Opptrappingsspenningsomformere med lavspent strømforsyning implementeres ofte i en rekke hjemmelagde produkter. Nå tilbyr markedet oss ganske gode ferdige løsninger, men å ta og bruke et ferdig brett er på en måte uinteressant. Mye hyggeligere når du gjør det gjør det selv.
Forfatteren av dette hjemmelagde produktet er AKA KASYAN (YouTube-kanalen "AKA KASYAN"). Den foreslåtte omformeren kan være involvert i konstruksjon av hjemmelaget kraftbank, omformere for en multimeter, drive en linje med lysdioder eller LED-stripe fra en lavspent kilde, og så videre.
Med mc34063-brikken er kanskje alle radioamatører kjent. Dette er en spesialisert brikke som du kan bygge ganske gode DC-DC spenningskonvertere som øker, reduserer eller inverse.
En enkel boost-omformerkrets på denne brikken vil se slik ut:
Mikrokretsen er god ved at den allerede har en krafttransistor inne, slik at utgangsstrømmen kan gå opp til 1,5A.
Men i rettferdighet skal det bemerkes at i en strøm på 1A begynner mikrokretsen allerede å varme opp veldig. Denne mikrokretsen har interne komparatorer og sin egen referansespenningskilde, som gjør det mulig å organisere spenningsåterkoppling, eller med andre ord, for å stabilisere utgangsspenningen på ønsket nivå.
Utgangsspenningen vil avhenge av forholdet mellom motstandene til spenningsdeleren.
Mikrokretsen har mange godbiter, som vi vil snakke om en annen gang, men i dag vil vi vurdere en boost-omformerkrets.
Denne omformeren er ganske enkel og lar deg lade smarttelefonen din fra for eksempel litiumbatterier.
Men det er en ulempe - effektivitet. Faktum er at til tross for å ha jobbet i en pulsmodus, med et slikt forhold mellom inngangs- og utgangsspenning, er omformerens effektivitet veldig liten og utgjør i beste fall 60-65%, og dette er ikke bra for en bærbar enhet.
Brikken til denne kretsen er at utgangen fra mikrokretsen forsterkes av en ekstra transistor. I vårt tilfelle er det bipolar.
Dette vil forbedre outputegenskapene til omformeren og laste av brikken. Med andre ord, kretsen vil tillate bygging av omformere for høy effekt.Mc34063-brikken begynner å fungere med en inngangsspenning som starter fra 3V, det vil si at kretsen ovenfor kan brukes som en boost-omformer i en hjemmelaget kraftbank. Derfor har forfatteren en dobbel USB-port på brettet.
Nå om kretskortet. Opprinnelig utviklet forfatteren brettet for en annen krets med felteffekttransistor, men håpet var ikke berettiget. Med bipolare transistorer fungerer kretsen bedre. Styret kom ganske bra ut, med fabrikkvalitet kan det absolutt ikke sammenlignes, men for hjem teknologien er slett ikke dårlig, og hvis du vil at hjemmelagde produkter skal se ut som et fabrikkprodukt, kan du bestille et kretskort.
Gå videre. Vi vil ikke dykke dypt inn i driften av DC-DC-omformeren. Men denne brikken er litt forskjellig fra vanlige PWM-kontrollere. Mikrokretsen genererer en sekvens med rektangulære pulser som kommer inn i bunnen av nøkkelen, og den fungerer, og lukker strømkilden for induktoren. Som et resultat skjer energiakkumulering i sistnevnte. Så lukkes nøklene, bølgen i selvinduksjonsspenningen fra induktoren blir utbedret av dioden og akkumuleres i kondensatoren, og fra kondensatoren går allerede til forbrukeren.
Den resistive skillelinjen genererer en viss spenning, som påføres en av inngangene til den interne komparatoren til mikrokretsen. Der sammenlignes denne spenningen med referansekildens spenning. Basert på spenningsforskjellen øker eller reduserer mikrokretsen pulslengden og frekvensen, og også frekvensen, siden mikrokretsen samtidig styrer både PWM-modusen (pulsbreddemodulasjon) og PFM-modusen (pulsfrekvensmodulering).
Prinsippet er tydelig synlig på oscilloskopskjermen:
Jo kraftigere belastningen er, desto større blir nedtrekket for utgangsspenningen. Et tilbakemeldingssystem reagerer på dette, og mikrokretsløpet øker pulsvarigheten og tasten for å bytte frekvens.
Utgang likeretterdiode. I prinsippet er enhver Schottky-diode med en strøm på 3 eks-ampere egnet. Forfatteren bestemte seg for å ta en dobbel diodesamling fra utgangs likeretteren til datamaskinens strømforsyning. Dioder er parallelt.
Vi tar lagringskondensatorer ved utgangen med en nominell spenning på 10-16V. Det anbefales sterkt å bruke kondensatorer med lav intern motstand, de kan også finnes i datamaskinens strømforsyning.
Induktoren er viklet på ringer av pulverjern, ikke ferritt, nemlig pulverjern.
Ferittring passer ikke her. Ringstørrelsen er nå foran deg:
Viklingen inneholder bare 6 svinger, viklet med en 1,2 mm ledning, og kan være millimeter.
Det var med denne induktoren at maksimal EMF for selvinduksjon nådde 20V. Så takket være innstillingsmotstanden, som forresten er tilgjengelig på brettet, er det mulig å justere utgangsspenningen over et ganske bredt område.
Forfatteren satte transistor TIP41, som det rimeligste alternativet. Samlerstrømmen er bare 6A, hvis mulig, sett nøklene med en samlestrøm på 10 ampere eller mer. Men selv med en så ikke så bratt transistor er det mulig å oppnå en strøm på omtrent 2A ved utgangen fra omformeren.
Naturligvis varmer transistoren opp, så både nøkkel og diode er installert på en felles radiator. Ikke glem å isolere underlagene til disse komponentene fra radiatoren med varmeledende pakninger.
Gjeldende shunt kan utelukkes fra kretsen hvis ikke beskyttelse er nødvendig.
En av fordelene med denne kretsen er den små tomgangsstrømmen (mindre enn 10 mA). Den angitte 2A utgangsstrømmen er ikke grensen for en slik krets. Du kan pumpe ut enda mer, men det er ingen mening i dette på grunn av den lave konverteringseffektiviteten.
Det er alt. Arkivet med kretsen og det trykte kretskortet finner du i beskrivelsen under den opprinnelige videoen til forfatteren (lenke KILDE).
Takk for oppmerksomheten. Vi ses snart!
videoer: