μεταξύ της τάσης τροφοδοσίας και της τάσης αυτοεπαγωγής. Το ρεύμα αυτεπαγωγής και η τάση φορτίου αυξάνονται σταδιακά.

Αφού εξαφανιστεί η τάση στο σημείο Α, ο επαγωγέας επιδιώκει να διατηρήσει το ίδιο ρεύμα που ρέει από το φορτίο και τον πυκνωτή και το κλείνει μέσω της διόδου στο έδαφος - σταδιακά πέφτει. Έτσι, η τάση στο φορτίο είναι πάντα μικρότερη από την τάση εισόδου και εξαρτάται από τον κύκλο λειτουργίας των παλμών.

Τάση εξόδου

Η μονάδα διατίθεται σε τέσσερις εκδόσεις: με τάση 3,3 V (δείκτης -3,3), 5 V (δείκτης -5,0), 12 V (δείκτης -12) και ρυθμιζόμενη έκδοση LM2596ADJ. Είναι λογικό να χρησιμοποιείτε την προσαρμοσμένη έκδοση παντού, αφού υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες στις αποθήκες ηλεκτρονικών εταιρειών και είναι απίθανο να συναντήσετε έλλειψη - και απαιτεί δύο επιπλέον αντιστάσεις. Και φυσικά, η έκδοση 5 volt είναι επίσης δημοφιλής.

Η ποσότητα σε απόθεμα βρίσκεται στην τελευταία στήλη.

Μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση εξόδου με τη μορφή ενός διακόπτη DIP, Καλό παράδειγμαεμφανίζεται εδώ ή ως περιστροφικός διακόπτης. Και στις δύο περιπτώσεις, θα χρειαστείτε μια μπαταρία ακριβών αντιστάσεων - αλλά μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση χωρίς βολτόμετρο.

Πλαίσιο

Υπάρχουν δύο επιλογές περιβλήματος: περίβλημα επίπεδης στήριξης TO-263 (μοντέλο LM2596S) και περίβλημα στήριξης μέσω οπής TO-220 (μοντέλο LM2596T). Προτιμώ την επίπεδη έκδοση του LM2596S γιατί η ψύκτρα είναι η ίδια η πλακέτα και δεν χρειάζεται να αγοράσετε επιπλέον εξωτερική ψύκτρα. Επιπλέον, η μηχανική του αντίσταση είναι πολύ μεγαλύτερη, σε αντίθεση με το TO-220, το οποίο πρέπει να βιδωθεί σε κάτι, ακόμη και στην πλακέτα - αλλά στη συνέχεια είναι ευκολότερο να εγκαταστήσετε την επίπεδη έκδοση. Συνιστώ τη χρήση του τσιπ LM2596T-ADJ σε τροφοδοτικά, γιατί είναι ευκολότερο να αφαιρέσετε μεγάλη ποσότητα θερμότητας από τη θήκη του.

Εξομάλυνση κυματισμού τάσης εισόδου

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αποτελεσματικός "έξυπνος" σταθεροποιητής μετά την ανόρθωση του ρεύματος. Εφόσον το IC παρακολουθεί απευθείας την τάση εξόδου, οι διακυμάνσεις στην τάση εισόδου θα προκαλέσουν αντίστροφη αλλαγή της αναλογίας μετατροπής του IC και η τάση εξόδου θα παραμείνει κανονική.

Από αυτό προκύπτει ότι όταν χρησιμοποιείτε το LM2596 ως μετατροπέα υποβάθμισης μετά τον μετασχηματιστή και τον ανορθωτή, ο πυκνωτής εισόδου (δηλαδή αυτός που βρίσκεται αμέσως μετά τη γέφυρα διόδου) μπορεί να έχει μικρή χωρητικότητα (περίπου 50-100uF).

πυκνωτής εξόδου

Χάρη σε υψηλή συχνότηταμετατροπής, ο πυκνωτής εξόδου δεν απαιτείται επίσης να έχει μεγάλη χωρητικότητα. Ακόμη και ένας ισχυρός καταναλωτής δεν θα έχει χρόνο να εγκαταστήσει σημαντικά αυτόν τον πυκνωτή σε έναν κύκλο. Ας κάνουμε τον υπολογισμό: πάρτε έναν πυκνωτή 100uF, τάση εξόδου 5V και ένα φορτίο που καταναλώνει 3 αμπέρ. Η συνολική φόρτιση του πυκνωτή q \u003d C * U \u003d 100e-6 uF * 5 V \u003d 500e-6 uC.

Σε έναν κύκλο μετατροπής, το φορτίο θα πάρει dq = I * t = 3 A * 6,7 μs = 20 μC από τον πυκνωτή (αυτό είναι μόνο το 4% της συνολικής φόρτισης του πυκνωτή) και θα ξεκινήσει αμέσως ένας νέος κύκλος και ο μετατροπέας θα βάλει ένα νέο μέρος ενέργειας στον πυκνωτή.

Το πιο σημαντικό, μην χρησιμοποιείτε πυκνωτές τανταλίου ως πυκνωτές εισόδου και εξόδου. Γράφουν ακριβώς στα φύλλα δεδομένων - "μην χρησιμοποιείτε σε κυκλώματα ισχύος", επειδή δεν ανέχονται πολύ καλά ακόμη και βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις και δεν τους αρέσουν τα υψηλά παλμικά ρεύματα. Χρησιμοποιήστε κανονικούς ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές αλουμινίου.

Αποδοτικότητα, απόδοση και απώλεια θερμότητας

Η απόδοση δεν είναι τόσο υψηλή, αφού ένα διπολικό τρανζίστορ χρησιμοποιείται ως ισχυρό κλειδί - και έχει μη μηδενική πτώση τάσης, της τάξης του 1,2 V. Εξ ου και η πτώση της απόδοσης σε χαμηλές τάσεις.

Όπως μπορείτε να δείτε, η μέγιστη απόδοση επιτυγχάνεται με διαφορά μεταξύ των τάσεων εισόδου και εξόδου της τάξης των 12 βολτ. Δηλαδή, αν χρειαστεί να μειώσετε την τάση κατά 12 βολτ, θα πάει σε θερμότητα ελάχιστο ποσόενέργεια.

Τι είναι η απόδοση μετατροπέα; Αυτή είναι μια τιμή που χαρακτηρίζει τις απώλειες ρεύματος - για παραγωγή θερμότητας σε ένα πλήρως ανοιχτό ισχυρό κλειδί σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz και για παρόμοιες απώλειες κατά τη διάρκεια μεταβατικών - όταν το κλειδί είναι ανοιχτό, ας πούμε, μόνο το μισό. Τα αποτελέσματα και των δύο μηχανισμών μπορεί να είναι συγκρίσιμα σε μέγεθος, επομένως δεν πρέπει να ξεχνάμε και τους δύο τρόπους απώλειας. Μια μικρή ποσότητα ισχύος χρησιμοποιείται επίσης για την τροφοδοσία των «εγκεφάλων» του ίδιου του μετατροπέα.

Ιδανικά, κατά τη μετατροπή τάσης από U1 σε U2 και ρεύμα εξόδου I2 ισχύς εξόδουείναι ίση με P2 = U2*I2, η ισχύς εισόδου είναι ίση με αυτήν (ιδανική περίπτωση). Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα εισόδου θα είναι I1 = U2/U1*I2.

Στην περίπτωσή μας, η μετατροπή έχει απόδοση κάτω από τη μονάδα, επομένως μέρος της ενέργειας θα παραμείνει μέσα στη συσκευή. Για παράδειγμα, με απόδοση η, η ισχύς εξόδου θα είναι P_out = η*P_in, και οι απώλειες P_loss = P_in-P_out = P_in*(1-η) = P_out*(1-η)/η. Φυσικά, ο μετατροπέας θα αναγκαστεί να αυξήσει το ρεύμα εισόδου για να διατηρήσει το καθορισμένο ρεύμα και τάση εξόδου.

Μπορούμε να υποθέσουμε ότι κατά τη μετατροπή 12V -> 5V και ρεύμα εξόδου 1A, οι απώλειες στο μικροκύκλωμα θα είναι 1,3 Watt και το ρεύμα εισόδου θα είναι 0,52A. Σε κάθε περίπτωση, αυτό είναι καλύτερο από οποιονδήποτε γραμμικό μετατροπέα, ο οποίος θα δίνει τουλάχιστον 7 watt απώλειες και θα καταναλώνει 1 αμπέρ από το δίκτυο εισόδου (συμπεριλαμβανομένης αυτής της άχρηστης επιχείρησης) - διπλάσια.

Παρεμπιπτόντως, το τσιπ LM2577 έχει τρεις φορές χαμηλότερη συχνότητα λειτουργίας και η απόδοσή του είναι ελαφρώς υψηλότερη, καθώς υπάρχουν λιγότερες απώλειες στα μεταβατικά. Ωστόσο, χρειάζεται τρεις φορές τις ονομασίες πηνίου και πυκνωτή εξόδου, που είναι επιπλέον χρήματα και μέγεθος πλακέτας.

Αύξηση του ρεύματος εξόδου

Παρά το ήδη αρκετά μεγάλο ρεύμα εξόδου του μικροκυκλώματος, μερικές φορές απαιτείται ακόμη περισσότερο ρεύμα. Πώς να βγείτε από αυτή την κατάσταση;

1. Μπορείτε να παραλληλίσετε πολλούς μετατροπείς. Φυσικά, πρέπει να ρυθμιστούν ακριβώς στην ίδια τάση εξόδου. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν μπορείτε να κάνετε με απλές αντιστάσεις SMD στο κύκλωμα ρύθμισης τάσης ανάδρασης, πρέπει είτε να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις με ακρίβεια 1%, είτε να ρυθμίσετε χειροκίνητα την τάση με μια μεταβλητή αντίσταση.

Φορτιστής USB στο LM2596

Μπορείτε να φτιάξετε έναν πολύ βολικό φορτιστή USB για κάμπινγκ. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να ρυθμίσετε τον ρυθμιστή σε τάση 5 V, να του παρέχετε μια θύρα USB και να τροφοδοτήσετε τον φορτιστή. Χρησιμοποιώ μια μπαταρία πολυμερούς λιθίου μοντέλου ραδιοφώνου που αγοράστηκε από την Κίνα που αποδίδει 5 amp-ώρες στα 11,1 βολτ. Αυτό είναι πολύ - αρκετό για να 8 φορέςφορτίστε ένα κανονικό smartphone (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αποτελεσματικότητα). Λαμβάνοντας υπόψη την αποτελεσματικότητα, θα αποδειχθεί τουλάχιστον 6 φορές.

Μην ξεχάσετε να βραχυκυκλώσετε τις ακίδες D+ και D- της υποδοχής USB για να πείτε στο τηλέφωνο ότι είναι συνδεδεμένο στον φορτιστή και ότι το ρεύμα που εκπέμπεται είναι απεριόριστο. Χωρίς αυτό το συμβάν, το τηλέφωνο θα πιστεύει ότι είναι συνδεδεμένο με υπολογιστή και θα φορτίζεται με ρεύμα 500 mA - για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Επιπλέον, ένα τέτοιο ρεύμα μπορεί να μην αντισταθμίσει καν την τρέχουσα κατανάλωση του τηλεφώνου και η μπαταρία δεν θα φορτιστεί καθόλου.

Μπορείτε επίσης να παρέχετε μια ξεχωριστή είσοδο 12 V από μια μπαταρία αυτοκινήτου με υποδοχή αναπτήρα - και να αλλάξετε πηγές με κάποιο είδος διακόπτη. Σας συμβουλεύω να εγκαταστήσετε ένα LED που θα σηματοδοτεί ότι η συσκευή είναι ενεργοποιημένη, ώστε να μην ξεχάσετε να απενεργοποιήσετε την μπαταρία μετά από πλήρη φόρτιση - διαφορετικά οι απώλειες στον μετατροπέα θα εξαντλήσουν εντελώς την εφεδρική μπαταρία σε λίγες μέρες.

Μια τέτοια μπαταρία δεν είναι πολύ κατάλληλη, επειδή έχει σχεδιαστεί για υψηλά ρεύματα - μπορείτε να προσπαθήσετε να βρείτε μια μπαταρία λιγότερο υψηλού ρεύματος και θα είναι μικρότερη και ελαφρύτερη.

σταθεροποιητής ρεύματος

Ρύθμιση ρεύματος εξόδου

Διατίθεται μόνο σε ρυθμιζόμενη έκδοση τάσης εξόδου (LM2596ADJ). Παρεμπιπτόντως, οι Κινέζοι κατασκευάζουν επίσης μια τέτοια έκδοση της πλακέτας, με ρύθμιση τάσης και ρεύματος και κάθε είδους ενδείξεις - μια έτοιμη μονάδα σταθεροποιητή ρεύματος στο LM2596 με προστασία βραχυκυκλώματος μπορεί να αγοραστεί με το όνομα xw026fr4.

Εάν δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια έτοιμη μονάδα και θέλετε να φτιάξετε αυτό το κύκλωμα μόνοι σας - τίποτα περίπλοκο, με μια εξαίρεση: το μικροκύκλωμα δεν έχει τη δυνατότητα να ελέγχει το ρεύμα, αλλά μπορεί να προστεθεί. Θα εξηγήσω πώς να το κάνω και θα εξηγήσω τα δύσκολα σημεία στην πορεία.

Εφαρμογή

Ένας σταθεροποιητής ρεύματος είναι κάτι που χρειάζεται για την τροφοδοσία των LED υψηλής ισχύος (παρεμπιπτόντως - το έργο του μικροελεγκτή μου Πρόγραμμα οδήγησης LED υψηλής ισχύος), δίοδοι λέιζερ, επιμετάλλωση, φόρτιση μπαταρίας. Όπως και με τους σταθεροποιητές τάσης, υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων συσκευών - γραμμικοί και μεταγωγείς.

Ο κλασικός ρυθμιστής γραμμικού ρεύματος είναι ο LM317 και είναι αρκετά καλός στην κατηγορία του - αλλά το όριο ρεύματος 1,5A δεν επαρκεί για πολλά LED υψηλής ισχύος. Ακόμα κι αν αυτός ο σταθεροποιητής τροφοδοτείται από εξωτερικό τρανζίστορ, οι απώλειες σε αυτό είναι απλώς απαράδεκτες. Όλος ο κόσμος κάνει ένα βαρέλι για την κατανάλωση ενέργειας των λαμπτήρων σε κατάσταση αναμονής και εδώ το LM317 λειτουργεί με απόδοση 30% Αυτή δεν είναι η μέθοδός μας.

Αλλά το μικροκύκλωμά μας είναι ένας βολικός οδηγός ενός μετατροπέα παλμικής τάσης, ο οποίος έχει πολλούς τρόπους λειτουργίας. Οι απώλειες είναι ελάχιστες, αφού δεν χρησιμοποιούνται γραμμικοί τρόποι λειτουργίας τρανζίστορ, παρά μόνο βασικοί.

Αρχικά προοριζόταν για κυκλώματα σταθεροποίησης τάσης, αλλά αρκετά στοιχεία το μετατρέπουν σε ρυθμιστή ρεύματος. Το γεγονός είναι ότι το μικροκύκλωμα βασίζεται εξ ολοκλήρου στο σήμα "Ανάδραση" ως ανάδραση, αλλά το τι να εφαρμόσουμε σε αυτό είναι ήδη δική μας υπόθεση.

ΣΕ πρότυπο σχήμακατά την ενεργοποίηση, η τάση τροφοδοτείται σε αυτό το σκέλος από έναν ωμικό διαιρέτη τάσης εξόδου. Το 1,2 V είναι ισορροπία, εάν η Ανάδραση είναι μικρότερη - ο οδηγός αυξάνει τον κύκλο λειτουργίας των παλμών, αν είναι περισσότερο - μειώνεται. Αλλά μπορείτε να εφαρμόσετε τάση από τη διακλάδωση ρεύματος σε αυτήν την είσοδο!

Παραδιακλάδωση

Για παράδειγμα, σε ρεύμα 3Α, πρέπει να πάρετε μια διακλάδωση με ονομαστική τιμή όχι μεγαλύτερη από 0,1 Ohm. Σε μια τέτοια αντίσταση, αυτό το ρεύμα θα απελευθερώσει περίπου 1W, οπότε αυτό είναι πολύ. Είναι καλύτερο να κάνετε παράλληλες τρεις τέτοιες διακλαδώσεις, παίρνοντας αντίσταση 0,033Ω, πτώση τάσης 0,1 V και απαγωγή θερμότητας 0,3 W.

Ωστόσο, η είσοδος Feedback απαιτεί 1,2V - και έχουμε μόνο 0,1V. Είναι παράλογο να ρυθμίσετε μεγαλύτερη αντίσταση (150 φορές περισσότερη θερμότητα θα απελευθερωθεί), επομένως μένει να αυξηθεί με κάποιο τρόπο αυτή η τάση. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας έναν λειτουργικό ενισχυτή.

Μη αναστροφικός ενισχυτής op-amp

Το κλασικό σχέδιο, τι πιο απλό;

Ενωνόμαστε

Τώρα συνδυάζουμε το συνηθισμένο κύκλωμα μετατροπέα τάσης και έναν ενισχυτή op-amp LM358, στην είσοδο του οποίου συνδέουμε μια διακλάδωση ρεύματος.

Μια ισχυρή αντίσταση 0,033 ohm είναι το shunt. Μπορεί να κατασκευαστεί από τρεις αντιστάσεις 0,1 ohm συνδεδεμένες παράλληλα και για να αυξήσετε την επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος - χρησιμοποιήστε αντιστάσεις SMD στη συσκευασία 1206, βάλτε τις με ένα μικρό κενό (όχι κλειστό) και προσπαθήστε να αφήσετε όσο το δυνατόν περισσότερο χαλκό γύρω από το αντιστάσεις και κάτω από αυτές. Ένας μικρός πυκνωτής είναι συνδεδεμένος στην έξοδο Feedback για την εξάλειψη πιθανής μετάβασης στη λειτουργία γεννήτριας.

Ρυθμιζόμενο ρεύμα και τάση

Ας συνδέσουμε και τα δύο σήματα στην είσοδο Feedback - τόσο ρεύμα όσο και τάση. Για να συνδυάσουμε αυτά τα σήματα, χρησιμοποιούμε το συνηθισμένο κύκλωμα της στερέωσης "AND" στις διόδους. Εάν το σήμα ρεύματος είναι υψηλότερο από το σήμα τάσης, θα κυριαρχήσει και το αντίστροφο.

Λίγα λόγια για τη δυνατότητα εφαρμογής του συστήματος

Δεν μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση εξόδου. Αν και είναι αδύνατο να ρυθμιστεί ταυτόχρονα τόσο το ρεύμα εξόδου όσο και η τάση - είναι ανάλογα μεταξύ τους, με συντελεστή «αντίστασης φορτίου». Και αν το τροφοδοτικό εφαρμόζει ένα σενάριο όπως "σταθερή τάση εξόδου, αλλά όταν ξεπεραστεί το ρεύμα, αρχίζουμε να μειώνουμε την τάση", π.χ. Το CC/CV είναι ήδη φορτιστής.

Η μέγιστη τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος είναι 30V, αφού αυτό είναι το όριο για το LM358. Είναι δυνατό να επεκταθεί αυτό το όριο στα 40 V (ή 60 V με την έκδοση LM2596-HV) εάν ο ενισχυτής λειτουργίας τροφοδοτείται από δίοδο zener.

ΣΕ τελευταία έκδοσηως αθροιστικές δίοδοι, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε ένα συγκρότημα διόδων, καθώς σε αυτό και οι δύο δίοδοι κατασκευάζονται στο ίδιο τεχνολογική διαδικασίακαι σε μια γκοφρέτα πυριτίου. Η εξάπλωση των παραμέτρων τους θα είναι πολύ μικρότερη από την εξάπλωση των παραμέτρων των μεμονωμένων διακριτών διόδων - χάρη σε αυτό θα έχουμε υψηλή ακρίβεια των τιμών παρακολούθησης.

Πρέπει επίσης να παρακολουθείτε προσεκτικά ότι το κύκλωμα στον οπ-ενισχυτή δεν είναι διεγερμένο και δεν μεταβαίνει σε λειτουργία παραγωγής. Για να το κάνετε αυτό, προσπαθήστε να μειώσετε το μήκος όλων των αγωγών, και ειδικά της διαδρομής που είναι συνδεδεμένη στον ακροδέκτη 2 του LM2596. Μην τοποθετείτε το op-amp κοντά σε αυτό το κομμάτι, αλλά τοποθετήστε τη δίοδο SS36 και τον πυκνωτή φίλτρου πιο κοντά στη θήκη LM2596 και εξασφαλίστε την ελάχιστη περιοχή του βρόχου γείωσης που συνδέεται με αυτά τα στοιχεία - είναι απαραίτητο να εξασφαλίσετε το ελάχιστο μήκος η διαδρομή επιστροφής ρεύματος "LM2596 -> VD/C -> LM2596".

Εφαρμογή του LM2596 σε συσκευές και αυτοδιάταξη της πλακέτας

Μίλησα λεπτομερώς για τη χρήση μικροκυκλώματος στις συσκευές μου όχι με τη μορφή έτοιμης μονάδας στο άλλο άρθρο, το οποίο συζητά: την επιλογή μιας διόδου, πυκνωτές, παραμέτρους πηνίου και επίσης μίλησε για τη σωστή καλωδίωση και μερικά πρόσθετα κόλπα.

Ευκαιρίες για περαιτέρω ανάπτυξη

Βελτιωμένα ανάλογα του LM2596

Ο ευκολότερος τρόπος μετά από αυτό το τσιπ είναι να μεταβείτε σε LM2678. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ο ίδιος μετατροπέας stepdown, μόνο με τρανζίστορ εφέ πεδίου, χάρη στο οποίο η απόδοση ανεβαίνει στο 92%. Είναι αλήθεια ότι έχει 7 πόδια αντί για 5 και δεν είναι συμβατό pin-to-pin. Ωστόσο, αυτό το τσιπ είναι πολύ παρόμοιο και θα είναι μια απλή και βολική επιλογή με βελτιωμένη απόδοση.

L5973D- ένα αρκετά παλιό μικροκύκλωμα, που παρέχει έως και 2,5A, και ελαφρώς υψηλότερη απόδοση. Έχει επίσης σχεδόν διπλάσια συχνότητα μετατροπής (250 kHz) - επομένως, απαιτούνται μικρότερες τιμές πηνίου και πυκνωτή. Ωστόσο, είδα τι της συμβαίνει αν το βάλεις απευθείας στο δίκτυο του αυτοκινήτου - πολύ συχνά βγαίνει εκτός λειτουργίας με παρεμβολές.

ST1S10- Υψηλής απόδοσης (απόδοση 90%) μετατροπέας DC-DC stepdown.

• Απαιτεί 5-6 εξωτερικά εξαρτήματα.

ST1S14- ελεγκτής υψηλής τάσης (έως 48 βολτ). Η υψηλή συχνότητα λειτουργίας (850 kHz), το ρεύμα εξόδου έως 4A, η καλή απόδοση ισχύος, η υψηλή απόδοση (όχι χειρότερη από 85%) και το κύκλωμα προστασίας από υπερένταση τον καθιστούν ίσως τον καλύτερο μετατροπέα για την τροφοδοσία ενός διακομιστή από πηγή 36V.

Εάν απαιτείται μέγιστη απόδοση, θα πρέπει να απευθυνθείτε σε μη ενσωματωμένους ελεγκτές DC-DC. Το πρόβλημα με τους ενσωματωμένους ελεγκτές είναι ότι δεν είναι ποτέ cool. τρανζίστορ ισχύος- η τυπική αντίσταση καναλιού δεν είναι μεγαλύτερη από 200 mΩ. Ωστόσο, εάν πάρετε έναν ελεγκτή χωρίς ενσωματωμένο τρανζίστορ, μπορείτε να επιλέξετε οποιοδήποτε τρανζίστορ, ακόμη και το AUIRFS8409-7P με αντίσταση καναλιού μισού χιλιοστομέτρου

Μετατροπείς DC-DC με εξωτερικό τρανζίστορ

Επόμενο μέρος

Οι μετατροπείς DC/DC χρησιμοποιούνται ευρέως για την τροφοδοσία διαφόρων ηλεκτρονικών συσκευών. Χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό υπολογιστών, συσκευές επικοινωνίας, διάφορα σχήματαέλεγχος και αυτοματισμός κ.λπ.

Τροφοδοτικά μετασχηματιστή

Στα παραδοσιακά τροφοδοτικά μετασχηματιστή, η τάση δικτύου μετατρέπεται χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή, που συνήθως μειώνεται, στην επιθυμητή τιμή. Μειωμένη τάση και εξομάλυνση από φίλτρο πυκνωτή. Εάν είναι απαραίτητο, τοποθετείται ένας σταθεροποιητής ημιαγωγών μετά τον ανορθωτή.

Τα τροφοδοτικά του μετασχηματιστή είναι συνήθως εξοπλισμένα με γραμμικούς σταθεροποιητές. Τέτοιοι σταθεροποιητές έχουν τουλάχιστον δύο πλεονεκτήματα: είναι χαμηλό κόστος και μικρός αριθμός εξαρτημάτων στην πλεξούδα. Αλλά αυτά τα πλεονεκτήματα καταναλώνονται από τη χαμηλή απόδοση, καθώς ένα σημαντικό μέρος της τάσης εισόδου χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του τρανζίστορ ελέγχου, κάτι που είναι εντελώς απαράδεκτο για την τροφοδοσία φορητών ηλεκτρονικών συσκευών.

Μετατροπείς DC/DC

Εάν ο εξοπλισμός τροφοδοτείται από γαλβανικές κυψέλες ή μπαταρίες, τότε η μετατροπή τάσης στο επιθυμητό επίπεδο είναι δυνατή μόνο με τη βοήθεια μετατροπέων DC / DC.

Η ιδέα είναι αρκετά απλή: η τάση συνεχούς ρεύματος μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα, συνήθως με συχνότητα πολλών δεκάδων ή και εκατοντάδων kilohertz, ανεβαίνει (πέφτει) και στη συνέχεια διορθώνεται και τροφοδοτείται στο φορτίο. Τέτοιοι μετατροπείς αναφέρονται συχνά ως μετατροπείς παλμών.

Ένα παράδειγμα είναι ένας μετατροπέας ενίσχυσης από 1,5 V σε 5 V, μόνο η τάση εξόδου ενός USB υπολογιστή. Ένας παρόμοιος μετατροπέας χαμηλής ισχύος πωλείται στο Aliexpress.

Ρύζι. 1. Μετατροπέας 1,5V / 5V

Οι μετατροπείς παλμών είναι καλοί επειδή έχουν υψηλή απόδοση, εντός 60..90%. Ένα άλλο πλεονέκτημα των μετατροπέων παλμών είναι ένα ευρύ φάσμα τάσεων εισόδου: η τάση εισόδου μπορεί να είναι χαμηλότερη από την τάση εξόδου ή πολύ υψηλότερη. Γενικά, οι μετατροπείς DC / DC μπορούν να χωριστούν σε διάφορες ομάδες.

Ταξινόμηση μετατροπέων

Lowering, στην αγγλική ορολογία step-down or buck

Η τάση εξόδου αυτών των μετατροπέων, κατά κανόνα, είναι χαμηλότερη από την τάση εισόδου: χωρίς ιδιαίτερες απώλειες για τη θέρμανση του τρανζίστορ ελέγχου, μπορείτε να πάρετε μια τάση μόνο μερικών βολτ σε τάση εισόδου 12 ... 50 V. Το ρεύμα εξόδου τέτοιων μετατροπέων εξαρτάται από τις ανάγκες του φορτίου, το οποίο με τη σειρά του καθορίζει τον σχεδιασμό του κυκλώματος του μετατροπέα.

Ένα άλλο αγγλικό όνομα για τον μετατροπέα chopper buck. Μία από τις παραλλαγές της μετάφρασης αυτής της λέξης είναι ένα breaker. Στην τεχνική βιβλιογραφία, ένας μετατροπέας buck αναφέρεται μερικές φορές ως "chopper". Προς το παρόν, θυμηθείτε μόνο αυτόν τον όρο.

Αύξηση, στην αγγλική ορολογία step-up ή boost

Η τάση εξόδου αυτών των μετατροπέων είναι υψηλότερη από την τάση εισόδου. Για παράδειγμα, με τάση εισόδου 5 V, μπορεί να επιτευχθεί τάση έως και 30 V στην έξοδο και είναι δυνατή η ομαλή ρύθμιση και σταθεροποίησή της. Πολύ συχνά οι μετατροπείς ενίσχυσης ονομάζονται ενισχυτές.

Μετατροπείς γενικής χρήσης - SEPIC

Η τάση εξόδου αυτών των μετατροπέων διατηρείται σε ένα δεδομένο επίπεδο όταν η τάση εισόδου είναι είτε υψηλότερη είτε χαμηλότερη από την τάση εισόδου. Συνιστάται σε περιπτώσεις όπου η τάση εισόδου μπορεί να διαφέρει σημαντικά. Για παράδειγμα, σε ένα αυτοκίνητο, η τάση της μπαταρίας μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 9 ... 14 V και απαιτείται σταθερή τάση 12 V.

Αντιστροφείς μετατροπείς - μετατροπέας αναστροφής

Η κύρια λειτουργία αυτών των μετατροπέων είναι να αποκτήσουν τάση αντίστροφης πολικότητας στην έξοδο σε σχέση με την πηγή ισχύος. Πολύ βολικό σε περιπτώσεις όπου απαιτείται διπολική ισχύς, για παράδειγμα.

Όλοι οι αναφερόμενοι μετατροπείς μπορούν να σταθεροποιηθούν ή να αποσταθεροποιηθούν, η τάση εξόδου μπορεί να συνδεθεί γαλβανικά με την τάση εισόδου ή να έχει γαλβανική απομόνωση τάσης. Όλα εξαρτώνται από τη συγκεκριμένη συσκευή στην οποία θα χρησιμοποιηθεί ο μετατροπέας.

Για να προχωρήσετε σε μια περαιτέρω ιστορία σχετικά με τους μετατροπείς DC / DC, θα πρέπει τουλάχιστον σε γενικές γραμμέςασχοληθεί με τη θεωρία.

Μετατροπέας τσόπερ buck - μετατροπέας τύπου buck

Το λειτουργικό του διάγραμμα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Τα βέλη στα καλώδια δείχνουν την κατεύθυνση των ρευμάτων.

Εικ.2. Λειτουργικό διάγραμμασταθεροποιητής κόφτη

Η τάση εισόδου Uin εφαρμόζεται στο φίλτρο εισόδου - πυκνωτή Cin. Το τρανζίστορ VT χρησιμοποιείται ως βασικό στοιχείο, εκτελεί μεταγωγή ρεύματος υψηλής συχνότητας. Μπορεί να είναι είτε . Εκτός από αυτές τις λεπτομέρειες, το κύκλωμα περιέχει μια δίοδο εκφόρτισης VD και ένα φίλτρο εξόδου - LCout, από το οποίο τροφοδοτείται η τάση στο φορτίο Rн.

Είναι εύκολο να δούμε ότι το φορτίο συνδέεται σε σειρά με τα στοιχεία VT και L. Επομένως, το κύκλωμα είναι διαδοχικό. Πώς συμβαίνει η πτώση τάσης;

Διαμόρφωση πλάτους παλμού - PWM

Το κύκλωμα ελέγχου παράγει ορθογώνιους παλμούς με σταθερή συχνότητα ή σταθερή περίοδο, που είναι ουσιαστικά το ίδιο πράγμα. Αυτοί οι παλμοί φαίνονται στο σχήμα 3.

Εικ.3. Ελέγξτε τις παρορμήσεις

Εδώ t είναι ο χρόνος παλμού, το τρανζίστορ είναι ανοιχτό, tp είναι ο χρόνος παύσης, το τρανζίστορ είναι κλειστό. Ο λόγος ti/T ονομάζεται κύκλος λειτουργίας του κύκλου εργασίας, που συμβολίζεται με το γράμμα D και εκφράζεται σε %% ή απλώς σε αριθμούς. Για παράδειγμα, με D ίσο με 50%, προκύπτει ότι D=0,5.

Έτσι, το D μπορεί να ποικίλλει από 0 έως 1. Με τιμή D=1, το τρανζίστορ κλειδιού βρίσκεται σε κατάσταση πλήρους αγωγιμότητας και με D=0 σε κατάσταση αποκοπής, απλά μιλώντας, είναι κλειστό. Είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ότι στο D=50% η τάση εξόδου θα είναι ίση με το ήμισυ της τάσης εισόδου.

Είναι προφανές ότι η ρύθμιση της τάσης εξόδου γίνεται με την αλλαγή του πλάτους του παλμού ελέγχου t και, στην πραγματικότητα, με την αλλαγή του συντελεστή D. Αυτή η αρχή ρύθμισης ονομάζεται (PWM). Πρακτικά σε όλα μπλοκ παρορμήσεωνΜε τη βοήθεια του PWM σταθεροποιείται η τάση εξόδου.

Στα κυκλώματα που φαίνονται στα σχήματα 2 και 6, το PWM είναι "κρυμμένο" στα ορθογώνια με την ένδειξη "Circuit Control", το οποίο εκτελεί ορισμένες πρόσθετες λειτουργίες. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι μια ομαλή εκκίνηση της τάσης εξόδου, η απομακρυσμένη ενεργοποίηση ή η προστασία του μετατροπέα από βραχυκύκλωμα.

Γενικά, οι μετατροπείς χρησιμοποιούνται τόσο ευρέως που οι κατασκευαστές ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑξεκίνησε την παραγωγή ελεγκτών PWM για όλες τις περιπτώσεις. Το εύρος είναι τόσο μεγάλο που θα χρειαζόταν ένα ολόκληρο βιβλίο μόνο για να τα απαριθμήσω. Επομένως, δεν περνάει από το μυαλό κανένας να συναρμολογήσει μετατροπείς σε διακριτά στοιχεία ή όπως λένε συχνά με «χαλαρά» όρους.

Επιπλέον, οι έτοιμοι μετατροπείς μικρής ισχύος μπορούν να αγοραστούν στο Aliexpress ή στο Ebay σε μικρή τιμή. Ταυτόχρονα, για εγκατάσταση σε ερασιτεχνικό σχέδιο, αρκεί να κολλήσετε τα καλώδια στην είσοδο και την έξοδο στην πλακέτα και να ρυθμίσετε την απαιτούμενη τάση εξόδου.

Αλλά πίσω στο Σχήμα 3. Σε αυτήν την περίπτωση, ο συντελεστής D καθορίζει πόσο καιρό θα είναι ανοιχτό (φάση 1) ή κλειστό (φάση 2). Για αυτές τις δύο φάσεις, το κύκλωμα μπορεί να αναπαρασταθεί με δύο σχήματα. Οι εικόνες ΔΕΝ ΔΕΙΧΝΟΥΝ εκείνα τα στοιχεία που δεν χρησιμοποιούνται σε αυτή τη φάση.

Εικ.4. Φάση 1

Όταν το τρανζίστορ είναι ανοιχτό, το ρεύμα από την πηγή ισχύος (γαλβανικό στοιχείο, μπαταρία, ανορθωτής) διέρχεται από το επαγωγικό τσοκ L, το φορτίο Rn και τον πυκνωτή φόρτισης Cout. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα ρέει μέσω του φορτίου, ο πυκνωτής Cout και ο επαγωγέας L συσσωρεύουν ενέργεια. Το ρεύμα iL ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΣΤΑΔΙΑΚΑ λόγω της επίδρασης της επαγωγής του επαγωγέα. Αυτή η φάση ονομάζεται άντληση.

Αφού η τάση στο φορτίο φτάσει στην καθορισμένη τιμή (που καθορίζεται από τη ρύθμιση της συσκευής ελέγχου), το τρανζίστορ VT κλείνει και η συσκευή μεταβαίνει στη δεύτερη φάση - τη φάση εκφόρτισης. Το κλειστό τρανζίστορ δεν φαίνεται καθόλου στο σχήμα, σαν να μην υπάρχει. Αλλά αυτό σημαίνει μόνο ότι το τρανζίστορ είναι κλειστό.

Εικ.5. Φάση 2

Όταν το τρανζίστορ VT είναι κλειστό, δεν υπάρχει αναπλήρωση ενέργειας στον επαγωγέα, καθώς η τροφοδοσία ρεύματος είναι αποσυνδεδεμένη. Η αυτεπαγωγή L τείνει να εμποδίζει μια αλλαγή στο μέγεθος και την κατεύθυνση του ρεύματος (αυτοεπαγωγή) που ρέει μέσω της περιέλιξης του επαγωγέα.

Ως εκ τούτου, το ρεύμα δεν μπορεί να σταματήσει αμέσως και κλείνει μέσω του κυκλώματος «διόδου-φορτίου». Εξαιτίας αυτού, η δίοδος VD ονομάστηκε δίοδος εκκένωσης. Κατά κανόνα, αυτή είναι μια δίοδος Schottky υψηλής ταχύτητας. Μετά την περίοδο ελέγχου, φάση 2, το κύκλωμα μεταβαίνει στη φάση 1, η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά. Η μέγιστη τάση στην έξοδο του εξεταζόμενου κυκλώματος μπορεί να είναι ίση με την είσοδο και όχι περισσότερο. Οι μετατροπείς ενίσχυσης χρησιμοποιούνται για τη λήψη τάσης εξόδου μεγαλύτερη από την τάση εισόδου.

Προς το παρόν, είναι απαραίτητο μόνο να υπενθυμίσουμε την πραγματική τιμή της αυτεπαγωγής, η οποία καθορίζει τους δύο τρόπους λειτουργίας του κόφτη. Με ανεπαρκή αυτεπαγωγή, ο μετατροπέας θα λειτουργεί στη λειτουργία ασυνεχών ρευμάτων, κάτι που είναι εντελώς απαράδεκτο για τροφοδοτικά.

Εάν η αυτεπαγωγή είναι αρκετά μεγάλη, τότε η λειτουργία πραγματοποιείται με τη λειτουργία συνεχών ρευμάτων, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση φίλτρων εξόδου για τη λήψη σταθερής τάσης με αποδεκτό επίπεδο κυματισμού. Οι μετατροπείς ενίσχυσης λειτουργούν επίσης στη λειτουργία συνεχούς ρεύματος, η οποία θα συζητηθεί παρακάτω.

Για κάποια αύξηση της απόδοσης, η δίοδος εκφόρτισης VD αντικαθίσταται από ένα τρανζίστορ MOSFET, το οποίο ανοίγει την κατάλληλη στιγμή από το κύκλωμα ελέγχου. Τέτοιοι μετατροπείς ονομάζονται σύγχρονοι. Η χρήση τους δικαιολογείται εάν η ισχύς του μετατροπέα είναι αρκετά μεγάλη.

Μετατροπείς αναβάθμισης ή ενίσχυσης

Οι μετατροπείς κλιμάκωσης χρησιμοποιούνται κυρίως για τροφοδοσία χαμηλής τάσης, για παράδειγμα, από δύο ή τρεις μπαταρίες και ορισμένα στοιχεία του σχεδιασμού απαιτούν τάση 12 ... 15 V με χαμηλή κατανάλωση ρεύματος. Αρκετά συχνά, ένας μετατροπέας ενίσχυσης ονομάζεται εν συντομία και ξεκάθαρα η λέξη "booster".

Εικ.6. Λειτουργικό διάγραμμα μετατροπέα ενίσχυσης

Η τάση εισόδου Uin τροφοδοτείται στο φίλτρο εισόδου Cin και τροφοδοτείται στο συνδεδεμένο σε σειρά L και στο τρανζίστορ μεταγωγής VT. Μια δίοδος VD συνδέεται στο σημείο σύνδεσης του πηνίου και στην αποστράγγιση του τρανζίστορ. Το φορτίο Rl και ο πυκνωτής διακλάδωσης Cout συνδέονται στον άλλο ακροδέκτη της διόδου.

Το τρανζίστορ VT ελέγχεται από ένα κύκλωμα ελέγχου που παράγει ένα σταθερό σήμα ελέγχου συχνότητας με ρυθμιζόμενο κύκλο λειτουργίας D, ακριβώς όπως περιγράφεται λίγο ψηλότερα όταν περιγράφεται το κύκλωμα του κόφτη (Εικ. 3). Δίοδος VD in σωστές στιγμέςο χρόνος μπλοκάρει το φορτίο από το τρανζίστορ κλειδιού.

Όταν το τρανζίστορ του κλειδιού είναι ανοιχτό, η έξοδος του πηνίου L, ακριβώς σύμφωνα με το σχήμα, συνδέεται στον αρνητικό πόλο της πηγής ισχύος Uin. Το αυξανόμενο ρεύμα (επηρεάζει την επίδραση της επαγωγής) από την πηγή ισχύος ρέει μέσω του πηνίου και του ανοιχτού τρανζίστορ, η ενέργεια συσσωρεύεται στο πηνίο.

Αυτή τη στιγμή, η δίοδος VD μπλοκάρει το φορτίο και τον πυκνωτή εξόδου από το κύκλωμα μεταγωγής, εμποδίζοντας έτσι την εκφόρτιση του πυκνωτή εξόδου μέσω του ανοιχτού τρανζίστορ. Το φορτίο αυτή τη στιγμή τροφοδοτείται από την ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή Cout. Φυσικά, η τάση στον πυκνωτή εξόδου πέφτει.

Μόλις η τάση εξόδου γίνει ελαφρώς χαμηλότερη από την καθορισμένη (καθορίζεται από τις ρυθμίσεις του κυκλώματος ελέγχου), το τρανζίστορ κλειδιού VT κλείνει και η ενέργεια που αποθηκεύεται στον επαγωγέα επαναφορτίζει τον πυκνωτή Cout μέσω της διόδου VD, η οποία τροφοδοτεί το φορτίο . Σε αυτή την περίπτωση, το EMF αυτοεπαγωγής του πηνίου L προστίθεται στην τάση εισόδου και μεταφέρεται στο φορτίο, επομένως, η τάση εξόδου είναι μεγαλύτερη από την τάση εισόδου.

Όταν η τάση εξόδου φτάσει στο καθορισμένο επίπεδο σταθεροποίησης, το κύκλωμα ελέγχου ανοίγει το τρανζίστορ VT και η διαδικασία επαναλαμβάνεται από τη φάση συσσώρευσης ενέργειας.

Μετατροπείς γενικής χρήσης - SEPIC (μετατροπέας πρωτεύοντος επαγωγέα μονού άκρου ή μετατροπέας με πρωτεύον επαγωγέα ασύμμετρης φόρτισης).

Τέτοιοι μετατροπείς χρησιμοποιούνται κυρίως όταν το φορτίο έχει μικρή ισχύ και η τάση εισόδου αλλάζει σε σχέση με την τάση εξόδου προς τα πάνω ή προς τα κάτω.

Εικ.7. Λειτουργικό διάγραμμα του μετατροπέα SEPIC

Είναι πολύ παρόμοιο με το κύκλωμα μετατροπέα ενίσχυσης που φαίνεται στο σχήμα 6, αλλά έχει πρόσθετα στοιχεία: έναν πυκνωτή C1 και ένα πηνίο L2. Αυτά τα στοιχεία είναι που διασφαλίζουν τη λειτουργία του μετατροπέα στη λειτουργία μείωσης τάσης.

Οι μετατροπείς SEPIC χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου η τάση εισόδου ποικίλλει σε μεγάλο εύρος. Ένα παράδειγμα είναι ο ρυθμιστής μετατροπέα βηματικής ανύψωσης/κάτωσης τάσης 4V-35V έως 1,23V-32V. Με αυτό το όνομα πωλείται ένας μετατροπέας στα κινεζικά καταστήματα, το κύκλωμα του οποίου φαίνεται στην Εικόνα 8 (κάντε κλικ στην εικόνα για μεγέθυνση).

Εικ.8. Σχηματικό διάγραμμα του μετατροπέα SEPIC

Το σχήμα 9 δείχνει την εμφάνιση του πίνακα με τον προσδιορισμό των κύριων στοιχείων.

Εικ.9. ΕμφάνισηΜετατροπέας SEPIC

Το σχήμα δείχνει τα κύρια μέρη σύμφωνα με το σχήμα 7. Σημειώστε την παρουσία δύο πηνίων L1 L2. Με αυτό το σύμβολο, μπορείτε να προσδιορίσετε ότι πρόκειται για μετατροπέα SEPIC.

Η τάση εισόδου της πλακέτας μπορεί να είναι εντός 4 ... 35V. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί εντός 1,23 ... 32V. Η συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα είναι 500 kHz Με μικρές διαστάσεις 50 x 25 x 12 mm, η πλακέτα παρέχει ισχύ έως και 25 watt. Μέγιστο ρεύμα εξόδου έως 3Α.

Εδώ όμως πρέπει να γίνει μια παρατήρηση. Εάν η τάση εξόδου είναι ρυθμισμένη στα 10V, τότε το ρεύμα εξόδου δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 2,5A (25W). Με τάση εξόδου 5V και μέγιστο ρεύμα 3Α, η ισχύς θα είναι μόνο 15W. Το κύριο πράγμα εδώ δεν είναι να το παρακάνετε: είτε μην υπερβείτε τη μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ είτε μην υπερβείτε το επιτρεπόμενο ρεύμα.

Ακόμη και πριν από την Πρωτοχρονιά, οι αναγνώστες μου ζήτησαν να αναθεωρήσω μερικούς μετατροπείς.
Λοιπόν, όπως ήταν, κατ 'αρχήν, δεν είναι δύσκολο για μένα, και εγώ ο ίδιος είμαι περίεργος, το παρήγγειλα, το έλαβα, το δοκίμασα.
Αλήθεια, με ενδιέφερε περισσότερο ένας ελαφρώς διαφορετικός μετατροπέας, αλλά τα χέρια μου δεν τον φτάνουν ποτέ, οπότε γι 'αυτό άλλη φορά.
Λοιπόν, σήμερα είναι μια ανασκόπηση ενός απλού Μετατροπέας DC-DCμε δηλωμένο ρεύμα 10 αμπέρ.

Ζητώ εκ των προτέρων συγγνώμη για τη μεγάλη καθυστέρηση στη δημοσίευση αυτής της κριτικής από όσους την περίμεναν εδώ και πολύ καιρό.

Αρχικά, τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται στη σελίδα του προϊόντος και μια μικρή εξήγηση και διόρθωση.
Τάση εισόδου: 7-40V
1, Τάση εξόδου: συνεχώς ρυθμιζόμενη (1,25-35V)
2, Ρεύμα εξόδου: 8A, 10A μέγιστος χρόνος εντός του (η θερμοκρασία του σωλήνα τροφοδοσίας υπερβαίνει τους 65 μοίρες, προσθέστε ανεμιστήρα ψύξης, 24V 12V 5A περιστροφή μέσα γενικά χρησιμοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου χωρίς ανεμιστήρα)
3, Σταθερή Εύρος: 0,3-10A (ρυθμιζόμενη) μονάδα πάνω από 65 μοίρες, προσθέστε ανεμιστήρα.
4, φανάρια Τρέχουσα: τρέχουσα τιμή * (0,1) Αυτή η έκδοση είναι σταθερή 0,1 φορές (στην πραγματικότητα γυρίστε την τρέχουσα τιμή της λυχνίας μάλλον δεν είναι πολύ ακριβής) είναι γεμάτη οδηγίες για τη φόρτιση.
5, Ελάχιστη πίεση: 1V
6, Απόδοση μετατροπής: έως περίπου 95% (τάση εξόδου, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση)
7, Συχνότητα λειτουργίας: 300KHZ
8, Κυματισμός εξόδου: περίπου ο κυματισμός 50mV (χωρίς θόρυβο) Εύρος ζώνης 20M (για αναφορά) Είσοδος 24V Έξοδος 12V 5A μετρημένη
9, Θερμοκρασία λειτουργίας: Βιομηχανικός βαθμός (-40℃ έως +85℃)
10, ρεύμα χωρίς φορτίο: Τυπικό 20mA (διακόπτης 24V 12V)
11, Ρύθμιση φορτίου: ± 1% (σταθερά)
12, ρύθμιση τάσης: ± 1%
13, Σταθερή ακρίβεια και θερμοκρασία: η πραγματική δοκιμή, η θερμοκρασία της μονάδας αλλάζει από 25 μοίρες σε 60 μοίρες, η αλλαγή είναι μικρότερη από το 5% της τρέχουσας τιμής (τρέχουσα τιμή 5Α)

Επιτρέψτε μου να μεταφράσω λίγο σε μια πιο κατανοητή γλώσσα.
1. Εύρος ρύθμισης τάσης εξόδου - 1,25-35 Volt
2. Ρεύμα εξόδου - 8 αμπέρ, 10 μπορεί να είναι αλλά με επιπλέον ψύξη με ανεμιστήρα.
3. Εύρος ρύθμισης ρεύματος 0,3-10 αμπέρ
4. Το όριο για την απενεργοποίηση της ένδειξης φόρτισης είναι 0,1 του ρυθμισμένου ρεύματος εξόδου.
5. Η ελάχιστη διαφορά μεταξύ της τάσης εισόδου και εξόδου είναι 1 Volt (πιθανώς)
6. Αποδοτικότητα - έως 95%
7. Συχνότητα εργασίας - 300kHz
8. Κυματισμός τάσης εξόδου, 50mV σε ρεύμα 5 Amperes, τάση εισόδου 24 και έξοδο 12 Volt.
9. Εύρος θερμοκρασίας εργασίας - από -40℃ έως +85℃.
10. Ίδια κατανάλωση ρεύματος - έως 20mA
11. Ακρίβεια τρέχουσας συντήρησης - ±1%
12. Ακρίβεια συντήρησης τάσης - ±1%
13. Οι παράμετροι δοκιμάστηκαν στο εύρος θερμοκρασίας 25-60 βαθμών και η αλλαγή ήταν μικρότερη από 5% σε ρεύμα φορτίου 5 Amperes.

Η παραγγελία ήρθε σε μια τυπική πλαστική σακούλα, γενναιόδωρα τυλιγμένη με ταινία αφρού πολυαιθυλενίου. Δεν έπαθε τίποτα κατά τη διαδικασία παράδοσης.
Μέσα ήταν το πειραματικό μου μαντήλι.

Δεν υπάρχουν εξωτερικές παρατηρήσεις. Απλώς το έστριψα στα χέρια μου και ακόμη και ειδικά δεν υπήρχε τίποτα να παραπονεθώ, προσεκτικά, και αν αντικαθιστούσα τους πυκνωτές με επώνυμους, θα έλεγα ότι ήταν όμορφο.
Στη μία πλευρά της πλακέτας υπάρχουν δύο μπλοκ ακροδεκτών, είσοδος και έξοδος ισχύος.

Στη δεύτερη πλευρά υπάρχουν δύο τρίμερ για τη ρύθμιση της τάσης και του ρεύματος εξόδου.

Αν κοιτάξετε λοιπόν τη φωτογραφία στο κατάστημα, τότε το φουλάρι φαίνεται αρκετά μεγάλο.
Έκανα επίτηδες και κοντινά πλάνα των δύο προηγούμενων φωτογραφιών. Αλλά η κατανόηση του μεγέθους έρχεται όταν βάζεις ένα σπιρτόκουτο δίπλα του.
Το κασκόλ είναι πολύ μικρό, δεν κοίταξα τα μεγέθη όταν το παρήγγειλα, αλλά για κάποιο λόγο μου φάνηκε ότι ήταν αισθητά μεγαλύτερο. :)
Διαστάσεις σανίδας - 65x37mm
Διαστάσεις μετατροπέα - 65x47x24mm

Η σανίδα είναι δύο στρώσεων, η εγκατάσταση είναι διπλής όψης.
Δεν υπήρξαν επίσης σχόλια για τη συγκόλληση. Μερικές φορές συμβαίνει ότι οι μαζικές επαφές είναι κακοκολλημένες, αλλά η φωτογραφία δείχνει ότι δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα εδώ.
Είναι αλήθεια ότι τα στοιχεία δεν είναι αριθμημένα, αλλά νομίζω ότι είναι εντάξει, το σχέδιο είναι αρκετά απλό.

Εκτός από τα στοιχεία ισχύος, υπάρχει επίσης ένας λειτουργικός ενισχυτής στην πλακέτα, ο οποίος τροφοδοτείται από σταθεροποιητή 78L05, υπάρχει επίσης μια απλή πηγή τάσης αναφοράς που συναρμολογείται χρησιμοποιώντας το TL431.

Ένας ισχυρός ελεγκτής PWM είναι τοποθετημένος στην πλακέτα, ενώ είναι απομονωμένος ακόμη και από το ψυγείο.
Δεν ξέρω γιατί ο κατασκευαστής απομόνωσε το τσιπ από την ψύκτρα, καθώς αυτό μειώνει τη μεταφορά θερμότητας, πιθανώς για λόγους ασφαλείας, αλλά επειδή η πλακέτα είναι συνήθως ενσωματωμένη κάπου, νομίζω ότι αυτό είναι περιττό.

Δεδομένου ότι η πλακέτα έχει σχεδιαστεί για ένα μάλλον μεγάλο ρεύμα εξόδου, χρησιμοποιήθηκε ένα αρκετά ισχυρό συγκρότημα διόδου ως δίοδος ισχύος, το οποίο επίσης εγκαταστάθηκε στο ψυγείο και επίσης απομονώθηκε από αυτό.
Κατά τη γνώμη μου αυτό είναι πολύ καλή απόφαση, αλλά θα μπορούσε να βελτιωθεί λίγο εάν το συγκρότημα εφαρμόστηκε στα 60 βολτ και όχι στα 100.

Το πηνίο δεν είναι πολύ μεγάλο, αλλά αυτή η φωτογραφία δείχνει ότι είναι τυλιγμένο σε δύο καλώδια, κάτι που δεν είναι κακό.

1, 2 Δύο πυκνωτές 470uF x 50V είναι εγκατεστημένοι στην είσοδο, δύο πυκνωτές 1000uF στην έξοδο, αλλά στα 35V.
Εάν ακολουθήσετε τη λίστα των δηλωθέντων χαρακτηριστικών, τότε η τάση εξόδου των πυκνωτών είναι αρκετά κοντά, αλλά είναι απίθανο κάποιος να μειώσει την τάση από 40 σε 35, για να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι τα 40 βολτ για ένα μικροκύκλωμα είναι γενικά το μέγιστο τάση εισόδου.
3. Οι σύνδεσμοι εισόδου και εξόδου είναι υπογεγραμμένοι, αν και από το κάτω μέρος της πλακέτας, αλλά αυτό είναι ιδιαίτερα άνευ αρχών.
4. Αλλά οι αντιστάσεις συντονισμού δεν επισημαίνονται με κανέναν τρόπο.
Αριστερά είναι η ρύθμιση του μέγιστου ρεύματος εξόδου, δεξιά η τάση.

Και τώρα ας ασχοληθούμε λίγο με τα δηλωμένα χαρακτηριστικά και με αυτά που έχουμε στην πραγματικότητα.
Παραπάνω, έγραψα ότι ο μετατροπέας χρησιμοποιεί έναν ισχυρό ελεγκτή PWM, ή μάλλον έναν ελεγκτή PWM με ενσωματωμένο τρανζίστορ ισχύος.
Παρέθεσα και τα δηλωμένα χαρακτηριστικά του πίνακα παραπάνω, ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε.
Δηλωμένη - Τάση εξόδου: συνεχώς ρυθμιζόμενη (1,25-35V)
Δεν υπάρχουν ερωτήσεις εδώ, ο μετατροπέας θα βγάλει 35 βολτ, ακόμα και 36 θα βγάλουν, θεωρητικά.
Απαιτούμενο - Ρεύμα εξόδου: 8A, 10A μέγιστο
Και εδώ είναι το ερώτημα. Ο κατασκευαστής του τσιπ υποδεικνύει ρητά ότι το μέγιστο ρεύμα εξόδου είναι 8 αμπέρ. Στα χαρακτηριστικά του μικροκυκλώματος, ωστόσο, υπάρχει μια γραμμή - το μέγιστο όριο ρεύματος είναι 10 Amperes. Αλλά αυτό απέχει πολύ από τη μέγιστη απόδοση, τα 10 αμπέρ είναι το όριο.
Διεκδικούμενη - Συχνότητα λειτουργίας: 300KHZ
Τα 300 kHz είναι φυσικά cool, μπορείς να βάλεις το γκάζι σε μικρότερες διαστάσεις, αλλά συγγνώμη, το φύλλο δεδομένων γράφει καθαρά 180 kHz σταθερή συχνότητα, από πού προέρχεται το 300;
Αξίωση - Αποδοτικότητα μετατροπής: έως περίπου 95%
Λοιπόν, όλα είναι δίκαια εδώ, η απόδοση είναι έως και 95%, ο κατασκευαστής ισχυρίζεται γενικά έως και 96%, αλλά αυτό είναι στη θεωρία, με μια συγκεκριμένη αναλογία τάσης εισόδου και εξόδου.

Και εδώ είναι το μπλοκ διάγραμμα του ελεγκτή PWM και ακόμη και ένα παράδειγμα υλοποίησης.
Παρεμπιπτόντως, εδώ φαίνεται ξεκάθαρα ότι για 8 Αμπέρ ρεύματος, χρησιμοποιείται τσοκ τουλάχιστον 12 Αμπέρ, δηλ. 1,5 του ρεύματος εξόδου. Συνήθως προτείνω τη χρήση 2x στοκ.
Δείχνει επίσης ότι η δίοδος εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί με τάση 45 βολτ, οι δίοδοι με τάση 100 βολτ συνήθως έχουν μεγαλύτερη πτώση και επομένως μειώνουν την απόδοση.
Εάν υπάρχει στόχος να αυξηθεί η απόδοση αυτής της πλακέτας, τότε από παλιά PSU υπολογιστών μπορείτε να σηκώσετε διόδους όπως 20 Amp 45 Volt ή ακόμα και 40 Amp 45 Volt.

Αρχικά, δεν ήθελα να σχεδιάσω ένα διάγραμμα, ο πίνακας ήταν καλυμμένος με λεπτομέρειες, μάσκα και μεταξοτυπία από πάνω, αλλά μετά είδα ότι ήταν πολύ πιθανό να ξανασχεδιάσω το διάγραμμα και αποφάσισα να μην αλλάξω τις παραδόσεις: )
Δεν μέτρησα την αυτεπαγωγή του επαγωγέα, τα 47uH λαμβάνονται από το φύλλο δεδομένων.
Το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν ενισχυτή διπλής λειτουργίας, το πρώτο μέρος χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση και τη σταθεροποίηση του ρεύματος, το δεύτερο για ένδειξη. Μπορεί να φανεί ότι η είσοδος του δεύτερου op-amp συνδέεται μέσω ενός διαιρέτη 1 έως 11, γενικά, το 1 έως το 10 αναφέρεται στην περιγραφή, αλλά νομίζω ότι αυτό δεν είναι θεμελιώδες.

Η πρώτη δοκιμή στο ρελαντί, αρχικά η πλακέτα είναι διαμορφωμένη για τάση εξόδου 5 βολτ.
Η τάση είναι σταθερή στην περιοχή τάσης τροφοδοσίας 12-26 Volt, η κατανάλωση ρεύματος είναι κάτω από 20 mA, αφού δεν καταγράφεται από το αμπερόμετρο PSU.

Το LED θα ανάψει κόκκινο εάν το ρεύμα εξόδου είναι μεγαλύτερο από το 1/10 (1/11) της ρύθμισης.
Μια τέτοια ένδειξη χρησιμοποιείται για τη φόρτιση των μπαταριών, αφού αν κατά τη διαδικασία φόρτισης το ρεύμα πέσει κάτω από το 1/10, τότε συνήθως θεωρείται ότι η φόρτιση έχει τελειώσει.
Εκείνοι. ρυθμίστε το ρεύμα φόρτισης στα 4 Amperes, ανάβει κόκκινο έως ότου το ρεύμα πέσει κάτω από τα 400 mA.
Αλλά υπάρχει μια προειδοποίηση, η πλακέτα δείχνει μόνο μείωση του ρεύματος, ενώ το ρεύμα φόρτισης δεν σβήνει, αλλά απλώς μειώνεται περαιτέρω.

Για δοκιμές, συναρμολόγησα ένα μικρό σταντ στο οποίο συμμετείχαν.






Στυλό και χαρτί, χάθηκε ο σύνδεσμος :)

Αλλά κατά τη διαδικασία της δοκιμής, τελικά έπρεπε να χρησιμοποιήσω ένα ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό, καθώς αποδείχθηκε ότι λόγω των πειραμάτων μου, παραβιάστηκε η γραμμικότητα της μέτρησης / ρύθμισης του ρεύματος στην περιοχή 1-2 Amperes για ένα ισχυρό τροφοδοτικό .
Ως αποτέλεσμα, διεξήγαγα πρώτα δοκιμές θέρμανσης και αξιολόγηση του επιπέδου των παλμών.

Η δοκιμή αυτή τη φορά ήταν λίγο διαφορετική από το συνηθισμένο.
Οι θερμοκρασίες των καλοριφέρ μετρήθηκαν σε σημεία κοντά στα εξαρτήματα ισχύος, καθώς ήταν δύσκολο να μετρηθεί η θερμοκρασία των ίδιων των εξαρτημάτων λόγω της σφιχτής τοποθέτησης.
Επιπλέον, ελέγχθηκε η λειτουργία στις ακόλουθες λειτουργίες.
Είσοδος - έξοδος - ρεύμα
14V - 5V - 2A
28V - 12V - 2A
14V - 5V - 4A
Και τα λοιπά. μέχρι ρεύμα 7,5 A.

Γιατί η δοκιμή έγινε με τόσο δύσκολο τρόπο.
1. Δεν ήμουν σίγουρος για την αξιοπιστία της πλακέτας και αύξησα το ρεύμα σταδιακά εναλλάσσοντας διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας.
2. Επιλέχθηκε η μετατροπή 14 σε 5 και 28 σε 12, επειδή πρόκειται για έναν από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους τρόπους λειτουργίας, 14 (κατά προσέγγιση τάση του εποχούμενου δικτύου ενός επιβατικού αυτοκινήτου) σε 5 (τάση για φόρτιση tablet και τηλεφώνων). 28 (τάση του εποχούμενου δικτύου ενός φορτηγού) στο 12 (απλώς μια τάση που χρησιμοποιείται συνήθως.
3. Αρχικά, είχα ένα σχέδιο να δοκιμάσω μέχρι να σβήσει ή να καεί, αλλά τα σχέδια άλλαξαν και είχα κάποια σχέδια για εξαρτήματα από αυτήν την πλακέτα. επομένως έχει δοκιμαστεί μόνο μέχρι 7,5 Amps. Αν και τελικά δεν επηρέασε την ορθότητα του ελέγχου.

Παρακάτω είναι μερικές ομαδικές φωτογραφίες όπου δείχνω δοκιμές 5 Volt 2 Amps και 5 Volt 7,5 Amps, καθώς και το αντίστοιχο επίπεδο κυματισμού.
Παρόμοιοι ήταν οι κυματισμοί σε ρεύματα 2 και 4 Αμπέρ, παρόμοιοι ήταν και οι κυματισμοί σε ρεύματα 6 και 7,5 Αμπέρ, επομένως δεν δίνω ενδιάμεσες επιλογές.

Το ίδιο με το παραπάνω, αλλά 28 βολτ μέσα και 12 βολτ έξω.

Θερμικές συνθήκες κατά την εργασία με είσοδο 28 βολτ και έξοδο 12.
Μπορεί να φανεί ότι δεν έχει νόημα να αυξηθεί περαιτέρω το ρεύμα, η θερμική απεικόνιση δείχνει ήδη τη θερμοκρασία του ελεγκτή PWM στους 101 μοίρες.
Για τον εαυτό μου, χρησιμοποιώ ένα ορισμένο όριο, η θερμοκρασία των εξαρτημάτων δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 100 βαθμούς. Γενικά, εξαρτάται από τα ίδια τα εξαρτήματα. Για παράδειγμα, τα συγκροτήματα τρανζίστορ και διόδων μπορούν να λειτουργήσουν με ασφάλεια σε υψηλές θερμοκρασίες και είναι προτιμότερο τα μικροκυκλώματα να μην υπερβαίνουν αυτή την τιμή.
Φυσικά, η φωτογραφία δεν φαίνεται πολύ καλά, ο πίνακας είναι πολύ συμπαγής, και στη δυναμική φάνηκε λίγο καλύτερα.

Εφόσον σκέφτηκα ότι αυτή η πλακέτα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως φορτιστής, κατάλαβα πώς θα λειτουργούσε στη λειτουργία όταν η είσοδος είναι 19 Volt (τυπική τάση PSU φορητού υπολογιστή) και η έξοδος είναι 14,3 Volt και 5,5 Amps (τυπική φόρτιση μπαταρίας αυτοκινήτου Παράμετροι).
Εδώ όλα πήγαν χωρίς προβλήματα, καλά, σχεδόν χωρίς προβλήματα, αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα.

Συνόψισα τα αποτελέσματα των μετρήσεων θερμοκρασίας σε έναν πίνακα.
Κρίνοντας από τα αποτελέσματα των δοκιμών, θα συνιστούσα να μην χρησιμοποιείτε την πλακέτα με ρεύματα άνω των 6 Amps, τουλάχιστον χωρίς πρόσθετη ψύξη.

Έγραψα παραπάνω ότι υπήρχαν κάποια χαρακτηριστικά, θα εξηγήσω.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, παρατήρησα ότι ο πίνακας συμπεριφέρεται λίγο ακατάλληλα σε ορισμένες περιπτώσεις.
1.2 Ρύθμισα την τάση εξόδου στα 12 βολτ, το ρεύμα φορτίου ήταν 6 αμπέρ, μετά από 15-20 δευτερόλεπτα η τάση εξόδου έπεσε κάτω από 11 βολτ, έπρεπε να το διορθώσω.
3.4 Η έξοδος ρυθμίστηκε στα 5 Volt, η είσοδος ήταν 14, η είσοδος αυξήθηκε στα 28 και η έξοδος έπεσε στα 4 Volt. Στη φωτογραφία στα αριστερά, το ρεύμα είναι 7,5 Amperes, στα δεξιά είναι 6 Amperes, αλλά το ρεύμα δεν έπαιξε ρόλο, όταν η τάση αυξάνεται υπό φορτίο, η πλακέτα "επαναφέρει" την τάση εξόδου.

