Простые повышающие DC/DC преобразователи своими руками для батарейного питания
СХЕМА DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Повышающий преобразователь напряжения DC DC
DC–DC преобразователь LM2596
Схема преобразователя DC-DC на LM2596
Primary Menu
LM понижает входное до 40 В напряжение — выходное регулируется, ток 3 А. Идеален для светодиодов в машине. Очень дешёвые модули — около 40 рублей в Китае. Китайские заводы выпускают на её основе сверхдешёвые импульсные понижающие stepdown конвертеры: Типичный метод использования — стабилизированный источник напряжения. На основе этого стабилизатора легко сделать импульсный блок питания, я применяю её как простой и надёжный лабораторный блок питания, выдерживающий короткое замыкание. Они привлекательны постоянством качества похоже, все они делаются на одном заводе — да и сложно сделать ошибки в пяти деталях , и полным соответствием даташиту и заявленным характеристикам. Другая область применения — импульсный стабилизатор тока для питания мощных светодиодов. Модуль на этой микросхеме позволит вам подключить автомобильную светодиодную матрицу на 10 Ватт, дополнительно обеспечив защиту от КЗ. Крайне рекомендую купить их десяток штук — обязательно пригодятся. Они по—своему уникальны — входное напряжение вплоть до 40 вольт, и требуется лишь 5 внешних компонентов. В точках потребления ставим такой модуль и настраиваем его на нужные 12, 9, 5 вольт или сколько понадобится. Вот его упрощённая схема. Базовый ток задаётся операционным усилителем, который усиливает разность между выходным напряжением и заданным с помощью ИОН источник опорного напряжения , то есть он включен по классической схеме усилителя ошибки. Таким образом, преобразователь просто включает резистор последовательно с нагрузкой, и управляет его сопротивлением чтобы на нагрузке гасилось, к примеру, ровно 5 вольт. На токе в полампера на нагрузке выделяется 2. Во-первых, из-за этого возникают проблемы с охлаждением, а во-вторых на это уходит много энергии из источника питания. При питании от розетки это не очень страшно хотя всё равно наносится вред экологии , а при батарейном или аккумуляторном питании об этом нельзя не помнить. Другая проблема — таким методом вообще невозможно сделать повышающий преобразователь. Часто такая потребность возникает, и попытки решить этот вопрос двадцать-тридцать лет назад поражают — насколько сложен был синтез и расчёт таких схем. Нужно признать, что он обеспечивает гальваническую развязку, однако он неэффективно использует трансформатор — каждый момент времени задействована лишь половина первичной обмотки. В версии LMADJ также потребуется схема задания выходного напряжения, это два резистора или один переменный резистор. Диод замыкает цепь, когда транзистор выключен. Индуктивность противится изменению тока через неё. При появлении напряжения в точке А дроссель создаёт большое отрицательное напряжение самоиндукции, и напряжение на нагрузке становится равно разности напряжения питания и напряжения самоиндукции. Ток индуктивности и напряжение на нагрузке постепенно растут. После пропадания напряжения в точке А дроссель стремится сохранить прежний ток, текущий из нагрузки и конденсатора, и замыкает его через диод на землю — он постепенно падает. Таким образом, напряжение на нагрузке всегда меньше входного напряжения и зависит от скважности импульсов. Модуль выпускается в четырёх версиях: Имеет смысл везде применять именно настраиваемую версию, поскольку она в большом количестве есть на складах электронных компаний и вы вряд ли столкнётесь с её дефицитом — а она требует дополнительно лишь два копеечных резистора. Ну и конечно, версия на 5 вольт тоже пользуется популярностью. В обоих случаях потребуется батарея точных резисторов — зато можно настраивать напряжение без вольтметра. Существует два варианта корпусов: Я предпочитаю применять планарную версию LMS, поскольку в этом случае радиатором является сама плата, и отпадает необходимость покупать дополнительный внешний радиатор. К тому же её механическая стойкость гораздо выше, в отличие от TO, которую обязательно надо к чему—то привинчивать, хотя бы даже к плате — но тогда проще установить планарную версию. Микросхему LMT-ADJ я рекомендую использовать в блоках питания, потому что с её корпуса легче отвести большое количество тепла. Поскольку микросхема следит непосредственно за величиной выходного напряжения, колебания входного напряжения вызовут обратно пропорциональное изменение коэффициента преобразования микросхемы, и выходное напряжение останется в норме. Из этого следует, что при использовании LM в качестве понижающего преобразователя после трансформатора и выпрямителя, входной конденсатор то есть тот который стоит сразу после диодного моста может иметь небольшую ёмкость порядка мкФ. Благодаря высокой частоте преобразования выходной конденсатор тоже не обязан иметь большую ёмкость. Даже мощный потребитель не успеет значительно посадить этот конденсатор за один цикл. Самое главное — не используйте в качестве входного и выходного конденсатора танталовые конденсаторы. Используйте обычные алюминиевые электролитические конденсаторы. КПД не так высок, поскольку в качестве мощного ключа используется биполярный транзистор — а он имеет ненулевое падение напряжения, порядка 1. Отсюда и падение эффективности при маленьких напряжениях. Как видим, максимальная эффективность достигается при разности входного и выходного напряжений порядка 12 вольт. То есть, если нужно уменьшить напряжение на 12 вольт — в тепло уйдёт минимальное количество энергии. Это величина, характеризующая токовые потери — на выделение тепла на полностью открытом мощном ключе по закону Джоуля-Ленца и на аналогичные потери при переходных процессах — когда ключ открыт, допустим, лишь наполовину. Эффекты от обоих механизмов могут быть сравнимы по величине, поэтому не нужно забывать про оба пути потерь. В нашем же случае преобразование имеет эффективность ниже единицы, поэтому часть энергии останется внутри прибора. Конечно, преобразователь вынужден будет увеличить входной ток, чтобы поддерживать заданные выходные ток и напряжение. В любом случае это лучше любого линейного преобразователя, который даст минимум 7 ватт потерь, и потребит из входной сети в том числе на это бесполезное дело 1 ампер — в два раза больше. Однако, ей нужны в три раза более высокие номиналы дросселя и выходного конденсатора, а это лишние деньги и размер платы. Несмотря на и так довольно большой выходной ток микросхемы, иногда требуется ещё бОльший ток. Как выйти из этой ситуации? Можно сделать очень удобный походный USB-зарядник. Для этого необходимо настроить регулятор на напряжение 5В, снабдить его USB-портом и обеспечить питание зарядника. Я использую купленный в Китае радиомодельный литий-полимерный аккумулятор, обеспечивающий 5 ампер-часов при напряжении С учётом КПД получится не меньше 6 раз. Более того, такой ток может даже не скомпенсировать ток потребления телефона, и аккумулятор вовсе не будет заряжаться. Также можно предусмотреть отдельный вход 12В от автомобильного аккумулятора с разъёмом прикуривателя — и переключать источники каким-либо переключателем. Советую установить светодиод, который будет сигнализировать что устройство включено, чтобы не забыть выключить батарею после полной зарядки — иначе потери в преобразователе полностью посадят резервную батарею за несколько дней. Такой аккумулятор не слишком подходит, потому что он рассчитан на высокие токи — можно попробовать найти менее сильноточную батарею, и она будет иметь меньшие размеры и вес. Возможна только в версии с настраиваемым выходным напряжением LMADJ. Если вы не хотите применять готовый модуль, и желаете сделать эту схему самостоятельно — ничего сложного, за одним исключением: Я объясню, как это сделать, и попутно разъясню сложные моменты. Как и в случае со стабилизаторами напряжения, есть два типа таких устройств — линейный и импульсный. Классический линейный стабилизатор тока — это LM, и он вполне хорош в своём классе — но его предельный ток 1. Даже если умощнить этот стабилизатор внешним транзистором — потери на нём просто неприемлемы. А вот наша микросхема — удобный драйвер импульсного преобразователя напряжения, имеющий много режимов работы. Потери минимальны, поскольку не применяется никаких линейных режимов работы транзисторов, только ключевые. Изначально она предназначалась для схем стабилизации напряжения, однако несколько элементов превращают её в стабилизатор тока. В стандартной схеме включения на эту ногу подаётся напряжение с резистивного делителя выходного напряжения. Но ведь можно на этот вход подать напряжение с токового шунта! Например, на токе 3А нужно взять шунт номиналом не более 0. На таком сопротивлении этот ток выделит около 1Вт, так что и это много. Лучше запараллелить три таких шунта, получив сопротивление 0. Однако, вход Feedback требует напряжение 1. Ставить бОльшее сопротивление нерационально тепла будет выделяться в раз больше , поэтому остаётся как-то увеличить это напряжение. Делается это с помощью операционного усилителя. Теперь объединяем обычную схему преобразователя напряжения и усилитель на ОУ LM, к входу которого подключаем токовый шунт. Его можно сделать из трёх резисторов 0. На выход Feedback подключен небольшой конденсатор, чтобы устранить возможный переход в режим генератора. Давайте заведём на вход Feedback оба сигнала — и ток, и напряжение. Если сигнал тока выше сигнала напряжения — он будет доминировать и наоборот. Вы не можете регулировать выходное напряжение. Максимальное напряжение питания схемы — 30В, поскольку это предел для LM Можно расширить этот предел до 40В или 60В с версией LMHV , если питать ОУ от стабилитрона. В последнем варианте в качестве суммирующих диодов необходимо использовать диодную сборку, поскольку в ней оба диода сделаны в рамках одного технологического процесса и на одной пластине кремния. Разброс их параметров будет гораздо меньше разброса параметров отдельных дискретных диодов — благодаря этому мы получим высокую точность отслеживания значений. Также нужно внимательно следить за тем, чтобы схема на ОУ не возбудилась и не перешла в режим генерации. О применении микросхемы в своих устройствах не в виде готового модуля я подробно рассказал в другой статье , в которой рассмотрены: Правда, у него 7 ног вместо 5, и он не pin-to-pin совместимый. Тем не менее эта микросхема очень похожа, и будет простым и удобным вариантом с улучшенной эффективностью. Также у неё почти в два раза выше частота преобразования кГц — следовательно, требуются меньшие номиналы индуктивности и конденсатора. Если требуется максимальный КПД — придётся обращаться к неинтегрированным stepdown DC—DC контроллерам. Проблема интегрированных контроллеров в том, что в них никогда не бывает классных силовых транзисторов — типичное сопротивление канала не выше мОм. Хорошо зарекомендовал себя LTC, правда он довольно дорог и его тяжело найти — он уже устарел. Его аналог, MAX — контроллер в корпусе SO—8, требует 5 внешних компонентов и P—канальный полевик. Catethysis Калькуляторы Оглавление Форум Я Услуги STM Входное напряжение — от 2. Забудем это как страшный сон и перейдём к современной схемотехнике. Схема понижающего преобразователя напряжения на основе LM Подробное описание работы Индуктивность противится изменению тока через неё. Выходное напряжение Модуль выпускается в четырёх версиях: Количество на складе — в последнем столбце. Корпус Существует два варианта корпусов: Выходной конденсатор Благодаря высокой частоте преобразования выходной конденсатор тоже не обязан иметь большую ёмкость. Эффективность, КПД и тепловые потери КПД не так высок, поскольку в качестве мощного ключа используется биполярный транзистор — а он имеет ненулевое падение напряжения, порядка 1. Увеличение выходного тока Несмотря на и так довольно большой выходной ток микросхемы, иногда требуется ещё бОльший ток. Можно запараллелить несколько преобразователей. Конечно, они должны быть настроены точно на одно и то же выходное напряжение. Иначе вся нагрузка ляжет на плечи преобразователя с самым высоким напряжением и он может не справиться. Это даст возможность [поднять ток] http: Это даст возможность применить полевой транзистор с очень маленьким падением напряжения, и здорово увеличит как выходной ток, так и КПД. USB-зарядник на LM Можно сделать очень удобный походный USB-зарядник. Стабилизатор тока Регулировка выходного тока Возможна только в версии с настраиваемым выходным напряжением LMADJ. Шунт Например, на токе 3А нужно взять шунт номиналом не более 0. Неинвертирующий усилитель на ОУ Классическая схема, что может быть проще? Объединяем Теперь объединяем обычную схему преобразователя напряжения и усилитель на ОУ LM, к входу которого подключаем токовый шунт. Регулируем и ток и напряжение Давайте заведём на вход Feedback оба сигнала — и ток, и напряжение. Пару слов о применимости схемы Вы не можете регулировать выходное напряжение. Применение LM в устройствах и самостоятельная разводка платы О применении микросхемы в своих устройствах не в виде готового модуля я подробно рассказал в другой статье , в которой рассмотрены: Требует 5—6 внешних компонентов; Сделан по схеме синхронного преобразования то есть вместо Step—down схемы применён полумост ; Эффективность работы при малых нагрузках увеличена за счёт режима пропуска импульсов; Есть схема слежения за температурой и нагрузкой — отключается при критическом нагреве и при коротком замыкании; Работает на большой частоте — кГц. Есть тактовый вход, позволяющий манипулировать частотой — например, при низкой нагрузке уменьшить частоту, при высокой увеличить. У него нет защиты от КЗ. Есть много свидетельств тому, что при КЗ в нагрузке он выжигает нагрузку полностью Поэтому его не стоит использовать для экспериментов, а только для проверенных устройств — или ставить предохранитель.
Где проходила операция
Бой шлеменко 1 июня результаты
Способы получения алкенов промышленные и лабораторные
Сколько ехать от планерной до шереметьево
Решения теста айзенка
Получен краткосрочный кредит