97% samarali DC tok konvertori [3A, sozlanishi]: 12 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Kichik shahar -tok -tok konvertorli platasi ko'plab ilovalar uchun foydalidir, ayniqsa, agar u 3A (2A uzluksiz sovutgichsiz) oqimlarni etkazib bera oladigan bo'lsa. Ushbu maqolada biz kichik, samarali va arzon paqir konvertori sxemasini qurishni o'rganamiz.

[1]: O'chirish tahlili

1 -rasmda qurilmaning sxematik diagrammasi ko'rsatilgan. Asosiy komponent MP2315 pastga tushadigan buk konvertori.

1 -qadam: Adabiyotlar

Maqola manbasi: https://www.pcbway.com/blog/technology/DC_to_DC_B… [1]:

[2]:

[3]:

2 -qadam: 1 -rasm, DC to DC Buck konverterining sxematik diagrammasi

MP2315 [1] ma'lumotlar jadvaliga ko'ra: "MP2315-bu yuqori chastotali sinxron rektifikatsiyalangan, pastga o'rnatilgan ichki quvvat MOSFET-lari bilan o'zgartiruvchi. U mukammal yuk va chiziqli regulyatsiyaga ega bo'lgan keng kirish oralig'ida 3A uzluksiz chiqish oqimiga erishish uchun juda ixcham echim taklif qiladi. MP2315 chiqish oqimining yuklanish diapazonida yuqori samaradorlik uchun sinxron rejimda ishlashga ega. Joriy rejimning ishlashi tez o'tuvchi javob beradi va pastadir barqarorligini osonlashtiradi. To'liq himoya xususiyatlariga OCP va termal o'chirish kiradi.” Kam RDS (yoqilgan) bu chipga yuqori oqimlarni boshqarishga imkon beradi.

C1 va C2 kirish voltajining shovqinlarini kamaytirish uchun ishlatiladi. R2, R4 va R5 chipga teskari aloqa yo'lini quradi. R2 - chiqish voltajini sozlash uchun 200K ko'p turli potansiyometr. L1 va C4 - pulni konvertatsiya qilishning muhim elementlari. L2, C5 va C7 qo'shimcha shovqin va to'lqinlarni kamaytirish uchun qo'shgan LC filtrini chiqaradi. Ushbu filtrning uzilish chastotasi 1 kHz atrofida. R6 oqim oqimini EN piniga cheklaydi. R1 qiymati ma'lumotlar jadvaliga muvofiq o'rnatildi. R3 va C3 yuklash chizig'i bilan bog'liq va ma'lumotlar jadvaliga muvofiq belgilanadi.

2 -rasmda samaradorlik va chiqish oqimi chizig'i ko'rsatilgan. Deyarli barcha kirish kuchlanishlari uchun eng yuqori samaradorlikka 1A atrofida erishildi.

3 -qadam: 2 -rasm, samaradorlik va chiqish oqimi

[2]: PCB LayoutFigure 3 dizaynlashtirilgan PCB sxemasini ko'rsatadi. Bu kichik (2,1 sm*2,6 sm) ikki qatlamli taxta.

Men IC1 [2] uchun SamacSys komponent kutubxonalarini (sxematik belgi va tenglikni izi) ishlatardim, chunki bu kutubxonalar bepul va eng muhimi, ular sanoat IPC standartlariga mos keladi. Men Altium Designer CAD dasturidan foydalanaman, shuning uchun komponentlar kutubxonasini to'g'ridan -to'g'ri o'rnatish uchun SamacSys Altium plaginidan foydalanardim [3]. 4 -rasmda tanlangan komponentlar ko'rsatilgan. Siz passiv komponentlar kutubxonalarini qidirishingiz va o'rnatishingiz/ishlatishingiz mumkin.

4 -qadam: 3 -rasm, DC -dan DC -ga konvertorning tenglikni sxemasi

5 -qadam: SamacSys Altium plaginidan 4 -rasm, tanlangan komponent (IC1)

Bu PCB kartasining oxirgi versiyasi. 5 -rasm va 6 -rasmda PCB kartasining yuqori va pastdan 3D ko'rinishi ko'rsatilgan.

6 -qadam: 5 va 6 -rasm, PCB kartasining 3D ko'rinishi (TOP va Buttom)

[3]: Qurilish va TestFigure 7 taxtaning birinchi prototipini (birinchi versiyasi) ko'rsatadi. PCB kartasi yuqori sifatli taxta bo'lgan PCBWay tomonidan ishlab chiqarilgan. Men lehim bilan hech qanday muammoga duch kelmadim.

8 -rasmda aniq ko'rinib turibdiki, men pastroq shovqinga erishish uchun sxemaning ba'zi qismlarini o'zgartirdim, shuning uchun taqdim etilgan sxematik va tenglikni eng so'nggi versiyalar.

7 -qadam: 7 -rasm, Buck konverterining birinchi prototipi (eski versiyasi)

Komponentlarni lehimlagandan so'ng, biz sxemani sinab ko'rishga tayyormiz. Ma'lumotlar jadvalida biz kirishga 4,5 V dan 24 V gacha kuchlanishni qo'llashimiz mumkinligi aytilgan. Birinchi prototip (mening sinovdan o'tgan taxtam) va oxirgi PCB/sxemasi o'rtasidagi asosiy farqlar - bu tenglikni dizayni va komponentlarning joylashishi/qiymatidagi ba'zi o'zgarishlar. Birinchi prototip uchun chiqish kondansatörü faqat 22uF-35V. Shunday qilib, men uni ikkita 47uF SMD kondansatörü bilan o'zgartirdim (C5 va C7, 1210 paketlar). Men kirish uchun bir xil modifikatsiyani qo'lladim va kirish kondensatorini 35V kuchlanishli ikkita kondansatör bilan almashtirdim. Bundan tashqari, men chiqish sarlavhasining o'rnini o'zgartirdim.

Maksimal chiqish quvvati 21V va kondansatörler 25V (keramika) da baholanganligi sababli, kuchlanish tezligi muammosi bo'lmasligi kerak, lekin agar sizda kondansatkichlarning nominal kuchlanishlari bilan bog'liq xavotirlaringiz bo'lsa, ularning sig'im qiymatlarini 22uF ga kamaytiring va nominal kuchlanish 35 V gacha. Siz har doim maqsadli kontaktlarning zanglashiga/yukiga qo'shimcha chiqish kondansatkichlarini qo'shish orqali kompensatsiya qilishingiz mumkin. Hatto siz 470uF yoki 1000uF kondansatkichni "tashqaridan" qo'shishingiz mumkin, chunki bortda ularning hech biriga mos keladigan joy yo'q. Aslida, ko'proq kondansatkichlarni qo'shib, biz oxirgi filtrning kesish chastotasini kamaytiramiz, shunda u ko'proq shovqinlarni bostiradi.

Kondensatorlarni parallel ravishda ishlatish yaxshiroqdir. Masalan, bitta 1000uF o'rniga parallel ravishda ikkita 470uF dan foydalaning. Bu umumiy ESR qiymatini kamaytirishga yordam beradi (parallel rezistorlar qoidasi).

Keling, Siglent SDS1104X-E kabi past shovqinli old osiloskop yordamida chiqish to'lqinlari va shovqinlarini ko'rib chiqaylik. U 500uV/div gacha bo'lgan kuchlanishni o'lchashi mumkin, bu juda yaxshi xususiyat.

Men konvertor taxtasini tashqi 470uF-35V kondansatör bilan birga, dalgalanma va shovqinni tekshirish uchun DIY prototip taxtasining kichik bir qismiga lehimladim (8-rasm).

8 -qadam: 8 -rasm, DIY prototip kartasining kichik bir qismidagi konvertor taxtasi (shu jumladan 470uF chiqish kondansatörü)

Kirish voltaji yuqori (24V) va chiqish voltaji past bo'lsa (masalan, 5V), maksimal to'lqin va shovqin paydo bo'lishi kerak, chunki kirish va chiqish voltajining farqi yuqori. Keling, osiloskop probini er-buloq bilan jihozlaylik va chiquvchi shovqinni tekshiramiz (9-rasm). Er-buloqdan foydalanish juda muhim, chunki osiloskop zondining topraklama simlari, ayniqsa, bunday o'lchovlarda juda ko'p umumiy rejimdagi shovqinlarni o'zlashtirishi mumkin.

9-qadam: 9-rasm, zondning topraklama simini er-buloq bilan almashtirish

10 -rasmda kirish 24V va chiqish 5V bo'lganda chiqish shovqini ko'rsatilgan. Shuni ta'kidlash kerakki, konvertorning chiqishi bepul va hech qanday yukga ulanmagan.

10 -qadam: 10 -rasm, shahar tok konvertorining chiqish shovqini (kirish = 24V, chiqish = 5V)

Keling, chiqish shovqinini kirish/chiqish voltajining eng past farqi (0,8V) ostida sinab ko'ramiz. Men kirish voltajini 12V ga va chiqishni 11.2V ga o'rnatdim (11 -rasm).

11 -qadam: 11 -rasm, eng past kirish/chiqish kuchlanishidagi chiqish shovqini (kirish = 12V, chiqish = 11.2V)

E'tibor bering, chiqish tokini oshirish (yukni qo'shish) orqali chiqish shovqini/to'lqinlanishi oshadi. Bu barcha quvvat manbalari yoki konvertorlar uchun haqiqiy hikoya.

[4] Materiallar hisobi

12 -rasmda loyihaning materiallari ko'rsatilgan.