Wzmacniacze napięcia z zasilaczem niskiego napięcia bardzo często są wdrażane w różnych produktach domowych. Teraz rynek oferuje nam całkiem dobre gotowe rozwiązania, ale zabranie i użycie gotowej płyty jest w jakiś sposób nieciekawe. O wiele ładniej, kiedy to robisz zrób to sam.
Autorem tego domowego produktu jest AKA KASYAN (kanał YouTube „AKA KASYAN”). Proponowany konwerter może być zaangażowany w budowę domowych powerbanków, konwerterów do multimetru, zasilać linię diod LED lub pasek LED ze źródła niskiego napięcia i tak dalej.
Z chipem mc34063 być może każdy amator radia zna się na rzeczy. Jest to wyspecjalizowany układ, na podstawie którego można zbudować całkiem dobre przetworniki napięcia DC-DC, które zwiększają, zmniejszają lub odwracają.
Prosty obwód konwertera boost na tym układzie będzie wyglądał następująco:
Mikroukład jest dobry, ponieważ ma już tranzystor mocy, dzięki czemu prąd wyjściowy może wzrosnąć do 1,5A.
Ale uczciwie należy zauważyć, że przy prądzie 1A mikroukład już zaczyna się bardzo nagrzewać. Ten mikroukład ma wewnętrzne komparatory i własne źródło napięcia odniesienia, które umożliwia organizowanie sprzężenia zwrotnego napięcia, lub innymi słowy, stabilizowanie napięcia wyjściowego na pożądanym poziomie.
Napięcie wyjściowe będzie zależeć od stosunku rezystancji dzielnika napięcia.
Mikroukład ma wiele zalet, o których powiemy innym razem, ale dziś rozważymy obwód przetwornika podwyższającego napięcie.
Ten konwerter jest dość prosty i pozwala na ładowanie smartfona, na przykład z baterii litowych.
Ale jest wada - wydajność. Faktem jest, że pomimo pracy w trybie pulsacyjnym, przy takim stosunku napięcia wejściowego i wyjściowego, wydajność konwertera jest bardzo mała i wynosi co najwyżej 60-65%, co nie jest dobre dla urządzenia przenośnego.
Układ tego obwodu polega na tym, że wyjście mikroukładu jest wzmacniane przez dodatkowy tranzystor. W naszym przypadku jest to dwubiegunowa.
Poprawi to charakterystykę wyjściową konwertera i odciąży układ. Innymi słowy, obwód pozwoli na budowę przetworników o dużej mocy.Chip mc34063 zaczyna działać przy napięciu wejściowym zaczynającym się od 3V, to znaczy powyższy obwód może być wykorzystywany jako przetwornica podwyższająca napięcie w domowym banku energii. Dlatego autor ma podwójny port USB na płycie.
Teraz o płytce drukowanej. Początkowo autor opracował płytkę dla innego obwodu z tranzystorem polowym, ale nadzieja nie była uzasadniona. W przypadku tranzystorów bipolarnych obwód działa lepiej. Płyta wyszła całkiem nieźle, z jakością fabryczną z pewnością nie można jej porównać, ale do dom technologia wcale nie jest zła, a jeśli chcesz, aby twoje domowe produkty wyglądały jak produkty fabryczne, możesz zamówić płytkę drukowaną.
Śmiało Nie zagłębimy się głęboko w działanie konwertera dc-dc. Ale ten układ nieco różni się od zwykłych kontrolerów PWM. Mikroukład wytwarza sekwencję prostokątnych impulsów, które wchodzą do podstawy klucza i działa, zamykając źródło zasilania do cewki indukcyjnej. W rezultacie dochodzi do akumulacji energii w tym ostatnim. Następnie klucze są zamykane, skok napięcia indukcyjnego z induktora jest prostowany przez diodę i gromadzi się w kondensatorze, a od kondensatora trafia już do odbiorcy.
Dzielnik rezystancyjny wytwarza określone napięcie, które jest przykładane do jednego z wejść wewnętrznego komparatora mikroukładu. Tam napięcie to jest porównywane z napięciem źródła odniesienia. W oparciu o różnicę napięcia mikroukład zwiększa lub zmniejsza czas trwania i częstotliwość impulsu, a także częstotliwość, ponieważ mikroukład kontroluje jednocześnie zarówno tryb PWM (modulacja szerokości impulsu), jak i tryb PFM (modulacja częstotliwości impulsu).
Zasada jest wyraźnie widoczna na ekranie oscyloskopu:
Im mocniejsze obciążenie, tym większy spadek napięcia wyjściowego. System sprzężenia zwrotnego reaguje na to, a mikroukład zwiększa czas trwania impulsu i częstotliwość przełączania klawiszy.
Wyjściowa dioda prostownika. Zasadniczo odpowiednia jest każda dioda Schottky'ego o prądzie 3 amperów. Autor postanowił wziąć zespół podwójnej diody z prostownika wyjściowego zasilacza komputerowego. Diody są równoległe.
Na wyjściu bierzemy kondensatory o napięciu znamionowym 10-16 V. Zaleca się stosowanie kondensatorów o niskiej rezystancji wewnętrznej, można je również znaleźć w zasilaczach komputerowych.
Cewka indukcyjna jest uzwojona na pierścieniach z proszkowego żelaza, a nie ferrytu, a mianowicie z proszkowego żelaza.
Pierścień ferrytowy nie jest tutaj odpowiedni. Rozmiar pierścionka jest teraz przed tobą:
Uzwojenie zawiera tylko 6 zwojów, nawiniętych drutem 1,2 mm i może być milimetrowe.
To właśnie z tym induktorem maksymalne pole elektromagnetyczne indukcji własnej osiągnęło 20 V. Dzięki rezystorowi tuningowemu, który, nawiasem mówiąc, znajduje się na płycie, możliwe jest dostosowanie napięcia wyjściowego w dość szerokim zakresie.
Autor umieścił tranzystor TIP41 jako najtańszą opcję. Prąd kolektora wynosi tylko 6A, jeśli to możliwe, włóż klucze o prądzie kolektora 10 amperów lub większym. Ale nawet przy tak niezbyt stromym tranzystorze można uzyskać prąd około 2A na wyjściu przetwornika.
Oczywiście tranzystor nagrzewa się, więc zarówno klucz, jak i dioda są zainstalowane na wspólnym grzejniku. Nie zapomnij izolować podłoży tych elementów od chłodnicy za pomocą uszczelek przewodzących ciepło.
Bocznik prądowy można wykluczyć z obwodu, jeśli ochrona nie jest potrzebna.
Jedną z zalet tego obwodu jest niewielki prąd jałowy (mniejszy niż 10 mA). Wskazany prąd wyjściowy 2A nie stanowi ograniczenia dla takiego obwodu. Możesz wypompować jeszcze więcej, ale nie ma to sensu z powodu niskiej wydajności konwersji.
To wszystko. Archiwum z obwodem i płytką drukowaną można znaleźć w opisie pod oryginalnym wideo autora (link ŹRÓDŁO).
Dziękuję za uwagę. Do zobaczenia wkrótce!
Wideo: