Преобразователь напряжения dc 12в понижающий. Повышающий преобразователь напряжения DC DC

DC-DC преобразователи (Конверторы) – модульные электронные устройства, предназначенные для построения шин питания в схемах с гальванической развязкой. Приборы представляют собой готовые устройства, преобразующие постоянное напряжение в постоянное, выполнены в герметичных защищенных корпусах с выводами для монтажа на печатную плату. Конверторы отличаются по своей мощности, конструктивному исполнению, количеству выходных каналов, диапазону входных и выходных напряжений.

Линейку высокопроизводительных изделий представили компании TRACO ELECTRONIC и AIMTEC . Преобразователи обладают высокой надежностью и производительностью, работают в широком диапазоне входных напряжений, обеспечивают нагрузку высоким выходным током, как по одному, так и двум выходным каналам. Малые габариты корпусов изделий позволяют использовать их в современной микроэлектронике с высокой плотностью монтажа. Серия изделий TMA 0505 D, 0512 D, 0515 D являются повышающими преобразователями с двухполярным выходным напряжением, и выходным током, достаточным для питания операционных усилителей различной портативной аппаратуры с батарейным питанием.

Ассортимент высокотехнологичным DC / DC преобразователей представила известная японская фирма MURATA POWER , изделия которых пользуются огромным спросом в различных отраслях промышленной электроники. Специализированные компактные изделия выпускаются как в закрытых герметичных корпусах, так и в открытом модульном исполнении для монтажа на плату. Особое звено модульных приборов – стабилизированные, изолированные DC / DC преобразователи с фиксированным входным и выходным напряжением, особо востребованные в медицинской технике и телекоммуникационном оборудовании.

Особенностью продукции компании PEAK Electronics являются уникальные разработки миниатюрных модулей DC / DC преобразователей для экономичной портативной электроники. Модульные приборы выпускаются в закрытых герметичных корпусах, с одним или двумя неизолированными выходами, и двухполярным выходным напряжением, а так же, модули, работающие в режиме умножения напряжения, например, P 10 CU -0512 ZLF, P 6 CU -0512 ZLF.

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Воронеж, Екатеринбург, Ижевск, Казань, Калуга, Краснодар, Красноярск, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Пермь, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Челябинск. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Евросеть» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Ярославль, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Кемерово, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Липецк, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Улан-Удэ, Ставрополь, Сочи, Иваново, Брянск, Белгород, Сургут, Владимир, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Смоленск, Курган, Орёл, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и др.

Товары из группы «DC-DC преобразователи (Конверторы)» вы можете купить оптом и в розницу.

(с внешним n-канальным полевым транзистором и бустерным конденсатором)

или как самостоятельно изготовить автомобильное зарядное устройство для нетбука

http://*****/pitanie/preobr_down_pol_n. htm

Еще одна схема понижающего (step-down) преобразователя, которая с успехом может использоваться в качестве автомобильного зарядного устройства для нетбуков Asus EeePC 701 2G. Эта схема использует n-канальный полевой транзистор, более распространенный, чем p-канальный.

За основу преобразователя была взята все та же хорошо известная микросхема AP34063. В принципе, представленная в этой статье схема аналогична схеме для p-канального транзистора, но имеет некоторые особенности в плане управления полевым транзистором.

Как известно, для открытия n-канального полевого транзистора необходимо подать на затвор напряжение больше напряжения истока, однако, в нашей схеме исток подключен к питанию, то есть получается, что надо подать на затвор напряжение выше напряжения питания. Некоторые товарищи считают, что это невозможно (на форумах частенько такое встречал), но, на самом деле, существует довольно простое решение данной проблемы. Оно заключается в использовании так называемого бустерного (накопительного) конденсатора (CB). За счет самоиндукции дросселя оказывается возможным зарядить этот конденсатор до напряжения гораздо выше напряжения питания. В нашем случае при 2 амперной нагрузке оно составляет около 25 В. Но, для того, чтобы этот конденсатор зарядился и не разрядился раньше времени, - необходимо отсоединять точку 1 от земли, когда она подключена к затвору. Эту проблему решает микросхема IR2117 - драйвер верхнего плеча полумоста. На выходе этой микросхемы два полевых транзистора. В зависимости от напряжения VIN открыт или верхний транзистор (подключенный к VB) или нижний транзистор (подключенный к земле). Таким образом, на затвор подается или напряжение бустерного конденсатора или ноль.

Использование микросхемы IR2117 также позволяет получить очень крутые фронты открытия и закрытия силового транзистора, за счет того, что напряжение на затвор подается через резистор очень маленького номинала (всего 5 Ом). Совсем без резистора нельзя, так как у затвора есть емкость и после подключения затвора к питанию/земле эта емкость заряжается/разряжается, соответственно, не будет резистора - будет большой ток. Замечательно в данной схеме то, что когда затвор подключается к бустеру - он отвязан от земли, а когда подключается к земле - отвязан от бустера.

Готовый девайс :

Преобразователь греется незначительно. КПД данного устройства более 90% при токе 2А.

Скачать плату в формате Sprint-Layout 5.0. Плата разведена под использование SMD резисторов, конденсаторов C1и СВ, а также диода D2. Эту печатку не нужно переносить утюгом. Она нарисована только для того, чтобы дырочки наметить. Рисуйте маркером на плате, причем рисуйте дороги потолще, чтобы теплоотвод был получше. На чертеже показан вид сверху (со стороны деталей). Чтобы переносить на текстолит, надо печатать зеркальное отображение платы.

Понижающий DC-DC преобразователь 12В/9,5В 1А на микросхемах серии 34063

(с внешним биполярным транзистором)

Описанный в этой статье DC-DC преобразователь рассчитан на входное напряжение 12..16 В, выходное напряжение 9,5 В и выходной ток порядка 1А. Он прост в изготовлении и достаточно дёшев, однако на большие токи не рассчитан из-за относительно низкого КПД и, как следствие, - значительного нагрева.

Катушку на 4..8 мкГн можно взять со старой/сломанной материнской платы. Видели, там есть кольца, на которых толстыми проводами по несколько витков намотано? Ищем такую, на которой 6..9 витков одножильным толстым проводом - как раз самое то.

Какой брать транзистор? Да любой n-p-n, чтобы 2А мог свободно протащить (с запасом) и напряжение коллектор-эмиттер 20 вольт держал (с запасом).

Видно, что эта схема почти не отличается от схемы без внешнего транзистора, - добавляется только транзистор и резистор.

Собственно, все элементы схемы тоже рассчитываются по типовой методике, так же, как и для преобразователя без внешнего транзистора, единственное отличие - Vsat нужно брать для транзистора, который вы собираетесь использовать, а не для выходного транзистора микросхемы.

Исходя из чего определяется сопротивление резистора Rб? Во первых, этот резистор определяет ток через цепочку: выходной транзистор микросхемы -> резистор Rб , когда транзистор микросхемы открыт. Чем меньше сопротивление Rб - тем больше ток через эту цепочку. Величина этого тока ограничена максимальными мощностями транзистора микросхемы и резистора Rб. (Транзистор, как мы помним рассчитан на 1,5 А, так что резистор сгорит гораздо быстрее). Кроме того, величина этого резистора определяет как быстро будет закрываться внешний транзистор (крутизну фронта). Чем меньше величина Rб, - тем быстрее потенциал базы сравняется с землей и транзистор полностью закроется (тем круче фронт закрытия).

Таким образом, с одной стороны, чтобы сделать фронты круче - надо уменьшать Rб, с другой стороны - уменьшать сильно нельзя, так как будет расти ток через резистор. Естественно, невозможность сделать очень крутые фронты отражается на КПД схемы (и на дополнительном нагреве внешнего транзистора).

Еще один недостаток схемы с биполярным транзистором, так же влияющий на КПД (и, следовательно, на нагрев тоже), - это то, что биполярный транзистор в открытом состоянии имеет довольно значительное сопротивление (по сравнению, например, с MOSFET). Падение напряжения на полностью открытом биполярном транзисторе составляет не менее 1..1,5В уже при токе 1А, что соответствует рассеиваемой мощности 1..1,5 Вт плюс нагрев из-за не очень крутых фронтов. При более больших токах получим вообще кипятильник.

Короче говоря, схема с биполярным транзистором имеет относительно низкий КПД и обречена на нагрев, поэтому для токов более 1А я рекомендую использовать схемы с внешними полевыми транзисторами:

понижающий DC-DC преобразователь 12/9,5В 2,5А на микросхемах серии 34063 с внешним p-канальным полевиком (MOSFET)

понижающий DC-DC преобразователь 12/9,5В 2,5А на микросхемах серии 34063 с внешним n-канальным полевиком (MOSFET)

Скачать плату в формате Sprint-Layout 5.0. Не забудьте радиатор побольше. На чертеже показан вид сверху (со стороны деталей), чтобы переносить на текстолит, надо печатать зеркальное отображение платы.

Понижающий DC-DC преобразователь 12В/9,5В 2,5А на микросхемах серии 34063

(с внешним p-канальным полевым транзистором)

или как самостоятельно изготовить автомобильное зарядное устройство для нетбука

Идея создания этого преобразователя возникла у меня после покупки нетбука Asus EeePC 701 2G. Маленький, удобный, гораздо мобильнее огромных ноутбуков, в общем, красота, да и только. Одна проблема - надо постоянно подзаряжать. А поскольку единственный источник питания, который всегда под рукой - это автомобильный аккумулятор, то естественно возникло желание заряжать нетбук от него. В ходе экспериментов обнаружилось, что сколько нетбуку не дай, - больше 2 ампер он все равно не возьмет, то есть регулятор тока, как в случае зарядки аккумуляторов, нафиг не нужен. Красота, нетбук сам разрулит сколько тока потреблять, следовательно, нужен просто мощный понижающий преобразователь с 12 на 9,5 вольт, способный выдать нетбуку требуемые 2 ампера.

За основу преобразователя была взята хорошо известная и широко доступная микросхема AP34063. Поскольку в ходе экспериментов типовая схема с внешним биполярным транзистором зарекомендовала себя мягко скажем не очень (греется), было решено прикрутить к этой микрухе p-канальный полевик (MOSFET).

Все элементы схемы рассчитываются по типовой методике, так же, как и для преобразователя без внешнего транзистора, единственное отличие - Vsat нужно посчитать для используемого полевого транзистора. Сделать это очень просто: Vsat=R0*I, где R0 - сопротивление транзистора в открытом состоянии, I - протекающий через него ток. Для IRF4905 R0=0,02 Ом, что при токе 2,5А дает Vsat=0,05В. Что называется, почувствуйте разницу. Для биполярного транзистора эта величина составляет не менее 1В. Как следствие - рассеиваемая мощность в открытом состоянии в 20 раз меньше и минимальное входное напряжение схемы на 2 вольта меньше!

Как мы помним, для того, чтобы р-канальный полевик открылся - надо подать на затвор отрицательное относительно истока напряжение (то есть подать на затвор напряжение, меньше напряжения питания, т. к. исток у нас подключен к питанию). Для этого нам и нужны резисторы R4, R5. Когда транзистор микросхемы открывается - они образуют делитель напряжения, который и задает напряжение на затворе. Для IRF4905 при напряжении исток-сток 10В для полного открытия транзистора достаточно подать на затвор напряжение на 4 вольта меньше напряжения истока (питания), UGS = -4В. Ну и кроме того, сопротивления этих резисторов определяют крутизну фронтов открытия и закрытия полевика (чем меньше сопротивление резисторов - тем круче фронты), а также протекающий через транзистор микросхемы ток (он должен быть не более 1,5А).

Готовый девайс :

В общем-то, радиатор можно было даже поменьше взять - преобразователь греется незначительно. КПД данного устройства около 90% при токе 2А.

Вход соединяете с вилкой для прикуривателя, выход - со штекером для нетбука.

Если не страшно, то можете вместо резистора Rsc просто поставить перемычку, как видите, я так и сделал, главное ничего не коротнуть, а то бумкнет:-)

Скачать плату в формате Sprint-Layout 5.0. Плата разведена под использование SMD резисторов и конденсатора C1. Да, и еще одно. Эта печатка не для того, чтобы её утюгом переносить, а чтобы дырочки наметить. Рисуйте маркером на плате, причем рисуйте дороги потолще, чтобы теплоотвод был получше. На чертеже показан вид сверху (со стороны деталей). Чтобы переносить на текстолит, надо печатать зеркальное отображение платы.

Если достать р-канальный полевик - проблема, читайте как собрать понижающий DC-DC преобразователь 12/9,5В 2,5А на микросхемах серии 34063 с внешним n-канальным полевиком (MOSFET).

Пересчитав описанный выше конвертер на другие выходные напряжения и токи, можно изготовить автомобильные зарядные устройства и для других нетбуков.

Расчет понижающих DC-DC преобразователей на микросхемах 34063

(MC34063, AP34063, ...)

Рассмотрим типовую схему понижающего DC/DC конвертера на микросхемах 34063:

льших пульсаций, а потом использовать дополнительный LC-фильтр. Емкость С3 обычно берут мкФ.

Rsc

Порядок рассчета:

Vin , Vout и максимальный выходной ток Iout .

Vin(min) fmin при выбранных Vin и Iout .

3) Рассчитывают значение (ton+toff)max по формуле (ton+toff)max=1/fmin , ton(max) toff(max)

4) Рассчитывают отношение ton/toff по формуле ton/toff=(Vout+VF)/(Vin(min)-Vsat-Vout) , где VF Vsat Vsat Vin , Vout VF и Vsat Vout =5 В, смело брать VF =0, Vsat =1В и не заморачиваться.

5) Зная ton/toff и (ton+toff)max ton(max) .

С1 по формуле: C1 = 4.5*10-5*ton(max) .

IPK(switch)=2*Iout Iout

8) Рассчитывают Rsc по формуле: Rsc=0,3/IPK(switch) .

С2=IPK(switch)*(ton+toff)max/8Vripple(p-p) , где Vripple(p-p) - максимальная величина пульсаций выходного напряжения. Берется максимальная ёмкость из ближайших к рассчётному стандартных значений.

L1(min)=ton(max)*(Vin(min)-Vsat-Vout)/IPK(switch)

Vout=1,25*(1+R2/R1) .

Расчет повышающих DC-DC преобразователей на микросхемах 34063

(MC34063, AP34063, ...)

Рассмотрим типовую схему повышающего DC/DC конвертера на микросхемах 34063:

DIV_ADBLOCK65">

R2, R1 - делитель напряжения для схемы компаратора. На неинвертирующий вход компаратора подается напряжение 1,25 В от внутреннего регулятора, а на инвертирующий вход - с делителя напряжения. Когда напряжение с делителя становится равным напряжению от внутреннего регулятора - компаратор переключает выходной транзистор.

C2, С3 - соответственно, выходной и входной фильтры. Емкость выходного фильтра определяет величину пульсаций выходного напряжения. Если в процессе расчетов получается, что для заданной величины пульсаций требуется очень большая емкость, можно расчет сделать для бо"льших пульсаций, а потом использовать дополнительный LC-фильтр. Емкость С3 обычно берут мкФ.

Rsc - токочувствительный резистор. Он нужен для схемы ограничения тока. Максимальный ток выходного транзистора для MC34063 = 1.5А, для AP34063 = 1.6А. Если пиковый переключаемый ток будет превышать эти значения, то микросхема может сгореть. Если точно известно, что пиковый ток даже близко не подходит к максимальным значениям, то этот резистор можно не ставить.

R3 - резистор, ограничивающий ток драйвера выходного транзистора (максимум 100 мА). Обычно берется 180, 200 Ом.

Порядок рассчета:

1) Выбирают номинальные входное и выходное напряжения: Vin , Vout и максимальный выходной ток Iout .

2) Выбирают минимальное входное напряжение Vin(min) и минимальную рабочую частоту fmin при выбранных Vin и Iout .

3) Рассчитывают значение (ton+toff)max по формуле (ton+toff)max=1/fmin , ton(max) - максимальное время, когда выходной транзистор открыт, toff(max) - максимальное время, когда выходной транзистор закрыт.

4) Рассчитывают отношение ton/toff по формуле ton/toff=(Vout+VF-Vin(min))/(Vin(min)-Vsat) , где VF - падение напряжения на выходном фильтре, Vsat - падение напряжения на выходном транзисторе (когда он находится в полностью открытом состоянии) при заданном токе. Vsat определяется по графикам, приведенным в документации. Из формулы видно, что чем больше Vin , Vout и чем больше они отличаются друг от друга - тем меньшее влияние на конечный результат оказывают VF и Vsat , так что если вам не нужен суперточный расчет, то я бы посоветовал, уже при Vin(min) =6-7 В, смело брать VF =0, Vsat =1В и не заморачиваться.

5) Зная ton/toff и (ton+toff)max решают систему уравнений и находят ton(max) .

6) Находят емкость времязадающего конденсатора С1 по формуле: C1 = 4.5*10-5*ton(max) .

7) Находят пиковый ток через выходной транзистор: IPK(switch)=2*Iout*(1+ton/toff) . Если он получился больше максимального тока выходного транзистора (А), то преобразователь с такими параметрами невозможен. Нужно либо пересчитать схему на меньший выходной ток (Iout ), либо использовать схему с внешним транзистором.

8) Рассчитывают Rsc по формуле: Rsc=0,3/IPK(switch) .

9) Рассчитывают минимальную емкость конденсатора выходного фильтра: С2=Iout*ton(max)/Vripple(p-p) , где Vripple(p-p) - максимальная величина пульсаций выходного напряжения. Разные производители рекомендуют умножать полученное значение на коэффициент от 1 до 9. Берется максимальная ёмкость из ближайших к рссчётному стандартных значений.

10) Рассчитывают минимальную индуктивность дросселя: L1(min)=ton(max)*(Vin(min)-Vsat)/IPK(switch) . Если получаются слишком большие C2 и L1, можно попробовать повысить частоту преобразования и повторить расчет. Чем выше частота преобразования - тем ниже минимальная емкость выходного конденсатора и минимальная индуктивность дросселя.

11) Сопротивления делителя рассчитываются из соотношения Vout=1,25*(1+R2/R1) .

Повышающий DC-DC преобразователь

Ниже представлена схема повышающего DC-DC конвертера, который, при подаче на вход напряжения 3...5В, на выходе выдает стабильное напряжение 5В. Преобразователь рассчитан на максимальный выходной ток порядка 300 мА, имеет небольшие размеры и очень удобен.

Понижающий DC-DC преобразователь 12В/5В

Ниже представлена схема понижающего DC-DC конвертера, который, при подаче на вход напряжения 7...15В, на выходе выдает стабильное напряжение 5В. Преобразователь рассчитан на максимальный выходной ток порядка 300 мА, имеет небольшие размеры и очень удобен, например, для питания различных контроллерных устройств от автомобильного аккумулятора.

http://www. jogis-roehrenbude. de/Leserbriefe/Borngraeber-Anodenbatterie-Ersatz/Anod-batt. htm

https://pandia.ru/text/78/001/images/image011_45.jpg" width="714" height="351">

Импульсный блок питания Вх1,2А http://*****/pitanie/imp_bl_pit. htm

Что является обязательной частью любого электронного устройства? Правильно! Это блок питания. Любе устройство надо как-то питать, иначе оно просто не будет работать. А что является главным для блока питания? Экономичность, небольшие размеры, ну и желательно стабильность. Всеми этими качествами обладают импульсные блоки питания.

Схему малогабаритного импульсного стабилизированного блока питания, идеального для домашней лаборатории, я вам и хочу представить. Блок питания однотактный, обратноходовый, имеет оптронную обратную связь. В качестве элемента управления используется микросхема TNY265.

Параметры : вход 85..265V 50Hz, выход 5V 1,2A, КПД 68%, частота 120kHz.

Вместо предложенного, можно использовать другие оптотранзисторы (CNY17-2, PC816, TLP181 и другие), но тогда надо заново подбирать сопротивление резисторов R3*, R4*, которыми задается ток через светодиод оптронов, т. к. разные оптотранзисторы могут быть рассчитаны на разные токи светодиодов. Кроме того, коэффициенты передачи по току у разных оптотранзисторов также могут быть разными.

Стабилитрон можно также взять отечественный: КС139, а вместо диода 1N5822 можно использовать SB530, MBR340 и другие аналогичные.

Цепочка R2C2D1 необходима для защиты силового транзистора микросхемы от чрезмерного напряжения сток-исток в моменты, когда силовой транзистор закрыт.

После предохранительного резистора RF1, но перед мостом, можно повесить на питание специальный высоковольтный керамический кондер в пару нанофарад, для предотвращения проникновения в сеть высокочастотных пульсаций с блока питания (показан пунктиром).

Трансформатор намотан на сердечнике EE16. Первичная обмотка содержит 126 витков одинарным проводом 35AWG (0,15 мм), вторичная - 6 витков двойным проводом 26AWG (0,4 мм). Сами понимаете, что нужно использовать провода в двойной изоляции, например ПЭВ-2. Такие провода можно найти, разобрав старые силовые трансформаторы или релюхи. Сердечник можно взять, например, в сломанном компьютерном блоке питания.

Как самостоятельно изготовить импульсный трансформатор для этой схемы, а также таблица соответствия стандарта AWG системе СИ находится здесь.

Намотка импульсных трансформаторов

Одной из важнейших деталей импульсного блока питания является импульсный трансформатор. "А где ж взять-то подходящий?", - спрашивают некоторые. Попробую облегчить вам задачу. Просто найдите трансформатор с подходящим сердечником, а я расскажу как вам его перемотать на нужные параметры.

Предполагается, что необходимое количество витков обмоток и диаметры проводов вам известны.

Итак, что нам нужно:

1. Провода. Для намотки трансформаторов используются провода в двойной и тройной изоляции. Можно взять провода подходящего диаметра из старых силовых трансформаторов или реле (например, провод ПЭВ-2).

2. Сердечник от старого/сгоревшего/неподходящего импульсного трансформатора.

https://pandia.ru/text/78/001/images/image014_47.gif" alt="Схема" width="640" height="303 src=">

Управляющей микросхемой выбрана МС34063, за дешевизну доступность, удобный тип корпуса и главное наличие некоторого количества их у меня. Но можно было при должном подходе умощнить таким образом, любую микросхему с аналогичными функциями. Работу схемы рассказывать нет смысла, думаю, она очевидна, Остановлюсь только на важных, на мой взгляд, моментах.

Микросхему выпускают множество производителей, в моем распоряжении было три типа, выяснилось, что образец под гордым названием КА34063 склонен возбуждаться, визуально это выражалось в свисте дросселя, хотя свои параметры с незначительным ухудшением конструкция при этом сохраняла. Эффект был устранен установкой по питанию микросхемы дроссель. Это решение не принципиально, можно было обойтись и резистором или еще лучше кренкой вольт на 6-7-8-9.

Цепочка R3-VD1-R4 в базе КТ315, это попытка сэкономить несколько миллиампер, не открывая выходной транзистор микросхемы, используем только предвыходной. Для правильного понимания ситуации смотрите описание на микросхему.

Резистор R5 компромиссный вариант между хорошим фронтом на затворе полевого транзистора и потребляемым током в этой цепи, оптимально 1К. Резистор несколько греется, необходимая мощность 0,5Вт.

Для получения наилучшего КПД, необходимо максимально открыть полевой транзистор, для этого, в этом его включении, требуется подать на затвор импульс амплитудой выше, чем Uпит вольт на 10. Необходимое для этого напряжение снимается с дросселя дополнительной обмоткой. Такой вариант показал несколько лучшие результаты, чем традиционный способ, через емкость с истока полевого транзистора.

Отдельно остановлюсь на том, что с этой схемы, в дополнение к основному Uвых можно получить любые необходимые стабилизированные напряжения любой полярности. Идея заключается в том, что в дросселе DR3 присутствует импульс со стабилизированным действующим значением равным Uвых. Используя это, снимаем необходимые нам напряжения с дросселя вторичными обмотками. Направление намотки важно. Количество витков дополнительной обмотки рассчитывается довольно просто. Например, Uвых 5в, а намотано в основной обмотке, например 10 витков, следовательно, что бы получить 10в, на дополнительной обмотке нужно намотать 20витков.

https://pandia.ru/text/78/001/images/image016_27.jpg" alt="Плата в зеркальном виде под ЛУТ" width="692" height="260">

https://pandia.ru/text/78/001/images/image018_26.jpg" alt="Плата в сборе" width="592" height="332 src=">

Конструктивно плата рассчитана для корпуса купленного в «Чип и Дип»: называется «G0123 корпус для РЭА 90х38х30мм

В моем варианте 5В 10А, стоят R1 1.2k, R2 3.6k, VT2 SUB70N03, VD2 SBL2040CT. Диод VD3 любой быстрый от КД522 до любых импортных, которые в избытке присутствуют в непригодном компьютерном железе, только конечно не те, что стоят в выпрямив 50Гц в БП.

Теперь про трансформатор DR3. В стремлении получить максимально возможный КПД я постарался сделать его с наименьшим количеством потерь.
Во-первых сердечник: Кольцо из пресспермалоя, желтого цвета. Взято из РС БП, встречаются два типоразмера 23мм и 27мм. У 23мм при этих токах и этой частоте маловата мощность, и как следствие сердечник сильно греется, поэтому выбрано 27мм.
Во-вторых, провод: Исходя из таблицы соответствия сечения провода и токов, следует, что при 25С на ток 6А необходимо иметь провод диаметром 2мм
Индуктивность: по всем расчетам необходима от 10мкГн, а для уменьшения пульсаций на выходе, хорошо бы иметь индуктивность побольше. В результате намотано провода диметром 1.9мм сколько влезло на кольцо, приблизительно 1.5 метра, получилось индуктивность 56мкГн. В конечном итоге при нагрузке 5А, трансформатор не греется и имеется огромный запас мощности на случай подключения дополнительных устройств. Вторичная обмотка любым тонким проводом какой есть (ну естественно не стоит связываться с 0.05 или 0.08мм, просто неудобно), реально использовался провод 0.18мм. Число витков в два раза больше чем в первичной обмотке.
Дросселя DR1 и DR2 намотаны на первых попавшихся 6мм гантельках, проводом, какой был: 0.18мм до заполнения, получилось где-то 300-500мкГн.
DR2 можно заменить на резистор ом на 100, следует учесть, что в этой точке большой импульсный ток, и без должного демпфера диоды КД522, к примеру, перегорают сразу, так что дроссель - лучший выход из положения
DR4 тоже необязательно ставить, но с точки зрения уменьшения пульсаций на выходе он полезен. Как элемент, был взят первый попавшийся от PC БП с приглянувшимся по толщине стержневым сердечником и проводом..
Для защиты на все случаи жизни на входе стоит самовосстанавливающийся предохранитель на 4А.

Импульсный стабилизатор на IRU3038.

http://*****/circuit/power/converter/07/

Иногда приходится решать проблемы низковольтного питания с высокими нагрузочными способностями и минимальными потерями, особенно если речь идёт об автономном питании от аккумуляторных батарей . Первыми ум посещают LDO-стабилизаторы, так называемые стабилизаторы с малым падением напряжения на регулирующем элементе. Однако, как никак, это линейный стабилизатор, следовательно, большие тепловые потери и недостаточные выходные токи до 3-х А. Если внимательно присмотреться к тому, как решают эту проблему производители компьютерных материнских плат, жёстких дисков, графических карт и так далее, в стиле ПК, то вскоре столкнёмся с некой интегральной IRUxxxx. Семейство этих микросхем велико. Можно встретить линейные стабилизаторы, ШИМ-стабилизаторы, комбинированные, многоканальные и даже комбинированные-многоканальные. Выходные токи преобразователей на сем семействе, достигаю не маленьких значений. К примеру, IRU3055 заняла своё почётное место около процессоров Pentium 4 или AMD K7. И не удивительно, ибо на выходе присутствует 60А, 1,5В.
В качестве примера к рассмотрению предлагаю IRU3038. Заглянем во внутрь:

· Внутренний генератор 200 кГц;

· 500 мА выходные драйвера МОП транзисторов верхнего и нижнего ключей;

· Защита от КЗ в нагрузке (организованная через обратную связь);

· Усилитель ошибки, компаратор ошибки;

· Контроль питающего напряжения;

· Схема мягкого старта;

И ещё несколько дополнительных узлов "запиханых" в 8-ми выводной корпус типа TSSOP (0,65 мм между центральными осями выводов) или SOIC (1,27мм).
В качестве эксперимента, была собрана схема трёхканального ШИМ стабилизатора работающего от небольшого 6-ти вольтового свинцового аккумулятора.
Характеристики устройства:

Всё вроде бы неплохо, за исключением капризности схемы. Высокая рабочая частота заставляет неуклонно придерживаться правил монтажа подобных конструкций. Данная схема переделывалась трижды до получения устойчивой работы и приемлемых характеристик. Принцип "а вдруг пройдёт" не сработал, при неправильной разводке платы дроссель L2 свистел, транзистор VT1 неприемлемо нагревался при выходном токе, порядка 3-х ампер. В нагрузке (GSM/GPRS-модем, 3,8В;2,5A) присутствовали большие выбросы напряжения высокой частоты, из-за чего нормальная работа нагрузки была невозможной.

При изготовлении подобного стабилизатора следует:
1. Придерживаться правил развода микросхемных выводов GND и PGND, заводя каждый через отдельный печатный проводник в общую точку соединения, как можно ближе к истоку транзистора VT2 (смотрим схему), в эту же точку следует заводить питание от источника (в данном случае аккумулятора).
2. Ширину проводников делать максимальной, длину минимальной.
3. По возможности, каждое питание микры (Vcc, Vc) шунтировать керамическими конденсаторами по 0,1мкФ.
4. Толщину провода дросселей делать максимальной или использовать жгут из тонких проводников.
5. На выходе преобразователя ставим паралельно низкоимпедансные конденсаторы, набирая "гирлянду", руководствуясь принципом не чем больше ёмкость тем лучше, а чем меньше эквивалентная индуктивность гирлянды тем меньше будут пульсации на выходе.
6. Под транзистором VT1 следует оставить полигон из фольги, который будет играть роль небольшого теплоотвода. При установке оговоренного транзистора, на полигон ставим небольшую точку термопасты, а далее в обычном порядке припаиваем транзистор.
И так, немного о использованных компонентах:

Смотрим схему:

0 " style="border:outset black 1.0pt">

Теперь попытаемся подобрать выходные транзисторы. При изготовлении данной схемки использовались IRF7460 с сопротивлением открытого канала 10 миллиОм, при этом выходной ток схемы достигал 8А, кратковременно с большой просадкой напряжения удалось выжать 12А(!). Использовался заводской дроссель 3,3 мкГн на ток насыщения 10А, типа гантель, так же эксперимента ради, дроссель изготавливался на небольшом колечке (смотрим фото). Так как измерить индуктивность и все остальные параметры было весьма проблематично, по сему моточные данные приводить не буду. При использовании IRF7313 выходной ток должен быть не менее 5А. Индуктивность - 4,7мкГн. IRF7А, 10мкГн. IRF7А, 10 мкГн.

Выходное напряжение можно выставить от 1,25В до напряжения питания, оставляя небольшой запас, иначе при хорошей нагрузке схема уйдёт в защиту.
В ценовой политике, а так же характеристиках по отношению к LM2576 выигрывают IRU, в понятиях простоты естественно LM2576.

Вариант печатной платы смотрим здесь , в данной версии из схемы удалены LI, R4, C7.

Благодаря развитию современной электроники, в большом количестве выпускаются специализированные микросхемы стабилизаторы тока и напряжения. Они делятся по функционалу на два основных вида, DC DC повышающий преобразователь напряжения и понижающие. Некоторые совмещают в себе оба типа, но это сказывается на КПД не в лучшую сторону.

Когда то многие радиолюбители мечтали о импульсных стабилизаторах, но они были редкими и дефицитными. Особенно радует ассортимент в китайских магазинах.

1. Применение
2. Популярные преобразования
3. Повышающие преобразователи напряжения
4. Примеры повышателей
5. Tusotek
6. На XL4016
7. На XL6009
8. MT3608
9. Высоковольтные на 220
10. Мощные преобразователи

Применение

Недавно я закупил много различных светодиодов на 1W, 3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Все они низкого качества, для сравнения их с качественными. Чтобы всю эту кучу подключить и запитать у меня есть блоки питания от ноутбуков на 12 В и 19V. Пришлось активно полистать Aliexpress в поисках низковольтных светодиодных драйверов.

Были куплены современные повышающие преобразователи напряжения DC DC и понижающие, на 1-2 Ампера и мощные на 5-7 ампер. К тому же они отлично подойдут для подключения ноутбука к 12В в автомобиле, 80-90 ватт потянут. Они вполне подойдут в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов на 12В и 24В.

В китайских интернет-магазинах немного подороже стабилизаторов напряжения.

Популярными микросхемами для повышающих импульсных стабилизаторов стали:

LM2577, устаревшая с низким КПД;
XL4016, в 2 раза эффективней 2577;
XL6009;
MT3608.

Стабилизаторы обозначаются таким образом AC-DC, DC-DC. АС – это переменный ток, DC – это постоянный. Это облегчит поиск, если указать в запросе.

Делать DC DC повышающий преобразователь своими руками не рационально, потрачу слишком много времени на сборку и настройку. У китайцев можно купить за 50-250руб, эта цена включает и доставку. За эту сумму получу почти готовое изделие, которое можно максимально быстро доработать.

Данные импульсные ИМС используются совместно с другими, написал характеристики и datasheet к популярным ИМС для питания , .

Повышающие преобразователи напряжения

Мой лабораторный блок питания работает от блока ноутбука на 19V 90W, но этого не хватает для проверки последовательно подключенных светодиодов. Последовательная LED цепочка требует от 30В до 50В. Покупать готовый блок на 50-60 Вольт и 150W оказалось дороговато, около 2000 руб. Поэтому заказал первый повышающий стабилизатор за 500 руб. с повышением до 50В. После проверки оказалось, что он максимум до 32В, потому что на входе и выходе стоят конденсаторы на 35V. Убедительно написал продавцу своё возмущение, и через пару дней мне вернули денежку.

Заказал второй до 55V под брендом Tusotek за 280руб, повышатель оказался отличный. С 12В легко повышает до 60V, выше крутить построечный резистор не стал, вдруг сгорит. Радиатор приклеен на теплопроводящий клей, поэтому маркировку микросхемы посмотреть не удалось. Охлаждение сделано немного неправильно, теплоотводная площадка диода Шотки и контроллера прикреплена к плате, а не к радиатору.

Примеры повышателей

XL4016

Рассмотрим 4 модели, которые у меня есть в наличии. Тратить время на фото не стал, взял и продавцов.

Характеристики.

	Tusotek	XL4016	Драйвер	MT3608
Входное, В	6 – 35В	6 – 32В	5 – 32В	2-24V
Ток на входе	до 10А	до 10А	—	—
Выход, В	6 – 55В	6 – 32В	6 – 60В	до 28В
Ток на выходе	5А, макс 7А	5А, макс 8А	макс 2А	1А, макс 2А
Цена	260руб	250руб	270руб	55руб

У меня большой опыт работы с китайскими товарами, большинство из них сразу имеют недостатки. Перед эксплуатацией их осматриваю и дорабатываю для увеличения надежности всей конструкции. В основном это проблемы сборки, которые возникают при быстрой сборке изделий. Дорабатываю светодиодные прожекторы, лампы для дома, автомобильные лампы ближнего и дальнего света, контроллеры для управления дневными ходовыми огнями ДХО. Рекомендую это делать всем, за минимум потраченного времени срок службы можно увеличить вдвое.

Будьте бдительны, не все имеют защиту от короткого замыкания, перегрева, перегрузки и неправильного подключения.

Реальная мощность зависит от режима, в спецификациях указывают максимальную. Характеристики конечно у каждого производителя будут отличаться, они ставят разные диоды, дроссель мотают проводом разной толщины.

Tusotek

На мой взгляд, самый лучший из всех повышающих стабилизаторов. У некоторых бывает элементы не имеют запаса по характеристикам или они ниже чем у ШИМ микросхем, из-за чего они не могут дать и половины обещанного тока. У Tusotek на входе стоит конденсатор 1000мФ 35V, на выходе 470мФ 63V. Теплоотводной стороной с металлической пластиной они припаяны к плате. Но припаяны плохо и косо, на плате лежит только один край, под другим щель. Без разбора не понятно, насколько хорошо они запаяны. Если совсем плохо, то лучше их демонтировать и поставить этой стороной на радиатор, охлаждение улучшится в 2 раза.

Переменным резистором выставляется необходимое количество вольт. Оно останется неизменным, если менять напряжение на входе, оно от него не зависит. Например, ставил на выходе 50В, на входе с 5В повышал до 12В, поставленные 50V не менялись.

На XL4016

Этот преобразователь имеет такую особенность, что может повышать только до 50% от входного количества вольт. Если подключить 12В, то максимальное увеличение будет 18В. В описании было указано, что его можно применять для ноутбуков, которые питаются максимум от 19V. Но его главное предназначение оказалось работа с ноутбуками от автомобильного аккумулятора. Наверное отграничение в 50% можно убрать, изменив резисторы, которые задают этот режим. Вольты на выходе напрямую зависят от количества входящих.

Отвод тепла сделан гораздо лучше, радиаторы поставлены правильно. Только вместо термопасты теплопроводящая прокладка, чтобы избежать электрического контакта с радиатором. На входе конденсатор 470мФ 50V, на другом конце 470мФ на 35V.

На XL6009

Представитель современных эффективных преобразователей, как и устаревшие модели на LM2596 выпускается с нескольких вариантах, от миниатюрных до моделей с индикаторами напряжения.

Пример эффективности:

92% при преобразовании 12V в 19V, нагрузка 2А.

В даташите сразу указана схема использования в качестве питания ноутбука в автомобиле от 10V до 30V. Так же на XL6009 легко реализовать двуполярное питания на +24 и -24В. Как у большинства преобразователей КПД снижается, чем выше разница напряжений и больше Ампер.

MT3608

Миниатюрная модель с хорошим КПД до 97%, частота ШИМ 1,2 МГц. Эффективность повышается при увеличении входящего напряжения и падает при увеличении тока. На повышающем преобразователе MT3608 можно рассчитывать на небольшой ток, внутренне ограничение 4А на случай замыкания. По вольтам желательно не превышать 24.

Высоковольтные на 220

Блоки преобразования с 12, 24 вольт на 220 широко распространены у автолюбителей как . Используются для подключения приборов с питанием на 220В. У китайцев в основном продаются 7-10 моделей таких модулей, остальное это готовые устройства. Цена от 400 руб. Отдельно хочу отметить, если например на готовом блоке указано 500W, то это часто будет кратковременная максимальная мощность. Реальная долговременная будет около 240W.

Мощные преобразователи

Для особых случаев бывают нужны мощные DC-DC повышающие преобразователи на 10-20А и до 120В. Покажу несколько популярных и доступных моделей. Они в основном не имеют маркировки или продавец её скрывает, чтобы не покупали в другом месте. Лично не тестировал, по вольтажу они сосуществуют по обещанным характеристикам. А вот ампер будет немного поменьше. Хотя изделия такой ценовой категории у меня всегда держат заявленную нагрузку, покупал похожие аппараты только с ЖК экранами.

600W

Мощный №1:

power 600W;
10-60V преобразует в 12-80V;
цена от 800руб.

Найти можно по запросу «600W DC 10-60V to 12-80V Boost Converter Step Up»

400W

Мощный №2:

power 400W;
6-40V преобразует в 8-80V;
на выходе до 10А;
цена от 1200руб.

Для поиска укажите в поисковике «DC 400W 10A 8-80V Boost Converter Step-Up»

B900W

Мощный №3:

power 900W;
8-40V преобразует в 10-120V;
на выходе до 15А.
цена от 1400руб.

Единственный блок который обозначают как B900W и его можно легко найти.

Преобразователь напряжения постоянного тока (12/24В - 5В 5A). Модель 122405B25Z

В данном преобразователе применены последние технологии высокочастотного преобразования, что позволило добиться малого размера, высокой эффективности и надежности. Преобразователь имеет пластиковый корпус. Подходит для применения на автомобилях, электромобилях, системах автономного электроснабжения для питания различной нагрузки постоянного тока напряжением 5В. Может применяться для питания или подзаряда мобильных телефонов, смартфонов, MP3 плееров, планшетов (не всех!) и т.п., которые питаются от 5В постоянного тока.

Технические параметры

Особенности

Алюминиевый корпус с герметизацией эпоксидной смолой - водозащищенный, пылезащищенный;
Легкий, компактный, удобный в использовании и при транспортировке;
Защита от перегрузки, перегрева, перенапряжения, низкого напряжения, короткого замыкания на выходе.
Автоматическое восстановление после срабатывания защиты

Это простой, универсальный DC/DC - преобразователь (преобразователь одного напряжения постоянного тока в другое). Его входное напряжение может быть от 9 и до 18 В, с выходным напряжением 5-28 вольт, которое может при необходимости быть изменено в пределах примерно от 3 до 50В. Выходное напряжение данного преобразователя может быть как меньше входного, так и больше.
Отдаваемая в нагрузку мощность может доходить до 100 Вт. Средний ток нагрузки преобразователя составляет 2,5-3 ампера (зависит от выходного напряжения, и при выходном напряжении, например 5 вольт - ток нагрузки может быть и 8 ампер и более).
Этот преобразователь подходит для различных целей, таких как - запитывание ноутбуков, усилителей, портативных телевизоров и другой бытовой техники от бортовой сети автомобиля 12V, так-же зарядка мобильных телефонов, устройств USB, 24В техника и др.
Преобразователь устойчив к перегрузкам и коротким замыканиям на выходе, так как входная и выходная цепь - гальванически не связаны между собой, и например выход из строя силового транзистора, не приведёт к выходу из строя подключенной нагрузки, и всего лишь на выходе пропадёт напряжение (ну и перегорит защитный предохранитель).

Рисунок 1.
Схема преобразователя.

Преобразователь построен на микросхеме UC3843. В отличии от обычных схем подобных преобразователей, здесь в качестве энерго-вырабатывающего элемента применён не дроссель, а трансформатор, с соотношением витков 1:1, в связи с чем его вход и выход, гальванически развязаны между собой.
Рабочая частота преобразователя составляет около 90-95 kHz.
Рабочее напряжение конденсаторов С8 и С9 выбирать, в зависимости от выходного напряжения.
Величина резистора R9, определяет порог ограничения преобразователя по току. Чем меньше его величина, тем больше ток ограничения.
Вместо подстроечного резистора R3, можно поставить переменный, и им регулировать выходное напряжение, или поставить ряд постоянных резисторов с фиксированными значениями выходного напряжения, и выбирать их переключателем.
Для расширения диапазона выходных напряжений, необходимо пересчитать делитель напряжения R2, R3, R4, таким образом, чтобы напряжение на выводе 2 микросхемы, составляло 2,5 вольта при необходимом выходном напряжении.

Рисунок 2.
Трансформатор.

Сердечник трансформатора использован от компьютерных блоков питания АТ, АТХ, на котором намотан ДГС (дроссель групповой стабилизации). Сердечник окраски жёлто-белый, можно использовать любые подходящие сердечники. Хорошо подходят и сердечники от подобных БП и сине-зелёной окраски.
Обмотки трансформатора намотаны в два провода и содержат 2х24 витка, проводом, диаметром 1,0 мм. Начала обмоток на схеме обозначены точками.

В качестве выходных силовых транзисторов желательно использовать те, у которых малое сопротивление открытого канала. В частности SUP75N06-07L, SUP75N03-08, SMP60N03-10L, IRL1004, IRL3705N. И выбирать их ещё нужно с максимальным рабочим напряжением, в зависимости от максимального выходного напряжения. Максимальное рабочее напряжение транзистора не должно быть меньше 1,25 от выходного напряжения.
В качестве диода VD1, можно применить спаренный диод Шоттки, с обратным напряжением не менее 40В и максимальным током не менее 15А, так же желательно в корпусе ТО-220. Например SLB1640, или STPS1545 и т.д.

Схема была собрана и протестирована на макетной плате. В качестве силового транзистора был использован полевой транзистор 09N03LA, выдранный из "дохлой материнки". В качестве диода - спаренный диод Шоттки SBL2045CT.

Рисунок 3.
Тест 15V-4A.

Тестирование инвертора при входном напряжении 12 вольт и выходном напряжении 15 вольт. Ток нагрузки инвертора составляет 4 ампера. Мощность нагрузки составляет 60 ватт.

Рисунок 4.
Тест 5V-8A.

Тестирование инвертора при входном напряжении 12 вольт, выходное напряжение 5V и ток нагрузки 8A. Мощность нагрузки составляет 40 ватт. Силовой транзистор применённый в схеме = 09N03LA (SMD из материнки), D1 = SBL2045CT (от комповых БП), R9 = 0R068 (0,068 Ом), C8 = 2 х 4700 10V.

Печатная плата, разработанная для этого устройства, размером 100х38 мм, с учётом установки транзистора и диода на радиатор. Печатка в формате Sprint-Layout 6.0 , прилагается в прикреплении.

Ниже на фотографиях вариант сборки данной схемы с применением SMD-компонентов. Печатка разведена для SMD-компонентов, размером 1206.

Рисунок 5.
Вариант сборки преобразователя.

Если нет необходимости регулировать выходное напряжение на выходе данного преобразователя, то тогда переменный резистор R3 можно исключить, и подобрать резистор R2 так, чтобы выходное напряжение преобразователя соответствовало необходимому.

Архив для статьи