2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Повышающий преобразователь напряжения DC DC. Повышающий преобразователь напряжения DC DC Импульсный стабилизатор на IRU3038

17 схем импульсных преобразователей напряжения DC-DC

Сегодня мы рассмотрим несколько схем несложных, даже можно сказать – простых, импульсных преобразователей напряжения DC-DC (преобразователей постоянного напряжения одной величины, в постоянное напряжение другой величины)

Чем хороши импульсные преобразователи. Во-первых, они имеют высокий КПД, и во-вторых могут работать при входном напряжении ниже выходного. Импульсные преобразователи подразделяются на группы:

  • – понижающие, повышающие, инвертирующие;
  • – стабилизированные, нестабилизированные;
  • – гальванически изолированные, неизолированные;
  • – с узким и широким диапазоном входных напряжений.

Для изготовления самодельных импульсных преобразователей лучше всего использовать специализированные интегральные микросхемы – они проще в сборке и не капризны при настройке. Итак, приводим для ознакомления 14 схем на любой вкус:

1. Нестабилизированный транзисторный преобразователь

Этот преобразователь работает на частоте 50 кГц, гальваническая изоляция обеспечивается трансформатором Т1, который наматывается на кольце К10х6х4,5 из феррита 2000НМ и содержит: первичная обмотка – 2х10 витков, вторичная обмотка – 2х70 витков провода ПЭВ-0,2. Транзисторы можно заменить на КТ501Б. Ток от батареи, при отсутствии нагрузки, практически не потребляется.

2. Стабилизированный транзисторный преобразователь напряжения

Трансформатор Т1 наматывается на ферритовом кольце диаметром 7 мм, и содержит две обмотки по 25 витков провода ПЭВ=0,3.

3. Нестабилизированный преобразователь напряжения на основе мультивибратора

Двухтактный нестабилизированный преобразователь на основе мультивибратора (VТ1 и VТ2) и усилителя мощности (VТ3 и VТ4). Выходное напряжение подбирается количеством витков вторичной обмотки импульсного трансформатора Т1.

4. Преобразователь на специализированной микросхеме MAX631

Преобразователь стабилизирующего типа на микросхеме MAX631 фирмы MAXIM. Частота генерации 40…50 кГц, накопительный элемент – дроссель L1.

5. Нестабилизированный двухступенчатый умножитель напряжения на MAX660

Можно использовать одну из двух микросхем отдельно, например вторую, для умножения напряжения от двух аккумуляторов.

6. Импульсный повышающий стабилизатор на микросхеме MAX1674

Типовая схема включения импульсного повышающего стабилизатора на микросхеме MAX1674 фирмы MAXIM. Работоспособность сохраняется при входном напряжении 1,1 вольта. КПД – 94%, ток нагрузки – до 200 мА.

7. MCP1252-33X50: Два напряжения от одного источника питания

Позволяет получать два разных стабилизированных напряжения с КПД 50…60% и током нагрузки до 150 мА в каждом канале. Конденсаторы С2 и С3 – накопители энергии.

8. Импульсный повышающий стабилизатор на микросхеме MAX1724EZK33 фирмы MAXIM

Типовая схема включения специализированной микросхемы фирмы MAXIM. Сохраняет работоспособность при входном напряжении 0,91 вольта, имеет малогабаритный SMD корпус и обеспечивает ток нагрузки до 150 мА при КПД – 90%.

9. Импульсный понижающий стабилизатор на микросхеме TL497

Типовая схема включения импульсного понижающего стабилизатора на широкодоступной микросхеме фирмы TEXAS. Резистором R3 регулируется выходное напряжение в пределах +2,8…+5 вольт. Резистором R1 задается ток короткого замыкания, который вычисляется по формуле: Iкз(А)= 0,5/R1(Ом)

10. Интегральный инвертор напряжения на микросхеме ICL7660

Интегральный инвертор напряжения, КПД – 98%.

11. Два изолированных преобразователя на микросхемах DC-102 и DC-203 фирмы YCL Elektronics

Два изолированных преобразователя напряжения DA1 и DA2, включенных по “неизолированной” схеме с общей “землей”.

12. Двухполярный стабилизированный преобразователь напряжения на микросхеме LM2587-12

Индуктивность первичной обмотки трансформатора Т1 – 22 мкГн, отношение витков первичной обмотки к каждой вторичной – 1:2.5.

Читать еще:  Wikileaks петер сервис. Рассекречены документы поставщика «Мегафона» о системах для слежки и «манипуляции сознанием» россиян

13. Стабилизированный повышающий преобразователь на микросхеме MAX734

Типовая схема стабилизированного повышающего преобразователя на микросхеме фирмы MAXIM.

14. Нестандартное применение микросхемы MAX232

Эта микросхема обычно служит драйвером RS-232. Умножение напряжения получается с коэффициентом 1,6…1,8.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12/220 В — 50 Гц
Преобразователь напряжения 12—> 220 В
Преобразователь напряжения 12—> 220 В до 200 Вт
Импульсный стабилизированный преобразователь напряжения
Регулятор сетевого напряжения
Цифровой кодовый замок с ИК ключом
Вольтметр постоянного тока с автоматическим выбором пределов измерения
Радиомикрофон повышенной мощности
Активный щуп для осциллографа

Обзор DC-DC повышающего конвертера с регулировкой тока и напряжения

Со времени моего знакомства с DC-DC конвертером Jtron, кому интересно, обзор можно прочитать здесь, меня не оставляла мысль найти подобное решение с регулировкой не только по напряжению, но и по току. Например для создания недорогого зарядного для аккумуляторных батарей (под термином батарея — понимается 2 и более соединенных вместе аккумулятора). Вот про один из вариантов такого конвертера я сегодня и расскажу.

Сразу скажу — обзор носит больше исследовательский чем прикладной характер, в некотором роде это творческий поиск, поэтому буду благодарен за конструктивные комментарии и предложения.

Почему мое внимание привлек именно данный конвертер? Кроме того что он имеет регулировку по току и по напряжению, он является повышающим — Step — Up Boost Converter, что для меня весьма интересно, так как на хозяйстве имеется довольно много 12 В блоков питания (да и не забываем про бортовую сеть автомобиля), а для заряда например 4х элементной LiOn батареи с последовательно соединенными элементами, нужно напряжение в 16.8 В. Так же понравилась невысокая цена, и возможность скинуть часть ее поинтами — в моем случае свободных поинтов было на 2 с небольшим доллара, что дало цену примерно в 5.5 доллара.

Узнать актуальную цену на странице товара в магазине Gearbest можно — здесь

Характеристики:

● Входное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходное напряжение: 100W (Max, 150W кратковременно), если позволяет источник питания
● Может работать как источник питания для ноутбуков 65W — 90W
● При использовании 12V источника для питания 19V 3.42A ноутбука, температура модуля — около 45 С градусов
● Эффективность преобразования: 94% (вход 16V выход 19V 2.5A)
● Рабочая температура: от -40 до +85 градусов, если температура окружающей среды превышает 40 градусов, необходимо использование активного охлаждения
● Температура при полной нагрузке: 45 градусов

Так же на странице товара имеется полезная информация о назначении элементов управления

Внешний осмотр, элементная база

Поставляется в антистатическом пакете

Размеры модуля — ширина чуть менее 6 см

Длина — чуть более 6,5 см

Максимальная габаритная высота, на уровне электролитов — около 2,5 см

На одной из сторон конвертера находится два подстроечника, для регулировки тока и напряжения, за ними находится массивный, относительно размеров конвертера дроссель

между подстроечниками находится ШИМ контролер 3843b

По бокам находятся два радиатора, которые рассеивают тепло от MOSFET транзистора IRF2807 с одной стороны

И сдвоенного диода Шотки MBR2060CT с другой стороны

С другой стороны находится контактная колодка на 4 винтовых разъема, соответственно входное и выходное напряжение, за ними два 35 В электролита на 1000 мкФ

Нижняя часть конвертера:

Испытания

В качестве источника питания, я использовал 12 В блок питания, про который рассказывал в одном из своих предыдущих обзоров. В качестве нагрузки для первого включения — 24 В автомобильная лампочка. Первое включение — «из коробки» без проведения каких-либо настроек. В данном случае, разницы с прямым подключением к блоку питания нет

Читать еще:  Гугл плей игры на виндовс фоне. Когда ждать появления play market для windows phone

При помощи подстроечника напряжения поднимаю напряжение до 24 В, максимума для лампочки, ограничения по току нет. Потребляемая лампочкой мощность в этом случае — более 60 Ватт. Так что рассматривать данный конвертер в качестве источника питания для ноутбуков от, например, бортовой сети автомобиля — вполне вероятно.

«Прикрутить» напряжение удалось до 11.76 В. При использовании этой лампочки в качестве нагрузки с этим блоком питания — это минимальные показатели

Цель моего эксперимента — зарядить аккумуляторную батарею из 4х 18650 последовательно соединенных аккумуляторов. Рабочее напряжение выставляю 4,2 * 4 = 16,8 В.

После этого прикручиваю ток до 2 А.

Проверяю на холстом ходу — напряжение 16,8, индикатор напряжения без нагрузки светит зеленым.

Собираю стенд из 4х NCR1860B — напряжение на батарее, источник питания отключен

А теперь включаю блок питания. Зарядный ток выставлен в ходе предыдущего теста на 2А

При желании ток можно ограничить и на 1 А

Я зафиксировал ток на 1,5 А, весь дальнейший тест будет проходить с этим ограничением

В ходе всего теста я делал замеры температуры, максимум который мне удалось зафиксировать на самом горячем элементе конвертера — MOSFET транзисторе IRF2807 — около 40 С

Максимальная температура зафиксированная на аккумуляторах — 32С

Когда напряжение на аккумуляторной батарее приблизилось к отметке 16.7 В, потребляемый ток стал существенно падать

В районе 0.3 А — изменения практически прекратились и я завершил заряд

После заряда — напряжение на батарее без нагрузки

Напряжение на единичном элементе

Вывод

С одной стороны — аккумуляторы я зарядил. С другой стороны — каким образом отслеживать момент, когда следует прекращать заряд? Применять дополнительные индикаторы? Вопрос пока открыт, жду комментариев. Может быть этот конвертер вообще нельзя применять как зарядное, я ошибся с выбором ?

Повышающий/понижающий DC DC преобразователь напряжения — схема, монтаж своими руками

Чтобы полноценно ответить на этот вопрос, ознакомимся с характеристиками:

Как видим из характеристик, такой преобразователь можно использовать в автомобиле для повышения или понижения напряжения 12В. Также можно подключить такой самодельный DC DC преобразователь на выход компьютерного блока питания и без переделки получать с него разные напряжения.

Ну или же можно взять блок питания от ноутбука и опять же получать на выходе любое напряжение. Это очень удобно, поскольку не нужно заботиться о питающем напряжении.

Повышающий/понижающий DC DC преобразователь — схема

Тут у нас всем знакомая tl494, ей уже много лет, но она до сих пор не сдает свои позиции.

Сначала была идея создать DC DC преобразователь на UС3843, но она оказалась неудачной. Плюс если делать регулировку по току, то нужно ставить второй шунт, а это снижает итоговый КПД устройства.

В изделии по схеме есть регулировка напряжения, тока, а также установлен драйвер полевика. С ним немного уменьшился нагрев.

Также можно увидеть, что ограничена максимальная ширина выходного импульса, так как при максимальном заполнении схема уходила в непонятный режим, жрала много тока, но на выходе напряжение падало.

Максимальное выходное напряжение равняется 30В.

Если нужно больше, то придется пересчитать номинал вот этих резисторов:

Причем с таким расчетом, чтобы при нужном выходном напряжении в точке делителя было 5В.

Также у нас ограничен ток, он составляет 2А. Если нужно больше, то необходимо пересчитать вот этот резистор:

Тут уже немного сложнее. Для начала необходимо выяснить сколько вольт упадет на шунте. К примеру, нам нужен ток 4А. Тогда смотрим, при каком токе на резисторе упадет 0,4В.

Читать еще:  Колонка beats pill схема платы. Bluetooth колонка в стиле Beats Pill

Теперь пересчитываем резистор. Нужно, чтобы в точке деления переменного и постоянного резистора, напряжение было 0,4В. Для этого можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Схему и печатную плату можно скачать ниже.

Принцип работы DC DC преобразователя по схеме

Точка отсчета — устройство выключено.

Подаем питание. Ключ разомкнут, а значит ток течет через катушку индуктивности, конденсатор и диод прямо в нагрузку и выходной конденсатор.

Дальше происходит замыкание ключа. В этот момент в катушке L1 накапливается энергия. Проходной конденсатор был заряжен напряжением питания, и поскольку после замыкания ключа он оказывается включенным параллельно индуктивности L2, то он ее заряжает. Напряжение с L2 не может уйти в нагрузку, так как там стоит диод и у него на катоде напряжение выше, чем на аноде.

Теперь ключ снова размыкаем, и напряжение на L1 складывается с напряжением самоиндукции.

Таким образом, на проходной конденсатор и нагрузку идет уже повышенное напряжение.

Изменяя коэффициент заполнения ШИМ, мы изменяем выходное напряжение.

Если ширина импульса достаточно маленькая, то и величина самоиндукции меньше, а, следовательно, выходное напряжение уменьшается. Преимущество такой схемы перед обыкновенным повышающим DC DC преобразователем в том, что здесь установлен проходной конденсатор, который в случае короткого замыкания не даст выйти из строя схеме.

Монтаж повышающего/понижающего DC DC преобразователя своими руками

Как уже говорилось выше, некоторые компоненты схемы необходимо рассчитать, благо в сети есть много готовых онлайн калькуляторов.

  • Смотрите также схему простого преобразователя напряжения 12–220В

Как же в реальной жизни их намотать катушки с нужной индуктивностью? Те, у кого есть ESR метр скажут, что тут нет ничего сложного, мотаешь и смотришь параметры.

Но этот ESR метр показывает с очень большой погрешностью, поэтому предлагает воспользоваться программой DrosselRing. В ней вводим все необходимые параметры, а также указываем какой у нас сердечник. Если никаких нет под рукой, то достаем 2 одинаковых желтых кольца из компьютерного блока питания.

Ну и осталось намотать наши дроссели, это уже не составит особого труда.

Получилось довольно-таки неплохо. Казалось бы, все сложности уже позади, но нет, впереди еще разводка печатной платы DC DC. Преобразователя. Чтобы максимально компактно расположить все элементы, понадобится немало времени.

Для крепления можно сделать плату немного больше и добавить по бокам отверстия, но это уже на ваше усмотрение.

Плата готова, просверлены отверстия, настала очередь запайки. Тут есть один важный момент: необходимо поднять силовые элементы выше над платой, так как потом их невозможно будет достать отверткой.

Теперь необходимо установить транзистор и диод на радиатор. Мы используем вот такой алюминиевый профиль, он имеет неплохие габариты и сможет нормально охлаждать схему.

Вот, что получается.

Тестирование DC DC преобразователя напряжения

Подаём на схему сначала напряжение равное 12В. На выход подключена нагрузка в виде лампы накаливания мощностью 100 Вт, рассчитанная на напряжение 36В. Мультиметр следит за выходным напряжением.

Как видим, спокойно можно выставить любое напряжение начиная от 0 и заканчивая практически 30 вольтами. Теперь посмотрим ограничение тока.

Как видим, наша схема отлично справляется. Теперь произведем короткое замыкание.

Это вообще без проблем, идёт просто ограничение заранее выставленного тока. Ну и самый важный тест — выставляем на выходе среднее значение в 15В и начинаем изменять входное напряжение.

Как видим, сначала мы его уменьшали, а теперь начали увеличивать, но выходное напряжение держится на заданном уровне.

  • Рекомендуем также посмотреть, как сделать своими руками преобразователь на 5В

Видео с пошаговой сборкой повышающего/понижающего DC DC преобразователя напряжения своими руками:

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector