Για τη μετατροπή της τάσης ενός επιπέδου σε τάση ενός άλλου επιπέδου, χρησιμοποιείται συχνά μετατροπείς παλμικής τάσηςχρησιμοποιώντας επαγωγικές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας. Τέτοιοι μετατροπείς χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοση, που μερικές φορές φτάνει το 95%, και έχουν την ικανότητα να παράγουν αυξημένη, μειωμένη ή ανεστραμμένη τάση εξόδου.
Σύμφωνα με αυτό, είναι γνωστοί τρεις τύποι κυκλωμάτων μετατροπέα: buck (Εικ. 1), ενίσχυση (Εικ. 2) και αναστροφή (Εικ. 3).
Κοινά σε όλους αυτούς τους τύπους μετατροπέων είναι πέντε στοιχεία:
- παροχή ηλεκτρικού ρεύματος,
- στοιχείο μεταγωγής κλειδιού,
- επαγωγική αποθήκευση ενέργειας (επαγωγέας, επαγωγέας),
- δίοδος αποκλεισμού,
- ένας πυκνωτής φίλτρου συνδεδεμένος παράλληλα με την αντίσταση φορτίου.
Η συμπερίληψη αυτών των πέντε στοιχείων σε διάφορους συνδυασμούς σας επιτρέπει να εφαρμόσετε οποιονδήποτε από τους τρεις τύπους μετατροπέων παλμών.
Το επίπεδο τάσης εξόδου του μετατροπέα ρυθμίζεται αλλάζοντας το πλάτος των παλμών που ελέγχουν τη λειτουργία του βασικού στοιχείου μεταγωγής και, κατά συνέπεια, την ενέργεια που αποθηκεύεται στη συσκευή επαγωγικής αποθήκευσης ενέργειας.
Η σταθεροποίηση της τάσης εξόδου πραγματοποιείται με τη χρήση ανάδρασης: όταν αλλάζει η τάση εξόδου, αλλάζει αυτόματα το πλάτος του παλμού.
Μετατροπέας μεταγωγής Buck
Ο μετατροπέας υποβάθμισης (Εικ. 1) περιέχει μια σειρά συνδεδεμένη αλυσίδα στοιχείου μεταγωγής S1, επαγωγική αποθήκευση ενέργειας L1, αντίσταση φορτίου RH και πυκνωτή φίλτρου C1 συνδεδεμένο παράλληλα με αυτό. Η δίοδος μπλοκαρίσματος VD1 συνδέεται μεταξύ του σημείου σύνδεσης του κλειδιού S1 με τη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας L1 και του κοινού καλωδίου.
Ρύζι. 1. Αρχή λειτουργίας ενός μετατροπέα τάσης υποβάθμισης.
Όταν ο διακόπτης είναι ανοιχτός, η δίοδος είναι κλειστή, η ενέργεια από την πηγή ισχύος συσσωρεύεται σε μια επαγωγική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας. Αφού κλείσει (ανοιχτό) ο διακόπτης S1, η ενέργεια που αποθηκεύεται από την επαγωγική αποθήκευση L1 μεταφέρεται μέσω της διόδου VD1 στην αντίσταση φορτίου RH. Ο πυκνωτής C1 εξομαλύνει τους κυματισμούς τάσης.
Μετατροπέας μεταγωγής ώθησης
Ο μετατροπέας παλμικής τάσης αύξησης (Εικ. 2) είναι κατασκευασμένος στα ίδια βασικά στοιχεία, αλλά έχει διαφορετικό συνδυασμό: μια σειρά αλυσίδας επαγωγικής αποθήκευσης ενέργειας L1, δίοδος VD1 και αντίσταση φορτίου RH με πυκνωτή φίλτρου C1 συνδεδεμένο παράλληλα είναι συνδεδεμένο στην πηγή ρεύματος. Το στοιχείο μεταγωγής S1 συνδέεται μεταξύ του σημείου σύνδεσης της συσκευής αποθήκευσης ενέργειας L1 με τη δίοδο VD1 και τον κοινό δίαυλο.
Ρύζι. 2. Αρχή λειτουργίας μετατροπέα τάσης υπερπλήρωσης.
Όταν ο διακόπτης είναι ανοιχτός, ρεύμα από την πηγή ισχύος ρέει μέσω του επαγωγέα, ο οποίος αποθηκεύει ενέργεια. Η δίοδος VD1 είναι κλειστή, το κύκλωμα φορτίου αποσυνδέεται από την πηγή ρεύματος, το κλειδί και τη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας.
Η τάση στην αντίσταση φορτίου διατηρείται χάρη στην ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή του φίλτρου. Όταν ανοίγει ο διακόπτης, το EMF αυτοεπαγωγής αθροίζεται με την τάση τροφοδοσίας, η αποθηκευμένη ενέργεια μεταφέρεται στο φορτίο μέσω της ανοιχτής διόδου VD1. Η τάση εξόδου που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο υπερβαίνει την τάση τροφοδοσίας.
Μετατροπέας αναστροφής τύπου παλμού
Ένας μετατροπέας αναστροφής τύπου παλμού περιέχει τον ίδιο συνδυασμό βασικών στοιχείων, αλλά και πάλι σε διαφορετική σύνδεση (Εικ. 3): ένα κύκλωμα σειράς στοιχείου μεταγωγής S1, διόδου VD1 και αντίστασης φορτίου RH με πυκνωτή φίλτρου C1 είναι συνδεδεμένο στην πηγή ισχύος .
Η επαγωγική αποθήκευση ενέργειας L1 συνδέεται μεταξύ του σημείου σύνδεσης του στοιχείου μεταγωγής S1 με τη δίοδο VD1 και τον κοινό δίαυλο.
Ρύζι. 3. Μετατροπή παλμικής τάσης με αναστροφή.
Ο μετατροπέας λειτουργεί ως εξής: όταν το κλειδί είναι κλειστό, η ενέργεια αποθηκεύεται σε μια επαγωγική συσκευή αποθήκευσης. Η δίοδος VD1 είναι κλειστή και δεν περνά ρεύμα από την πηγή ρεύματος στο φορτίο. Όταν ο διακόπτης είναι απενεργοποιημένος, το αυτοεπαγωγικό emf της συσκευής αποθήκευσης ενέργειας εφαρμόζεται σε έναν ανορθωτή που περιέχει τη δίοδο VD1, την αντίσταση φορτίου Rн και τον πυκνωτή φίλτρου C1.
Δεδομένου ότι η δίοδος ανορθωτή περνά μόνο παλμούς αρνητικής τάσης στο φορτίο, σχηματίζεται τάση αρνητικού πρόσημου στην έξοδο της συσκευής (αντίστροφη, αντίθετη σε πρόσημο από την τάση τροφοδοσίας).
Μετατροπείς παλμών και σταθεροποιητές
Για τη σταθεροποίηση της τάσης εξόδου των σταθεροποιητών παλμών οποιουδήποτε τύπου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συμβατικοί «γραμμικοί» σταθεροποιητές, αλλά έχουν χαμηλή απόδοση. ειδικά αφού μια τέτοια σταθεροποίηση δεν είναι καθόλου δύσκολη.
Οι σταθεροποιητές τάσης μεταγωγής, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε σταθεροποιητές με διαμόρφωση πλάτους παλμού και σταθεροποιητές με διαμόρφωση συχνότητας παλμού. Στο πρώτο από αυτά, η διάρκεια των παλμών ελέγχου αλλάζει ενώ ο ρυθμός επανάληψης τους παραμένει αμετάβλητος. Δεύτερον, αντίθετα, η συχνότητα των παλμών ελέγχου αλλάζει ενώ η διάρκειά τους παραμένει αμετάβλητη. Υπάρχουν επίσης σταθεροποιητές παλμών με μικτή ρύθμιση.
Παρακάτω θα εξετάσουμε ραδιοερασιτεχνικά παραδείγματα της εξελικτικής ανάπτυξης μετατροπέων παλμών και σταθεροποιητών τάσης.
Μονάδες και κυκλώματα μετατροπέων παλμών
Ο κύριος ταλαντωτής (Εικ. 4) των μετατροπέων παλμών με μη σταθεροποιημένη τάση εξόδου (Εικ. 5, 6) στο μικροκύκλωμα KR1006VI1 λειτουργεί σε συχνότητα 65 kHz. Οι ορθογώνιοι παλμοί εξόδου της γεννήτριας τροφοδοτούνται μέσω κυκλωμάτων RC σε βασικά στοιχεία τρανζίστορ συνδεδεμένα παράλληλα.
Ο επαγωγέας L1 είναι κατασκευασμένος σε δακτύλιο φερρίτη με εξωτερική διάμετρο 10 mm και μαγνητική διαπερατότητα 2000. Η επαγωγή του είναι 0,6 mH. Η απόδοση του μετατροπέα φτάνει το 82%.
Ρύζι. 4. Κύριο κύκλωμα ταλαντωτή για μετατροπείς παλμικής τάσης.
Ρύζι. 5. Διάγραμμα του τμήματος ισχύος ενός μετατροπέα παλμικής τάσης αύξησης +5/12 V.
Ρύζι. 6. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης αναστροφής παλμού +5/-12 V.
Το πλάτος κυματισμού εξόδου δεν υπερβαίνει τα 42 mV και εξαρτάται από την τιμή χωρητικότητας των πυκνωτών στην έξοδο της συσκευής. Το μέγιστο ρεύμα φορτίου των συσκευών (Εικ. 5, 6) είναι 140 mA.
Ο ανορθωτής μετατροπέα (Εικ. 5, 6) χρησιμοποιεί μια παράλληλη σύνδεση διόδων υψηλής συχνότητας χαμηλού ρεύματος συνδεδεμένων σε σειρά με αντιστάσεις εξισορρόπησης R1 - R3.
Ολόκληρο αυτό το συγκρότημα μπορεί να αντικατασταθεί από μία σύγχρονη δίοδο, σχεδιασμένη για ρεύμα άνω των 200 mA σε συχνότητα έως 100 kHz και αντίστροφη τάση τουλάχιστον 30 V (για παράδειγμα, KD204, KD226).
Ως VT1 και VT2, είναι δυνατή η χρήση τρανζίστορ του τύπου KT81x με δομή p-p-p - KT815, KT817 (Εικ. 4.5) και p-p-p - KT814, KT816 (Εικ. 6) και άλλα.
Για να αυξηθεί η αξιοπιστία του μετατροπέα, συνιστάται η σύνδεση μιας δίοδος τύπου KD204, KD226 παράλληλα με τη διασταύρωση πομπού-συλλέκτη του τρανζίστορ, ώστε να είναι κλειστή στο συνεχές ρεύμα.
Μετατροπέας με κύριο ταλαντωτή-πολυδονητή
Για να αποκτήσετε μια τάση εξόδου της 30...80 VΟ P. Belyatsky χρησιμοποίησε έναν μετατροπέα με έναν κύριο ταλαντωτή που βασίζεται σε έναν ασύμμετρο πολυδονητή με ένα στάδιο εξόδου φορτωμένο σε μια επαγωγική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας - επαγωγέα (τσοκ) L1 (Εικ. 7).
Ρύζι. 7. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης με κύριο ταλαντωτή βασισμένο σε ασύμμετρο πολυδονητή.
Η συσκευή λειτουργεί στην περιοχή τάσης τροφοδοσίας 1,0. ..1,5 V και έχει απόδοση έως και 75%. Στο κύκλωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν τυπικό επαγωγέα DM-0.4-125 ή άλλο με αυτεπαγωγή 120...200 μH.
Μια εφαρμογή του σταδίου εξόδου του μετατροπέα τάσης φαίνεται στο Σχ. 8. Όταν ένας ορθογώνιος καταρράκτης σήματος ελέγχου 7777 επιπέδων (5 V) εφαρμόζεται στην είσοδο της εξόδου του μετατροπέα όταν τροφοδοτείται από μια πηγή τάσης 12 Vληφθείσα τάση 250 Vσε ρεύμα φορτίου 3...5 mA(η αντίσταση φορτίου είναι περίπου 100 kOhm). Η επαγωγή του επαγωγέα L1 είναι 1 mH.
Ως VT1, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα οικιακό τρανζίστορ, για παράδειγμα, KT604, KT605, KT704B, KT940A(B), KT969A κ.λπ.
Ρύζι. 8. Επιλογή για το στάδιο εξόδου του μετατροπέα τάσης.
Ρύζι. 9. Διάγραμμα του σταδίου εξόδου του μετατροπέα τάσης.
Ένα παρόμοιο κύκλωμα σταδίου εξόδου (Εικ. 9) το κατέστησε δυνατό, όταν τροφοδοτήθηκε από μια πηγή τάσης 28Vκαι τρέχουσα κατανάλωση 60 mAλάβετε τάση εξόδου 250 Vσε ρεύμα φορτίου 5 mA, Η επαγωγή του τσοκ είναι 600 µH. Η συχνότητα των παλμών ελέγχου είναι 1 kHz.
Ανάλογα με την ποιότητα του επαγωγέα, η τάση εξόδου μπορεί να είναι 150...450 V με ισχύ περίπου 1 W και απόδοση έως και 75%.
Ένας μετατροπέας τάσης που βασίζεται σε μια γεννήτρια παλμών που βασίζεται σε ένα μικροκύκλωμα DA1 KR1006VI1, ένας ενισχυτής που βασίζεται σε ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου VT1 και μια επαγωγική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας με ανορθωτή και φίλτρο φαίνεται στο Σχ. 10.
Στην έξοδο του μετατροπέα στην τάση τροφοδοσίας 9Vκαι τρέχουσα κατανάλωση 80...90 mAδημιουργείται ένταση 400...425 V. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η τιμή της τάσης εξόδου δεν είναι εγγυημένη - εξαρτάται σημαντικά από τη σχεδίαση του επαγωγέα (τσοκ) L1.
Ρύζι. 10. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης με γεννήτρια παλμών στο μικροκύκλωμα KR1006VI1.
Για να αποκτήσετε την επιθυμητή τάση, ο ευκολότερος τρόπος είναι να επιλέξετε πειραματικά έναν επαγωγέα για να επιτύχετε την απαιτούμενη τάση ή να χρησιμοποιήσετε έναν πολλαπλασιαστή τάσης.
Κύκλωμα μετατροπέα διπολικού παλμού
Για την τροφοδοσία πολλών ηλεκτρονικών συσκευών, απαιτείται μια διπολική πηγή τάσης, η οποία παρέχει τόσο θετικές όσο και αρνητικές τάσεις τροφοδοσίας. Το διάγραμμα που φαίνεται στο Σχ. 11 περιέχει πολύ λιγότερα εξαρτήματα από παρόμοιες συσκευές λόγω του γεγονότος ότι λειτουργεί ταυτόχρονα ως επαγωγικός μετατροπέας ενίσχυσης και μετατροπέα.
Ρύζι. 11. Κύκλωμα μετατροπέα με ένα επαγωγικό στοιχείο.
Το κύκλωμα μετατροπέα (Εικ. 11) χρησιμοποιεί έναν νέο συνδυασμό κύριων εξαρτημάτων και περιλαμβάνει μια τετραφασική γεννήτρια παλμών, έναν επαγωγέα και δύο διακόπτες τρανζίστορ.
Οι παλμοί ελέγχου παράγονται από μια σκανδάλη D (DD1.1). Κατά την πρώτη φάση των παλμών, ο επαγωγέας L1 αποθηκεύει ενέργεια μέσω των διακοπτών τρανζίστορ VT1 και VT2. Κατά τη δεύτερη φάση, ο διακόπτης VT2 ανοίγει και η ενέργεια μεταφέρεται στο δίαυλο θετικής τάσης εξόδου.
Κατά την τρίτη φάση, και οι δύο διακόπτες είναι κλειστοί, με αποτέλεσμα ο επαγωγέας να συσσωρεύει ξανά ενέργεια. Όταν το κλειδί VT1 ανοίγει κατά την τελική φάση των παλμών, αυτή η ενέργεια μεταφέρεται στον αρνητικό δίαυλο ισχύος. Όταν λαμβάνονται παλμοί με συχνότητα 8 kHz στην είσοδο, το κύκλωμα παρέχει τάσεις εξόδου ±12 V. Το διάγραμμα χρονισμού (Εικ. 11, δεξιά) δείχνει τον σχηματισμό παλμών ελέγχου.
Τα τρανζίστορ KT315, KT361 μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο κύκλωμα.
Ο μετατροπέας τάσης (Εικ. 12) σας επιτρέπει να λάβετε σταθεροποιημένη τάση 30 V στην έξοδο. Μια τάση αυτού του μεγέθους χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των varicaps, καθώς και για δείκτες φθορισμού κενού.
Ρύζι. 12. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης με σταθεροποιημένη τάση εξόδου 30 V.
Σε ένα τσιπ DA1 του τύπου KR1006VI1, συναρμολογείται ένας κύριος ταλαντωτής σύμφωνα με το συνηθισμένο κύκλωμα, παράγοντας ορθογώνιους παλμούς με συχνότητα περίπου 40 kHz.
Ένας διακόπτης τρανζίστορ VT1 συνδέεται στην έξοδο της γεννήτριας, η οποία αλλάζει το επαγωγέα L1. Το πλάτος των παλμών κατά την εναλλαγή του πηνίου εξαρτάται από την ποιότητα της κατασκευής του.
Σε κάθε περίπτωση, η τάση σε αυτό φτάνει τα δεκάδες βολτ. Η τάση εξόδου διορθώνεται από τη δίοδο VD1. Ένα φίλτρο RC σε σχήμα U και μια δίοδος zener VD2 συνδέονται στην έξοδο του ανορθωτή. Η τάση στην έξοδο του σταθεροποιητή καθορίζεται εξ ολοκλήρου από τον τύπο της διόδου zener που χρησιμοποιείται. Ως δίοδος zener "υψηλής τάσης", μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια αλυσίδα διόδων zener με χαμηλότερη τάση σταθεροποίησης.
Ένας μετατροπέας τάσης με επαγωγική αποθήκευση ενέργειας, ο οποίος επιτρέπει τη διατήρηση μιας σταθερής ρυθμιζόμενης τάσης στην έξοδο, φαίνεται στο Σχ. 13.
Ρύζι. 13. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης με σταθεροποίηση.
Το κύκλωμα περιέχει μια γεννήτρια παλμών, έναν ενισχυτή ισχύος δύο σταδίων, μια επαγωγική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας, έναν ανορθωτή, ένα φίλτρο και ένα κύκλωμα σταθεροποίησης τάσης εξόδου. Η αντίσταση R6 ρυθμίζει την απαιτούμενη τάση εξόδου στην περιοχή από 30 έως 200 V.
Ανάλογα τρανζίστορ: VS237V - KT342A, KT3102; VS307V - KT3107I, BF459 - KT940A.
Μετατροπείς Buck και invert τάσης
Δύο επιλογές - οι μετατροπείς τάσης υποβάθμισης και αναστροφής φαίνονται στην Εικ. 14. Το πρώτο παρέχει την τάση εξόδου 8,4 Vσε ρεύμα φορτίου έως 300 mA, το δεύτερο σας επιτρέπει να αποκτήσετε μια τάση αρνητικής πολικότητας ( -19,4 V) στο ίδιο ρεύμα φορτίου. Το τρανζίστορ εξόδου VTZ πρέπει να εγκατασταθεί στο ψυγείο.
Ρύζι. 14. Κυκλώματα σταθεροποιημένων μετατροπέων τάσης.
Ανάλογα τρανζίστορ: 2N2222 - KTZ117A 2N4903 - KT814.
Σταθεροποιημένος μετατροπέας τάσης
Ένας σταθεροποιημένος μετατροπέας τάσης που χρησιμοποιεί το μικροκύκλωμα KR1006VI1 (DA1) ως κύριο ταλαντωτή και διαθέτει προστασία ροής φορτίου φαίνεται στο Σχήμα. 15. Η τάση εξόδου είναι 10V όταν το ρεύμα φορτίου είναι μέχρι 100mA.
Ρύζι. 15. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης υποβάθμισης.
Όταν η αντίσταση φορτίου αλλάζει κατά 1%, η τάση εξόδου του μετατροπέα δεν αλλάζει περισσότερο από 0,5%. Ανάλογα τρανζίστορ: 2N1613 - KT630G, 2N2905 - KT3107E, KT814.
Διπολικός μετατροπέας τάσης
Για την τροφοδοσία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που περιέχουν λειτουργικούς ενισχυτές, απαιτούνται συχνά διπολικά τροφοδοτικά. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα τάσης, το κύκλωμα του οποίου φαίνεται στο Σχ. 16.
Η συσκευή περιέχει μια τετράγωνη γεννήτρια παλμών φορτωμένη στον επαγωγέα L1. Η τάση από τον επαγωγέα διορθώνεται από τη δίοδο VD2 και τροφοδοτείται στην έξοδο της συσκευής (πυκνωτές φίλτρου C3 και C4 και αντίσταση φορτίου). Η δίοδος Zener VD1 εξασφαλίζει σταθερή τάση εξόδου - ρυθμίζει τη διάρκεια του παλμού θετικής πολικότητας στον επαγωγέα.
Ρύζι. 16. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης +15/-15 V.
Η συχνότητα λειτουργίας της παραγωγής είναι περίπου 200 kHz υπό φορτίο και έως 500 kHz χωρίς φορτίο. Το μέγιστο ρεύμα φορτίου είναι έως 50 mA, η απόδοση της συσκευής είναι 80%. Το μειονέκτημα του σχεδιασμού είναι το σχετικά υψηλό επίπεδο ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής, το οποίο, ωστόσο, είναι χαρακτηριστικό και για άλλα παρόμοια κυκλώματα. Ένα γκάζι DM-0.2-200 χρησιμοποιήθηκε ως L1.
Μετατροπείς σε εξειδικευμένα τσιπ
Είναι πιο βολικό να συλλέγετε υψηλής απόδοσης σύγχρονοι μετατροπείς τάσης, χρησιμοποιώντας μικροκυκλώματα ειδικά δημιουργημένα για αυτούς τους σκοπούς.
Πατατακι KR1156EU5(MC33063A, MC34063A από τη Motorola) έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε σταθεροποιημένους μετατροπείς αναστροφής, βαθμίδας προς τα κάτω, με ισχύ πολλών Watt.
Στο Σχ. Το σχήμα 17 δείχνει ένα διάγραμμα ενός μετατροπέα τάσης ανόδου που βασίζεται στο μικροκύκλωμα KR1156EU5. Ο μετατροπέας περιέχει πυκνωτές φίλτρου εισόδου και εξόδου C1, SZ, C4, τσοκ αποθήκευσης L1, δίοδο ανορθωτή VD1, πυκνωτή C2, που ρυθμίζει τη συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα, τσοκ φίλτρου L2 για εξομάλυνση κυματισμών. Η αντίσταση R1 χρησιμεύει ως αισθητήρας ρεύματος. Ο διαιρέτης τάσης R2, R3 καθορίζει την τάση εξόδου.
Ρύζι. 17. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης ανόδου στο μικροκύκλωμα KR1156EU5.
Η συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα είναι κοντά στα 15 kHz σε τάση εισόδου 12 V και ονομαστικό φορτίο. Το εύρος των κυματισμών τάσης στους πυκνωτές SZ και C4 ήταν 70 και 15 mV, αντίστοιχα.
Ο επαγωγέας L1 με αυτεπαγωγή 170 μH τυλίγεται σε τρεις κολλημένους δακτυλίους K12x8x3 M4000NM με σύρμα PESHO 0,5. Η περιέλιξη αποτελείται από 59 στροφές. Κάθε δακτύλιος πρέπει να σπάσει σε δύο μέρη πριν την περιέλιξη.
Ένα κοινό παρέμβυσμα από τεμαχόλιθο πάχους 0,5 mm εισάγεται σε ένα από τα κενά και η συσκευασία είναι κολλημένη μεταξύ τους. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε δακτυλίους φερρίτη με μαγνητική διαπερατότητα άνω των 1000.
Παράδειγμα εκτέλεσης μετατροπέας buck στο τσιπ KR1156EU5φαίνεται στο Σχ. 18. Δεν μπορεί να τροφοδοτηθεί τάση μεγαλύτερη από 40 V στην είσοδο ενός τέτοιου μετατροπέα. Η συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα είναι 30 kHz σε UBX = 15 V. Το εύρος κυματισμού τάσης στους πυκνωτές SZ και C4 είναι 50 mV.
Ρύζι. 18. Σχέδιο μετατροπέα τάσης μειούμενης τάσης στο μικροκύκλωμα KR1156EU5.
Ρύζι. 19. Σχέδιο μετατροπέα αναστροφής τάσης με βάση το μικροκύκλωμα KR1156EU5.
Το τσοκ L1 με επαγωγή 220 μH τυλίγεται με παρόμοιο τρόπο (βλ. παραπάνω) σε τρεις δακτυλίους, αλλά το διάκενο κόλλησης ορίστηκε στα 0,25 mm, η περιέλιξη περιείχε 55 στροφές του ίδιου σύρματος.
Το παρακάτω σχήμα (Εικ. 19) δείχνει ένα τυπικό κύκλωμα ενός μετατροπέα αναστροφής τάσης που βασίζεται στο μικροκύκλωμα KR1156EU5. Το μικροκύκλωμα DA1 τροφοδοτείται από το άθροισμα των τάσεων εισόδου και εξόδου, το οποίο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 40 V.
Συχνότητα λειτουργίας μετατροπέα - 30 kHz σε UBX=5 S; το εύρος των κυματισμών τάσης στους πυκνωτές SZ και C4 είναι 100 και 40 mV.
Για τον επαγωγέα L1 του αναστροφικού μετατροπέα με αυτεπαγωγή 88 μH, χρησιμοποιήθηκαν δύο δακτύλιοι K12x8x3 M4000NM με διάκενο 0,25 mm. Η περιέλιξη αποτελείται από 35 στροφές σύρματος PEV-2 0,7. Ο επαγωγέας L2 σε όλους τους μετατροπείς είναι στάνταρ - DM-2.4 με επαγωγή 3 μGh. Η δίοδος VD1 σε όλα τα κυκλώματα (Εικ. 17 - 19) πρέπει να είναι δίοδος Schottky.
Για να πάρεις διπολική τάση από μονοπολικήΗ MAXIM έχει αναπτύξει εξειδικευμένα μικροκυκλώματα. Στο Σχ. Το σχήμα 20 δείχνει τη δυνατότητα μετατροπής μιας χαμηλής τάσης (4,5...5 6) σε διπολική τάση εξόδου 12 (ή 15 6) με ρεύμα φορτίου έως 130 (ή 100 mA).
Ρύζι. 20. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης με βάση το τσιπ MAX743.
Όσον αφορά την εσωτερική του δομή, το μικροκύκλωμα δεν διαφέρει από τον τυπικό σχεδιασμό παρόμοιων μετατροπέων που κατασκευάζονται σε διακριτά στοιχεία, ωστόσο, ο ενσωματωμένος σχεδιασμός καθιστά δυνατή τη δημιουργία μετατροπέων τάσης υψηλής απόδοσης με ελάχιστο αριθμό εξωτερικών στοιχείων.
Ναι, για μικροκύκλωμα MAX743(Εικ. 20) η συχνότητα μετατροπής μπορεί να φτάσει τα 200 kHz (η οποία είναι πολύ μεγαλύτερη από τη συχνότητα μετατροπής της συντριπτικής πλειοψηφίας των μετατροπέων που κατασκευάζονται σε διακριτά στοιχεία). Με τάση τροφοδοσίας 5 V, η απόδοση είναι 80...82% με αστάθεια τάσης εξόδου όχι μεγαλύτερη από 3%.
Το μικροκύκλωμα είναι εξοπλισμένο με προστασία έναντι καταστάσεων έκτακτης ανάγκης: όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει 10% κάτω από το κανονικό, καθώς και όταν η θήκη υπερθερμαίνεται (πάνω από 195°C).
Για τη μείωση του κυματισμού στην έξοδο του μετατροπέα με συχνότητα μετατροπής (200 kHz), τοποθετούνται φίλτρα LC σχήματος U στις εξόδους της συσκευής. Ο βραχυκυκλωτήρας J1 στους ακροδέκτες 11 και 13 του μικροκυκλώματος έχει σχεδιαστεί για να αλλάζει την τιμή των τάσεων εξόδου.
Για μετατροπή χαμηλής τάσης(2.0...4.5 6) σε σταθεροποιημένο 3.3 ή 5.0 V υπάρχει ένα ειδικό μικροκύκλωμα που αναπτύχθηκε από τη MAXIM - MAX765. Τα εγχώρια ανάλογα είναι τα KR1446PN1A και KR1446PN1B. Ένα μικροκύκλωμα για παρόμοιο σκοπό - MAX757 - σας επιτρέπει να αποκτήσετε μια συνεχώς ρυθμιζόμενη τάση εξόδου εντός της περιοχής 2,7...5,5 V.
Ρύζι. 21. Κύκλωμα μετατροπέα ανοδικής τάσης χαμηλής τάσης σε επίπεδο 3,3 ή 5,0 V.
Το κύκλωμα μετατροπέα που φαίνεται στο Σχ. 21, περιέχει έναν μικρό αριθμό εξωτερικών (αρθρωτών) εξαρτημάτων.
Αυτή η συσκευή λειτουργεί σύμφωνα με την παραδοσιακή αρχή που περιγράφηκε προηγουμένως. Η συχνότητα λειτουργίας της γεννήτριας εξαρτάται από την τάση εισόδου και το ρεύμα φορτίου και ποικίλλει σε μεγάλο εύρος - από δεκάδες Hz έως 100 kHz.
Το μέγεθος της τάσης εξόδου καθορίζεται από το σημείο που συνδέεται ο ακροδέκτης 2 του μικροκυκλώματος DA1: εάν είναι συνδεδεμένος σε έναν κοινό δίαυλο (βλ. Εικ. 21), η τάση εξόδου του μικροκυκλώματος KR1446PN1Aισούται με 5,0±0,25 V, αλλά εάν αυτός ο ακροδέκτης συνδεθεί στον ακροδέκτη 6, τότε η τάση εξόδου θα πέσει στα 3,3±0,15 V. Για το μικροκύκλωμα KR1446PN1Bοι τιμές θα είναι 5,2±0,45 V και 3,44±0,29 V, αντίστοιχα.
Μέγιστο ρεύμα εξόδου μετατροπέα - 100 mA. Πατατακι MAX765παρέχει ρεύμα εξόδου 200 mAσε τάση 5-6 και 300 mAυπό ένταση 3,3 V. Η απόδοση του μετατροπέα είναι έως και 80%.
Ο σκοπός του ακροδέκτη 1 (SHDN) είναι να απενεργοποιήσει προσωρινά τον μετατροπέα συνδέοντας αυτόν τον ακροδέκτη σε κοινή. Η τάση εξόδου σε αυτήν την περίπτωση θα πέσει σε τιμή ελαφρώς μικρότερη από την τάση εισόδου.
Το LED HL1 έχει σχεδιαστεί για να υποδεικνύει μείωση έκτακτης ανάγκης στην τάση τροφοδοσίας (κάτω από 2 V), αν και ο ίδιος ο μετατροπέας μπορεί να λειτουργεί σε χαμηλότερες τιμές τάσης εισόδου (έως 1,25 6 και κάτω).
Ο επαγωγέας L1 είναι κατασκευασμένος σε δακτύλιο K10x6x4.5 από φερρίτη M2000NM1. Περιέχει 28 στροφές σύρματος PESHO 0,5 mm και έχει επαγωγή 22 μH. Πριν την περιέλιξη, ο δακτύλιος από φερρίτη σπάει στη μέση, αφού λιμαριστεί με λίμα διαμαντιού. Στη συνέχεια, ο δακτύλιος είναι κολλημένος με εποξειδική κόλλα, τοποθετώντας ένα παρέμβυσμα από textolite πάχους 0,5 mm σε ένα από τα κενά που προκύπτουν.
Η επαγωγή του επαγωγέα που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο εξαρτάται σε μεγαλύτερο βαθμό από το πάχος του διακένου και σε μικρότερο βαθμό από τη μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα και τον αριθμό των στροφών του πηνίου. Εάν αποδεχτείτε την αύξηση του επιπέδου ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επαγωγέα τύπου DM-2.4 με επαγωγή 20 μGh.
Οι πυκνωτές C2 και C5 είναι τύπου K53 (K53-18), οι C1 και C4 είναι κεραμικοί (για τη μείωση του επιπέδου παρεμβολής υψηλής συχνότητας), η VD1 είναι δίοδος Schottky (1 N5818, 1 N5819, SR106, SR160, κ.λπ.).
Τροφοδοτικό AC της Philips
Ο μετατροπέας (μονάδα τροφοδοσίας Philips, Εικ. 22) με τάση εισόδου 220 V παρέχει σταθεροποιημένη τάση εξόδου 12 V με ισχύ φορτίου 2 W.
Ρύζι. 22. Διάγραμμα τροφοδοσίας δικτύου Philips.
Το τροφοδοτικό χωρίς μετασχηματιστή (Εικ. 23) έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτεί φορητούς δέκτες και δέκτες τσέπης από τάση δικτύου AC 220 V. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτή η πηγή δεν είναι ηλεκτρικά απομονωμένη από το δίκτυο τροφοδοσίας. Με τάση εξόδου 9V και ρεύμα φορτίου 50 mA, το τροφοδοτικό καταναλώνει περίπου 8 mA από το δίκτυο.
Ρύζι. 23. Σχέδιο πηγής ισχύος χωρίς μετασχηματιστή που βασίζεται σε μετατροπέα παλμικής τάσης.
Η τάση δικτύου, που διορθώνεται από τη γέφυρα διόδου VD1 - VD4 (Εικ. 23), φορτίζει τους πυκνωτές C1 και C2. Ο χρόνος φόρτισης του πυκνωτή C2 προσδιορίζεται από τη σταθερά του κυκλώματος R1, C2. Την πρώτη στιγμή μετά την ενεργοποίηση της συσκευής, το θυρίστορ VS1 είναι κλειστό, αλλά σε μια ορισμένη τάση στον πυκνωτή C2 θα ανοίξει και θα συνδέσει το κύκλωμα L1, NW, σε αυτόν τον πυκνωτή.
Σε αυτήν την περίπτωση, ο πυκνωτής S3 μεγάλης χωρητικότητας θα φορτιστεί από τον πυκνωτή C2. Η τάση στον πυκνωτή C2 θα μειωθεί και στο SZ θα αυξηθεί.
Το ρεύμα μέσω του επαγωγέα L1, ίσο με μηδέν την πρώτη στιγμή μετά το άνοιγμα του θυρίστορ, αυξάνεται σταδιακά μέχρι να εξισωθούν οι τάσεις στους πυκνωτές C2 και SZ. Μόλις συμβεί αυτό, το θυρίστορ VS1 θα κλείσει, αλλά η ενέργεια που αποθηκεύεται στον επαγωγέα L1 θα διατηρήσει για κάποιο χρονικό διάστημα το ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή SZ μέσω της ανοιχτής διόδου VD5. Στη συνέχεια, η δίοδος VD5 κλείνει και αρχίζει η σχετικά αργή εκφόρτιση του πυκνωτή SZ μέσω του φορτίου. Η δίοδος Zener VD6 περιορίζει την τάση στο φορτίο.
Μόλις κλείσει το θυρίστορ VS1, η τάση στον πυκνωτή C2 αρχίζει να αυξάνεται ξανά. Σε κάποιο σημείο, το θυρίστορ ανοίγει ξανά και ξεκινά ένας νέος κύκλος λειτουργίας της συσκευής. Η συχνότητα ανοίγματος του θυρίστορ είναι αρκετές φορές υψηλότερη από τη συχνότητα παλμικής τάσης στον πυκνωτή C1 και εξαρτάται από τις ονομαστικές τιμές των στοιχείων κυκλώματος R1, C2 και τις παραμέτρους του θυρίστορ VS1.
Οι πυκνωτές C1 και C2 είναι τύπου MBM για τάση τουλάχιστον 250 V. Ο επαγωγέας L1 έχει αυτεπαγωγή 1...2 mH και αντίσταση όχι μεγαλύτερη από 0,5 Ohm. Τυλίγεται σε κυλινδρικό πλαίσιο διαμέτρου 7 mm.
Το πλάτος περιέλιξης είναι 10 mm, αποτελείται από πέντε στρώματα σύρματος PEV-2 0,25 mm, τυλιγμένο σφιχτά, περιστρέψτε το για να γυρίσετε. Ένας πυρήνας συντονισμού SS2.8x12 από φερρίτη M200NN-3 εισάγεται στην οπή του πλαισίου. Η επαγωγή του επαγωγέα μπορεί να ποικίλλει εντός ευρέων ορίων, και μερικές φορές ακόμη και να εξαλειφθεί εντελώς.
Σχέδια συσκευών για τη μετατροπή ενέργειας
Τα διαγράμματα των συσκευών για τη μετατροπή ενέργειας φαίνονται στο Σχ. 24 και 25. Είναι μετατροπείς ενέργειας που τροφοδοτούνται από ανορθωτές με πυκνωτή σβέσης. Η τάση στην έξοδο των συσκευών σταθεροποιείται.
Ρύζι. 24. Σχέδιο μετατροπέα τάσης βαθμίδας με παροχή ρεύματος χωρίς μετασχηματιστή.
Ρύζι. 25. Δυνατότητα επιλογής κυκλώματος μετατροπέα τάσης υποβάθμισης με παροχή ρεύματος χωρίς μετασχηματιστή.
Ως δινιστέρ VD4, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οικιακά ανάλογα χαμηλής τάσης - KN102A, B. Όπως και η προηγούμενη συσκευή (Εικ. 23), τα τροφοδοτικά (Εικ. 24 και 25) έχουν γαλβανική σύνδεση με το δίκτυο τροφοδοσίας.
Μετατροπέας τάσης με αποθήκευση παλμικής ενέργειας
Στον μετατροπέα τάσης S. F. Sikolenko με "αποθήκευση παλμικής ενέργειας" (Εικ. 26), οι διακόπτες K1 και K2 κατασκευάζονται σε τρανζίστορ KT630, το σύστημα ελέγχου (CS) βρίσκεται σε ένα μικροκύκλωμα της σειράς K564.
Ρύζι. 26. Κύκλωμα μετατροπέα τάσης με συσσώρευση παλμών.
Πυκνωτής αποθήκευσης C1 - 47 µF. Ως πηγή ισχύος χρησιμοποιείται μια μπαταρία 9 V. Η τάση εξόδου σε αντίσταση φορτίου 1 kOhm φτάνει τα 50 V. Η απόδοση είναι 80% και αυξάνεται στο 95% όταν χρησιμοποιούνται δομές CMOS όπως το RFLIN20L ως βασικά στοιχεία K1 και K2.
Μετατροπέας συντονισμού παλμών
Μετατροπείς συντονισμού παλμών που έχουν σχεδιαστεί από τους λεγόμενους. N. M. Muzychenko, ένα από τα οποία φαίνεται στο Σχ. 4.27, ανάλογα με το σχήμα του ρεύματος στον διακόπτη VT1, χωρίζονται σε τρεις τύπους, στους οποίους τα στοιχεία μεταγωγής κλείνουν με μηδενικό ρεύμα και ανοίγουν σε μηδενική τάση. Στο στάδιο μεταγωγής, οι μετατροπείς λειτουργούν ως μετατροπείς συντονισμού και οι υπόλοιποι, το μεγαλύτερο μέρος της περιόδου, ως μετατροπείς παλμών.
Ρύζι. 27. Σχέδιο μετατροπέα συντονισμού παλμών N. M. Muzychenko.
Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα τέτοιων μετατροπέων είναι ότι το τμήμα ισχύος τους είναι κατασκευασμένο με τη μορφή επαγωγικής-χωρητικής γέφυρας με διακόπτη στη μία διαγώνιο και με διακόπτη και τροφοδοτικό στην άλλη. Τέτοια σχήματα (Εικ. 27) είναι εξαιρετικά αποδοτικά.
Σήμερα εξετάζουμε τον διάσημο μετατροπέα τάσης ενίσχυσης DC-DC που βασίζεται στο τσιπ MT3608. Ο πίνακας είναι δημοφιλής μεταξύ εκείνων που τους αρέσει να δημιουργούν κάτι με τα χέρια τους. Χρησιμοποιείται ιδιαίτερα για την κατασκευή αυτοσχέδιων εξωτερικών φορτιστών (power banks).
Σήμερα θα κάνουμε μια πολύ λεπτομερή ανασκόπηση, θα μελετήσουμε όλα τα πλεονεκτήματα και θα ανακαλύψουμε τα μειονεκτήματα
Μια τέτοια πλακέτα κοστίζει μόνο 0,5 $, γνωρίζοντας ότι κατά τη διάρκεια της αναθεώρησης θα υπάρξουν σκληρές δοκιμές που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε αποτυχία των σανίδων, αγόρασα πολλές από αυτές ταυτόχρονα.
Η πλακέτα είναι πολύ καλής ποιότητας, η τοποθέτηση είναι διπλής όψης, για την ακρίβεια, σχεδόν όλη η πίσω πλευρά είναι μάζα, και ταυτόχρονα παίζει το ρόλο της ψύκτρας. Συνολικές διαστάσεις 36 mm * 17 mm * 14 mm
Ο κατασκευαστής καθορίζει τις ακόλουθες παραμέτρους
1). Μέγιστο ρεύμα εξόδου - 2A
2). Τάση εισόδου: 2V~24V
3). Μέγιστη τάση εξόδου: 28V
4). Αποδοτικότητα: ≤93%
Μέγεθος προϊόντος: 36mm * 17mm * 14mm
Και το διάγραμμα παρουσιάζεται παρακάτω.
Η πλακέτα διαθέτει αντίσταση πολλαπλών στροφών συντονισμού με αντίσταση 100 kOhm, σχεδιασμένη να ρυθμίζει την τάση εξόδου. Αρχικά, για να λειτουργήσει ο μετατροπέας, πρέπει να περιστρέψετε τη μεταβλητή 10 βήματα αριστερόστροφα, μόνο μετά από αυτό το κύκλωμα θα αρχίσει να αυξάνει την τάση, με άλλα λόγια, η μεταβλητή τίθεται σε αδράνεια μέχρι τα μισά του δρόμου.
Η είσοδος και η έξοδος επισημαίνονται στην πλακέτα, επομένως δεν θα υπάρχουν προβλήματα σύνδεσης.
Ας περάσουμε κατευθείαν στις δοκιμές.
1) Η δηλωμένη μέγιστη τάση είναι 28 Volt, που αντιστοιχεί στην πραγματική τιμή
2) Η ελάχιστη τάση στην οποία αρχίζει να λειτουργεί η πλακέτα είναι 2 Volt, θα πω ότι αυτό δεν είναι απολύτως αληθές, η πλακέτα παραμένει λειτουργική σε αυτήν την τάση, αλλά αρχίζει να λειτουργεί στα 2,3-2,5 Volt
3) Η μέγιστη τιμή της τάσης εισόδου είναι 24 Volt, θα πω ότι μια από τις 8 πλακέτες που αγόρασα δεν άντεξε μια τέτοια τάση εισόδου, οι υπόλοιπες πέρασαν τέλεια την εξέταση.
4) Λειτουργία βραχυκυκλώματος εξόδου. Το εργαστηριακό τροφοδοτικό από το οποίο τροφοδοτείται η πηγή είναι εξοπλισμένο με σύστημα περιορισμού ρεύματος· σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στην έξοδο, η κατανάλωση από το εργαστηριακό τροφοδοτικό είναι 5 A (αυτό είναι το μέγιστο που μπορεί να παρέχει το LPS). Με βάση αυτό, συμπεραίνουμε ότι εάν συνδέσετε έναν μετατροπέα, για παράδειγμα, σε μια μπαταρία, τότε σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, ο τελευταίος θα καεί αμέσως - δεν έχει προστασία από βραχυκυκλώματα. Επίσης δεν υπάρχει προστασία υπερφόρτωσης.
6) Τι συμβαίνει εάν αντιστραφεί η πολικότητα σύνδεσης. Αυτό το τεστ φαίνεται ξεκάθαρα στο βίντεο, η πλακέτα απλά καίγεται με καπνό και είναι το μικροκύκλωμα που καίγεται.
7) Το ρεύμα χωρίς φορτίο είναι μόνο 6mA, ένα πολύ καλό αποτέλεσμα.
8) Τώρα το ρεύμα εξόδου. Παρέχεται τάση 12 Volt στην είσοδο και 14 Volt στην έξοδο, δηλαδή η διαφορά εισόδου-εξόδου είναι μόνο 2 Volt, διασφαλίζονται οι καλύτερες συνθήκες λειτουργίας και εάν με αυτήν την κατάσταση το κύκλωμα δεν παράγει 2 Amperes, τότε με άλλες τιμές εισόδου-εξόδου δεν μπορεί να το παρέχει αυτό.
Δοκιμές θερμοκρασίας
ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το γκάζι άρχισε να μυρίζει βερνίκι και ως εκ τούτου αντικαταστάθηκε με ένα καλύτερο, τουλάχιστον η διάμετρος του σύρματος του νέου γκαζιού είναι 2 φορές πιο χοντρή από αυτή του αρχικού.
Στην περίπτωση αυτών των δοκιμών, εφαρμόζεται τάση 12 Volt στην είσοδο της πλακέτας και 14 Volt ρυθμίζονται στην έξοδο
Παραγωγή θερμότητας στο γκάζι, το γκάζι έχει ήδη αντικατασταθεί
Διαρροή θερμότητας στη δίοδο
Διαρροή θερμότητας στο τσιπ
Όπως μπορείτε να δείτε, η θερμοκρασία σε ορισμένες περιπτώσεις είναι πάνω από 100 βαθμούς, αλλά είναι σταθερή.
Θα πρέπει επίσης να επισημανθεί ότι υπό τέτοιες συνθήκες λειτουργίας οι παράμετροι εξόδου επιδεινώνονται σημαντικά, κάτι που είναι αναμενόμενο.
Όπως μπορούμε να δούμε, με ρεύμα εξόδου 2Α, η τάση πέφτει, γι' αυτό προτείνω τη χρήση της πλακέτας σε ρεύματα 1-1,2 Amps το μέγιστο· σε υψηλότερες τιμές, χάνεται η σταθερότητα της τάσης εξόδου και το μικροκύκλωμα, το πηνίο και το πηνίο υπερθέρμανση της διόδου ανορθωτή εξόδου.
9) Ταλαντόγραμμα της τάσης εξόδου, όπου παρατηρούμε κυματισμούς.
Η κατάσταση μπορεί να βελτιωθεί εάν ένας ηλεκτρολύτης (35-50 Volt) συγκολληθεί παράλληλα με την έξοδο, η χωρητικότητα είναι από 47 έως 220 μF (μέχρι 470 είναι δυνατή, δεν υπάρχει πλέον νόημα)
Η συχνότητα λειτουργίας της γεννήτριας είναι περίπου 1,5 MHz
Το σφάλμα δοκιμής δεν είναι μεγαλύτερο από 5%
Τάσεις εισόδου έως 61 V, τάσεις εξόδου από 0,6 V, ρεύματα εξόδου έως 4 A, δυνατότητα εξωτερικού συγχρονισμού και ρύθμισης της συχνότητας, καθώς και ρύθμιση του ρεύματος περιορισμού, ρύθμιση του χρόνου ομαλής εκκίνησης, ολοκληρωμένη προστασία φορτίου, ευρεία Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας - όλα αυτά τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων τροφοδοτικών πηγών μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας τη νέα σειρά μετατροπέων DC/DC που παράγεται από την .
Επί του παρόντος, η γκάμα των μικροκυκλωμάτων ρυθμιστή μεταγωγής που παράγονται από τη STMicro (Εικόνα 1) σάς επιτρέπει να δημιουργείτε τροφοδοτικά (PS) με τάσεις εισόδου έως 61 V και ρεύματα εξόδου έως 4 A.
Το έργο της μετατροπής τάσης δεν είναι πάντα εύκολο. Κάθε συγκεκριμένη συσκευή έχει τις δικές της απαιτήσεις για τον ρυθμιστή τάσης. Μερικές φορές η τιμή (ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης), το μέγεθος (φορητά ηλεκτρονικά), η αποτελεσματικότητα (συσκευές που τροφοδοτούνται από μπαταρίες) ή ακόμα και η ταχύτητα ανάπτυξης του προϊόντος παίζουν σημαντικό ρόλο. Αυτές οι απαιτήσεις συχνά έρχονται σε αντίθεση μεταξύ τους. Για το λόγο αυτό, δεν υπάρχει ιδανικός και γενικός μετατροπέας τάσης.
Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι μετατροπέων: γραμμικοί (σταθεροποιητές τάσης), παλμικοί μετατροπείς DC/DC, κυκλώματα μεταφοράς φορτίου, ακόμη και τροφοδοτικά που βασίζονται σε γαλβανικούς μονωτές.
Ωστόσο, οι πιο συνηθισμένοι είναι οι γραμμικοί ρυθμιστές τάσης και οι μετατροπείς DC/DC μεταγωγής με πτώση προς τα κάτω. Η κύρια διαφορά στη λειτουργία αυτών των συστημάτων είναι εμφανής από το όνομα. Στην πρώτη περίπτωση, ο διακόπτης λειτουργίας λειτουργεί σε γραμμική λειτουργία, στη δεύτερη - σε λειτουργία κλειδιού. Τα κύρια πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και εφαρμογές αυτών των σχημάτων δίνονται παρακάτω.
Χαρακτηριστικά του γραμμικού ρυθμιστή τάσης
Η αρχή λειτουργίας ενός γραμμικού ρυθμιστή τάσης είναι ευρέως γνωστή. Ο κλασικός ενσωματωμένος σταθεροποιητής μA723 αναπτύχθηκε το 1967 από τον R. Widlar. Παρά το γεγονός ότι τα ηλεκτρονικά έχουν προχωρήσει πολύ από τότε, οι αρχές λειτουργίας έχουν παραμείνει ουσιαστικά αμετάβλητες.
Ένα τυπικό γραμμικό κύκλωμα ρυθμιστή τάσης αποτελείται από έναν αριθμό βασικών στοιχείων (Εικόνα 2): τρανζίστορ ισχύος VT1, μια πηγή τάσης αναφοράς (VS) και ένα κύκλωμα ανάδρασης αντιστάθμισης σε έναν λειτουργικό ενισχυτή (OPA). Οι σύγχρονοι ρυθμιστές ενδέχεται να περιέχουν πρόσθετα λειτουργικά μπλοκ: κυκλώματα προστασίας (από υπερθέρμανση, από υπερβολικό ρεύμα), κυκλώματα διαχείρισης ισχύος κ.λπ.
Η αρχή λειτουργίας τέτοιων σταθεροποιητών είναι αρκετά απλή. Το κύκλωμα ανάδρασης στον ενισχυτή ενεργοποίησης συγκρίνει την τιμή της τάσης αναφοράς με την τάση του διαιρέτη εξόδου R1/R2. Δημιουργείται μια αναντιστοιχία στην έξοδο op-amp, η οποία καθορίζει την τάση πύλης-πηγής του τρανζίστορ ισχύος VT1. Το τρανζίστορ λειτουργεί σε γραμμική λειτουργία: όσο υψηλότερη είναι η τάση στην έξοδο του ενισχυτή ενεργοποίησης, τόσο χαμηλότερη είναι η τάση της πηγής πύλης και τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του VT1.
Αυτό το κύκλωμα σάς επιτρέπει να αντισταθμίσετε όλες τις αλλαγές στην τάση εισόδου. Πράγματι, ας υποθέσουμε ότι η τάση εισόδου Uin έχει αυξηθεί. Αυτό θα προκαλέσει την ακόλουθη αλυσίδα αλλαγών: Uin αυξήθηκε → Uout θα αυξηθεί → η τάση στο διαχωριστικό R1/R2 θα αυξηθεί → η τάση εξόδου του op-amp θα αυξηθεί → η τάση της πύλης θα μειωθεί → η αντίσταση VT1 θα αύξηση → Το Uout θα μειωθεί.
Ως αποτέλεσμα, όταν αλλάζει η τάση εισόδου, η τάση εξόδου αλλάζει ελαφρώς.
Όταν η τάση εξόδου μειώνεται, συμβαίνουν αντίστροφες αλλαγές στις τιμές τάσης.
Χαρακτηριστικά λειτουργίας ενός υποβιβαζόμενου μετατροπέα DC/DC
Ένα απλοποιημένο κύκλωμα ενός κλασικού μετατροπέα DC/DC με βήμα προς τα κάτω (μετατροπέας τύπου I, μετατροπέας buck-down, μετατροπέας βαθμιαίας πτώσης) αποτελείται από πολλά κύρια στοιχεία (Εικόνα 3): τρανζίστορ ισχύος VT1, κύκλωμα ελέγχου (CS), φίλτρο (Lph -Cph), αντίστροφη δίοδος VD1.
Σε αντίθεση με το κύκλωμα γραμμικού ρυθμιστή, το τρανζίστορ VT1 λειτουργεί σε λειτουργία μεταγωγής.
Ο κύκλος λειτουργίας του κυκλώματος αποτελείται από δύο φάσεις: τη φάση της αντλίας και τη φάση εκκένωσης (Εικόνες 4...5).
Στη φάση άντλησης, το τρανζίστορ VT1 είναι ανοιχτό και το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό (Εικόνα 4). Η ενέργεια αποθηκεύεται στο πηνίο Lf και στον πυκνωτή Cf.
Κατά τη φάση εκφόρτισης, το τρανζίστορ είναι κλειστό, δεν ρέει ρεύμα μέσα από αυτό. Το πηνίο Lf λειτουργεί ως πηγή ρεύματος. Το VD1 είναι μια δίοδος που είναι απαραίτητη για τη ροή του αντίστροφου ρεύματος.
Και στις δύο φάσεις, μια τάση ίση με την τάση στον πυκνωτή Sph εφαρμόζεται στο φορτίο.
Το παραπάνω κύκλωμα παρέχει ρύθμιση της τάσης εξόδου όταν αλλάζει η διάρκεια του παλμού:
Uout = Uin × (ti/T)
Εάν η τιμή της αυτεπαγωγής είναι μικρή, το ρεύμα εκφόρτισης μέσω της αυτεπαγωγής έχει χρόνο να φτάσει στο μηδέν. Αυτή η λειτουργία ονομάζεται λειτουργία διακοπτόμενου ρεύματος. Χαρακτηρίζεται από αύξηση του ρεύματος και του κυματισμού τάσης στον πυκνωτή, η οποία οδηγεί σε επιδείνωση της ποιότητας της τάσης εξόδου και αύξηση του θορύβου του κυκλώματος. Για το λόγο αυτό, η λειτουργία διακοπτόμενου ρεύματος χρησιμοποιείται σπάνια.
Υπάρχει ένας τύπος κυκλώματος μετατροπέα στο οποίο η "αναποτελεσματική" δίοδος VD1 αντικαθίσταται με ένα τρανζίστορ. Αυτό το τρανζίστορ ανοίγει σε αντιφάση με το κύριο τρανζίστορ VT1. Ένας τέτοιος μετατροπέας ονομάζεται σύγχρονος και έχει μεγαλύτερη απόδοση.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κυκλωμάτων μετατροπής τάσης
Εάν ένα από τα παραπάνω σχήματα είχε απόλυτη υπεροχή, τότε το δεύτερο θα ξεχνιόταν με ασφάλεια. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει. Αυτό σημαίνει ότι και τα δύο συστήματα έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η ανάλυση των σχημάτων θα πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα ευρύ φάσμα κριτηρίων (Πίνακας 1).
Πίνακας 1. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κυκλωμάτων ρυθμιστή τάσης
| Χαρακτηριστικό γνώρισμα | Γραμμικός ρυθμιστής | Μετατροπέας Buck DC/DC |
| Τυπικό εύρος τάσης εισόδου, V | έως 30 | έως 100 |
| Τυπικό εύρος ρεύματος εξόδου | εκατοντάδες mA | μονάδες Α |
| Αποδοτικότητα | μικρός | υψηλός |
| Ακρίβεια ρύθμισης τάσης εξόδου | μονάδες % | μονάδες % |
| Σταθερότητα τάσης εξόδου | υψηλός | μέση τιμή |
| Δημιουργήθηκε θόρυβος | μικρός | υψηλός |
| Πολυπλοκότητα υλοποίησης κυκλώματος | χαμηλός | υψηλός |
| Πολυπλοκότητα τοπολογίας PCB | χαμηλός | υψηλός |
| Τιμή | χαμηλός | υψηλός |
Ηλεκτρικά Χαρακτηριστικά. Για κάθε μετατροπέα, τα κύρια χαρακτηριστικά είναι η απόδοση, το ρεύμα φορτίου, το εύρος τάσης εισόδου και εξόδου.
Η τιμή απόδοσης για τους γραμμικούς ρυθμιστές είναι χαμηλή και είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τάση εισόδου (Εικόνα 6). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όλη η «επιπλέον» τάση πέφτει στο τρανζίστορ που λειτουργεί σε γραμμική λειτουργία. Η ισχύς του τρανζίστορ απελευθερώνεται ως θερμότητα. Η χαμηλή απόδοση οδηγεί στο γεγονός ότι το εύρος των τάσεων εισόδου και των ρευμάτων εξόδου του γραμμικού ρυθμιστή είναι σχετικά μικρό: έως 30 V και έως 1 A.
Η απόδοση ενός ρυθμιστή μεταγωγής είναι πολύ μεγαλύτερη και λιγότερο εξαρτάται από την τάση εισόδου. Ταυτόχρονα, δεν είναι ασυνήθιστο για τάσεις εισόδου άνω των 60 V και ρεύματα φορτίου άνω του 1 Α.
Εάν χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα σύγχρονου μετατροπέα, στο οποίο η αναποτελεσματική δίοδος ελεύθερου τροχού αντικαθίσταται από ένα τρανζίστορ, τότε η απόδοση θα είναι ακόμη μεγαλύτερη.
Ακρίβεια και σταθερότητα της τάσης εξόδου. Οι γραμμικοί σταθεροποιητές μπορούν να έχουν εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια και σταθερότητα παραμέτρων (κλάσματα του ποσοστού). Η εξάρτηση της τάσης εξόδου από τις αλλαγές στην τάση εισόδου και από το ρεύμα φορτίου δεν υπερβαίνει μερικά τοις εκατό.
Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, ένας ρυθμιστής παλμών έχει αρχικά τις ίδιες πηγές σφάλματος με έναν γραμμικό ρυθμιστή. Επιπλέον, η απόκλιση της τάσης εξόδου μπορεί να επηρεαστεί σημαντικά από την ποσότητα του ρεύματος που ρέει.
Χαρακτηριστικά θορύβου. Ο γραμμικός ρυθμιστής έχει μέτρια απόκριση θορύβου. Υπάρχουν ρυθμιστές ακριβείας χαμηλού θορύβου που χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία μέτρησης υψηλής ακρίβειας.
Ο ίδιος ο σταθεροποιητής μεταγωγής είναι μια ισχυρή πηγή παρεμβολών, καθώς το τρανζίστορ ισχύος λειτουργεί σε λειτουργία διακόπτη. Ο παραγόμενος θόρυβος διακρίνεται σε αγώγιμο (μεταδιδόμενο μέσω ηλεκτροφόρων γραμμών) και επαγωγικό (που μεταδίδεται μέσω μη αγώγιμων μέσων).
Οι αγώγιμες παρεμβολές εξαλείφονται με χρήση φίλτρων χαμηλής διέλευσης. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα λειτουργίας του μετατροπέα, τόσο πιο εύκολο είναι να απαλλαγείτε από παρεμβολές. Στα κυκλώματα μέτρησης, ένας ρυθμιστής μεταγωγής χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με έναν γραμμικό σταθεροποιητή. Σε αυτή την περίπτωση, το επίπεδο παρεμβολής μειώνεται σημαντικά.
Είναι πολύ πιο δύσκολο να απαλλαγούμε από τις βλαβερές συνέπειες της επαγωγικής παρεμβολής. Αυτός ο θόρυβος προέρχεται από τον επαγωγέα και μεταδίδεται μέσω του αέρα και των μη αγώγιμων μέσων. Για την εξάλειψή τους, χρησιμοποιούνται θωρακισμένα πηνία και πηνία σε δακτυλιοειδές πυρήνα. Κατά την τοποθέτηση της σανίδας, χρησιμοποιούν ένα συνεχές γέμισμα γης με ένα πολύγωνο και/ή ακόμη και επιλέγουν ένα ξεχωριστό στρώμα γης σε πολυστρωματικές σανίδες. Επιπλέον, ο ίδιος ο μετατροπέας παλμών βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο μακριά από τα κυκλώματα μέτρησης.
Χαρακτηριστικά απόδοσης. Από την άποψη της απλότητας της υλοποίησης του κυκλώματος και της διάταξης της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, οι γραμμικοί ρυθμιστές είναι εξαιρετικά απλοί. Εκτός από τον ίδιο τον ενσωματωμένο σταθεροποιητή, απαιτούνται μόνο μερικοί πυκνωτές.
Ένας μετατροπέας μεταγωγής θα απαιτεί τουλάχιστον ένα εξωτερικό φίλτρο L-C. Σε ορισμένες περιπτώσεις, απαιτείται ένα εξωτερικό τρανζίστορ ισχύος και μια εξωτερική δίοδος ελεύθερου τροχού. Αυτό οδηγεί στην ανάγκη για υπολογισμούς και μοντελοποίηση και η τοπολογία της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος γίνεται σημαντικά πιο περίπλοκη. Επιπλέον πολυπλοκότητα της πλακέτας προκύπτει λόγω των απαιτήσεων ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας.
Τιμή. Προφανώς, λόγω του μεγάλου αριθμού εξωτερικών εξαρτημάτων, ένας μετατροπέας παλμών θα έχει υψηλό κόστος.
Συμπερασματικά, μπορούν να εντοπιστούν οι πλεονεκτικοί τομείς εφαρμογής και των δύο τύπων μετατροπέων:
- Οι γραμμικοί ρυθμιστές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα χαμηλής ισχύος, χαμηλής τάσης με απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας, σταθερότητας και χαμηλού θορύβου. Ένα παράδειγμα θα ήταν τα κυκλώματα μέτρησης και ακριβείας. Επιπλέον, το μικρό μέγεθος και το χαμηλό κόστος της τελικής λύσης μπορεί να είναι ιδανικά για φορητές ηλεκτρονικές συσκευές και συσκευές χαμηλού κόστους.
- Οι ρυθμιστές μεταγωγής είναι ιδανικοί για κυκλώματα χαμηλής και υψηλής τάσης υψηλής ισχύος σε ηλεκτρονικά είδη αυτοκινήτου, βιομηχανίας και ευρείας κατανάλωσης. Η υψηλή απόδοση συχνά καθιστά τη χρήση DC/DC μη εναλλακτική για φορητές συσκευές και συσκευές με μπαταρία.
Μερικές φορές καθίσταται απαραίτητη η χρήση γραμμικών ρυθμιστών σε υψηλές τάσεις εισόδου. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σταθεροποιητές που παράγονται από την STMicroelectronics, οι οποίοι έχουν τάσεις λειτουργίας μεγαλύτερες από 18 V (Πίνακας 2).
Πίνακας 2. Γραμμικοί ρυθμιστές STMicroelectronics με υψηλή τάση εισόδου
| Ονομα | Περιγραφή | Uin max, V | Uout nom, V | Iout nom, A | Τα δικά πτώση, V |
| 35 | 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15 | 0.5 | 2 | ||
| Ρυθμιστής ακριβείας 500 mA | 40 | 24 | 0.5 | 2 | |
| 2 Ένας ρυθμιστής | 35 | 0.225 | 2 | 2 | |
| , | Ρυθμιζόμενος ρυθμιστής | 40 | – | 0.1; 0.5; 1.5 | 2 |
| 3 Ένας ρυθμιστής | 20 | – | 3 | 2 | |
| Ρυθμιστής ακριβείας 150 mA | 40 | – | 0.15 | 3 | |
| KFxx | 20 | 2.5: 8 | 0.5 | 0.4 | |
| Ρυθμιστής εξαιρετικά χαμηλής πτώσης | 20 | 2.7: 12 | 0.25 | 0.4 | |
| 5 Ένας ρυθμιστής με χαμηλή πτώση και ρύθμιση τάσης εξόδου | 30 | – | 1.5; 3; 5 | 1.3 | |
| LExx | Ρυθμιστής εξαιρετικά χαμηλής πτώσης | 20 | 3; 3.3; 4.5; 5; 8 | 0.1 | 0.2 |
| Ρυθμιστής εξαιρετικά χαμηλής πτώσης | 20 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.2 | |
| Ρυθμιστής εξαιρετικά χαμηλής πτώσης | 40 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.25 | |
| Ρυθμιστής 85 mA με χαμηλή αυτο-απόρριψη | 24 | 2.5: 3.3 | 0.085 | 0.5 | |
| Ρυθμιστής Αρνητικής Τάσης Ακρίβειας | -35 | -5; -8; -12; -15 | 1.5 | 1.1; 1.4 | |
| Ρυθμιστής αρνητικής τάσης | -35 | -5; -8; -12; -15 | 0.1 | 1.7 | |
| Ρυθμιζόμενος ρυθμιστής αρνητικής τάσης | -40 | – | 1.5 | 2 |
Εάν ληφθεί απόφαση για την κατασκευή ενός παλμικού τροφοδοτικού, τότε θα πρέπει να επιλεγεί ένα κατάλληλο τσιπ μετατροπέα. Η επιλογή γίνεται λαμβάνοντας υπόψη μια σειρά βασικών παραμέτρων.
Κύρια χαρακτηριστικά των παλμικών μετατροπέων DC/DC με βήμα προς τα κάτω
Ας αναφέρουμε τις κύριες παραμέτρους των μετατροπέων παλμών.
Εύρος τάσης εισόδου (V). Δυστυχώς, υπάρχει πάντα περιορισμός όχι μόνο στη μέγιστη, αλλά και στην ελάχιστη τάση εισόδου. Η τιμή αυτών των παραμέτρων επιλέγεται πάντα με κάποιο περιθώριο.
Εύρος τάσης εξόδου (V). Λόγω περιορισμών στην ελάχιστη και μέγιστη διάρκεια παλμού, το εύρος τιμών τάσης εξόδου είναι περιορισμένο.
Μέγιστο ρεύμα εξόδου (A). Αυτή η παράμετρος περιορίζεται από διάφορους παράγοντες: τη μέγιστη επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος, την τελική τιμή της αντίστασης των διακοπτών ισχύος κ.λπ.
Συχνότητα λειτουργίας μετατροπέα (kHz). Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα μετατροπής, τόσο πιο εύκολο είναι να φιλτράρετε την τάση εξόδου. Αυτό καθιστά δυνατή την καταπολέμηση των παρεμβολών και τη μείωση των τιμών των εξωτερικών στοιχείων φίλτρου L-C, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση των ρευμάτων εξόδου και μείωση του μεγέθους. Ωστόσο, μια αύξηση στη συχνότητα μετατροπής αυξάνει τις απώλειες μεταγωγής των διακοπτών ισχύος και αυξάνει την επαγωγική συνιστώσα της παρεμβολής, η οποία είναι σαφώς ανεπιθύμητη.
Η απόδοση (%) είναι ένας αναπόσπαστος δείκτης απόδοσης και δίνεται με τη μορφή γραφημάτων για διάφορες τάσεις και ρεύματα.
Οι υπόλοιπες παράμετροι (αντίσταση καναλιού ενσωματωμένων διακοπτών ισχύος (mOhm), κατανάλωση αυτορεύματος (μA), θερμική αντίσταση της θήκης κ.λπ.) είναι λιγότερο σημαντικές, αλλά θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη.
Οι νέοι μετατροπείς της STMicroelectronics έχουν υψηλή τάση εισόδου και απόδοση και οι παράμετροί τους μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας το δωρεάν λογισμικό eDesignSuite.
Γραμμή παλμικού DC/DC από την ST Microelectronics
Το χαρτοφυλάκιο DC/DC της STMicroelectronics επεκτείνεται συνεχώς. Τα νέα μικροκυκλώματα μετατροπέα έχουν εκτεταμένο εύρος τάσης εισόδου έως 61 V ( / / ), υψηλά ρεύματα εξόδου, τάσεις εξόδου από 0,6 V ( / / ) (Πίνακας 3).
Πίνακας 3. Νέα DC/DC STMicroelectronics
| Χαρακτηριστικά | Ονομα | |||||||
| L7987; L7987L | ||||||||
| Πλαίσιο | VFQFPN-10L | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HTSSOP16 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | HSOP 8 | HTSSOP 16 |
| Τάση εισόδου Uin, V | 4.0…18 | 4.0…18 | 4.0…18 | 4…38 | 4.5…38 | 4.5…38 | 4.5…38 | 4.5…61 |
| Ρεύμα εξόδου, Α | 4 | 3 | 4 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 (L7987L); 3 (L7987) |
| Εύρος τάσης εξόδου, V | 0,8…0,88×Εν | 0,8…Uin | 0,8…Uin | 0,85…Uin | 0,6…Uin | 0,6…Uin | 0,6…Uin | 0,8…Uin |
| Συχνότητα λειτουργίας, kHz | 500 | 850 | 850 | 250…2000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1500 |
| Εξωτερικός συγχρονισμός συχνότητας (max), kHz | Οχι | Οχι | Οχι | 2000 | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 |
| Λειτουργίες | Ομαλή εκκίνηση. προστασία υπερέντασης? προστασία από υπερθέρμανση | |||||||
| Πρόσθετες λειτουργίες | ΕΠΙΤΡΕΠΩ; PGOOD | ΕΠΙΤΡΕΠΩ | LNM; LCM; ΑΝΑΣΤΕΛΛΩ; Προστασία από υπέρταση | ΕΠΙΤΡΕΠΩ | PGOOD; προστασία από πτώσεις τάσης. ρύθμιση ρεύματος αποκοπής | |||
| Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας κρυστάλλου, °C | -40…150 | |||||||
Όλα τα νέα μικροκυκλώματα μετατροπέα παλμών διαθέτουν λειτουργίες ομαλής εκκίνησης, υπερέντασης και προστασίας από υπερθέρμανση.
Ένας ισχυρός και αρκετά καλός μετατροπέας τάσης ανόδου μπορεί να κατασκευαστεί με βάση έναν απλό πολυδονητή.
Στην περίπτωσή μου, αυτός ο μετατροπέας κατασκευάστηκε απλώς για την ανασκόπηση της εργασίας· έγινε επίσης ένα σύντομο βίντεο με τη λειτουργία αυτού του μετατροπέα.
Σχετικά με το κύκλωμα στο σύνολό του - ένας απλός μετατροπέας push-pull, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς απλούστερο. Ο κύριος ταλαντωτής και ταυτόχρονα το εξάρτημα ισχύος είναι ισχυρά τρανζίστορ φαινομένου πεδίου (συνιστάται να χρησιμοποιείτε διακόπτες όπως IRFP260, IRFP460 και παρόμοιοι) συνδεδεμένοι χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα πολλαπλών δονητών. Ως μετασχηματιστής, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα έτοιμο trans από ένα τροφοδοτικό υπολογιστή (ο μεγαλύτερος μετασχηματιστής).
Για τους σκοπούς μας, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε περιελίξεις 12 Volt και το μεσαίο σημείο (πλεξούδα, βρύση). Στην έξοδο του μετασχηματιστή, η τάση μπορεί να φτάσει έως και τα 260 Volt. Δεδομένου ότι η τάση εξόδου είναι μεταβλητή, πρέπει να διορθωθεί με μια γέφυρα διόδου. Συνιστάται η συναρμολόγηση της γέφυρας από 4 ξεχωριστές διόδους· οι έτοιμες γέφυρες διόδου είναι σχεδιασμένες για συχνότητες δικτύου 50 Hz και στο κύκλωμά μας η συχνότητα εξόδου είναι περίπου 50 kHz.
Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε παλμικές, γρήγορες ή εξαιρετικά γρήγορες διόδους με αντίστροφη τάση τουλάχιστον 400 Volt και επιτρεπόμενο ρεύμα 1 Ampere ή υψηλότερο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις διόδους MUR460, UF5408, HER307, HER207, UF4007 και άλλες.
Συνιστώ να χρησιμοποιείτε τις ίδιες διόδους στο κύκλωμα του κύριου κυκλώματος.
Το κύκλωμα μετατροπέα λειτουργεί με βάση παράλληλο συντονισμό, επομένως, η συχνότητα λειτουργίας θα εξαρτηθεί από το ταλαντευόμενο κύκλωμά μας - που αντιπροσωπεύεται από το πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή και τον πυκνωτή παράλληλο σε αυτό το τύλιγμα.
Σχετικά με την ισχύ και την απόδοση γενικότερα. Ένα σωστά συναρμολογημένο κύκλωμα δεν απαιτεί πρόσθετη ρύθμιση και λειτουργεί αμέσως. Κατά τη λειτουργία, τα πλήκτρα δεν πρέπει να θερμαίνονται καθόλου εάν η έξοδος του μετασχηματιστή δεν είναι φορτωμένη. Το ρεύμα αδράνειας του μετατροπέα μπορεί να φτάσει έως και 300 mA - αυτός είναι ο κανόνας, υψηλότερο είναι ήδη ένα πρόβλημα.
Με καλούς διακόπτες και μετασχηματιστή, μπορείτε να αφαιρέσετε ισχύ της τάξης των 300 Watt, σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και 500 Watt, από αυτό το κύκλωμα χωρίς κανένα πρόβλημα. Η ονομαστική τάση εισόδου είναι αρκετά υψηλή, το κύκλωμα θα λειτουργεί από πηγή 6 Volt έως 32 Volt, δεν τόλμησα να τροφοδοτήσω περισσότερα.
Τσοκ - τυλιγμένο με σύρμα 1,2 mm σε κιτρινόλευκους δακτυλίους από το τσοκ σταθεροποίησης ομάδας στο τροφοδοτικό του υπολογιστή. Ο αριθμός στροφών κάθε πηνίου είναι 7, και οι δύο επαγωγείς είναι ακριβώς οι ίδιοι.
Οι πυκνωτές παράλληλοι με το πρωτεύον τύλιγμα ενδέχεται να θερμανθούν ελαφρώς κατά τη λειτουργία, επομένως σας συμβουλεύω να χρησιμοποιείτε πυκνωτές υψηλής τάσης με τάση λειτουργίας 400 Volt ή μεγαλύτερη.
Το κύκλωμα είναι απλό και πλήρως λειτουργικό, αλλά παρά την απλότητα και την προσβασιμότητα του σχεδιασμού, αυτή δεν είναι ιδανική επιλογή. Ο λόγος δεν είναι η καλύτερη διαχείριση κλειδιών πεδίου. Το κύκλωμα δεν διαθέτει εξειδικευμένη γεννήτρια και κύκλωμα ελέγχου, γεγονός που το καθιστά μη απολύτως αξιόπιστο εάν το κύκλωμα προορίζεται για μακροχρόνια λειτουργία υπό φορτίο. Το κύκλωμα μπορεί να τροφοδοτήσει το LDS και τις συσκευές που έχουν ενσωματωμένο SMPS.
Ένας σημαντικός σύνδεσμος - ο μετασχηματιστής - πρέπει να είναι καλά τυλιγμένος και σωστά τοποθετημένος, γιατί παίζει σημαντικό ρόλο στην αξιόπιστη λειτουργία του μετατροπέα.
Η κύρια περιέλιξη είναι 2x5 στροφές με ένα λεωφορείο 5 καλωδίων 0,8 mm. Η δευτερεύουσα περιέλιξη τυλίγεται με σύρμα 0,8 mm και περιέχει 50 στροφές - αυτό συμβαίνει στην περίπτωση αυτοπεριέλιξης του μετασχηματιστή.
Ακόμη και πριν από την Πρωτοχρονιά, οι αναγνώστες μου ζήτησαν να αναθεωρήσω μερικούς μετατροπείς.
Λοιπόν, κατ 'αρχήν δεν είναι δύσκολο για μένα, και είμαι περίεργος ο ίδιος, το παρήγγειλα, το έλαβα, το δοκίμασα.
Είναι αλήθεια ότι με ενδιέφερε περισσότερο ένας ελαφρώς διαφορετικός μετατροπέας, αλλά δεν τον έφτασα ποτέ, οπότε θα το μιλήσω άλλη φορά.
Λοιπόν, σήμερα είναι μια ανασκόπηση ενός απλού μετατροπέα DC-DC με δηλωμένο ρεύμα 10 Amps.
Ζητώ εκ των προτέρων συγγνώμη για τη μεγάλη καθυστέρηση στη δημοσίευση αυτής της κριτικής για όσους την περίμεναν 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)
Θα το μεταφράσω λίγο σε μια πιο κατανοητή γλώσσα.
1. Εύρος ρύθμισης τάσης εξόδου - 1,25-35 Volt
2. Ρεύμα εξόδου - 8 αμπέρ, 10 αμπέρ πιθανά αλλά με πρόσθετη ψύξη με χρήση ανεμιστήρα.
3. Εύρος ρύθμισης ρεύματος 0,3-10 Amps
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 λειτουργίας - 300 kHz
8. Κυματισμός τάσης εξόδου, 50 mV σε ρεύμα 5 Amps, τάση εισόδου 24 και έξοδος 12 Volt.
9. Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας - 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 Amps.
Η παραγγελία έφτασε σε μια τυπική πλαστική σακούλα, γενναιόδωρα τυλιγμένη με ταινία αφρού πολυαιθυλενίου. Δεν έπαθε τίποτα κατά τη διαδικασία παράδοσης.
Μέσα ήταν το πειραματικό μου κασκόλ. 
Δεν υπάρχουν εξωτερικά σχόλια. Απλώς το έστριψα στα χέρια μου και δεν υπήρχε τίποτα να παραπονεθώ, ήταν προσεγμένο και αν αντικαθιστούσα τους πυκνωτές με επώνυμους, θα έλεγα ότι ήταν όμορφο.
Στη μία πλευρά της πλακέτας υπάρχουν δύο μπλοκ ακροδεκτών, μια είσοδος και μια έξοδος ισχύος. 
Στη δεύτερη πλευρά υπάρχουν δύο αντιστάσεις κοπής για τη ρύθμιση της τάσης και του ρεύματος εξόδου. 
Αν κοιτάξετε λοιπόν τη φωτογραφία στο κατάστημα, το φουλάρι φαίνεται αρκετά μεγάλο.
Έβγαλα επίτηδες τις δύο προηγούμενες φωτογραφίες σε κοντινή απόσταση. 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 μορφοτροπέα - 65x47x24mm 
Η πλακέτα είναι δύο στρώσεων, διπλής όψης.
Δεν υπήρξαν επίσης σχόλια σχετικά με τη συγκόλληση. Μερικές φορές συμβαίνει ότι οι ογκώδεις επαφές είναι κακοκολλημένες, αλλά η φωτογραφία δείχνει ότι αυτό δεν συμβαίνει εδώ.
Είναι αλήθεια ότι τα στοιχεία δεν είναι αριθμημένα, αλλά νομίζω ότι δεν πειράζει, το διάγραμμα είναι αρκετά απλό. 
Εκτός από τα στοιχεία ισχύος, η πλακέτα περιέχει επίσης έναν λειτουργικό ενισχυτή, ο οποίος τροφοδοτείται από σταθεροποιητή 78L05 και υπάρχει επίσης μια απλή πηγή τάσης αναφοράς που συναρμολογείται χρησιμοποιώντας ένα TL431. 
Η πλακέτα έχει έναν ισχυρό ελεγκτή PWM, και είναι ακόμη και απομονωμένος από την ψύκτρα.
Δεν ξέρω γιατί ο κατασκευαστής απομόνωσε το τσιπ από την ψύκτρα, αφού αυτό μειώνει τη μεταφορά θερμότητας, ίσως για λόγους ασφαλείας, αλλά επειδή η πλακέτα είναι συνήθως ενσωματωμένη κάπου, μου φαίνεται περιττό. 
Δεδομένου ότι η πλακέτα έχει σχεδιαστεί για ένα αρκετά μεγάλο ρεύμα εξόδου, ένα αρκετά ισχυρό συγκρότημα διόδου χρησιμοποιήθηκε ως δίοδος ισχύος, το οποίο εγκαταστάθηκε επίσης στο ψυγείο και επίσης απομονώθηκε από αυτό.
Κατά τη γνώμη μου, αυτή είναι μια πολύ καλή λύση, αλλά θα μπορούσε να βελτιωθεί λίγο αν χρησιμοποιούσαμε ένα συγκρότημα 60 Volt και όχι 100.
Το τσοκ δεν είναι πολύ μεγάλο, αλλά σε αυτή τη φωτογραφία μπορείτε να δείτε ότι είναι τυλιγμένο σε δύο καλώδια, κάτι που δεν είναι κακό. 
1, 2 Υπάρχουν δύο πυκνωτές 470 µF x 50 V στην είσοδο και δύο 1000 µF, αλλά 35 V, στην έξοδο.
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 Volt για ένα μικροκύκλωμα είναι γενικά το μέγιστο τάση εισόδου.
3. Οι σύνδεσμοι εισόδου και εξόδου φέρουν ετικέτα, αν και στο κάτω μέρος της πλακέτας, αλλά αυτό δεν είναι ιδιαίτερα σημαντικό.
4. Αλλά οι αντιστάσεις συντονισμού δεν επισημαίνονται με κανέναν τρόπο.
Αριστερά είναι ρύθμιση του μέγιστου ρεύματος εξόδου, δεξιά - τάση. 
Τώρα ας ρίξουμε μια μικρή ματιά στα δηλωθέντα χαρακτηριστικά και τι έχουμε στην πραγματικότητα.
Έγραψα παραπάνω ότι ο μετατροπέας χρησιμοποιεί έναν ισχυρό ελεγκτή PWM, ή μάλλον έναν ελεγκτή PWM με ενσωματωμένο τρανζίστορ ισχύος.
Παρέθεσα επίσης τα χαρακτηριστικά του πίνακα παραπάνω, ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε.
Δηλωμένη - Τάση εξόδου: συνεχώς ρυθμιζόμενη (1,25-35V)
Δεν υπάρχουν ερωτήσεις εδώ, ο μετατροπέας θα παράγει 35 Volt, ακόμη και 36 Volt, θεωρητικά.
Δηλωμένο - Ρεύμα εξόδου: 8A, 10A μέγιστο
Και εδώ είναι το ερώτημα. Ο κατασκευαστής του τσιπ υποδεικνύει ξεκάθαρα ότι το μέγιστο ρεύμα εξόδου είναι 8 Amps. Στα χαρακτηριστικά του μικροκυκλώματος υπάρχει στην πραγματικότητα μια γραμμή - το μέγιστο όριο ρεύματος είναι 10 Amperes. Αλλά αυτό απέχει πολύ από το μέγιστο όριο λειτουργίας· 10 Amps είναι το μέγιστο.
Δηλώθηκε - Συχνότητα λειτουργίας: 300KHZ
Τα 300 kHz είναι φυσικά cool, μπορείς να βάλεις το τσοκ σε μικρότερες διαστάσεις, αλλά με συγχωρείς, το datasheet λέει ξεκάθαρα 180 kHz σταθερή συχνότητα, από που βγαίνει το 300;
Δηλώθηκε - 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 θεωρητικά, σε μια ορισμένη αναλογία τάσης εισόδου και εξόδου. 
Και εδώ είναι το μπλοκ διάγραμμα του ελεγκτή PWM και ακόμη και ένα παράδειγμα εφαρμογής του.
Παρεμπιπτόντως, εδώ είναι ξεκάθαρα ορατό ότι για ρεύμα 8 Αμπέρ 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 εγκατασταθεί με τάση 45 Volt· οι δίοδοι με τάση 100 Volt συνήθως έχουν μεγαλύτερη πτώση και, κατά συνέπεια, μειώνουν την απόδοση.
Εάν υπάρχει στόχος να αυξήσετε την απόδοση αυτής της πλακέτας, τότε από παλιά τροφοδοτικά υπολογιστή μπορείτε να σηκώσετε διόδους τύπου 20 Ampere 45 Volt ή ακόμα και 40 Ampere 45 Volt. 
Αρχικά, δεν ήθελα να σχεδιάσω ένα κύκλωμα· η πλακέτα από πάνω είναι καλυμμένη με εξαρτήματα, μάσκα και επίσης μεταξοτυπία, αλλά μετά είδα ότι ήταν πολύ πιθανό να ξανασχεδιάσω το κύκλωμα και αποφάσισα να μην αλλάξω τις παραδόσεις :)
Δεν μέτρησα την επαγωγή του επαγωγέα, λήφθηκαν 47 μΗ 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, η περιγραφή αναφέρει 1 έως 10, αλλά νομίζω ότι αυτό δεν είναι θεμελιώδες. 
Η πρώτη δοκιμή είναι στο ρελαντί, η πλακέτα είναι αρχικά διαμορφωμένη για τάση εξόδου 5 Volt.
Η τάση είναι σταθερή στην περιοχή τάσης τροφοδοσίας 12-26 Volt, η κατανάλωση ρεύματος είναι κάτω από 20 mA καθώς δεν καταγράφεται από το αμπερόμετρο τροφοδοσίας. 
Το LED θα ανάψει κόκκινο εάν το ρεύμα εξόδου είναι μεγαλύτερο από το 1/10 (1/11) του ρυθμισμένου ρεύματος.
Αυτή η 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 ολοκληρωθεί.
Εκείνοι. Ρυθμίσαμε το ρεύμα φόρτισης στα 4 Amps, ανάβει κόκκινο έως ότου το ρεύμα πέσει κάτω από τα 400 mA.
Αλλά υπάρχει μια προειδοποίηση, η πλακέτα δείχνει μόνο μείωση του ρεύματος, 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 διάρκεια της διαδικασίας δοκιμών, χρειάστηκε τελικά να χρησιμοποιήσω ένα ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό, καθώς αποδείχθηκε ότι λόγω των πειραμάτων μου, η γραμμικότητα της μέτρησης/ρύθμισης του ρεύματος στην περιοχή των 1-2 Amps για ένα ισχυρό τροφοδοτικό διαταράχθηκε.
Ως αποτέλεσμα, πραγματοποίησα πρώτα δοκιμές θέρμανσης και αξιολόγησα το επίπεδο κυματισμού. 
Η δοκιμή αυτή τη φορά έγινε λίγο διαφορετικά από το συνηθισμένο.
Οι θερμοκρασίες των καλοριφέρ μετρήθηκαν σε σημεία κοντά στα εξαρτήματα ισχύος, αφού η θερμοκρασία των ίδιων των εξαρτημάτων ήταν δύσκολο να μετρηθεί λόγω της πυκνής εγκατάστασης.
Επιπλέον, δοκιμάστηκε η λειτουργία στις ακόλουθες λειτουργίες.
Είσοδος - έξοδος - ρεύμα
14V - 5V - 2A
28V - 12V - 2A
14V - 5V - 4A
Και τα λοιπά. έως το τρέχον 7,5 A.
Γιατί οι δοκιμές έγιναν με τόσο πονηρό τρόπο;
1. Δεν ήμουν σίγουρος για την αξιοπιστία της πλακέτας και αύξησα το ρεύμα σταδιακά εναλλάσσοντας διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας.
2. Η μετατροπή 14 σε 5 και 28 σε 12 επιλέχθηκε 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 (ενσωματωμένη τάση ενός φορτηγού) έως 12 (απλά μια συχνά χρησιμοποιούμενη τάση.
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. Γι' αυτό δοκίμασα μόνο μέχρι 7,5 Amp. Αν και τελικά αυτό δεν επηρέασε σε καμία περίπτωση την ορθότητα του ελέγχου.
Παρακάτω είναι μερικές ομαδικές φωτογραφίες όπου θα δείξω τις δοκιμές 5 Volt 2 Ampere και 5 Volt 7,5 Ampere, καθώς και το αντίστοιχο επίπεδο κυματισμού.
Οι κυματισμοί σε ρεύματα 2 και 4 Αμπερ ήταν παρόμοιοι και οι κυματισμοί σε ρεύματα 6 και 7,5 Αμπερ ήταν επίσης παρόμοιοι, οπότε δεν δίνω ενδιάμεσες επιλογές. 
Το ίδιο με το παραπάνω, αλλά είσοδος 28 Volt και έξοδος 12 Volt. 
Θερμικές συνθήκες όταν εργάζεστε με είσοδο 28 Volt και έξοδο 12.
Μπορεί να φανεί ότι δεν υπάρχει λόγος να αυξηθεί περαιτέρω το ρεύμα· η θερμική απεικόνιση δείχνει ήδη τη θερμοκρασία του ελεγκτή PWM στους 101 βαθμούς.
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, δεν είναι πολύ ορατό στη φωτογραφία, ο πίνακας είναι πολύ συμπαγής και στη δυναμική φαινόταν λίγο καλύτερα. 
Δεδομένου ότι σκέφτηκα ότι αυτή η πλακέτα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως φορτιστής, κατάλαβα πώς θα λειτουργούσε σε μια λειτουργία όπου η είσοδος είναι 19 Volt (τυπική τάση τροφοδοσίας φορητού υπολογιστή) και η έξοδος είναι 14,3 Volt και 5,5 Amps (τυπικές παράμετροι για φόρτιση μπαταρίας αυτοκινήτου).
Εδώ όλα πήγαν χωρίς προβλήματα, καλά, σχεδόν χωρίς προβλήματα, αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα. 
Συνόψισα τα αποτελέσματα της μέτρησης θερμοκρασίας σε έναν πίνακα.
Κρίνοντας από τα αποτελέσματα των δοκιμών, θα συνιστούσα να μην χρησιμοποιείτε την πλακέτα σε ρεύματα που υπερβαίνουν τα 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 Volt, το ρεύμα φορτίου στα 6 Amps, μετά από 15-20 δευτερόλεπτα η τάση εξόδου έπεσε κάτω από τα 11 Volt, έπρεπε να το ρυθμίσω.
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 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 παρείχε γραφήματα για διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας. Ενδιαφέρομαι για τα γραφήματα με έξοδο 5 και 12 Volt και είσοδο 12 και 24, καθώς είναι πιο κοντά στη δοκιμή μου.
Ειδικότερα, δηλώνεται -
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.
Το τεστ 5 Volt πέρασε χωρίς κανένα πρόβλημα. 
Αλλά με το τεστ 12 volt υπήρχαν κάποιες ιδιαιτερότητες, θα τις περιγράψω.
1. Είσοδος 28V, έξοδος 12V, 2Α, όλα είναι καλά
2. Είσοδος 28V, έξοδος 12V, 4Α, όλα καλά
3. Ανεβάζουμε το ρεύμα φορτίου στα 6 Amps, η τάση εξόδου πέφτει στα 10,09
4. Το διορθώνουμε ανεβάζοντάς το ξανά στα 12 Volt.
5. Ανεβάζουμε το ρεύμα φορτίου στα 7,5 Amperes, πέφτει ξανά και το ρυθμίζουμε ξανά.
6. Χαμηλώνουμε το ρεύμα φορτίου στα 2 Amps χωρίς διόρθωση, η τάση εξόδου ανεβαίνει στα 16,84.
Αρχικά, ήθελα να δείξω πώς ανέβηκε στο 17,2 χωρίς φορτίο, αλλά αποφάσισα ότι αυτό θα ήταν λάθος και παρείχα μια φωτογραφία όπου υπάρχει φορτίο.
Ναι είναι λυπηρό:( 
Λοιπόν, ταυτόχρονα έλεγξα την αποτελεσματικότητα στη λειτουργία φόρτισης μιας μπαταρίας αυτοκινήτου από το τροφοδοτικό ενός φορητού υπολογιστή.
Υπάρχουν όμως και εδώ κάποιες ιδιαιτερότητες. Στην αρχή η έξοδος ρυθμίστηκε στα 14,3 V, έκανα μια δοκιμή θέρμανσης και άφησα την πλακέτα στην άκρη. αλλά μετά θυμήθηκα ότι ήθελα να ελέγξω την αποτελεσματικότητα.
Συνδέω την ψυχόμενη πλακέτα και παρατηρώ μια τάση περίπου 14,59 Volt στην έξοδο, η οποία έπεσε στα 14,33-14,35 καθώς ζεσταινόταν.
Εκείνοι. Μάλιστα, αποδεικνύεται ότι η πλακέτα έχει αστάθεια στην τάση εξόδου. Και αν μια τέτοια εξέλιξη δεν είναι τόσο κρίσιμη για τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, τότε οι μπαταρίες λιθίου δεν μπορούν να φορτιστούν με μια τέτοια πλακέτα κατηγορηματικά. 
Ολοκλήρωσα δύο τεστ αποτελεσματικότητας.
Βασίζονται σε δύο αποτελέσματα μετρήσεων, αν και τελικά δεν διαφέρουν πολύ.
P out - υπολογισμένη ισχύς εξόδου, η τιμή της κατανάλωσης ρεύματος στρογγυλοποιείται, P out DCL - ισχύς εξόδου που μετράται από το ηλεκτρονικό φορτίο. Οι τάσεις εισόδου και εξόδου μετρήθηκαν απευθείας στους ακροδέκτες της πλακέτας.
Κατά συνέπεια, ελήφθησαν δύο αποτελέσματα μέτρησης απόδοσης. Αλλά σε κάθε περίπτωση, είναι σαφές ότι η απόδοση είναι περίπου παρόμοια με τη δηλωθείσα, αν και ελαφρώς 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 αν αντικαταστήσετε την ισχυρή δίοδο με το ανάλογο χαμηλότερης τάσης και εγκαταστήσετε ένα τσοκ σχεδιασμένο για υψηλότερο ρεύμα, θα μπορούσατε να εξαγάγετε ένα δύο τοις εκατό ακόμη. 
Αυτό φαίνεται να είναι όλο, και ξέρω ακόμη και τι σκέφτονται οι αναγνώστες -
Γιατί χρειαζόμαστε ένα σωρό δοκιμές και ακατανόητες φωτογραφίες, απλά πείτε μας τι είναι τελικά καλό ή όχι :)
Και σε κάποιο βαθμό, οι αναγνώστες θα έχουν δίκιο, σε γενικές γραμμές, η κριτική μπορεί να συντομευτεί κατά 2-3 φορές αφαιρώντας μερικές από τις φωτογραφίες με δοκιμές, αλλά το έχω συνηθίσει ήδη, συγγνώμη.
Και έτσι η περίληψη.
πλεονεκτήματα
Αρκετά ποιοτική παραγωγή
Μικρό μέγεθος
Μεγάλη γκάμα τάσεων εισόδου και εξόδου.
Διαθεσιμότητα ένδειξης λήξης φόρτισης (μείωση ρεύματος φόρτισης)
ομαλή ρύθμιση ρεύματος και τάσης (χωρίς προβλήματα μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση εξόδου με ακρίβεια 0,1 Volt
Μεγάλη συσκευασία.
Μειονεκτήματα.
Για ρεύματα πάνω από 6 Amps, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε πρόσθετη ψύξη.
Το μέγιστο ρεύμα δεν είναι 10, αλλά 8 Amperes.
Χαμηλή ακρίβεια διατήρησης της τάσης εξόδου, πιθανή εξάρτησή της από το ρεύμα φορτίου, την τάση εισόδου και τη θερμοκρασία.
Μερικές φορές η πλακέτα άρχισε να "ακούγεται", αυτό συνέβη σε ένα πολύ στενό εύρος προσαρμογής, για παράδειγμα, αλλάζω την έξοδο από 5 σε 12 και στα 9,5-10 Volt εκπέμπει αθόρυβα ηχητικά σήματα.
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. Φτιαγμένο προσεκτικά, δεν υπήρχαν ιδιαίτερα παράπονα. Όταν το σύνδεσα, επίσης δεν ήθελα πραγματικά να ορκιστώ, καλά, θερμαίνεται, έτσι ζεσταίνονται όλοι, αυτό είναι βασικά φυσιολογικό.
Αλλά όταν είδα πώς πήδηξε η τάση εξόδου από οτιδήποτε, αναστατώθηκα.
Δεν θέλω να διερευνήσω αυτά τα ζητήματα γιατί αυτό πρέπει να το κάνει ο κατασκευαστής που βγάζει χρήματα από αυτό, αλλά θα υποθέσω ότι το πρόβλημα έγκειται σε τρία πράγματα
1. Μεγάλη διαδρομή ανάδρασης που εκτείνεται σχεδόν κατά μήκος της περιμέτρου του πίνακα
2. Αντιστάσεις κοπής τοποθετημένες κοντά στο hot choke
3. Το γκάζι βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον κόμβο όπου συγκεντρώνονται τα «λεπτά» ηλεκτρονικά.
4. Οι αντιστάσεις μη ακριβείας χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα ανάδρασης.
Συμπέρασμα - είναι αρκετά κατάλληλο για μη απαιτητικό φορτίο, μέχρι 6 Αμπέρ σίγουρα, λειτουργεί καλά. Εναλλακτικά, η χρήση της πλακέτας ως οδηγού για LED υψηλής ισχύος θα λειτουργήσει καλά.
Η χρήση ως φορτιστής είναι πολύ αμφισβητήσιμη και σε ορισμένες περιπτώσεις επικίνδυνη. Εάν το μόλυβδο-οξύ εξακολουθεί να αντιδρά κανονικά σε τέτοιες διαφορές, 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 δημοσιεύτηκε σύμφωνα με την ρήτρα 18 των Κανόνων Ιστοσελίδας.
Σχεδιάζετε να αγοράσετε +121 Προσθήκη στα αγαπημένα Μου άρεσε η κριτική +105 +225- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
