Повишаващите се преобразуватели на напрежение с ниско напрежение на захранването много често се прилагат в различни домашни продукти. Сега пазарът ни предлага доста добри готови решения, но вземането и използването на готов борд е някак неинтересно. Много по-хубаво, когато го правиш направете го сами.
Автор на този домашен продукт е AKA KASYAN (YouTube канал "AKA KASYAN"). Предложеният преобразувател може да участва в изграждането на домашно приготвени силови банки, конвертори за мултицет, захранване на линия от светодиоди или LED лента от източник на ниско напрежение и т.н.
С чипа mc34063 може би всеки радиолюбител е познат. Това е специализирана микросхема, въз основа на която можете да изградите доста добри преобразуватели на напрежение на постоянен ток, които се увеличават, намаляват или обръщат.
Проста схема на усилващия конвертор на този чип ще изглежда така:
Микросхемата е добра с това, че вече има силен транзистор вътре, така че изходният ток може да стигне до 1,5А.
Но справедливо трябва да се отбележи, че при ток от 1А, микросхемата вече започва да се нагрява много. Тази микросхема има вътрешни сравнители и собствен източник на референтно напрежение, което дава възможност да се организира обратна връзка на напрежението или с други думи, да се стабилизира изходното напрежение на желаното ниво.
Изходното напрежение ще зависи от съотношението на съпротивленията на делителя на напрежение.
Микросхемата има много предимства, за които ще говорим друг път, но днес ще разгледаме веригата на усилващия конвертор.
Този конвертор е доста прост и ще ви позволи да зареждате смартфона си от, например, литиеви батерии.
Но има недостатък - ефективност. Факт е, че въпреки работата в импулсен режим, с такова съотношение на входно и изходно напрежение, ефективността на преобразувателя е много малка и в най-добрия случай възлиза на 60-65%, а това не е добре за преносимо устройство.
Чипът на тази схема е, че изходът на микросхемата се усилва от допълнителен транзистор. В нашия случай той е двуполюсен.
Това ще подобри изходните характеристики на конвертора и ще разтовари чипа. С други думи, веригата ще позволи изграждането на преобразуватели за висока мощност.Чипът mc34063 започва да работи с входно напрежение, започващо от 3V, тоест горната верига може да се използва като усилвател в домашна банка за захранване. Следователно авторът има двоен USB порт на платката.
Сега за платката. Първоначално авторът разработва платката за различна схема с транзистор с полев ефект, но надеждата не се оправдава. При биполярните транзистори веригата работи по-добре. Бордът излезе доста добър, с фабрично качество със сигурност не може да се сравни, но за у дома технологията изобщо не е лоша и ако искате домашните ви продукти да изглеждат като фабричен продукт, тогава можете да поръчате печатна платка.
Давай напред. Няма да задълбаваме дълбоко в работата на dc-dc конвертора. Но този чип е малко по-различен от обикновените PWM контролери. Микросхемата генерира последователност от правоъгълни импулси, които влизат в основата на ключа и той работи, затваряйки източника на захранване към индуктора. В резултат на това в последното се натрупва енергия. Тогава ключовете се затварят, пренапрежението в самоиндукционното напрежение от индуктора се коригира от диода и се натрупва в кондензатора, а от кондензатора вече отива към потребителя.
Резистивният делител генерира определено напрежение, което се прилага към един от входовете на вътрешния компаратор на микросхемата. Там това напрежение се сравнява с напрежението на референтния източник. Въз основа на разликата в напрежението, микросхемата увеличава или намалява продължителността и честотата на импулса, а също и честотата, тъй като микросхемата едновременно контролира както режима на PWM (модулация на широчината на импулса), така и режима на PFM (импулсна честотна модулация).
Принципът е ясно видим на екрана на осцилоскопа:
Колкото по-мощен е натоварването, толкова по-голямо е намаляването на изходното напрежение. Система за обратна връзка реагира на това и микросхемата увеличава продължителността на импулса и честотата на превключване на ключовете.
Изходен изправител диод По принцип всеки диод на Шотки с ток от 3 ex ампера е подходящ. Авторът реши да вземе двойно диодно устройство от изходния токоизправител на компютърното захранване. Диодите са паралелни.
Вземаме кондензатори за съхранение на изхода с номинално напрежение 10-16V. Силно препоръчително е да използвате кондензатори с ниско вътрешно съпротивление, те могат да бъдат намерени и в компютърните захранвания.
Индукторът се навива на пръстени от прахово желязо, а не от ферит, а именно прахово желязо.
Феритовият пръстен тук не е подходящ. Размерът на пръстена вече е пред вас:
Намотката съдържа само 6 оборота, навити с 1,2 мм проводник и може да бъде милиметър.
Именно с този индуктор максималният ЕРС на самоиндукция достига 20V. Така че благодарение на настройващия резистор, който, между другото, се предлага на платката, можете да регулирате изходното напрежение в доста широк диапазон.
Авторът постави транзистора TIP41 като най-достъпния вариант. Токът на колектора е само 6А, ако е възможно, поставете клавишите със колекторен ток от 10 ампера или повече. Но дори и при такъв не толкова стръмен транзистор е възможно да се получи ток от около 2А на изхода на конвертора.
Естествено, транзисторът се загрява, така че и ключът, и диодът са инсталирани на общ радиатор. Не забравяйте да изолирате основите на тези компоненти от радиатора с уплътнители за топлопроводност.
Текущият шунт може да бъде изключен от веригата, ако не е необходима защита.
Едно от предимствата на тази схема е оскъдният ток на празен ход (по-малко от 10 mA). Посоченият 2A изходен ток не е ограничението за такава верига. Можете да изпомпвате още повече, но няма смисъл в това поради ниската ефективност на преобразуването.
Това е всичко. Архивът с схемата и печатаната платка може да се намери в описанието под оригиналното видео на автора (линк ИЗТОЧНИК).
Благодаря за вниманието. Ще се видим скоро!
видео: