Dc/dc преобразователи

Содержание

Упрощение схем защиты от помех

Как было показано выше, при использовании обычных микросхем питания с входным диапазоном до 36 В необходимо реализовывать защитные схемы, чтобы предотвратить повреждение устройства от мощных помех, распространяющихся по линиям питания. Существует два основных способа защиты (таблица 1, рисунок 6):

  • использование пассивных и активных защитных схем;
  • использование активных защитных схем.

Использование микросхем с широким диапазоном позволяет решить эту проблему по-особому.

Рис. 6. Построение схем защиты микросхем питания

Схемы защиты на дискретных компонентах (пассивные схемы защиты) используют пассивные компоненты защиты:

  • от перегрузки по входному току – плавкие и самовосстанавливающиеся предохранители, термисторы;
  • от перегрузки по напряжению – варисторы, TVS-диоды и стабилитроны;
  • от обратной полярности питания – выпрямительные диоды.

Главным достоинством таких схем являются: простота реализации и отсутствие выключений устройства при возникновении перенапряжений.

Таблица 1. Сравнение схем защиты

Характеристика Схема защиты
Пассивная защита Активная защита Микросхемы с широким входным диапазоном
Количество внешних компонентов среднее большое малое
Сложность реализации средняя высокая низкая
Стоимость средняя высокая низкая
Занимаемая площадь высокая высокая малая
Уровень защиты зависит от типа компонентов высокий высокий
Длительность помехи ограничена не ограничена не ограничена
Прерывание работы схемы на время помехи не прерывается прерывается не прерывается

В ситуации перенапряжения помеха ограничивается защитными элементами, в то время как сама микросхема питания и все устройство продолжают работать.

Как было сказано выше, дискретные компоненты не являются идеальными защитными элементами. Защитные диоды и варисторы не имеют прямоугольной ВАХ. Уровень напряжения ограничения для них зависит от мощности помехи. Время и мощность воздействующих помех ограничены допустимой рассеиваемой мощностью, а степень и уровень защиты зависят от используемых элементов. Плавкие и самовосстанавливающиеся предохранители имеют ограничения по быстродействию. Кроме того, к явным недостаткам пассивных схем можно отнести достаточно большую номенклатуру компонентов и сложность получения компактных решений.

Активные схемы защиты. В них используются дополнительные внешние транзисторы и микросхемы защиты. В случае возникновения перенапряжений, перегрузок по току и других помех транзисторы выключаются, защищая микросхемы питания.

Эти схемы позволяют выдерживать длительные перенапряжения и перегрузки. Степень защищенности микросхем питания для таких схем наиболее высокая.

К минусам такого решения следует отнести усложнение схемы, увеличение занимаемой площади, значительное увеличение стоимости.

В отличие от пассивных схем защиты при возникновении перенапряжений происходит выключение защитного транзистора, и устройство обесточивается. Если не предусмотрено дополнительного механизма автоматического включения, то может происходить полное выключение устройства.

Использование микросхем с широким входным диапазоном. Как было показано выше, широкий входной диапазон напряжений позволяет в ряде случаев отказаться от сложных схем защиты. Единственным защитным элементом станет диод, защищающий от выбросов отрицательного напряжения. Это позволяет:

  • получить схемы с высоким уровнем защиты от мощных помех;
  • сократить количество используемых элементов;
  • уменьшить стоимость;
  • создавать компактные решения.

Возникающие перенапряжения никак не сказываются на функционировании устройства, так как микросхема питания продолжает функционировать.

В случае необходимости дополнительного повышения уровня защиты используются комбинированные методы защиты.

Преобразователь напряжения DС-DC с гальванической развязкой

Классическая схема DC-DC устройств отличается существенным недостатком, который заключается в гальванической связи входа и выхода. В связи с этим имеется высокая вероятность удара электрическим током.

Для повышения безопасности перечисленные выше схемы могут комплектоваться разделительным трансформатором, который осуществляет гальваническую развязку входных и выходных цепей.

Обратите внимание! Наличие трансформатора позволяет проектировать устройства с несколькими значениями выходного напряжения. Разделительный трансформатор импульсных источников имеет небольшие габариты и массу, поскольку работает на высокой частоте

Разделительный трансформатор импульсных источников имеет небольшие габариты и массу, поскольку работает на высокой частоте.

Импульсный трансформатор

Обратная связь для контроля за выходными параметрами осуществляется через дополнительную обмотку трансформатора либо через оптрон.

Повышающий преобразователь с разделительным трансформатором вместо дросселя называется обратноходовым (flyback converter).

Основные характеристики понижающих импульсных DC/DC-преобразователей

Перечислим основные параметры импульсных преобразователей.

Диапазон входных напряжений (В). К сожалению, всегда есть ограничение не только на максимальное, но и на минимальное входное напряжение. Значение этих параметров всегда выбирается с некоторым запасом.

Диапазон выходных напряжений (В). В силу ограничения на минимальную и максимальную длительность импульса, диапазон значений выходного напряжения ограничен.

Максимальный выходной ток (А). Данный параметр ограничивается целым рядом факторов: максимальной допустимой рассеиваемой мощностью, конечным значением сопротивления силовых ключей и др.

Частота работы преобразователя (кГц). Чем выше частота преобразования, тем проще произвести фильтрацию выходного напряжения. Это позволяет бороться с помехами и снижать значения номиналов элементов внешнего L-C-фильтра, что приводит к увеличению выходных токов и к уменьшению габаритов. Однако рост частоты преобразования увеличивает потери на переключение силовых ключей и увеличивает индуктивную составляющую помех, что явно нежелательно.

КПД (%) является интегральным показателем эффективности и приводится в виде графиков для различных значений напряжений и токов.

Остальные параметры (сопротивление каналов интегральных силовых ключей (мОм), собственный ток потребления (мкА), тепловое сопротивление корпуса и др.) являются менее важными, но их также следует учитывать.

Новые преобразователи производства компании STMicroelectronics имеют высокие входное напряжение и КПД, и их параметры могут быть рассчитаны при помощи бесплатной программы eDesignSuite.

Параметры импульсных преобразователей

Импульсные источники отличаются специфичными параметрами, в отличие от традиционных конструкций:

  1. Отрицательное входное сопротивление. При повышении входного напряжения ток потребления снижается. Вызвано это сокращением времени открытого состояния ключевого элемента.

Важно! По этой причине импульсные источники питания более надежно работают при повышенном напряжении на входе (в допустимых пределах)

  1. Импульсные помехи. Источником помех является ключ преобразователя, поскольку в момент коммутации возникают резкие броски тока. Для снижения помех требуется наличие фильтров не только на выходе, но и на входе устройства.
  2. Диапазон входного напряжения может быть довольно большим, поскольку состояние выхода находится в зависимости от времени нахождения ключа в открытом и закрытом состояниях.
  3. Вход и выход гальванически связаны. Этот факт накладывает особые требования по безопасности.

Параметры импульсных преобразователей

Импульсные источники отличаются специфичными параметрами, в отличие от традиционных конструкций:

  1. Отрицательное входное сопротивление. При повышении входного напряжения ток потребления снижается. Вызвано это сокращением времени открытого состояния ключевого элемента.

Важно! По этой причине импульсные источники питания более надежно работают при повышенном напряжении на входе (в допустимых пределах)

  1. Импульсные помехи. Источником помех является ключ преобразователя, поскольку в момент коммутации возникают резкие броски тока. Для снижения помех требуется наличие фильтров не только на выходе, но и на входе устройства.
  2. Диапазон входного напряжения может быть довольно большим, поскольку состояние выхода находится в зависимости от времени нахождения ключа в открытом и закрытом состояниях.
  3. Вход и выход гальванически связаны. Этот факт накладывает особые требования по безопасности.

Особенности работы понижающего DC/DC-преобразователя

Упрощенная схема классического понижающего DC/DC-преобразователя (преобразователь I типа, buck-converter, step-down converter) состоит из нескольких основных элементов (рисунок 3): силового транзистора VT1, схемы управления (СУ), фильтра (Lф-Cф), обратного диода VD1 .

Рис. 3. Упрощенная схема DC/DC-преобразователя

В отличие от схемы линейного регулятора транзистор VT1 работает в ключевом режиме.

Цикл работы схемы состоит из двух фаз: фазы накачки и фазы разряда (рисунки 4…5).

Рис. 4. Эквивалентные схемы понижающего импульсного преобразователя

В фазе накачки транзистор VT1 открыт и через него протекает ток (рисунок 4). Происходит запасание энергии в катушке Lф и конденсаторе Сф.

Рис. 5. Временные диаграммы напряжений и токов понижающего DC/DC-преобразователя

В фазе разряда транзистор закрыт, ток через него не протекает. Катушка Lф выступает в качестве источника тока. VD1 – диод, который необходим для протекания обратного тока.

В обеих фазах к нагрузке прикладывается напряжение, равное напряжению на конденсаторе Сф.

Приведенная схема обеспечивает регулирование выходного напряжения при изменении длительности импульса:

Uвых = Uвх × (tи/T)

Если величина индуктивности мала, ток разряда через индуктивность успевает достичь нуля. Такой режим называют режимом прерывистых токов. Он характеризуется увеличением пульсаций тока и напряжения на конденсаторе, что приводит к ухудшению качества выходного напряжения и росту шумов схемы. По этой причине режим прерывистых токов используется редко.

Существует разновидность схемы преобразователя, в которой «неэффективный» диод VD1 заменен на транзистор. Этот транзистор открывается в противофазе с основным транзистором VT1. Такой преобразователь называется синхронным и имеет больший КПД.

Схема импульсного преобразователя напряжения 1,5 — 9 Вольт.

В качестве преобразователя напряжения из 1,5 В в 9 В была выбрана, схема А.Чаплыгина, опубликованная в журнале «Радио» (11.2001г., стр.42).

Эта одна из схем, которая, как нельзя лучше, иллюстрирует выражение: «Всё гениальное – просто».

C1, C2 – 22µF

VT1, VT2 – КТ209К

B1 – 1… 1,5V

И действительно, схема состоит всего из пяти деталей, причём две из них, это конденсаторы фильтров. Вместо выпрямителя высокочастотного напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора. При этом, величина тока базы становится пропорциональной величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.

Другой особенностью генератора является срыв колебаний в отсутствие нагрузки, что автоматически решает проблему управления питанием. Проще говоря, такая «Крона», а точнее, встроенный в неё преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-нибудь запитать и выключаться, когда нагрука будет отключена.

Трансформатор TV1 намотан на кольцевом магнитопроводе 2000НМ размером К7х4х2.
Обмотки III и IV содержат по 28 витков провода Ø0,16мм, а I, II по 4 витка провода Ø0,25мм.

Особенности работы линейного регулятора напряжения

Принцип работы линейного регулятора напряжения хорошо известен. Классический интегральный стабилизатор μA723 был разработан еще в 1967 году Р. Видларом. Несмотря на то, что электроника с тех пор ушла далеко вперед, принципы функционирования остались практически неизменными .

Стандартная схема линейного регулятора напряжения состоит из ряда основных элементов (рисунок 2): силового транзистора VT1, источника опорного напряжения (ИОН), схемы компенсационной обратной связи на операционном усилителе (ОУ). Современные регуляторы могут содержать дополнительные функциональные блоки: схемы защиты (от перегрева, от перегрузки по току), схемы управления питанием и др.

Рис. 2. Схема линейного стабилизатора напряжения

Принцип работы таких стабилизаторов достаточно прост. Схема обратной связи на ОУ сравнивает величину опорного напряжения с напряжением выходного делителя R1/R2. На выходе ОУ формируется рассогласование, определяющее напряжение «затвор-исток» силового транзистора VT1. Транзистор работает в линейном режиме: чем больше напряжение на выходе ОУ, тем меньше напряжение «затвор-исток», и тем больше сопротивление VT1.

Такая схема позволяет компенсировать все изменения входного напряжения. Действительно, предположим, что входное напряжение Uвх увеличилось. Это вызовет следующую цепочку изменений: Uвх увеличилось → Uвых увеличится → напряжение на делителе R1/R2 возрастет → выходное напряжение ОУ увеличится → напряжение «затвор-исток» уменьшится → сопротивление VT1 увеличится → Uвых уменьшится.

В результате при изменении входного напряжения выходное напряжение меняется незначительно.

При уменьшении выходного напряжения происходят обратные изменения значений напряжений.

Построение инвертирующих схем с широким входным диапазоном

Некоторые понижающие DC/DC-преобразователи позволяют создавать ИП с отрицательным выходным напряжением. Для этого используется инвертирующая схема включения. Особенность схемы заключается в том, что разница между входным и выходным напряжением не должна превышать ширину входного диапазона микросхемы. Чем шире входной диапазон – тем больший запас надежности мы получим.

Например, при использовании DC/DC-преобразователя LM5006, предназначенного для работы со входными напряжениями до 75 В, в инвертирующей схеме с выходным напряжением – 15 В, входное напряжение может быть до 60 В. Т.е такое решение может быть использовано в большинстве промышленных и автомобильных применений.

В итоге одна и та же микросхема позволяет строить максимально унифицированные системы со многими уровнями выходных напряжений (рисунок 5).

Рис. 5. Построение сложных систем питания

Понятие о преобразователях DC DC

Как следует из названия, данный тип устройств преобразует входное напряжение постоянного тока в такое же на выходе, но другого номинала. DC – английская аббревиатура, Direct Current – постоянный ток.

Поскольку для работы трансформатора принципиальным является наличие переменного напряжения, то в указанных преобразователях используется иной принцип. DC–DC устройства представлены двумя основными типами:

  1. Инверторные, в которых вначале выполняется преобразование постоянного напряжения в переменное, высокой частоты, которое поступает на малогабаритный высокочастотный трансформатор.
  2. Импульсные, у которых основными элементами являются накопительный дроссель и конденсатор.

Строго говоря, все перечисленные устройства относятся к импульсным, но указанные различия позволяют отнести их к разным группам.

Повторное использование разработанных решений ИП

Разработка источников питания является сложной многоступенчатой задачей. Процесс создания ИП состоит из ряда этапов: выбора элементной базы, разработки принципиальной схемы с учетом ЭМС, разработки топологии платы.

На каждом этапе можно допустить ошибку, которая приведет к тому, что весь процесс разработки придется начать заново. По этой причине каждый разработчик старается по максимуму использовать ранее созданные удачные блоки. В ряде случаев схема ИП и топология печатной платы просто переносятся в другой проект.

Рис. 4. Варианты повторного использования решений для ИП

Использование микросхем питания с широким входным диапазоном позволяет сделать разрабатываемые решения еще более универсальными за счет использования одной и той же схемы и топологии платы при различных напряжениях шины питания. Источник питания, разработанный для бортовой сети легкового автомобиля 12 В, может использоваться без значительных изменений для грузовых автомобилей (24 В), телекоммуникационных устройств (48…75 В) и промышленной автоматики (24 В) (рисунок 4а).

Возможность использования практически идентичных блоков идеально подходит для построения каскадных схем.

Если потребовалось построить каскадную схему – то в качестве ее различных ступеней могут быть использованы одинаковые блоки на основе микросхем с широким входным диапазоном (рисунок 4б). При этом, возможно не только последовательное соединение отдельных блоков, но и параллельное.

В случае последовательного соединения только первый блок взаимодействует с первичной шиной питания. При параллельном соединении все блоки подключены к первичной шине. Но главное то, что все блоки являются практически идентичными и отличаются лишь номиналами внешних регулировочных компонентов (частотозадающих резисторов, резисторов обратной связи и др.).

Использование одной и той же схемы для различных устройств дает множество преимуществ:

  • сокращает время разработки – не нужно заново выбирать подходящий преобразователь, создавать схему, разводить плату;
  • снижает потери денег, возникающие при неизбежных ошибках при перепроектировании;
  • сокращает номенклатуру элементов, что позволяет снизить закупочную стоимость;
  • упрощает организацию монтажа устройств. Если используются одни и те же микросхемы, то в большинстве случаев можно использовать проверенные температурные профили пайки, выверенные шаблоны трафаретов и т.д.

Принцип работы импульсного преобразователя

Разработано несколько типов конструкций преобразователей, которые отличаются принципом работы:

  • step-down (buck converter) – устройства, способные понижать входное напряжение до заданного;
  • step-up (boost converter) – используются тогда, когда необходимо повысить напряжение на выходе относительно входного;
  • buck-boost converter – способен работать как на понижение, так и на повышение напряжения;
  • SEPIC (single-ended primary-inductor converter) – имеет аналогичные параметры, но работает по другому принципу;
  • inverting converter – основное назначение – инверсия полярности напряжения.

Практически все конструкции используют в работе свойство индуктивности к накоплению энергии. Цепь с катушкой индуктивности (дросселем) управляется ключом, роль которого выполняет быстродействующий транзистор. Различия в схемах заключаются во взаимном расположении дросселя, накопительной емкости и ключевого элемента.

Step-down

Схема содержит индуктивность, расположенную после ключевого элемента и включенную последовательно с нагрузкой. При открытом ключе через дроссель начинает протекать ток. Диод в это время закрыт. После закрытия ключа ток не прекращается мгновенно, а продолжает циркулировать в том же направлении, но уже через открытый диод.

Step-down конвертер

В дальнейшем цикл работы повторяется. Емкость на выходе позволяет сглаживать пульсации выходного напряжения.

Step-up

Данный повышающий преобразователь напряжения также содержит дроссель, соединенный последовательно с нагрузкой, но располагается он до ключа. При открытом ключе через индуктивность течет ток, который линейно растет. После закрытия ключа ток продолжает идти уже через открытый диод в нагрузку. При этом напряжение на входе складывается с ЭДС самоиндукции дросселя.

Step-up конвертер

Остальные схемы имеют аналогичную схемотехнику.

Во всех случаях диод блокирует нагрузку от ключа в необходимом месте цикла преобразования. Падение напряжения на диоде вызывает рассеивание дополнительной мощности, что снижает КПД устройства. Поэтому вместо обыкновенных диодов с падением около 0.7В используют быстродействующие диоды Шоттки, падение напряжения на которых составляет 0.4В.

Краткая характеристика DC/DC-преобразователей TI с широким входным диапазоном

Texas Instruments предлагает более 130 наименований микросхем DC/DC-преобразователей с широким входным диапазоном для источников питания различных топологий:

  • понижающие преобразователи с входным напряжением до 100 В для промышленных, телекоммуникационных применений. Часть преобразователей имеет модификации, квалифицированные по AEC-Q100 для автомобильных приложений;
  • повышающие преобразователи со входным напряжением до 75 В и выходным током до 4 А;
  • повышающе-понижающие DC/DC-преобразователи со входным напряжением до 40 В.

Широкий выбор DC/DC-преобразователей позволяет создавать ИП для самых разных областей электроники:

Дадим более подробную характеристику каждой группе микросхем.

Доработка мультиметра.

Мультиметр DT-830B сразу же заработал от модернизированной «Кроны». А вот тестер M890C+ пришлось немного доработать.

Дело в том, что в большинстве современных мультиметров задействована функция автоматического отключения питания. На картинке показана часть панели управления мультиметра, где обозначена данная функция.

Схема автоотключения (Auto Power Off) работает следующим образом. При подключении батареи, заряжется конденсатор С10. При включении питания, пока конденсатор C10 разряжается через резистор R36, на выходе компаратора IC1 удерживается высокий потенциал, что приводит к отпиранию транзисторов VT2 и VT3. Через открытый транзистор VT3 напряжение питания и попадает в схему мультиметра.

Как видите, для нормальной работы схемы, нужно подать питание на С10 ещё до того, как включится основная нагрузка, что невозможно, так как наша модернизированная «Крона», напротив, включится только тогда, когда появится нагрузка.

В общем, вся доработка заключалась в установке дополнительной перемычки. Для неё я выбрал место, где это было сделать удобнее всего.

К сожалению, обозначения элементов на электрической схеме не совпали с обозначениями на печатной плате моего мультиметра, поэтому точки для установки перемычки нашёл так. Прозвонкой выявил нужный вывод выключателя, а шину питания +9V определил по 8-ой ножке операционного усилителя IC1 (L358).

Флюс

Перед тем как паять радиатор, придется позаботиться и о флюсе. Именно он обеспечивает надежное соединение припоя и ремонтируемой металлической поверхности. Флюс можно либо купить либо изготовить самостоятельно. Приобрести его можно в любом магазине, специализирующемся на продаже радиодеталей. На упаковках российских флюсов, предназначенных для пайки алюминия, обычно имеется соответствующая надпись. Также их название может содержать маркировку Ф-59А, Ф-61А, 34А и др.

Как запаять радиатор автомобиля в домашних условиях, не покупая флюс? Можно ли его сделать самостоятельно? Да, флюс можно приготовить своими руками. Он, конечно, не будет обладать такими же свойствами, как заводской, но со своей задачей справится. Для его изготовления потребуется всего два ингредиента: канифоль и железные опилки.

Канифоль наверняка найдется у вас дома, а стружку можно получить, обработав любую железную деталь напильником. Все это нужно смешать в небольшой огнеупорной посудине и разогреть на огне. Полученная смесь – простейший флюс для алюминия.

Чтобы получить более прочное соединение припоя и металла, можно изготовить так называемый плавень. Для этого необходимо смешать следующие вещества в таких пропорциях:

  • калий хлористый – 56%;
  • литий хлористый – 23%;
  • криолит – 10%;
  • крупная пищевая соль – 7%;
  • натрий сернокислый – 4 %.

Ингредиенты нужно измельчить, смешать и ссыпать в герметичную стеклянную посуду. Хранят плавень в месте, защищенном от прямых солнечных лучей.

Повышающие преобразователи напряжения

Мой лабораторный блок питания работает от блока ноутбука на 19V 90W, но этого не хватает для проверки последовательно подключенных светодиодов. Последовательная LED цепочка требует от 30В до 50В. Покупать готовый блок на 50-60 Вольт и 150W оказалось дороговато, около 2000 руб. Поэтому заказал первый повышающий стабилизатор за 500 руб. с повышением до 50В. После проверки оказалось, что он максимум до 32В, потому что на входе и выходе стоят конденсаторы на 35V. Убедительно написал продавцу своё возмущение, и через пару дней мне вернули денежку.

Повышатель Tusotek

Заказал второй до 55V под брендом Tusotek за 280руб, повышатель оказался отличный. С 12В легко повышает до 60V, выше крутить построечный резистор не стал, вдруг сгорит. Радиатор приклеен на теплопроводящий клей, поэтому маркировку микросхемы посмотреть не удалось. Охлаждение сделано немного неправильно, теплоотводная площадка диода Шотки и контроллера прикреплена к плате, а не к радиатору.

Схема dc-dc преобразователя

На главную страницу

   Это DC-DC преобразователь напряжения с 5-13 В на входе, до 12 В выходного постоянного тока 1,5 А. Преобразователь получает меньшее напряжение и дает более высокое на  выходе, чтобы использовать там где есть напряжение меньшее требуемых 12 вольт. Часто он используется для увеличения напряжения имеющихся батареек. Это по сути интегральный DC-DC конвертер. Для примера: есть литий-ионный аккумулятор 3,7 В, и его напряжение с помощью данной схемы можно изменить, чтобы обеспечить необходимые 12 В на 1,5 А.
Схема DC-DC преобразователя на MC34063A
   Преобразователь легко построить самостоятельно. Основным компонентом является микросхема MC34063, которая состоит из источника опорного напряжения (температурно-компенсированного), компаратора, генератора с активным контуром ограничения пикового тока, вентиля (элемент «И»), триггера и мощного выходного ключа с драйвером и требуется только несколько дополнительных электронных компонентов в обвязку для того чтобы он был готов. Эта серия микросхем была специально разработана, чтобы включены их в состав различных преобразователей.
Достоинства микросхемы MC34063A 
Работа от 3 до 40 В входа
Низкий ток в режиме ожидания
Ограничение тока
Выходной ток до 1,5 A
Выходное напряжение регулируемое
Работа в диапазоне частот до 100 кГц
Точность 2%

Описание радиоэлементов

R — Все резисторы 0,25 Вт.

T — TIP31-NPN силовой транзистор. Весь выходной ток проходит через него.

L1 — 100 мкГн ферритовые катушки. Если придётся делать самостоятельно, нужно  приобрести тороидальные ферритовые кольца наружным диаметром  20 мм и внутренним диаметром 10 мм, тоже 10 мм высотой и проволоку 1 — 1,5 мм толщиной на 0,5 метра, и сделать 5 витков на равных расстояниях. Размеры ферритового кольца не слишком критичны

Разница в несколько (1-3 мм) приемлема. 

D — диод Шоттки должен быть использован обязательно

TR — многовитковый переменный резистор, который используется здесь для точной настройки выходного напряжения 12 В. 

C — C1 и C3 полярные конденсаторы, поэтому обратите внимание на это при размещении их на печатной плате.
Список деталей для сборки
Резисторы: R1 = 0.22 ом x1, R2 = 180 ом x1, R3 = 1,5 K x1, R4 = 12K x1
Регулятор: TR1 = 1 кОм, многооборотный 
Транзистор: T1 = TIP31A или TIP31C
Дроссель: L1 = 100 мкГн на ферритовом кольце
Диод: D1 — шоттки 1N5821 (21V — 3A), 1N5822 (28V — 3A) или MBR340 (40В — 3A) 
Конденсаторы: C1 = 100 мкФ / 25V, C2 = 0.001 мкФ , C3 = 2200 мкФ / 25V
Микросхема: MC34063 
Печатная плата 55 x 40 мм  

   Заметим, что необходимо установить небольшой алюминиевый радиатор на транзистор T1 — TIP31, в противном случае этот транзистор может быть поврежден из-за повышенного нагрева, особенно на больших токах нагрузки. Даташит и рисунок печатной платы прилагается

   Схемы блоков питания

Порядок вывода комментариев: По умолчанию Сначала новые Сначала старые 1Дмитрий   (22.02.2016 17:47)
а такая микросхема подойдет mc34063ag

2MAESTRO   (22.02.2016 17:59)

Да, пойдёт.

3Дмитрий   (23.02.2016 15:22)

резистор на 0.22 ом,можно заменить на какой нибудь другой? если да то на какой?

4MAESTRO   (23.02.2016 15:43)

Можно из нескольких по 1 Ому паралллельно составить его.

5Дмитрий   (25.03.2016 07:53)

Прошу помощи или совета: собрал микросхему все работает,выдает 12в, подключаю лампочку на 12в горит, замечательно! Но как только я подсоединяю усилитель НЧ С РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ 6-18в (ток потребления 60-150 mA )начинает что то пищать, ну пусть бы пищало, только этот писк передается в динамики.да и еще заметил если прибавить звука побольше писк пропадает и в динамиках и в схеме. Не подскажешь в чем может быть проблема или может посоветуешь что нибудь?

6воин2010   (07.04.2016 17:38)
либо конденсатор плохой , либо нужно повысить рассеивающую мощность резисторов , начни с кондюков , их всего 3 , легче и быстрей проверишь. 7воин2010   (10.04.2016 16:00)
вопросик ,собрал схему но выдаёт макс 1.7 вольт , где совершил ошибку подскажите

  • Снижение расхода топлива в авто
  • Ремонт зарядного 6-12 В
  • Солнечная министанция
  • Самодельный ламповый
  • Фонарики Police
  • Генератор ВЧ и НЧ
  • 2009-2020, «Электронные схемы самодельных устройств». Электросхемы для самостоятельной сборки радиоэлектронных приборов и конструкций. Полезная информация для начинающих радиолюбителей и профессионалов. Все права защищены.
  • Вход
  • Почта
  • Мобильная версия

Принцип работы импульсного преобразователя

Разработано несколько типов конструкций преобразователей, которые отличаются принципом работы:

  • step-down (buck converter) – устройства, способные понижать входное напряжение до заданного;
  • step-up (boost converter) – используются тогда, когда необходимо повысить напряжение на выходе относительно входного;
  • buck-boost converter – способен работать как на понижение, так и на повышение напряжения;
  • SEPIC (single-ended primary-inductor converter) – имеет аналогичные параметры, но работает по другому принципу;
  • inverting converter – основное назначение – инверсия полярности напряжения.

Практически все конструкции используют в работе свойство индуктивности к накоплению энергии. Цепь с катушкой индуктивности (дросселем) управляется ключом, роль которого выполняет быстродействующий транзистор. Различия в схемах заключаются во взаимном расположении дросселя, накопительной емкости и ключевого элемента.

Step-down

Схема содержит индуктивность, расположенную после ключевого элемента и включенную последовательно с нагрузкой. При открытом ключе через дроссель начинает протекать ток. Диод в это время закрыт. После закрытия ключа ток не прекращается мгновенно, а продолжает циркулировать в том же направлении, но уже через открытый диод.

Step-down конвертер

В дальнейшем цикл работы повторяется. Емкость на выходе позволяет сглаживать пульсации выходного напряжения.

Step-up

Данный повышающий преобразователь напряжения также содержит дроссель, соединенный последовательно с нагрузкой, но располагается он до ключа. При открытом ключе через индуктивность течет ток, который линейно растет. После закрытия ключа ток продолжает идти уже через открытый диод в нагрузку. При этом напряжение на входе складывается с ЭДС самоиндукции дросселя.

Step-up конвертер

Остальные схемы имеют аналогичную схемотехнику.

Во всех случаях диод блокирует нагрузку от ключа в необходимом месте цикла преобразования. Падение напряжения на диоде вызывает рассеивание дополнительной мощности, что снижает КПД устройства. Поэтому вместо обыкновенных диодов с падением около 0.7В используют быстродействующие диоды Шоттки, падение напряжения на которых составляет 0.4В.

Применение

Недавно я закупил много различных светодиодов на 1W, 3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Все они низкого качества, для сравнения их с качественными. Чтобы всю эту кучу подключить и запитать у меня есть блоки питания от ноутбуков на 12 В и 19V. Пришлось активно полистать Aliexpress в поисках низковольтных светодиодных драйверов.

Были куплены  современные повышающие преобразователи напряжения DC DC и понижающие, на 1-2 Ампера и мощные на 5-7 ампер. К тому же они отлично подойдут для подключения ноутбука к 12В в автомобиле, 80-90 ватт потянут. Они вполне подойдут в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов на 12В и 24В.

LM2577

Популярными микросхемами для повышающих импульсных стабилизаторов стали:

  1. LM2577, устаревшая с низким КПД;
  2. XL4016, в 2 раза эффективней 2577;
  3. XL6009;
  4. MT3608.

Делать DC DC повышающий преобразователь своими руками не рационально, потрачу слишком много времени на сборку и настройку. У китайцев можно купить за 50-250руб, эта цена включает и доставку. За эту сумму получу почти готовое изделие, которое можно максимально быстро доработать.

Данные импульсные ИМС используются совместно с другими, написал характеристики и datasheet к популярным ИМС для питания TL431, LM358, LM494, LM317.

Заключение

Одной из тенденций развития DC/DC-преобразователей является рост диапазона входных напряжений. Компания Texas Instruments предлагает микросхемы с широким входным диапазоном до 100 В. Среди них есть повышающие, понижающие и повышающе-понижающие DC/DC-преобразователи с различными уровнями выходных токов и корпусных исполнений.

Использование таких регуляторов позволяет:

  • работать с широким диапазоном входных напряжений;
  • работать при высоком уровне помех;
  • создавать системы питания с гигантским запасом надежности;
  • создавать сложные системы питания, в том числе с отрицательными уровнями напряжения;
  • сократить количество внешних защитных компонентов;
  • уменьшить габариты итогового устройства;
  • сократить стоимость изделия.

Все это делает их идеальным выбором для таких отраслей как промышленная, автомобильная, телекоммуникационная электроника.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий