مدارهای ساده مبدل های ولتاژ پالسی DC برای تامین انرژی دستگاه های رادیویی آماتور

عصر بخیر، رادیو آماتورهای عزیز!
امروز در وب سایت " "ما به چندین طرح ساده نگاه خواهیم کرد، حتی می توان گفت ساده، مبدل های ولتاژ پالس DC-DC(تبدیل ولتاژ DC یک مقدار به ولتاژ DC مقدار دیگر)

مزایای مبدل پالس چیست؟ اولاً راندمان بالایی دارند و ثانیاً می توانند با ولتاژ ورودی کمتر از ولتاژ خروجی کار کنند.
مبدل های پالس به گروه های زیر تقسیم می شوند:
- گام به پایین، گام به بالا، معکوس.
- تثبیت، ناپایدار؛
- ایزوله گالوانیکی، غیر عایق؛
– با محدوده باریک و وسیع ولتاژ ورودی.
برای ساخت مبدل های پالس خانگی، بهتر است از مدارهای مجتمع تخصصی استفاده کنید - آنها راحت تر جمع می شوند و در هنگام راه اندازی دمدمی مزاج نیستند.

طرح اول
مبدل ترانزیستور ناپایدار:
این مبدل در فرکانس 50 کیلوهرتز کار می کند، ایزولاسیون گالوانیکی توسط ترانسفورماتور T1 ارائه می شود که روی یک حلقه K10x6x4.5 ساخته شده از فریت 2000NM پیچیده شده است و شامل: سیم پیچ اولیه - 2x10 دور، سیم پیچ ثانویه - 2x70 دور سیم PEV-0.2 است. . ترانزیستورها را می توان با KT501B جایگزین کرد. در صورت عدم وجود بار، تقریباً هیچ جریانی از باتری مصرف نمی شود.

طرح دوم.

ترانسفورماتور T1 روی یک حلقه فریت با قطر 7 میلی متر پیچیده شده است و شامل دو سیم پیچ 25 دور سیم PEV = 0.3 است.

طرح سوم.
:

مبدل ناپایدار فشاری بر اساس مولتی ویبراتور (VT1 و VT2) و تقویت کننده قدرت (VT3 و VT4). ولتاژ خروجی با تعداد دور سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور پالس T1 انتخاب می شود.

طرح چهارم.
مبدل بر روی یک تراشه تخصصی:
مبدل نوع تثبیت کننده بر روی یک میکرو مدار تخصصی از MAXIM. فرکانس تولید 40...50 کیلوهرتز، عنصر ذخیره سازی – سلف L1.

طرح پنجم
ضریب ولتاژ دو مرحله ای ناپایدار:

می توانید از یکی از دو تراشه به طور جداگانه استفاده کنید، به عنوان مثال دومی را برای ضرب ولتاژ دو باتری.

طرح ششم
تثبیت کننده تقویت کننده پالس در تراشه MAXIM:
یک مدار معمولی برای اتصال یک تثبیت کننده تقویت کننده پالس در یک ریزمدار MAXIM. عملکرد در ولتاژ ورودی 1.1 ولت حفظ می شود. راندمان - 94٪، جریان بار - تا 200 میلی آمپر.

طرح هفتم
دو ولتاژ از یک منبع تغذیه :
به شما امکان می دهد دو ولتاژ تثبیت شده مختلف با راندمان 50 ... 60٪ و جریان بار تا 150 میلی آمپر در هر کانال را بدست آورید. خازن های C2 و C3 دستگاه های ذخیره انرژی هستند.

طرح هشتم
تثبیت کننده تقویت کننده پالس در تراشه-2 از MAXIM:
نمودار مدار معمولی برای اتصال یک میکرو مدار تخصصی از MAXIM. با ولتاژ ورودی 0.91 ولت کار می کند، دارای یک محفظه SMD کوچک است و جریان بار تا 150 میلی آمپر را با بازده 90 درصد فراهم می کند.

طرح نهم.
تثبیت کننده گام به پایین پالس در تراشه TEXAS:

یک مدار معمولی برای اتصال یک تثبیت کننده گام به پایین پالسی روی یک ریزمدار TEXAS که به طور گسترده در دسترس است. مقاومت R3 ولتاژ خروجی را در محدوده +2.8…+5 ولت تنظیم می کند. مقاومت R1 جریان اتصال کوتاه را تنظیم می کند که با فرمول محاسبه می شود:
Ikz(A)= 0.5/R1 (اهم)

طرح دهم.
اینورتر ولتاژ یکپارچه روی تراشه MAXIM:
اینورتر ولتاژ یکپارچه، راندمان - 98٪.

طرح یازدهم.
دو مبدل ایزوله روی ریز مدارهای YCL Elektronics:
دو مبدل ولتاژ ایزوله DA1 و DA2 که در یک مدار "غیر ایزوله" با یک زمین مشترک متصل شده اند.

من اخیراً یک دستگاه دیجیتال را روی یک میکروکنترلر مونتاژ کردم و این سؤال در مورد منبع تغذیه آن در شرایط میدانی به وجود آمد که به ولتاژ 12 ولت و جریان تقریباً 50 میلی آمپر نیاز دارد. علاوه بر این، به ریپل ولتاژ بسیار حساس است و از چندین منبع تغذیه سوئیچینگ، نمی خواهد از برخی تجهیزات کار کند. پس از جستجو در اینترنت، یکی از بهینه ترین و ارزان ترین گزینه ها را پیدا کردم: مبدل تقویت کننده DC-DCروی یک تراشه MC34063. برای محاسبه، می توانید از یک برنامه ماشین حساب استفاده کنید. من پارامترهای مورد نیاز را وارد کردم (می تواند به صورت افزایش یا کاهش کار کند) و این نتیجه را گرفتم:

ولتاژ تغذیه ریز مدار نباید از 40 ولت تجاوز کند و جریان نباید از 1.5 آمپر تجاوز کند. بردهای مدار چاپی به صورت آنلاین و برای قطعات SMD وجود دارد، اما من آنها را در انبار ندارم، بنابراین تصمیم گرفتم خودم بسازم. لطفاً توجه داشته باشید که دو مقاومت 0.2 اهم وجود دارد. من فقط 5 وات داشتم براش درست کردم ولی اگه کوچیکتر پیدا میکردم یه جای دیگه لحیم میکردم و اضافهش رو قطع میکردم.

به جای مقاومت در R1- 1.5 کیلو اهم، من یک تریمر در 5 کیلو اهم برای تنظیم ولتاژ خروجی نصب کردم. به هر حال ، در محدوده نسبتاً مناسبی از 7 تا 16 تنظیم می شود ، بیشتر امکان پذیر است ، اما خازن خروجی روی 16 ولت تنظیم شده است ، بنابراین من آن را بیشتر افزایش ندادم.

و اکنون به طور خلاصه در مورد عملکرد مبدل. من 3 ولت اعمال کردم، خروجی (R1) را روی 12 ولت تنظیم کردم - و وقتی برق به 2.5 ولت کاهش یافت و تا 11 ولت افزایش یافت، این ولتاژ را حفظ می کند!

مبدل اتومبیل جهانی (مبدل) "DC/DC".

این یک مبدل DC/DC ساده و جهانی است (تبدیل یک ولتاژ DC به دیگری). ولتاژ ورودی آن می تواند از 9 تا 18 ولت با ولتاژ خروجی 5-28 ولت باشد که در صورت لزوم می توان آن را در محدوده تقریباً 3 تا 50 ولت تغییر داد. ولتاژ خروجی این مبدل می تواند کمتر از ولتاژ ورودی یا بیشتر باشد.
توان عرضه شده به بار می تواند تا 100 وات برسد. متوسط ​​جریان بار مبدل 2.5-3 آمپر است (بسته به ولتاژ خروجی و با ولتاژ خروجی مثلاً 5 ولت، جریان بار می تواند 8 آمپر یا بیشتر باشد).
این مبدل برای مصارف مختلف مانند تغذیه لپ تاپ، آمپلی فایر، تلویزیون های قابل حمل و سایر لوازم خانگی از شبکه ۱۲ ولتی خودرو و همچنین شارژ تلفن همراه، دستگاه های USB، تجهیزات ۲۴ ولتی و غیره مناسب است.
مبدل در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه در خروجی مقاوم است، زیرا مدارهای ورودی و خروجی به صورت گالوانیکی به یکدیگر متصل نیستند و به عنوان مثال خرابی ترانزیستور قدرت منجر به خرابی بار متصل نمی شود و فقط ولتاژ در خروجی گم می شود (خوب، فیوز محافظ منفجر می شود).

شکل 1.
مدار مبدل.

مبدل بر روی تراشه UC3843 ساخته شده است. برخلاف مدارهای معمولی چنین مبدل‌هایی، در اینجا نه یک چوک، بلکه از یک ترانسفورماتور به عنوان عنصر تولید انرژی با نسبت چرخش 1: 1 استفاده می‌شود و بنابراین ورودی و خروجی آن به صورت گالوانیکی از یکدیگر جدا می‌شوند.
فرکانس کاری مبدل حدود 90-95 کیلوهرتز است.
ولتاژ کار خازن های C8 و C9 را بسته به ولتاژ خروجی انتخاب کنید.
مقدار مقاومت R9 آستانه محدود کننده جریان مبدل را تعیین می کند. هر چه مقدار آن کوچکتر باشد، جریان محدود کننده بیشتر است.
به جای اصلاح مقاومت R3 می توانید یک مقاومت متغیر نصب کنید و از آن برای تنظیم ولتاژ خروجی استفاده کنید یا یک سری مقاومت ثابت با مقادیر ولتاژ خروجی ثابت نصب کنید و آنها را با یک کلید انتخاب کنید.
برای گسترش دامنه ولتاژهای خروجی، لازم است تقسیم کننده ولتاژ R2، R3، R4 مجدداً محاسبه شود، به طوری که ولتاژ در پایه 2 میکرو مدار 2.5 ولت در ولتاژ خروجی مورد نیاز باشد.

شکل 2.
ترانسفورماتور.

هسته ترانسفورماتور از منبع تغذیه کامپیوتر AT، ATX استفاده می شود که DGS (چوک تثبیت کننده گروه) روی آن پیچیده شده است. هسته رنگ آمیزی زرد-سفید است، می توان از هر هسته مناسب استفاده کرد. هسته هایی از منابع تغذیه مشابه و رنگ های سبز آبی نیز مناسب هستند.
سیم پیچ های ترانسفورماتور در دو سیم پیچ می شوند و دارای پیچ های 2x24، سیم با قطر 1.0 میلی متر هستند. ابتدای سیم پیچ ها با نقاط در نمودار نشان داده شده است.

توصیه می شود از ترانزیستورهایی با مقاومت کانال باز کم به عنوان ترانزیستورهای قدرت خروجی استفاده کنید. به ویژه SUP75N06-07L، SUP75N03-08، SMP60N03-10L، IRL1004، IRL3705N. و همچنین باید بسته به حداکثر ولتاژ خروجی، با حداکثر ولتاژ کاری انتخاب شوند. حداکثر ولتاژ کاری ترانزیستور نباید کمتر از 1.25 ولتاژ خروجی باشد.
به عنوان یک دیود VD1، می توانید از یک دیود شاتکی جفتی، با ولتاژ معکوس حداقل 40 ولت و حداکثر جریان حداقل 15 آمپر، ترجیحاً در بسته بندی TO-220 استفاده کنید. به عنوان مثال SLB1640 یا STPS1545 و غیره.

مدار مونتاژ شد و روی تخته نان آزمایش شد. ترانزیستور اثر میدانی 09N03LA که از یک "مادربرد مرده" جدا شده بود، به عنوان ترانزیستور قدرت استفاده شد. دیود یک دیود شاتکی جفت SBL2045CT است.

شکل 3.
تست 15V-4A.

تست اینورتر با ولتاژ ورودی 12 ولت و ولتاژ خروجی 15 ولت. جریان بار اینورتر 4 آمپر است. توان بار 60 وات است.

شکل 4.
تست 5V-8A.

تست اینورتر با ولتاژ ورودی 12 ولت، ولتاژ خروجی 5 ولت و جریان بار 8 آمپر. قدرت بار 40 وات است. ترانزیستور برق مورد استفاده در مدار = 09N03LA (SMD از مادربرد)، D1 = SBL2045CT (از منابع تغذیه کامپیوتر)، R9 = 0R068 (0.068 اهم)، C8 = 2 x 4700 10V.

برد مدار چاپی توسعه یافته برای این دستگاه با در نظر گرفتن نصب ترانزیستور و دیود روی رادیاتور در اندازه 100x38 میلی متر است. امضا در قالب Sprint-Layout 6.0، پیوست.

در عکس های زیر یک نسخه مونتاژی از این مدار با استفاده از قطعات SMD است. این علامت برای قطعات SMD با سایز 1206 طراحی شده است.

شکل 5.
گزینه مونتاژ مبدل.

اگر نیازی به تنظیم ولتاژ خروجی در خروجی این مبدل نباشد، می توان مقاومت متغیر R3 را حذف کرد و مقاومت R2 را طوری انتخاب کرد که ولتاژ خروجی مبدل با ولتاژ مورد نیاز مطابقت داشته باشد.

آرشیو مقاله

شرکت STMicroelectronicsمیکرو مدارهایی را برای ایجاد مبدل های DC/DC غیر ایزوله با نشانگرهای با کیفیت بالا تولید می کند که به تعداد کمی از اجزای خارجی نیاز دارند.

