Przetwornice DC/DC są szeroko stosowane do zasilania różnych urządzeń elektronicznych. Wykorzystywane są w urządzeniach technologii komputerowej, urządzeniach komunikacyjnych, różnych obwodach sterowania i automatyki itp.
Zasilacze transformatorowe
W tradycyjnych zasilaczach transformatorowych napięcie sieciowe jest przekształcane za pomocą transformatora, najczęściej obniżanego do Pożądana wartość. Obniżone napięcie i wygładzone przez filtr kondensatorowy. W razie potrzeby za prostownikiem umieszczany jest stabilizator półprzewodnikowy.
Zasilacze transformatorowe są zwykle wyposażone w stabilizatory liniowe. Takie stabilizatory mają co najmniej dwie zalety: jest to niski koszt i niewielka liczba części w uprzęży. Ale te zalety są zjadane przez niską wydajność, ponieważ znaczna część napięcia wejściowego jest wykorzystywana do podgrzewania tranzystora sterującego, co jest całkowicie niedopuszczalne do zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych.
Przetwornice DC/DC
Jeżeli sprzęt zasilany jest ogniwami galwanicznymi lub bateriami, to konwersja napięcia do pożądanego poziomu jest możliwa tylko przy pomocy przetworników DC/DC.
Pomysł jest dość prosty: napięcie stałe zamieniane jest na prąd przemienny, zwykle z częstotliwością kilkudziesięciu lub nawet setek kiloherców, rośnie (spada), a następnie jest prostowane i doprowadzane do obciążenia. Takie konwertery są często nazywane konwerterami impulsów.
Przykładem jest konwerter doładowania z 1,5 V na 5 V, tylko napięcie wyjściowe komputera USB. Podobny konwerter małej mocy jest sprzedawany na Aliexpress.
Ryż. 1. Konwerter 1,5V/5V
Przetworniki impulsowe są dobre, ponieważ mają wysoką sprawność w granicach 60..90%. Kolejną zaletą przetworników impulsowych jest szeroki zakres napięć wejściowych: napięcie wejściowe może być niższe niż napięcie wyjściowe lub znacznie wyższe. Generalnie przetwornice DC/DC można podzielić na kilka grup.
Klasyfikacja konwertera
Obniżenie, w terminologii angielskiej step-down lub buck
Napięcie wyjściowe tych konwerterów jest z reguły niższe niż napięcie wejściowe: bez większych strat na nagrzewanie tranzystora sterującego można uzyskać napięcie tylko kilka woltów przy napięciu wejściowym 12 ... 50 V. Prąd wyjściowy takich przekształtników zależy od potrzeb obciążenia, co z kolei determinuje konstrukcję obwodu przekształtnika.
Inna angielska nazwa konwertera chopper buck. Jednym z tłumaczeń tego słowa jest wyłącznik. W literaturze technicznej konwerter złotówki jest czasami określany jako „chopper”. Na razie zapamiętaj tylko ten termin.
Rosnące, w terminologii angielskiej step-up lub boost
Napięcie wyjściowe tych przetworników jest wyższe niż napięcie wejściowe. Np. przy napięciu wejściowym 5V można uzyskać na wyjściu napięcie do 30V, a także możliwa jest jego płynna regulacja i stabilizacja. Dość często konwertery doładowania nazywane są dopalaczami.
Konwertery uniwersalne - SEPIC
Napięcie wyjściowe tych przetworników jest utrzymywane na danym poziomie, gdy napięcie wejściowe jest wyższe lub niższe niż napięcie wejściowe. Jest zalecany w przypadkach, gdy napięcie wejściowe może się znacznie różnić. Na przykład w samochodzie napięcie akumulatora może wahać się między 9 ... 14 V, a wymagane jest stabilne napięcie 12 V.
Konwertery odwracające - konwerter odwracający
Główną funkcją tych przetworników jest uzyskanie napięcia o odwrotnej polaryzacji na wyjściu w stosunku do źródła zasilania. Bardzo wygodne w przypadkach, gdy wymagana jest na przykład moc bipolarna.
Wszystkie wymienione konwertery mogą być stabilizowane lub niestabilizowane, napięcie wyjściowe może być połączone galwanicznie z napięciem wejściowym lub posiadać galwaniczną izolację napięcia. Wszystko zależy od konkretnego urządzenia, w którym konwerter będzie używany.
Aby przejść do dalszej historii o przetwornikach DC/DC, należy przynajmniej W ogólnych warunkach zająć się teorią.
Chopper buck konwerter - konwerter typu buck
Jego schemat funkcjonalny pokazano na poniższym rysunku. Strzałki na przewodach pokazują kierunek prądów.
Rys.2. Schemat działania stabilizatora rozdrabniacza
Napięcie wejściowe Uin podawane jest na filtr wejściowy - kondensator Cin. Tranzystor VT jest używany jako kluczowy element, wykonuje przełączanie prądu o wysokiej częstotliwości. Może to być albo . Oprócz tych szczegółów obwód zawiera diodę wyładowczą VD i filtr wyjściowy - LCout, z którego napięcie jest dostarczane do obciążenia Rn.
Łatwo zauważyć, że obciążenie jest połączone szeregowo z elementami VT i L. Dlatego obwód jest sekwencyjny. Jak następuje spadek napięcia?
Modulacja szerokości impulsu - PWM
Obwód sterujący generuje prostokątne impulsy o stałej częstotliwości lub stałym okresie, czyli zasadniczo to samo. Impulsy te pokazano na rysunku 3.
Rys.3. Impulsy sterujące
Tutaj t to czas impulsu, tranzystor jest otwarty, tp to czas przerwy, tranzystor jest zamknięty. Stosunek ti/T nazywany jest cyklem pracy, oznaczonym literą D i wyrażany w %% lub po prostu w liczbach. Na przykład, gdy D jest równe 50%, okazuje się, że D=0,5.
Zatem D może zmieniać się od 0 do 1. Przy wartości D=1, kluczowy tranzystor jest w stanie pełnego przewodzenia, a przy D=0 w stanie odcięcia, po prostu mówiąc, jest zamknięty. Łatwo zgadnąć, że przy D=50% napięcie wyjściowe będzie równe połowie napięcia wejściowego.
Jest dość oczywiste, że regulacja napięcia wyjściowego następuje poprzez zmianę szerokości impulsu sterującego t, a właściwie przez zmianę współczynnika D. Ta zasada regulacji nazywa się (PWM). W prawie wszystkich zasilaczach impulsowych to za pomocą PWM stabilizowane jest napięcie wyjściowe.
W obwodach pokazanych na rysunkach 2 i 6 PWM jest „ukryty” w polach oznaczonych „Obwód sterowania”, który pełni kilka dodatkowych funkcji. Może to być np. miękki start napięcia wyjściowego, zdalne wysterowanie lub zabezpieczenie przekształtnika przed zwarciem.
Generalnie konwertery są tak szeroko stosowane, że producenci komponentów elektronicznych rozpoczęli produkcję sterowników PWM na każdą okazję. Asortyment jest tak duży, że samo ich wymienienie zajęłoby całą książkę. Dlatego nikomu nie przychodzi do głowy montowanie przetworników na elementach dyskretnych lub jak to często mówi się „luźno”.
Co więcej, gotowe małe przetwornice mocy można kupić na Aliexpress lub Ebay za niewielką cenę. Jednocześnie do instalacji w projekcie amatorskim wystarczy przylutować przewody do wejścia i wyjścia do płytki i ustawić wymagane napięcie wyjściowe.
Wróćmy jednak do naszego rysunku 3. W tym przypadku współczynnik D określa, jak długo będzie on otwarty (faza 1) lub zamknięty (faza 2). W przypadku tych dwóch faz obwód można przedstawić za pomocą dwóch cyfr. Figurki NIE POKAZUJĄ tych elementów, które nie są używane w tej fazie.
Rys.4. Faza 1
Gdy tranzystor jest otwarty, prąd ze źródła zasilania (ogniwo galwaniczne, akumulator, prostownik) przepływa przez dławik indukcyjny L, obciążenie Rn i kondensator ładujący Cout. W tym przypadku prąd przepływa przez obciążenie, kondensator Cout i cewka indukcyjna L gromadzą energię. Prąd iL STOPNIOWO WZRASTA ze względu na wpływ indukcyjności cewki indukcyjnej. Ta faza nazywa się pompowaniem.
Gdy napięcie na obciążeniu osiągnie określoną wartość (określoną przez ustawienie urządzenia sterującego), tranzystor VT zamyka się, a urządzenie przełącza się na drugą fazę - fazę rozładowania. Zamknięty tranzystor w ogóle nie jest pokazany na rysunku, tak jakby nie istniał. Ale to tylko oznacza, że tranzystor jest zamknięty.
Rys.5. Faza 2
Gdy tranzystor VT jest zamknięty, nie ma uzupełniania energii w cewce indukcyjnej, ponieważ zasilanie jest odłączone. Indukcyjność L zapobiega zmianie wielkości i kierunku prądu (indukcja samoistna) przepływającego przez uzwojenie cewki indukcyjnej.
Dlatego prąd nie może natychmiast zatrzymać się i zamyka się przez obwód „obciążenia diody”. Z tego powodu dioda VD została nazwana diodą wyładowczą. Z reguły jest to szybka dioda Schottky'ego. Po okresie kontrolnym, faza 2, obwód przechodzi do fazy 1, proces powtarza się ponownie. Maksymalne napięcie na wyjściu rozważanego obwodu może być równe wejściu i nie więcej. Przetwornice doładowania służą do uzyskania napięcia wyjściowego większego niż napięcie wejściowe.
Na razie wystarczy przypomnieć sobie rzeczywistą wartość indukcyjności, która określa dwa tryby pracy choppera. Przy niewystarczającej indukcyjności konwerter będzie działał w trybie prądów nieciągłych, co jest całkowicie niedopuszczalne dla zasilaczy.
Jeżeli indukcyjność jest dostatecznie duża, to praca odbywa się w trybie prądów ciągłych, co pozwala za pomocą filtrów wyjściowych uzyskać stałe napięcie o akceptowalnym poziomie tętnień. Przetwornice Boost pracują również w trybie prądu ciągłego, co zostanie omówione poniżej.
Aby uzyskać pewien wzrost wydajności, dioda wyładowcza VD zostaje zastąpiona tranzystorem MOSFET, który jest otwierany we właściwym czasie przez obwód sterujący. Takie konwertery nazywane są synchronicznymi. Ich użycie jest uzasadnione, jeśli moc konwertera jest wystarczająco duża.
Konwertery podwyższające lub wzmacniające
Przetwornice step-up wykorzystywane są głównie do zasilania niskonapięciowego np. z dwóch lub trzech akumulatorów, a niektóre elementy konstrukcji wymagają napięcia 12...15V przy niskim poborze prądu. Dość często konwerter doładowania jest krótko i wyraźnie nazywany słowem „booster”.
Rys.6. Schemat działania konwertera doładowania
Napięcie wejściowe Uin jest podawane na filtr wejściowy Cin i podawane do połączonego szeregowo L i tranzystora przełączającego VT. Dioda VD jest podłączona do punktu połączenia cewki i drenu tranzystora. Obciążenie Rl i kondensator bocznikowy Cout są podłączone do drugiego zacisku diody.
Tranzystor VT jest sterowany przez obwód sterujący, który generuje stabilny sygnał sterujący częstotliwością z regulowanym cyklem pracy D, tak jak opisano nieco wyżej przy opisie obwodu przerywacza (rys. 3). Dioda VD we właściwym czasie blokuje obciążenie z kluczowego tranzystora.
Gdy kluczowy tranzystor jest otwarty, wyjście cewki L, zgodnie ze schematem, jest połączone z ujemnym biegunem źródła zasilania Uin. Narastający prąd (wpływa na wpływ indukcyjności) ze źródła zasilania przepływa przez cewkę i otwarty tranzystor, energia kumuluje się w cewce.
W tym czasie dioda VD blokuje obciążenie i kondensator wyjściowy z obwodu przełączającego, zapobiegając w ten sposób rozładowaniu kondensatora wyjściowego przez otwarty tranzystor. Obciążenie w tym momencie zasilane jest energią zmagazynowaną w kondensatorze Cout. Oczywiście napięcie na kondensatorze wyjściowym spada.
Gdy tylko napięcie wyjściowe stanie się nieco niższe niż określone (określone przez ustawienia obwodu sterującego), kluczowy tranzystor VT zamyka się, a energia zmagazynowana w cewce indukcyjnej ładuje kondensator Cout przez diodę VD, która zasila obciążenie . W tym przypadku samoindukcyjne pole elektromagnetyczne cewki L jest dodawane do napięcia wejściowego i przekazywane do obciążenia, dlatego napięcie wyjściowe jest większe niż napięcie wejściowe.
Gdy napięcie wyjściowe osiągnie ustawiony poziom stabilizacji, obwód sterujący otwiera tranzystor VT i proces jest powtarzany od fazy magazynowania energii.
Przekształtniki uniwersalne - SEPIC (przetwornica pierwotna z jednym zakończeniem lub przetwornica z asymetrycznie obciążoną cewką pierwotną).
Takie konwertery są używane głównie, gdy obciążenie ma małą moc, a napięcie wejściowe zmienia się w górę lub w dół względem napięcia wyjściowego.
Rys.7. Schemat funkcjonalny konwertera SEPIC
Jest bardzo podobny do obwodu konwertera doładowania pokazanego na rysunku 6, ale ma dodatkowe elementy: kondensator C1 i cewkę L2. To właśnie te elementy zapewniają pracę konwertera w trybie redukcji napięcia.
Konwertery SEPIC są stosowane w przypadkach, gdy napięcie wejściowe zmienia się w szerokim zakresie. Przykładem jest regulator z przetwornicą podwyższającą/obniżającą napięcie buck od 4V-35V do 1,23V-32V. Pod tą nazwą w chińskich sklepach sprzedawany jest konwerter, którego obwód pokazano na rysunku 8 (kliknij na zdjęcie, aby powiększyć).
Rys.8. Schemat obwodu Konwerter SEPIC
Rysunek 9 przedstawia wygląd tablicy z oznaczeniem głównych elementów.
Rys.9. Wygląd zewnętrzny Konwerter SEPIC
Rysunek przedstawia główne części zgodnie z rysunkiem 7. Zwróć uwagę na obecność dwóch cewek L1 L2. Po tym znaku możesz określić, że jest to konwerter SEPIC.
Napięcie wejściowe płytki może zawierać się w granicach 4...35V. W takim przypadku napięcie wyjściowe można regulować w zakresie 1,23 ... 32V. Częstotliwość pracy konwertera to 500 kHz.Przy niewielkich wymiarach 50 x 25 x 12 mm płytka zapewnia moc do 25 watów. Maksymalny prąd wyjściowy do 3A.
Ale tutaj należy zrobić uwagę. Jeśli napięcie wyjściowe jest ustawione na 10V, prąd wyjściowy nie może być wyższy niż 2,5A (25W). Przy napięciu wyjściowym 5V i maksymalnym prądzie 3A moc wyniesie tylko 15W. Najważniejsze, aby nie przesadzać: albo nie przekraczaj maksymalnej dopuszczalnej mocy, albo nie przekraczaj dopuszczalnego prądu.
Jednym z najbardziej poszukiwanych urządzeń w warsztacie początkującego radioamatora jest regulowany zasilacz. Mówiłem już o tym, jak samodzielnie zmontować regulowany zasilacz na chipie MC34063. Ale ma też ograniczenia i wady. Po pierwsze, to moc. Po drugie brak wskazania napięcia wyjściowego.
Tutaj porozmawiam o tym, jak zmontować regulowany zasilacz 1,2 - 32 woltów i maksymalny prąd wyjściowy do 4 amperów przy minimalnym nakładzie czasu i wysiłku.
Aby to zrobić, potrzebujemy dwóch bardzo ważnych elementów:
Transformator o napięciu wyjściowym do ~25...26 woltów. Jak go odebrać i gdzie go znaleźć, opowiem dalej;
Gotowy moduł do regulowanej przetwornicy DC-DC z wbudowanym woltomierzem opartym na układzie scalonym XL4015.
Najpopularniejsze i najtańsze moduły oparte na chipach XL4015 i LM2956. Najtańszą opcją jest moduł bez woltomierza cyfrowego. Dla siebie kupiłem kilka wariantów takich przetworników DC-DC, ale przede wszystkim podobał mi się moduł oparty na układzie XL4015 z wbudowanym woltomierzem. O nim i zostaną omówione.
Tak to wygląda. Kupiłem go na Aliexpress, oto link. Możesz wybrać odpowiedni dla ceny i modyfikacji poprzez wyszukiwanie.
Odwrotna strona deski i widok z boku.
Główne cechy modułu:
Nie zapominajmy, że producenci lubią przeceniać cechy swoich produktów. Sądząc po recenzjach, najbardziej optymalnym zastosowaniem tego modułu DC-DC jest praca z napięciem wejściowym do 30 woltów i poborem prądu do 2 amperów.
Sterowanie modułem DC-DC.
Na płytce drukowanej modułu DC-DC znajdują się dwa przyciski sterujące i regulator napięcia wyjściowego - konwencjonalny wieloobrotowy rezystor zmienny.
Krótki napa 1 wyłącza/włącza wskazanie woltomierza. Rodzaj ściemniacza. Wygodny, gdy jest zasilany baterią.
Krótko naciśnij przycisk 2 możesz przełączyć tryb działania woltomierza, a mianowicie wyświetlanie napięcia wejściowego lub wyjściowego na wskaźniku. W połączeniu z akumulatorem można kontrolować napięcie akumulatora i zapobiegać głębokiemu rozładowaniu.
Kalibracja odczytów woltomierza.
Najpierw użyj przycisku 2, aby wybrać napięcie, które ma być wyświetlane na wyświetlaczu woltomierza (wejście lub wyjście). Następnie za pomocą multimetru mierzymy napięcie DC (wejście lub wyjście) na zaciskach. Jeżeli różni się od napięcia wyświetlanego przez woltomierz, to rozpoczynamy kalibrację.
Naciskamy 3-4 sekundy na drugi przycisk. Wyświetlacz powinien się wyłączyć. Puszczamy przycisk. W takim przypadku wskazania na wyświetlaczu pojawią się i zaczną migać.
Następnie krótko naciskając przyciski 1 i 2 zmniejszamy lub zwiększamy wartość wyświetlanego napięcia w krokach co 0,1V. Jeśli chcesz zwiększyć odczyty, na przykład z 12,0 V do 12,5 V, naciśnij 5 razy przycisk 2. Jeśli chcesz zmniejszyć z 12 V do 11,5 V, odpowiednio naciśnij przycisk 1 5 razy.
Po zakończeniu kalibracji wcisnąć na 5 sekund przycisk 2. W takim przypadku wskazania na wyświetlaczu woltomierza przestaną migać – kalibracja zakończona. Możesz też nic nie robić i po 10 sekundach woltomierz sam wyjdzie z trybu kalibracji.
Do zmontowania zasilacza oprócz samego modułu DC/DC potrzebny jest transformator, a także niewielki obwód - mostek diodowy i filtr.
Oto schemat, który musimy zebrać.
(Obraz jest klikalny. Klikając go otworzy się w nowym oknie)
O transformatorze T1 opowiem trochę później, ale teraz zajmijmy się mostkiem diodowym VD1-VD4 i filtrem C1. Zadzwonię do tej części obwodu prostownik. Poniżej na zdjęciu - niezbędne części do jego montażu.
Narysowałem układ przyszłych drukowanych ścieżek na płytce markerem do płytek drukowanych. Wcześniej wykonałem szkic rozmieszczenia elementów na płytce, rozłożyłem przewody łączące. Następnie zgodnie z szablonem zaznaczył miejsca wiercenia na obrabianym przedmiocie. Wiercona przed trawieniem w chlorku żelazowym, ponieważ jeśli wiercisz po trawieniu, mogą pozostać nacięcia wokół otworów i łatwo uszkodzić obrzeże w pobliżu otworów.
Następnie wysuszył przedmiot po wytrawieniu, zmył ochronną warstwę lakieru z markera benzyną lakową. Następnie ponownie umył i osuszył obrabiany przedmiot, wyczyścił miedziane ścieżki drobnym papierem ściernym i pocynował wszystkie ścieżki lutowiem. Oto, co się stało.
Trochę o błędnych obliczeniach. Ponieważ wszystko robił szybko i na kolanach, to oczywiście nie obyło się bez „ościeżnic”. Najpierw zrobiłem deskę dwustronną, ale nie było to konieczne. Faktem jest, że otwory nie są metalizowane, a potem wlutowanie tego samego złącza w taką dwustronną płytkę drukowaną nie jest łatwym zadaniem. Z jednej strony można bez problemu wlutować styki, ale z drugiej strony płytki już nie. Więc się zmęczyłem.
Gotowy prostownik.
Zamiast wyłącznika zasilania SA1 tymczasowo przylutował zworkę. Zainstalowałem złącza wejściowe i wyjściowe, a także złącze do podłączenia transformatora. Złącza zainstalowałem w oparciu o modułowość i łatwość obsługi, dzięki czemu od tej pory można było szybko i bez lutowania połączyć jednostkę prostowniczą z różnymi modułami DC-DC.
Jako bezpiecznik FU1 używany gotowy z uchwytem. Bardzo wygodnie. A styki pod napięciem są zasłonięte, a wymiana bezpiecznika bez lutowania nie stanowi problemu. Teoretycznie odpowiedni jest bezpiecznik w dowolnej konstrukcji i rodzaju obudowy.
Jako mostek diodowy (VD1 - VD4) użyłem zespołu RS407 dla maksymalnego prądu przewodzenia 4 amperów. Analogi mostka diodowego RS407 to KBL10, KBL410. Mostek diodowy można również zmontować z oddzielnych diod prostowniczych.
Należy tutaj rozumieć, że sam regulowany moduł DC-DC jest zaprojektowany na maksymalny prąd 5 amperów, ale może wytrzymać taki prąd tylko wtedy, gdy grzejnik jest zainstalowany na chipie XL4015, tak, i dla diody SS54, która jest na płytce, prąd to 5A - maksymalny!
Nie zapominajmy też, że producenci mają tendencję do przeceniania możliwości swoich produktów i ich żywotności przy takich obciążeniach. Dlatego dla siebie zdecydowałem, że taki moduł można ładować prądem do 1 - 2 amperów. Mówimy o obciążeniu stałym, długotrwałym, a nie okresowym (impulsowym).
W tym scenariuszu mostek diodowy można wybrać dla prądu stałego o natężeniu 3-4 amperów. To powinno wystarczyć. Przypomnę, że jeśli montujesz mostek diodowy z poszczególnych diod, to każda z diod tworzących mostek musi wytrzymać maksymalny pobór prądu. W naszym przypadku są to 3-4 ampery. Odpowiednie są diody 1N5401 - 1N5408 (3A), KD257A (3A) itp.
Ponadto do montażu potrzebny będzie kondensator elektrolityczny C1 o pojemności 470 - 2200 mikrofaradów. Lepiej jest wybrać kondensator na napięcie robocze 63 V, ponieważ maksymalne napięcie wejściowe przetwornicy DC-DC może wynosić do 36 V, a nawet 38 ... 40 V. Dlatego rozsądniej jest umieścić kondensator na 63V. Zastrzeżony i niezawodny.
Tutaj ponownie warto zrozumieć, że wszystko zależy od tego, jakie napięcie będziesz mieć na wejściu modułu DC-DC. Jeśli np. planujesz wykorzystać moduł do zasilania 12-woltowego Pasek ledowy, a na wejściu modułu DC-DC będzie tylko 16 woltów, wtedy kondensator elektrolityczny może być zasilany napięciem roboczym 25 woltów lub wyższym.
Ustawiłem to na maksimum, ponieważ planowałem wykorzystać ten moduł i zmontowany prostownik z różnymi transformatorami, które mają różne napięcia wyjściowe. Dlatego żeby nie lutować za każdym razem kondensatora ustawiam go na 63V.
Jako transformator T1 odpowiedni jest dowolny transformator sieciowy z dwoma uzwojeniami. Uzwojenie pierwotne (Ⅰ) jest zasilane z sieci i musi być zaprojektowane na napięcie przemienne 220 V, uzwojenie wtórne (Ⅱ) musi wytwarzać napięcie nie większe niż 25 ~ 26 woltów.
Jeśli weźmiesz transformator, którego moc wyjściowa będzie większa niż 26 woltów napięcia przemiennego, to po prostowniku napięcie może już przekraczać 36 woltów. Jak wiemy, moduł konwertera DC-DC jest przeznaczony do napięcia wejściowego do 36 woltów. Warto również wziąć pod uwagę moment, w którym w domowej sieci elektrycznej 220V czasami występuje lekkie przepięcie. Z tego powodu, choć przez krótki czas, na wyjściu prostownika może powstać dość znaczny „skok” napięcia, który przekroczy dopuszczalne napięcie 38 ... 40 woltów dla naszego modułu.
Przybliżone obliczenie napięcia wyjściowego U na zewnątrz za prostownikiem diodowym i filtrem na kondensatorze:
U out \u003d (U T1 - (V F * 2)) * 1,41.
Napięcie przemienne na uzwojeniu wtórnym transformatora T1 (Ⅱ) - U T1;
Spadek napięcia ( Spadek napięcia do przodu ) na diodach prostowniczych - V F. Ponieważ w mostku diodowym prąd przepływa przez dwie diody w każdym półcyklu, więc V F pomnóż przez 2. To samo dotyczy montażu diod.
Tak więc dla RS407 w arkuszu danych znalazłem ten wiersz: Maksymalny spadek napięcia przewodzenia na element mostka przy 3,0 A szczytu- 1 wolt. Oznacza to, że jeśli przez którąkolwiek z diod mostkowych przepłynie prąd stały o natężeniu 3 amperów, wówczas zostanie na nim utracony 1 wolt napięcia ( za element mostu - za każdy element mostu). Oznacza to, że przyjmujemy wartość V F= 1V i tak jak w przypadku pojedynczych diod mnożymy wartość V F o dwa, ponieważ w każdym półcyklu prąd przepływa przez dwa elementy zespołu diodowego.
Ogólnie rzecz biorąc, aby nie męczyć mózgu, warto o tym wiedzieć V F dla diod prostowniczych wynosi zwykle około 0,5 wolta. Ale to z małym prądem stałym. Wraz ze wzrostem wzrasta również spadek napięcia. V F na złączu p-n diody. Jak widać, wartość V F przy prądzie stałym 3A dla diod montażowych RS407 to już 1V.
Ponieważ szczytowa wartość wyprostowanego (pulsującego) napięcia jest alokowana na kondensatorze elektrolitycznym C1, końcowe napięcie, które otrzymujemy po mostku diodowym ( U T1 - (V F*2)) należy pomnożyć przez Pierwiastek kwadratowy z 2, a mianowicie √2 ~ 1.41 .
Tak więc za pomocą tego prostego wzoru możemy określić napięcie wyjściowe na wyjściu filtra. Teraz pozostaje już tylko znaleźć odpowiedni transformator.
Jako transformator użyłem transformatora pancernego TP114-163M.
Niestety nie znalazłem na ten temat dokładnych danych. Napięcie wyjściowe na uzwojeniu wtórnym bez obciążenia wynosi ~19,4V. Orientacyjna moc tego transformatora to ~7 W. Liczone przez .
Dodatkowo postanowiłem porównać uzyskane dane z parametrami transformatorów serii TP114(TP114-1, TP114-2,...,TP114-12). Maksymalna moc wyjściowa tych transformatorów to 13,2 W. Najbardziej odpowiedni dla transformatora TP114-163M pod względem parametrów był TP114-12. Napięcie na uzwojeniu wtórnym w stanie spoczynku wynosi 19,4 V, a pod obciążeniem 16 V. Znamionowy prąd obciążenia - 0,82A.
Do mojej dyspozycji był też inny transformator, również z serii TP114. Tutaj jest jeden.
Sądząc po napięciu wyjściowym (~22,3V) i lakonicznym oznaczeniu 9M, jest to modyfikacja transformatora TP114-9. Parametry TP114-9 są następujące: napięcie nominalne - 18V; znamionowy prąd obciążenia - 0,73A.
Na podstawie pierwszego transformatora ( TP114-163M) Będę mógł wykonać regulowany zasilacz 1,2 ... 24 woltów, ale to bez obciążenia. Oczywiste jest, że po podłączeniu obciążenia (odbiornika prądu) napięcie na wyjściu transformatora spadnie, a wynikowe napięcie na wyjściu konwertera DC-DC również zmniejszy się o kilka woltów. Dlatego ten punkt należy wziąć pod uwagę i pamiętać.
Na podstawie drugiego transformatora ( TP114-9) otrzymasz już regulowany zasilacz na 1,2 ... 28 woltów. Jest również rozładowany.
o prądzie wyjściowym. Producent podaje, że maksymalny prąd wyjściowy przetwornicy DC-DC to 5A. Sądząc po recenzjach, maksymalnie 2A. Ale, jak widać, udało mi się znaleźć transformatory o dość małej mocy. Dlatego jest mało prawdopodobne, że uda mi się wycisnąć nawet 2 ampery, chociaż wszystko zależy od mocy Napięcie DC-DC moduł. Im jest mniejszy, tym więcej prądu można uzyskać.
W przypadku każdego „odbiornika” o małej mocy ten zasilacz jest odpowiedni z hukiem. Oto zasilanie „śmiejącej się kuli” o napięciu 9V i prądzie około 100 mA.
A to już zasila 12-woltową taśmę LED o długości około 1 metra.
Istnieje również lekka, Lite wersja tego konwertera DC-DC, który jest również montowany na chipie XL4015E1.
Jedyną różnicą jest brak wbudowanego woltomierza.
Parametry są zbliżone: napięcie wejściowe 4...38V, prąd maksymalny 5A (zalecany nie więcej niż 4,5A). Realistyczne jest użycie przy napięciu wejściowym do 30V, 30V z małym. Prąd obciążenia nie przekracza 2 ... 2,5A. Jeśli ładujesz go mocniej, wyraźnie się nagrzewa i oczywiście zmniejsza się żywotność i niezawodność.
to urządzenia elektroniczne, które pozwalają uzyskać napięcie wyjściowe inne niż napięcie wejściowe.Moduły mocy regulowanej (przetwornice DC-DC) służą do budowy szyn zasilających w obwodach z izolacją galwaniczną. Są szeroko stosowane do zasilania szerokiej gamy urządzeń elektronicznych, można je również znaleźć w obwodach sterujących, w urządzeniach komunikacyjnych i technologii komputerowej.
Zasada działania
Zasada działania tkwi w samej nazwie. Napięcie DC jest konwertowane na AC. Następnie podnosi się lub opada, a następnie prostuje się i podaje do urządzenia. Przetwornice DC-DC działające zgodnie z powyższą zasadą nazywane są przetwornikami impulsowymi. Zaletą przetworników impulsowych jest wysoka sprawność: około 90%.
Rodzaje przetwornic DC-DC
Konwertery obniżające napięcie
Napięcie wyjściowe tych przetworników jest niższe niż napięcie wejściowe. Na przykład przy napięciu wejściowym 12-50 V, przy użyciu takich konwerterów DC-DC, na wyjściu można uzyskać napięcie kilku woltów.
Napięcie wyjściowe tych przetworników jest wyższe niż napięcie wejściowe. Na przykład przy napięciu wejściowym 5 V można oczekiwać na wyjściu napięć do 30 V.
Również przetworniki napięcia różnią się konstrukcją. Oni mogą być:
Modułowy
Jest to najpopularniejszy typ przetworników DC-DC, który obejmuje ogromną liczbę różnych modeli. Przetwornik umieszczony jest w metalowej lub plastikowej obudowie, co wyklucza dostęp do elementy wewnętrzne.
Do montażu na płytce drukowanej
Konwertery te są zaprojektowane specjalnie do montażu na płytce drukowanej. Różnią się od modułowych tym, że nie mają korpusu.
Główna charakterystyka
Parametry operacyjne
→ Zakres napięcia wejściowego odnosi się do napięcia na wejściu, przy którym konwerter będzie pracował w trybie normalnym zgodnie z deklarowaną funkcjonalnością.
→ Zakres napięcia wyjściowego obejmuje parametry, które konwerter DC-DC jest w stanie wyprowadzić podczas normalnej pracy.
→ Współczynnik wydajności (COP) to stosunek wartości mocy wejściowej i wyjściowej. Wydajność zależy od wielu warunków, ale najwyższą wydajność osiąga się przy maksymalnym dopuszczalnym obciążeniu. Im większa różnica między napięciem wejściowym a wyjściowym, tym niższa sprawność.
→Ograniczenie prądu wyjściowego. Ta ochrona jest dostępna w większości nowoczesnych modeli stabilizatorów. Działa to w następujący sposób: gdy prąd wyjściowy osiągnie ustawioną wartość, napięcie wejściowe spada. Gdy wartość prądu wyjściowego wejdzie w dopuszczalny zakres, zasilanie zostanie wznowione.
Parametry dokładności
→ Pulsacja. Nawet w idealne warunki występują pewne „odgłosy”, więc nie można ich całkowicie wyeliminować. Jednostkami miary są mV. Czasami producent umieszcza obok niego „rr”, co oznacza zakres tętnienia napięcia - od minimalnego ujemnego szczytu do maksymalnego dodatniego.
Rozważ i porównaj pracę kilku regulowanych przetwornic napięcia o różnych kategoriach cenowych. Zacznijmy od prostych do złożonych.
Opis
Ten model to niedroga miniaturowa przetwornica DC-DC, za pomocą której można ładować małe akumulatory. Maksymalny prąd moc wyjściowa: 2,5 A, dzięki czemu akumulatory o pojemności powyżej 20 amperogodzin będą ładować ten konwerter przez długi czas.
To urządzenie najlepiej nadaje się dla początkujących, którzy na jego podstawie mogą skompletować zasilacz o napięciu wyjściowym od 0,8 V do 20 V i prądzie wyjściowym do 2 A. Jednocześnie zarówno napięcie wyjściowe, jak i prąd wyjściowy Może być dopasowane.
Ten stabilizator może wytrzymać do 5 A, jednak w praktyce przy tej wartości prądu będzie potrzebował radiatora. Bez radiatora stabilizator może wytrzymać do 3 A.
Funkcjonalny
Konwerter napięcia XL4005 nie bez powodu nazywany jest „regulowanym”. Ma kilka korekt. Jedną z najcenniejszych jest możliwość ograniczenia prądu wyjściowego. Na przykład można ustawić limit prądu wyjściowego na 2,5 A, a prąd nigdy nie osiągnie tej wartości, w przeciwnym razie natychmiast doprowadzi do spadku napięcia. Ta ochrona jest szczególnie istotna podczas ładowania akumulatorów.
Obecność diod LED wskazuje również, że prezentowany stabilizator doskonale nadaje się do celów ładowania. Jest dioda LED, która świeci się, gdy stabilizator znajduje się w trybie ograniczania prądu, to znaczy, gdy aktywowane jest zabezpieczenie przeciążeniowe prądu wyjściowego. Z boku spodu znajdują się jeszcze dwie diody LED: jedna działa, gdy trwa ładowanie, druga świeci po zakończeniu ładowania.
Warto zaznaczyć, że jest to bardzo przystępny cenowo i łatwy w obsłudze model, który w pełni odpowiada deklarowanej funkcjonalności.
Teraz rozważ droższy i funkcjonalny konwerter, który idealnie nadaje się do bardziej złożonych i poważnych projektów.
Opis
Ten model to sterowany cyfrowo, regulowany konwerter buck. Posiada wysoką wydajność. Sterowanie numeryczne oznacza, że parametry są ustawiane za pomocą przycisków. Sam moduł można podzielić na kilka części: przetwornik DC-DC, zasilanie części cyfrowej, część pomiarową i część cyfrową.
Napięcie wejściowe tego urządzenia wynosi od 6 V do 32 V. Napięcie wyjściowe można regulować w zakresie od 0 V do 30 V. Stopień regulacji napięcia wynosi 0,01 V. Prąd wyjściowy można regulować w zakresie od 0 A do 6 A. Stopień regulacji wynosi 0,001 A. Sprawność falownika wynosi do 92%. Na przetworniku zainstalowane są specjalne zaciski do mocowania przewodów. Również na płytce znajdują się napisy: wejście +, wejście -, wyjście -, wyjście +. Część zasilająca jest zbudowana na kontrolerze PWM XL4016E1. Zastosowano mocną dziesięcioamperową diodę MBR1060. Wszystkim steruje 8-bitowy mikrokontroler STM8S003F3. Część cyfrowa posiada złącze UART.
diody LED
Oprócz przycisków i wskaźnika to urządzenie ma trzy diody LED.
Pierwsza (czerwona, out) zapala się, gdy przetwornica podaje napięcie na wyjście. Druga dioda LED (żółta, CC - Constant Current) zapala się po uruchomieniu ograniczenia prądu wyjściowego. Trzecia dioda LED (zielona, CV - Constant Voltage) zapala się, gdy konwerter wchodzi w tryb ograniczenia napięcia.
Organy zarządzające
Kontrolki są reprezentowane przez cztery przyciski.
Jeśli rozważymy je od prawej do lewej, to pierwszy przycisk to „OK”, drugi to „w górę”, trzeci to „w dół”, a czwarty to „SET”.
Konwerter uruchamia się przez naciśnięcie przycisku „OK” i tym samym wejście do menu. Jeśli nie zwolnisz przycisku „OK”, możesz zobaczyć, jak zmieniają się liczby: 0-1-2. To są trzy programy, które posiada ten konwerter.
Program „0”: natychmiast po podaniu napięcia na wejście, na wyjściu zostaje załączone zasilanie.Program „1”: umożliwia zapisanie wymaganych parametrów.
Program „2”: automatycznie wyświetla parametry po włączeniu zasilania.
Aby wybrać żądany program, konieczne jest w momencie wyświetlenia żądany numer zwolnij przycisk OK.
To urządzenie wyświetla napięcie stosunkowo dokładnie. Możliwy błąd napięcia +/-0,035 V, prąd +/- 0,006 A. Regulacji dokonuje się zarówno przez jednokrotne wciśnięcie przycisków jak i ich przytrzymanie.
Istnieje możliwość wyświetlenia parametrów aktualnego prądu. Po ponownym naciśnięciu przycisku OK na wskaźniku zostanie wyświetlone zasilanie. Jeśli ponownie naciśniesz przycisk „OK”, zobaczysz pojemność jaką dał konwerter.
Ten konwerter jest dokładny i wydajny, doskonale poradzi sobie z poważnymi zadaniami.
Jak wybrać konwerter napięcia?
Do chwili obecnej na rynku dostępnych jest wiele modeli różnych przetwornic DC-DC. Najpopularniejsze z nich to przetworniki impulsów. Ale ich wybór jest tak duży, że łatwo się pomylić. Na co zwrócić szczególną uwagę?
♦ Wydajność i zakres temperaturNiektóre inwertery wymagają radiatora do prawidłowego działania i osiągnięcia reklamowanej mocy. W przeciwnym razie, chociaż urządzenie jest w stanie funkcjonować, jego wydajność spada. Z reguły sumienny sprzedawca zwraca uwagę na ten punkt w uwagach i przypisach, czego nie należy lekceważyć.
♦ Temperatura lutowania konwerterów SMD
Informacje te są zwykle wskazane w dokumentacji technicznej.
I chociaż konwencjonalny chip musi wytrzymać temperatury do 280 ° C, lepiej wyjaśnić ten punkt.♦ Wymiary konwertera
Mały konwerter nie może mieć bardzo dużej mocy. I choć nowoczesne technologie wciąż się poprawiają, ich możliwości nie są nieograniczone. Konwerter potrzebuje określonych wymiarów, aby komponenty były chłodne i wytrzymały obciążenie.
Do chwili obecnej istnieje ogromna liczba różnych miniaturowych, regulowanych przetworników, ze wskazaniem i bez, z dodatkowymi funkcjami i programami lub bez nich. Takie przetwornice DC-DC mogą być wykorzystywane do różnych celów, w zależności od wyobraźni dewelopera. Nowoczesne technologie pozwalają połączyć moc, dokładność, miniaturyzację i przystępną cenę.
Tony Armstrong Tłumaczenie: Pavel Bashmakov [e-mail chroniony] strona internetowa Władimir Rentiuk
Wstęp
Polityka techniczna producentów sprzętu telekomunikacyjnego, będąc odpowiedzią na wymagania rynku, ma na celu stałe zwiększanie przepustowości i wydajności ich systemów, a także poprawę ich funkcjonalności i ogólnych parametrów technicznych. Jednocześnie aktualne pozostają kwestie zmniejszenia całkowitego zużycia energii przez produkowane systemy. Na przykład typowym wyzwaniem jest zmniejszenie ogólnego zużycia energii poprzez przekierowanie przepływu pracy i przeniesienie obciążenia na serwery, które nie są w pełni wykorzystywane, co pozwala na wyłączenie niektórych obecnie zwolnionych serwerów. Aby spełnić te wymagania, konieczne jest poznanie poboru mocy sprzętu użytkownika końcowego. Tak więc właściwie zaprojektowany system DPSM (digital power management system) może dostarczać użytkownikowi danych o zużyciu energii, co pomaga w realizacji inteligentnych lub, jak mówią, „inteligentnych” rozwiązań do zarządzania całkowitym zużyciem energii.
Główną zaletą i korzyścią korzystania z technologii DPSM jest zmniejszenie kosztów rozwoju i skrócenie czasu wprowadzenia produktu końcowego na rynek. Złożone systemy wielobusowe mogą być efektywnie tworzone przy użyciu kompleksowego środowiska programistycznego z intuicyjnym graficznym interfejsem użytkownika (GUI - graficzny interfejs użytkownika). Ponadto takie systemy upraszczają testowanie i debugowanie urządzenia, umożliwiając wprowadzanie zmian bezpośrednio przez interfejs graficzny zamiast lutowania zworek. Kolejną zaletą jest predykcja awarii systemu elektroenergetycznego oraz wprowadzenie środków zapobiegawczych, co jest możliwe dzięki dostępności danych telemetrycznych w czasie rzeczywistym. Być może szczególnie ważne jest tutaj to, że sterowane cyfrowo przetwornice DC/DC umożliwiają projektantom projektowanie „zielonych” systemów zasilania, które zapewniają wymaganą wydajność przy minimalnym zużyciu energii w punktach obciążenia. Co więcej, korzyści już istnieją na poziomie instalacji takich systemów, zmniejszając koszty infrastruktury i całkowity koszt użytkowania systemu przez cały okres użytkowania produktu.
Większość systemów telekomunikacyjnych jest zasilana z szyny 48 V, która jest następnie zwykle obniżana do pośredniego napięcia szyny, zwykle w zakresie od 12 V do 3,3 V, które bezpośrednio zasila płyty w szafach systemowych. Jednak większość obwodów pomocniczych lub mikroukładów na płytkach musi działać przy napięciach w zakresie od mniej niż 1 do 3,3 V przy prądach od dziesiątek miliamperów do setek amperów. W rezultacie konwertery DC/DC stosowane w technologii Point-of-Load (POL) muszą zmniejszać napięcie szyny pośredniej do napięcia wymaganego przez te obwody pomocnicze lub mikroukłady. Magistrale te mają bardzo rygorystyczne wymagania dotyczące sekwencjonowania, dokładności napięcia, marginesów i sterowania (zwykle przy użyciu funkcji nadzorcy).
W systemach telekomunikacyjnych występuje do pięćdziesięciu różnych szyn POL, a projektanci systemów potrzebują łatwego sposobu sterowania tymi szynami, zarówno w odniesieniu do napięcia wyjściowego, jak i kolejności (kolejności) ich włączania oraz poziomu maksymalnego dopuszczalny prąd obciążenia. Na przykład niektóre procesory wymagają, aby ich porty we/wy były zasilane przed podaniem napięcia głównego rdzenia. Inne rozwiązania, w szczególności DSP (ang. DSP - Digital Signal Processor, cyfrowy procesor sygnałowy), zapewniają dostarczanie napięcia głównego jeszcze zanim napięcie dotrze do portów I/O. Warunkiem wstępnym jest również przestrzeganie określonej procedury rozładowywania napięcia podczas wyłączania zasilania. Aby uprościć projekt zarządzania energią, projektant systemu potrzebuje łatwego sposobu na wprowadzenie wszystkich niezbędnych zmian w celu optymalizacji wydajności systemu, przy jednoczesnym zachowaniu określonej wymaganej konfiguracji każdego z konwerterów DC/DC.
Ponadto, aby jednocześnie spełnić wymagania dla wszystkich wielu szyn zasilających na płytach i zmniejszyć powierzchnię samych płyt, projektanci systemów muszą dysponować stosunkowo prostymi przetwornicami napięcia, ponieważ na Odwrotna strona płyt, nie można umieszczać konwerterów napięcia o wysokości większej niż 2 mm, co wynika z gęstości instalacji, jeśli odbywa się to w stojakach rack. Dlatego profesjonaliści naprawdę potrzebują tak kompletnego zasilacza w małej obudowie.
Rozwiązanie
μModuł firmy reprezentują kompletny gotowy tzw system w pakiecie - SiP (ang. SiP - System in a Package). Zastosowanie takiej konstrukcji minimalizuje czas projektowania i pozwala zmniejszyć powierzchnię płytek drukowanych i zwiększyć gęstość układu.
Przetwornice typu DC/DC μModuł to kompletne rozwiązanie do zarządzania energią ze zintegrowanym sterownikiem, tranzystorami mocy, kondensatorami wejściowymi i wyjściowymi, obwodami kompensacyjnymi i cewkami indukcyjnymi (dławikami), umieszczonymi w kompaktowych obudowach BGA lub LGA do montażu powierzchniowego. Projektowanie z przetwornikami DC/DC, takimi jak μModules, może znacznie skrócić czas prac badawczo-rozwojowych. Dzięki temu czas potrzebny na wykonanie procesu projektowego, w zależności od złożoności projektu, może zostać skrócony nawet o 50%. Rodzina μModule odciąża programistę od dużego ciężaru wyboru komponentów, optymalizacji i prototypowania urządzeń, skracając ogólny czas opracowywania systemu i rozwiązywania problemów, a ostatecznie przyspieszając czas wprowadzania na rynek.
Rozwiązania oparte na przetwornicach DC/DC μModuł z firmy technologia liniowa, w kompaktowej obudowie przypominającej układ scalony, która integruje wszystkie kluczowe komponenty i jest powszechnie stosowana do zastępowania zasilaczy w elementach dyskretnych, obwodach sygnałowych i konstrukcjach izolowanych. Dzięki drobiazgowym kontrolom i rygorystycznym testom firmy Technologia liniowa Przetwornice DC/DC z rodziny μModuł wyróżnia je wysoka niezawodność, a szeroka gama dostępnych produktów ułatwia ich dobór pod kątem optymalizacji konstrukcji i rozmieszczenia przetworników na konkretnej płytce drukowanej.
Produkt rodzinny μModuł obejmuje najszerszy zakres zastosowań, w tym moduły PoL, urządzenie ładujące, sterowniki LED, układy scalone do zarządzania energią (zasilacze sterowane cyfrowo PMBus) i izolowane konwertery. Przetworniki liniowe μModuł Zaprojektowany do zastosowań związanych z zasilaniem, pozwala skrócić czas projektowania i rozwiązać ograniczenia przestrzenne, zapewniając wysoką wydajność, niezawodność, a w przypadku niektórych produktów rozwiązania o większej niski poziom emitowane zakłócenia elektromagnetyczne spełniające wymagania normy EN55022 klasa B.
Ryż. 1. Źródła niskoprofilowe z zakresu μModule (wysokość poniżej 2 mm) można umieścić po obu stronach PCB
Ponieważ ze względu na zwiększoną złożoność systemu wszystkie jego elementy konstrukcyjne okazują się rozproszone, a same cykle projektowe są możliwie najkrótsze, na pierwszy plan wysuwa się kwestia własności intelektualnej takiego systemu jako całości. Często oznacza to, że rozwój systemu elektroenergetycznego nie może pozostać w tyle i czekać na zakończenie całego cyklu projektowania. Przy niewielkiej ilości czasu i bardzo ograniczonych zasobach projektanci systemów zasilania często stają przed zadaniem stworzenia najbardziej spójnego i wysoce wydajnego systemu zasilania przy minimalnej powierzchni PCB. Aby rozwiązać właśnie takie problemy, stworzono zasilacze linii μModule, łączące wysoką sprawność przetwornika impulsów i łatwość obsługi LDO.
Zgrabny projekt, prawidłowy układ PCB, staranny dobór komponentów – to wszystko jest integralnym i czasochłonnym zadaniem w projekcie skuteczny system odżywianie. Gdy czas jest bardzo ograniczony lub brakuje doświadczenia w tworzeniu takich systemów, gotowe zasilacze modułowe z linii μModule pomogą zaoszczędzić czas i wyeliminować ryzyko opóźnień w realizacji projektów.
Jako przykład weźmy superkompaktowy impulsowy regulator napięcia DC / DC -. Jest to dwukanałowy regulator buck 2,5 A na kanał / jednokanałowy 5 A o konstrukcji mikromodułowej w maleńkiej, supercienkiej obudowie LGA o wymiarach 6,25 mm x 6,25 mm x 1,82 mm. Profil tego źródła jest współmierny do profilu standardowego kondensatora ceramicznego w obudowie 1206, co pozwala na umieszczenie tego źródła zarówno na górnej, jak i dolnej stronie płytki drukowanej, znacznie zmniejszając zajmowaną powierzchnię, co jest szczególnie ważne dla Płyty w formacie PCIe i typy połączeń mezzanine (rys. 1) ).
Przetwornice DC/DC z rodziny μModuł firm Technologia liniowa to również rozwiązanie zapewniające jednocześnie wysoką moc wyjściową i funkcjonalność DPSM.
Stół. Lista niskoprofilowych modułowych zasilaczy DC/DC firmy Linear Technology
Od wielu stabilizatorów napięcia rodziny μModuł w przypadku obciążeń wysokoprądowych można je łączyć równolegle, a przy wysokiej dokładności dopasowania w rozkładzie prądów (w zakresie nominalnego odchylenia od siebie 1%), zmniejsza to ryzyko wystąpienia gorących punktów. Dodatkowo wystarczy, że tylko jeden z podłączonych regulatorów napięcia μModuł zapewnił możliwość implementacji funkcjonalności DPSM i to on jest w stanie zapewnić kompletny interfejs cyfrowy, nawet jeśli inne urządzenia μModule połączone równolegle nie są w stanie zaimplementować funkcji DPSM. Na ryc. Rysunek 2 przedstawia schemat rozwiązania 180 A wraz z implementacją funkcji DPSM dla technologii PoL. To rozwiązanie opiera się na jednym module LTM4677(μModułowy regulator napięcia z funkcją DPSM do 36 A) połączony równolegle z trzema LTM4650 (μModułowy regulator napięcia do 50 A bez funkcji DPSM).
Ryż. 2. Połączenie jednego regulatora napięcia LTM4677 DPSM μModule i trzech regulatorów napięcia rodziny LTM4650 μModule pozwala na realizację zasilacza o napięciu wyjściowym 1 V i prądzie 186 A z wejściowej szyny pośredniej o nominalnym napięciu wejściowym 12 V
Wniosek
Dzięki możliwościom DPSM i ultracienkim profilom, projektanci zasilaczy mogą z łatwością spełnić wymagania projektowe współczesnych systemów komunikacyjnych i dostarczać wysoką moc wyjściową 1 V do zasilania najnowszych układów scalonych. specjalny cel(ASIC) oparty na technologii procesowej poniżej 20 nm, rdzeniach GPU i układach FPGA. Po zamontowaniu na płytce drukowanej LTM4622 optymalnie wykorzystuje przestrzeń na spodzie płytki dzięki ultracienkiemu profilowi. Oczywiście takie rozwiązanie nie oszczędza znacząco drogiej powierzchni płyty, ale zmniejsza ogólne wymagania dotyczące chłodzenia dzięki większej wydajności.
Podsumowując, chciałbym przypomnieć, że zastosowanie regulatorów napięcia z rodziny μModule ma sens w tych obszarach, gdzie znacznie skraca czas debugowania i pomaga efektywniej wykorzystać obszar płytki drukowanej. Rezultatem są zmniejszone koszty infrastruktury, a także całkowita własność przez cały okres użytkowania produktu końcowego.
Próbki i narzędzia do debugowania można zamówić pod adresem
Zapewne wielu pamięta moją epopeję z domowej roboty blok laboratoryjny odżywianie.
Ale wielokrotnie pytano mnie o coś podobnego, tylko prostszego i tańszego.
W tej recenzji postanowiłem pokazać alternatywę dla prostego zasilacza regulowanego.
Wejdź, mam nadzieję, że ci się spodoba.
Długo odkładałem tę recenzję, potem nie było czasu na ten nastrój, ale teraz dosięgły mnie ręce.
Ten zasilacz ma nieco inną charakterystykę niż.
Podstawą zasilacza będzie sterowana cyfrowo płytka konwertera DC-DC buck.
Ale wszystko ma swój czas, a teraz właściwie kilka standardowych zdjęć.
Chusteczka była w małym pudełku, niewiele większym od paczki papierosów. 
Wewnątrz, w dwóch workach (popryskanej i antystatycznej) znajdowała się bohaterka tej recenzji, płytka konwertera. 
Płytka ma dość prostą konstrukcję, sekcję zasilania i małą płytkę z procesorem (ta płytka jest podobna do płytki z innego, słabszego konwertera), przyciski sterujące i wskaźnik. 
Cechy tej tablicy
Napięcie wejściowe - 6-32 V
Napięcie wyjściowe - 0-30 woltów
Prąd wyjściowy - 0-8 amperów
Minimalna dyskretność ustawiania/wyświetlania napięcia wynosi 0,01 V
Minimalna dyskretność instalacji \ wyświetlanie prądu - 0,001 Ampera
Ponadto ta płyta może mierzyć pojemność, która jest podana do obciążenia i mocy.
Częstotliwość konwersji wskazana w instrukcjach to 150KHz, zgodnie z kartą katalogową kontrolera to 300KHz, zmierzona to około 270KHz, co jest zauważalnie bliższe parametrowi wskazanemu w karcie katalogowej.
Na głównej planszy są umieszczone elementy mocy, sterownik PWM, dioda mocy i cewka, kondensatory filtrujące (470uF x 50 Volts), sterownik mocy logiki PWM i wzmacniacza operacyjnego, wzmacniacze operacyjne, bocznik prądowy oraz złączki wejściowe i wyjściowe. 
Nie ma praktycznie nic za sobą, tylko kilka torów mocy. 
Dodatkowa płytka posiada procesor, układy logiczne, stabilizator 3,3 V do zasilania płytki, wskaźnik i przyciski sterujące.
Procesor —
Logika - 2 sztuki
Stabilizator mocy - 
Na płycie zasilającej zainstalowane są 2 wzmacniacze operacyjne (te same wzmacniacze operacyjne są w ZXY60xx)
Kontroler mocy PWM samej tablicy adj 
Mikroukład działa jako kontroler mocy PWM. Zgodnie z arkuszem danych jest to kontroler PWM 12 Amp, więc tutaj nie działa z pełną wydajnością, co jest dobrą wiadomością. Warto jednak wziąć pod uwagę, że lepiej nie przekraczać napięcia wejściowego, może to być również niebezpieczne.
Opis płytki wskazuje maksymalne napięcie wejściowe 32 V, limit dla kontrolera to 35 V.
W mocniejszych konwerterach stosuje się niskoprądowy kontroler, który steruje potężnym tranzystorem polowym, tutaj wszystko to odbywa się za pomocą jednego potężnego kontrolera PWM.
Przepraszam za zdjęcia, nie udało mi się osiągnąć dobrej jakości. 
Instrukcje, które znalazłem w internecie opisują jak wejść w tryb serwisowy, w którym można zmienić niektóre parametry. Aby wejść w tryb serwisowy należy zasilić wciskając przycisk OK, cyfry 0-2 będą się kolejno przełączać na ekranie, aby przełączyć ustawienie należy zwolnić przycisk podczas wyświetlania odpowiedniego numeru.
0 - Włącz automatyczne dostarczanie napięcia do wyjścia, gdy zasilanie jest doprowadzone do płyty.
1 - Aktywacja trybu zaawansowanego, który wyświetla nie tylko prąd i napięcie, ale także pojemność przenoszoną na obciążenie i moc wyjściową.
2 - Automatyczne wyliczanie wyświetlanego pomiaru na ekranie lub ręczne.
Również w instrukcji jest przykład zapamiętywania ustawień, ponieważ na płytce można ustawić limit ustawień prądu i napięcia oraz jest pamięć ustawień, ale nie wspinałem się w te dżungle.
Nie dotknąłem też styków do złącza UART znajdującego się na płytce, bo nawet jak coś tam jest, to i tak nie znalazłem programu do tej płytki.
Streszczenie.
plusy.
1. Dość bogate funkcje - ustawianie i pomiar prądu i napięcia, pomiar pojemności i mocy, a także obecność automatycznego trybu zasilania napięciowego na wyjście.
2. Zakres napięcia i prądu wyjściowego jest wystarczający dla większości zastosowań amatorskich.
3. Wykonanie nie jest tak dobre, ale bez oczywistych wad.
4. Komponenty są instalowane z marginesem, PWM dla 12 amperów przy zadeklarowanych 8 woltach, kondensatory na 50 woltów na wejściu i wyjściu, przy deklarowanych 32 woltach.
Minusy
1. Ekran jest bardzo niewygodnie wykonany, może wyświetlać tylko 1 parametr, na przykład -
0.000 - Prąd
00.00 - Napięcie
P00.0 - Moc
C00.0 - Pojemność.
W przypadku dwóch ostatnich parametrów punkt jest liczbą zmiennoprzecinkową.
2. Opierając się na pierwszym punkcie, raczej niewygodnej kontroli, valcoder naprawdę by nie zaszkodził.
Moja opinia.
Całkiem porządna płytka do zbudowania prostego zasilacza regulowanego, ale lepiej i łatwiej zastosować gotowy zasilacz.
Podobała mi się recenzja
+123
+268