Μετά από αυτό, αποφάσισα να ελέγξω την αποτελεσματικότητα της συσκευής.
Ο κατασκευαστής έδωσε γραφήματα για διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας. Ενδιαφέρομαι για γραφήματα με έξοδο 5 και 12 βολτ και είσοδο 12 και 24, καθώς είναι τα πιο κοντά στη δοκιμή μου.
Συγκεκριμένα, δηλώνει

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

2A - 94%
4A - 94%
6A - 93%
7.5A - Δεν έχει δηλωθεί.

Αυτό που ακολούθησε ήταν βασικά ένας απλός έλεγχος, αλλά με κάποιες αποχρώσεις.
Η δοκιμή 5 Volt πέρασε χωρίς προβλήματα.

Αλλά με τη δοκιμή 12 volt υπήρχαν ορισμένα χαρακτηριστικά, θα το υπογράψω.
1. Είσοδος 28V, έξοδος 12V, 2Α, όλα είναι καλά
2. Είσοδος 28V, έξοδος 12V, 4Α, όλα καλά
3. Ανεβάζουμε το ρεύμα φορτίου στα 6 Amperes, η τάση εξόδου πέφτει στα 10,09
4. Διορθώνουμε ανεβάζοντας ξανά στα 12 Volt.
5. Ανεβάζουμε το ρεύμα φορτίου στα 7,5 Αμπέρ, ξαναπέφτει, το ξαναδιορθώνουμε.
6. Χαμηλώνουμε το ρεύμα φορτίου στα 2 Amperes χωρίς διόρθωση, η τάση εξόδου ανεβαίνει στα 16,84.
Αρχικά ήθελα να δείξω πώς ανέβηκε στο 17,2 χωρίς φόρτωση, αλλά αποφάσισα ότι θα ήταν λάθος και έδωσα μια φωτογραφία όπου υπάρχει φορτίο.
Ναι είναι λυπηρό:(

Λοιπόν, στην πορεία, έλεγξα την αποτελεσματικότητα στη λειτουργία φόρτισης μπαταρίας αυτοκινήτου από τροφοδοτικό φορητού υπολογιστή.
Όμως και εδώ υπήρχαν κάποιες ιδιαιτερότητες. Στην αρχή είχε ρυθμιστεί στα 14,3 V στην έξοδο, έκανα μια δοκιμή θερμότητας και ανέβαλα την πλακέτα. αλλά μετά θυμήθηκα ότι ήθελα να ελέγξω και την αποτελεσματικότητα.
Συνδέω την ψυχόμενη πλακέτα και παρατηρώ την τάση εξόδου περίπου 14,59 Volt, η οποία όσο ζεσταίνεται έπεσε στα 14,33-14,35.
Εκείνοι. στην πραγματικότητα, αποδεικνύεται ότι η πλακέτα έχει αστάθεια της τάσης εξόδου. και αν για τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος μια τέτοια λειτουργία δεν είναι τόσο κρίσιμη, τότε οι μπαταρίες λιθίου δεν μπορούν να φορτιστούν κατηγορηματικά με μια τέτοια πλακέτα.

Έκανα δύο τεστ αποτελεσματικότητας.
Βασίζονται σε δύο αποτελέσματα μετρήσεων, αν και τελικά δεν διαφέρουν πολύ.
Pout - υπολογισμένη ισχύς εξόδου, η τιμή της κατανάλωσης ρεύματος στρογγυλοποιείται, Pout DCL - ισχύς εξόδου που μετράται από το ηλεκτρονικό φορτίο. Οι τάσεις εισόδου και εξόδου μετρήθηκαν απευθείας στους ακροδέκτες της πλακέτας.
Κατά συνέπεια, προέκυψαν δύο αποτελέσματα μετρήσεων απόδοσης. Αλλά σε κάθε περίπτωση, είναι σαφές ότι η απόδοση είναι περίπου παρόμοια με τη δηλωθείσα, αν και λίγο μικρότερη.
Θα αντιγράψω όσα αναφέρονται στο φύλλο δεδομένων
Για είσοδο 12 Volt και έξοδο 5 Volt
2A - 91%
4A - 88%
6A - 87%
7,5A - 85%

Για είσοδο 24 Volt και έξοδο 12 Volt.
2A - 94%
4A - 94%
6A - 93%
7.5A - Δεν έχει δηλωθεί.

Και τι έγινε στην πραγματικότητα. Νομίζω ότι εάν αντικαταστήσετε μια ισχυρή δίοδο με την αντίστοιχη χαμηλότερης τάσης και βάλετε ένα τσοκ σχεδιασμένο για υψηλότερο ρεύμα, τότε θα ήταν δυνατό να τραβήξετε άλλο ένα δύο τοις εκατό.

Αυτό είναι όλο, και ξέρω ακόμη και τι σκέφτονται οι αναγνώστες -
Γιατί χρειαζόμαστε ένα σωρό δοκιμές και ακατανόητες εικόνες, απλά πείτε μου ποιο είναι το αποτέλεσμα, είναι καλό ή όχι :)
Και σε κάποιο βαθμό θα έχουν δίκιο οι αναγνώστες, σε γενικές γραμμές, η κριτική μπορεί να συντομευτεί 2-3 φορές αφαιρώντας κάποιες από τις φωτογραφίες με δοκιμές, αλλά το έχω συνηθίσει ήδη, συγγνώμη.

Και έτσι είναι η περίληψη.
πλεονεκτήματα
Απόλυτα υψηλής ποιότητας κατασκευή
μικρό μέγεθος
Μεγάλη γκάμα τάσεων εισόδου και εξόδου.
Η παρουσία ένδειξης του τέλους της φόρτισης (μείωση του ρεύματος φόρτισης)
ομαλή ρύθμιση ρεύματος και τάσης (χωρίς προβλήματα, μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση εξόδου με ακρίβεια 0,1 Volt
Εξαιρετική συσκευασία.

Μειονεκτήματα.
Σε ρεύματα πάνω από 6 Amperes, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε πρόσθετη ψύξη.
Το μέγιστο ρεύμα δεν είναι 10, αλλά 8 αμπέρ.
Χαμηλή ακρίβεια διατήρησης της τάσης εξόδου, πιθανός εθισμόςαυτό για το ρεύμα φορτίου, την τάση εισόδου και τη θερμοκρασία.
Μερικές φορές η πλακέτα άρχισε να "ακούγεται", συνέβη σε ένα πολύ στενό εύρος προσαρμογής, για παράδειγμα, άλλαξα την έξοδο από 5 σε 12 και στα 9,5-10 Volts έτριξε απαλά.

Ειδική υπενθύμιση:
Η πλακέτα εμφανίζει μόνο την τρέχουσα πτώση, δεν μπορεί να απενεργοποιήσει τη φόρτιση, είναι απλώς ένας μετατροπέας.

Η γνώμη μου. Λοιπόν, ειλικρινά, όταν πρωτοπήρα τον πίνακα στα χέρια μου και τον έστριψα, εξετάζοντάς τον από όλες τις πλευρές, ήθελα να τον επαινέσω. Καλοφτιαγμένο, κανένα σημαντικό παράπονο. Όταν το σύνδεσα, επίσης δεν ήθελα να ορκιστώ, καλά, ζεσταίνεται, οπότε ζεσταίνονται όλοι, αυτό είναι βασικά φυσιολογικό.
Αλλά όταν είδα πώς η τάση εξόδου πηδά από σχεδόν οτιδήποτε, αναστατώθηκα.
Δεν θέλω να διερευνήσω αυτά τα ζητήματα, καθώς αυτό πρέπει να γίνει από τον κατασκευαστή που βγάζει χρήματα από αυτό, αλλά υποθέτω ότι το πρόβλημα είναι τρία πράγματα
1. Μεγάλη διαδρομή ανάδρασης που διατρέχει σχεδόν την περίμετρο του πίνακα
2. Αντιστάσεις κοπής τοποθετημένες κοντά στο hot choke
3. Το τσοκ βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον κόμβο όπου συγκεντρώνονται τα «λεπτά» ηλεκτρονικά.
4. Στα κυκλώματα ανάδρασης χρησιμοποιούνται αντιστάσεις μη ακριβείας.

Συμπέρασμα - για ένα μη απαιτητικό φορτίο είναι αρκετά κατάλληλο, μέχρι 6 Amperes σίγουρα, λειτουργεί καλά. Προαιρετικά, χρησιμοποιήστε την πλακέτα ως οδηγό για LED υψηλής ισχύος, θα λειτουργήσει καλά.
Χρήση ως Φορτιστήςπολύ αμφίβολο και σε ορισμένες περιπτώσεις επικίνδυνο. Εάν το μόλυβδο-οξύ εξακολουθεί να αντιδρά κανονικά σε τέτοιες σταγόνες, τότε το λίθιο δεν μπορεί να φορτιστεί, τουλάχιστον χωρίς τροποποίηση.

Αυτό είναι όλο, όπως πάντα περιμένω σχόλια, ερωτήσεις και προσθήκες.

Το προϊόν παρασχέθηκε για σύνταξη κριτικής από το κατάστημα. Η αναθεώρηση δημοσιεύεται σύμφωνα με την ρήτρα 18 των Κανόνων του ιστότοπου.