توسعه مداوم آی سی برای مبدل های DC/DC با عوامل زیر مشخص می شود:

• افزایش فرکانس های تبدیل عملیاتی (حداکثر فرکانس تبدیل برای ریز مدارهای STMicroelectronics 1.7 مگاهرتز است)، که به شما امکان می دهد اندازه اجزای خارجی را به طور چشمگیری کاهش دهید و مساحت برد مدار چاپی را به حداقل برسانید.
• کاهش اندازه بسته های ریز مدار به دلیل فرکانس های تبدیل بالا (بسته DFN6D فقط ابعاد 3x3 میلی متر دارد).
• افزایش چگالی جریان خروجی خاص (بسته DFN6D جریان خروجی تا 2.0A را ارائه می دهد؛ بسته های DFN8 و PowerSO-8 می توانند در جریان تا 3.0A کار کنند).
• افزایش راندمان و کاهش مصرف برق هنگام خاموش شدن، که به ویژه برای دستگاه های خود تغذیه مهم است.

STM آی سی های مبدل DC/DC غیر ایزوله خود را به دو گروه تقسیم می کند. گروه اول دارای فرکانس کاری حداکثر 1 مگاهرتز (پارامترها در جدول 1 خلاصه شده است)، گروه دوم دارای فرکانس تبدیل 1.5 و 1.7 مگاهرتز هستند (پارامترها، جدول 2 را ببینید). ریز مدارهای سری نیز به گروه دوم اضافه شده است ST1S10با فرکانس تبدیل اسمی 0.9 مگاهرتز (حداکثر فرکانس تبدیل برای این تراشه ها می تواند به 1.2 مگاهرتز برسد). ریزمدارهای سری ST1S10 می توانند هنگام هماهنگ سازی از یک نوسان ساز خارجی در محدوده فرکانس 400 کیلوهرتز تا 1.2 مگاهرتز کار کنند.

جدول 1. ریز مدارهای STMicroelectronics برای مبدل های DC/DC با فرکانس تبدیل تا 1 مگاهرتز

نام	توپولوژی	وین.، وی	ووت.، وی	آیوت.، آ	فرکانس تبدیل، مگاهرتز	ورودی خاموشی ها	قاب
L296	پایین آمدن	9…46	5,1…40	4	تا 200	بخور	MULTIWAT-15
L4960	پایین آمدن	9…46	5,1…40	2,5	تا 200	خیر	HEPTAWATT-7
L4962	پایین آمدن	9…46	5,1…40	1,5	تا 200	بخور	HEPTAWATT-8، DIP-16
L4963	پایین آمدن	9…46	5,1…40	1,5	42…83	خیر	DIP-18، SO-20
L4970A	پایین آمدن	12…50	5,1…50	10	تا 500	خیر	MULTIWAT-15
L4971	پایین آمدن	8…55	3,3…50	1,5	تا 300	بخور	DIP-8، SO-16W
L4972A	پایین آمدن	12…50	5,1…40	2	تا 200	خیر	DIP-20، SO-20
L4973D3.3	پایین آمدن	8…55	0,5…50	3,5	تا 300	بخور	DIP-8، SO-16W
L4973D5.1	پایین آمدن	8…55	5,1…50	3,5	تا 300	بخور	DIP-8، SO-16W
L4974A	پایین آمدن	12…50	5,1…40	3,5	تا 200	خیر	MULTIWAT-15
L4975A	پایین آمدن	12…50	5,1…40	5	تا 500	خیر	MULTIWAT-15
L4976	پایین آمدن	8…55	0,5…50	1	تا 300	بخور	DIP-8، SO-16W
L4977A	پایین آمدن	12…50	5,1…40	7	تا 500	خیر	MULTIWAT-15
L4978	پایین آمدن	8…55	3,3…50	2	تا 300	بخور	DIP-8، SO-16W
L5970AD	پایین آمدن	4,4…36	0,5…35	1	500	بخور	SO-8
L5970D	پایین آمدن	4,4…36	0,5…35	1	250	بخور	SO-8
L5972D	پایین آمدن	4,4…36	1,23…35	1,5	250	خیر	SO-8
L5973AD	پایین آمدن	4,4…36	0,5…35	1,5	500	بخور	HSOP-8
L5973D	پایین آمدن	4,4…36	0,5…35	2	250	بخور	HSOP-8
L5987A	پایین آمدن	2,9…18	0.6 … Vin.	3	250…1000	بخور	HSOP-8
L6902D	پایین آمدن	8…36	0,5…34	1	250	خیر	SO-8
L6920D	مرحله به بالا	0,6…5,5	2…5,2	1	تا 1000	بخور	TSSOP-8
L6920DB	مرحله به بالا	0,6…5,5	1,8…5,2	0,8	تا 1000	بخور	miniSO-8

جدول 2. ریز مدار برای مبدل های DC/DC کاهنده با فرکانس تبدیل از 0.9 به 1.7 مگاهرتز

سری	نام	آیوت.، آ	وین.، وی	ووت.، وی	فرکانس تبدیل، مگاهرتز	ورودی خاموشی ها	قاب
ST1S03	ST1S03PUR	1,5	3…16	0,8…12	1,5	خیر	DFN6D (3x3 میلی متر)
ST1S03A	ST1S03AIPUR		3…5.5	0,8…5.5	1,5	بخور	DFN6D (3x3 میلی متر)
	ST1S03APUR				1,5	خیر
ST1S06	ST1S06PUR		2,7…6	0,8…5.5	1,5	بخور	DFN6D (3x3 میلی متر)
ST1S06A	ST1S06APUR				1,5	خیر
ST1S06xx12	ST1S06PU12R		2,7…6	1,2	1,5	بخور	DFN6D (3×3 میلی متر)
ST1S06xx33	ST1S06PU33R			3,3	1,5	بخور
ST1S09	ST1S09IPUR	2,0	2,7…5,5	0,8…5	1,5	بخور	DFN6D (3x3 میلی متر)
	ST1S09PUR				1,5	خیر
ST1S10	ST1S10PHR	3,0	2,5…18	0.8…0.85 Vin.	0,9 (0,4…1,2)*	بخور	PowerSO-8
	ST1S10PUR						DFN8 (4x4 میلی متر)
ST1S12xx	ST1S12GR	0,7	2,5…5,5	1,2…5	1,7	بخور	TSOT23-5L
ST1S12xx12	ST1S12G12R			1,2
ST1S12xx18	ST1S12G18R			1,8
* - محدوده فرکانس های تبدیل هنگام همگام سازی از یک ژنراتور خارجی در پرانتز نشان داده شده است.

بخش اصلی ریز مدارهای مبدل های DC/DC از جدول 1 دارای فرکانس تبدیل تا 300 کیلوهرتز است. در چنین فرکانس هایی، انتخاب اندوکتانس ها در خروجی DC/DC ساده شده است، زیرا برای فرکانس های کاری ریزمدارها از جدول 2 (1.5 و 1.7 مگاهرتز)، باید به ویژگی های فرکانس سلف ها توجه ویژه ای شود. شکل های 1 و 2، به عنوان نمونه، نمودارهای مدار توصیه شده توسط سازنده برای اتصال ریز مدارها را نشان می دهد. L5973D(جریان خروجی تا 2.0 آمپر در فرکانس تبدیل 250 کیلوهرتز) و ST1S06(جریان خروجی تا 1.5 آمپر در فرکانس تبدیل 1.5 مگاهرتز).

برنج. 1.

برنج. 2.

از شکل‌های 1 و 2 می‌توان دریافت که ریزمدارهای با فرکانس‌های تبدیل نسبتاً پایین، طبق استانداردهای مدرن، به تعداد بیشتری از قطعات الکترونیکی خارجی نیاز دارند که در مقایسه با اجزای مبدل‌هایی که در فرکانس‌های بالاتر از 1 مگاهرتز کار می‌کنند، ابعاد بزرگ‌تری دارند. آی سی های DC/DC در جدول 2 ردپای PCB بسیار کوچک تری را ارائه می دهند، اما در سیم کشی باید دقت بیشتری برای کاهش EMI تابشی انجام شود.

برخی از ریز مدارها به شما اجازه می دهند تا به لطف ورودی INHIBIT، روشن و خاموش شدن مبدل ها را کنترل کنید. نمونه ای از گنجاندن چنین ریز مدارهایی در شکل 1 نشان داده شده است. 3. ST1S09(بدون ورودی INHIBIT) و ST1S09I(با ورودی INHIBIT). قسمت پایین این شکل مقادیر توصیه شده مقاومت های R1 و R2 را برای تولید ولتاژهای خروجی 1.2 و 3.3 ولت نشان می دهد.

برنج. 3.

اگر سطح ولتاژ بالا (بیش از 1.3 ولت) در ورودی کنترل VINH وجود داشته باشد، تراشه ST1S09I در حالت فعال است. هنگامی که ولتاژ در این ورودی کمتر از 1.4 ولت باشد، مبدل DC/DC خاموش می شود (مصرف خود کمتر از 1 μA است). نسخه ریز مدار بدون ورودی کنترل در پایه 6 به جای ورودی VINH دارای خروجی "PG = Power Good" است (قدرت عادی است). شکل گیری سیگنال "Power Good" در شکل 1 نشان داده شده است. 4. هنگامی که مقدار 0.92xVFB در ورودی FB (ورودی فیدبک یا بازخورد) رسید، مقایسه کننده سوئیچ می شود و سطح ولتاژ بالایی در خروجی PG ایجاد می شود که به اطلاع می رساند که ولتاژ خروجی در محدوده قابل قبول است.

برنج. 4.

راندمان تبدیل
با استفاده از مثال تراشه های ST1S09 و ST1S09I

کارایی یک مبدل باک DC/DC به شدت به ترانزیستورهای گیت عایق شده روی تراشه (MOSFET) بستگی دارد که به عنوان سوئیچ عمل می کنند. یکی از مشکلات مبدل های فرکانس بالا مربوط به جریان شارژ گیت ترانزیستور است که توسط یک کنترلر PWM کنترل می شود. تلفات در این مورد عملاً مستقل از جریان بار هستند. دومین مشکلی که باعث کاهش راندمان می شود، توان تلف شده در ترانزیستور در هنگام تعویض از یک حالت به حالت دیگر است (در این دوره های زمانی ترانزیستور در حالت خطی کار می کند). تلفات را می توان با ارائه لبه های سوئیچینگ تندتر کاهش داد، اما این امر باعث افزایش نویز الکترومغناطیسی و تداخل در طول مدارهای قدرت می شود. یکی دیگر از دلایل کاهش راندمان مبدل وجود مقاومت منبع تخلیه فعال (Rdson) است. در مداری که به درستی طراحی شده باشد، بازده زمانی به حداکثر مقدار خود می رسد که تلفات استاتیکی (اهمی) و دینامیکی برابر باشند. لازم به ذکر است که دیود یکسو کننده خروجی نیز سهم خود را از تلفات دینامیکی و استاتیکی دارد. انتخاب نادرست اندوکتانس در خروجی مبدل DC/DC می‌تواند به میزان قابل توجهی بازده تبدیل را کاهش دهد، که باعث می‌شود ویژگی‌های فرکانس بالا آن را به خاطر بسپارید. در بدترین حالت، در فرکانس های تبدیل بالا، چوک خروجی ممکن است خواص القایی خود را از دست بدهد و مبدل به سادگی کار نخواهد کرد.

STMicroelectronics سالهاست که ترانزیستورها و دیودهای اثر میدانی با قدرت بالا با ویژگی های دینامیکی و استاتیکی بسیار بالا تولید می کند. برخورداری از فناوری تثبیت شده برای تولید ترانزیستورهای MOSFET به شرکت اجازه می دهد تا ترانزیستورهای اثر میدانی خود را در ریزمدارهای مبدل های DC/DC ادغام کند و به مقادیر بازده تبدیل بالایی دست یابد.

در شکل 5 (a, b, c) وابستگی معمولی راندمان تبدیل به پارامترهای خاص را تحت شرایط عملیاتی مختلف به عنوان مثال نشان می دهد. نمودارهای وابستگی راندمان به جریان خروجی در جریان 0.5 A به حداکثر مقادیر حدود 95٪ می رسد. علاوه بر این، کاهش این ویژگی ها کاملاً ملایم است که تنها افزایش جزئی در تلفات را به عنوان خروجی مشخص می کند. جریان به حداکثر مقدار افزایش می یابد.

برنج. 5a.

در شکل شکل 5b وابستگی راندمان را به سطح ولتاژ خروجی مبدل های DC/DC در ریز مدارهای ST1S09 و ST1S09I نشان می دهد. با افزایش ولتاژ خروجی، راندمان افزایش می یابد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که افت ولتاژ در ترانزیستورهای مرحله خروجی عملاً مستقل از ولتاژ خروجی در یک جریان خروجی ثابت است، بنابراین، با افزایش ولتاژ خروجی، درصد تلفات درج کاهش می یابد.

برنج. 5b.

در شکل شکل 5c وابستگی راندمان را به مقدار اندوکتانس خروجی نشان می دهد. در محدوده 2 تا 10 μH، راندمان تبدیل عملاً بدون تغییر باقی می ماند، که به شما امکان می دهد مقدار اندوکتانس را از طیف گسترده ای از رتبه بندی ها انتخاب کنید. البته، شما باید برای بالاترین سطح ممکن از اندوکتانس تلاش کنید تا فیلتر ولتاژ ریپل جریان خروجی را بهتر انجام دهید. واضح است که با افزایش جریان خروجی، بازده کاهش می یابد. این با افزایش تلفات در مراحل خروجی مبدل های DC/DC توضیح داده می شود.

برنج. قرن 5

مقایسه با تراشه های تولید کنندگان دیگر

جداول 3، 4 و 5 پارامترهای ریز مدارها را با اهمیت عملکردی مشابه سایر سازندگان نشان می دهد.

از جدول 3 می توان دریافت که FAN2013MPX یک آنالوگ کامل برای میکرو مدار است. ST1S09IPUR،اما STMicroelectronics یک تراشه اضافی در این سری دارد ST1S09PURبا وجود خروجی "Power Good" که انتخاب توسعه دهنده را گسترش می دهد.

جدول 3. تراشه های جایگزین مبدل های DC/DC سایر سازندگان را ببندید

سازنده	نام	حداکثر Iout، A	فرکانس تبدیل، مگاهرتز	قدرت خوب	سازگاری با توجه به نتیجه گیری	قاب
STMicroelectronics	ST1S09PUR	2	1,5	بخور	بخور	DFN3x3-6
	ST1S09IPUR			خیر	بخور
نیمه هادی فیرچایلد	FAN2013MPX	2	1,3	خیر	بخور	DFN3x3-6

جدول 4 جایگزین های کاربردی (بدون سازگاری پین) از سایر سازندگان برای ریز مدارها را نشان می دهد ST1S10.مزیت اصلی ریز مدارهای ST1S10 وجود یکسوسازی همزمان در مراحل خروجی است که بازده تبدیل بالاتری را فراهم می کند. علاوه بر این، بسته DFN8 (4x4 میلی متر) از نظر اندازه کوچکتر در مقایسه با بسته های ریز مدارهای عملکردی مشابه سایر سازندگان است. مدار جبران داخلی به شما این امکان را می دهد که تعداد اجزای خارجی برای لوله کشی ریز مدارها را کاهش دهید.

جدول 4. بستن جایگزین‌های تراشه‌های ST1S10PxR برای مبدل‌های DC/DC کاهنده از تولیدکنندگان دیگر

سازنده	نام	حداکثر Iout، A	تصحیح همزمان	غرامت	پرتاب نرم	سازگاری با توجه به نتیجه گیری	قاب
STMicroelectronics	ST1S10PHR	3	بخور	داخلی	داخلی	-	PowerSO-8
	ST1S10PUR						DFN8 (4x4 میلی متر)
سیستم های قدرت یکپارچه	MP2307/MP1583	3	بله/خیر	خارجی	خارجی	خیر	SO8-EP
نیمه هادی آلفا و امگا	AOZ1013	3	خیر	خارجی	داخلی	خیر	SO8
Semtech	SC4521	3	خیر	خارجی	خارجی	خیر	SO8-EP
آنا چیپ	AP1510	3	خیر	داخلی	داخلی	خیر	SO8

جدول 5 جایگزین های احتمالی تراشه ها را نشان می دهد ST1S12.مزیت اصلی ریز مدارهای ST1S12 مقدار بالاتر حداکثر جریان خروجی مجاز است: تا 700 میلی آمپر. میکرو مدار MP2104 از MPS با ریز مدار ST1S12 سازگار است. تراشه های LM3674 و LM3671 به دلیل عدم سازگاری پین تنها می توانند به عنوان یک جایگزین عملکردی نزدیک برای ST1S112 در نظر گرفته شوند.

جدول 5. بستن جایگزین‌های تراشه‌های ST1S12 برای مبدل‌های DC/DC کاهنده از تولیدکنندگان دیگر

سازنده	نام	بیرون آمدن (حداکثر)، mA	فرکانس تبدیل، مگاهرتز	وین (حداکثر)، V	ورودی خاموشی ها	سازگاری با توجه به نتیجه گیری	قاب
STMicroelectronics	ST1S12	700	1,7	5,5	وجود دارد	-	TSOT23-5L
سیستم های قدرت یکپارچه	MP2104	600	1,7	6	وجود دارد	وجود دارد	TSOT23-5L
نیمه هادی ملی	LM3674	600	2	5,5	وجود دارد	خیر	SOT23-5L
	LM3671	600	2	5,5	وجود دارد	خیر	SOT23-5L

انتخاب چیپس برای
مبدل های DC/DC در وب سایت

برای جستجوی سریع اجزای الکترونیکی با استفاده از پارامترهای شناخته شده، استفاده از وب سایت راحت تر است . برای جستجوی پارامتریک در این سایت، نصب و استفاده از نمایشگر (مرورگر) وب سایت رایگان «Google Chrome» اکیداً توصیه می شود. کار در این مرورگر سرعت جستجو را چندین برابر می کند. ریز مدارهای مبدل های DC/DC از STMicroelectronics را می توان در وب سایت زیر مسیر زیر یافت: "مدیریت نیرو" ® "IC for DC/DC" ® "رگولاتورها (+ سوئیچ)". در مرحله بعد، می توانید مارک "ST" را انتخاب کنید و فیلتر "Warehouse" را فعال کنید تا فقط قطعات موجود در انبار را انتخاب کنید. نتیجه این اقدامات در شکل نشان داده شده است. 6. با استفاده از فیلترهای دیگر می توانید با توجه به پارامترهای مورد نیاز، انتخاب مشخص تری انجام دهید.

نتیجه گیری

انتخاب صحیح ریز مدارها برای مبدل های DC/DC در دستگاه های دارای منبع تغذیه مستقل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در برخی موارد، انتخاب منبع تغذیه مناسب می‌تواند دشوار باشد، اما با صرف زمان برای طراحی و انتخاب طرح برق دستگاه خود، می‌توانید با راه‌حل کوچک‌تر و کم‌هزینه‌تر با راندمان تبدیل توان بالاتر، برتری نسبت به رقبای خود کسب کنید. آی سی های مبدل DC/DC STMicroelectronics انتخاب را آسان تر می کنند و شما را قادر می سازند که مزایای ذاتی آنها را هنگام ایجاد مدارهای منبع تغذیه رقابتی درک کنید.

دریافت اطلاعات فنی، سفارش نمونه، تحویل - ایمیل:

به لطف توسعه الکترونیک مدرن، میکرو مدارهای تثبیت کننده جریان و ولتاژ تخصصی در مقادیر زیادی تولید می شوند. آنها بر اساس عملکرد به دو نوع اصلی، مبدل ولتاژ افزایش دهنده DC و مبدل کاهنده تقسیم می شوند. برخی از هر دو نوع را ترکیب می کنند، اما این کارایی را برای بهتر شدن تحت تاثیر قرار نمی دهد.

روزی روزگاری، بسیاری از آماتورهای رادیویی رویای تثبیت کننده های پالس را در سر می پروراندند، اما آنها کمیاب و کم بودند. مجموعه ای در فروشگاه های چینی به ویژه دلپذیر است.

• 1. کاربرد
• 2. تبدیل های محبوب
• 3. مبدل های ولتاژ تقویت کننده
• 4. نمونه هایی از تقویت کننده ها
• 5. توسوتک
• 6. برای XL4016
• 7. در XL6009
• 8.MT3608
• 9. ولتاژ بالا در 220
• 10. مبدل های قدرتمند

برنامه

من اخیراً LED های مختلفی را در 1W، 3W، 5W، 10W، 20W، 30W، 50W، 100W خریداری کردم. همه آنها از کیفیت پایینی برخوردار هستند، تا آنها را با کیفیت بالا مقایسه کنید. برای اتصال و تغذیه کل این دسته، من منبع تغذیه 12 ولت و 19 ولت از لپ تاپ ها دارم. من مجبور شدم به طور فعال از طریق Aliexpress در جستجوی درایورهای LED کم ولتاژ نگاه کنم.

مبدل های ولتاژ افزایش دهنده مدرن مبدل های DC DC و مبدل های ولتاژ کاهنده 1-2 آمپر و قدرتمند 5-7 آمپر خریداری شد. علاوه بر این، آنها برای اتصال یک لپ تاپ به 12 ولت در یک ماشین عالی هستند. آنها به عنوان یک شارژر برای باتری های 12 ولت و 24 ولت خودرو کاملا مناسب هستند.

در فروشگاه های آنلاین چینی، تثبیت کننده های ولتاژ کمی گران تر هستند.

ریز مدارهای رایج برای تثبیت کننده های سوئیچینگ افزایشی عبارتند از:

1. LM2577، منسوخ شده با راندمان پایین؛
2. XL4016، 2 برابر کارآمدتر از 2577؛
3. XL6009;
4. MT3608.

تثبیت کننده ها به این ترتیب AC-DC، DC-DC تعیین می شوند. AC جریان متناوب است، DC جریان مستقیم است. اگر آن را در درخواست مشخص کنید، جستجو را آسان تر می کند.

ساختن مبدل تقویت کننده DC با دستان خود منطقی نیست، من زمان زیادی را صرف مونتاژ و پیکربندی خواهم کرد. شما می توانید آن را از چینی ها به قیمت 50-250 روبل خریداری کنید، این قیمت شامل تحویل است. با این مبلغ یک محصول تقریباً تمام شده دریافت خواهم کرد که می تواند در سریع ترین زمان ممکن نهایی شود.

این آی سی های سوئیچینگ در ارتباط با سایرین استفاده می شوند، مشخصات و دیتاشیت آی سی های محبوب منبع تغذیه را نوشتند.

تبدیل های محبوب

استابلایزرها به دو دسته کم ولتاژ و فشار قوی از 220 تا 400 ولت طبقه بندی می شوند. البته بلوک‌های آماده‌ای با مقدار تقویت ثابت وجود دارد، اما من بلوک‌های سفارشی را ترجیح می‌دهم، آنها عملکرد گسترده‌تری دارند.

متداول ترین تغییرات درخواستی عبارتند از:

1. 12 ولت - 19 ولت؛
2. 12 - 24 ولت؛
3. 5 - 12 ولت؛
4. 3 - 12 ولت
5. 12 - 220 ولت؛
6. 24 ولت - 220 ولت.

به بوسترها اینورتر خودرو می گویند.

مبدل های ولتاژ تقویت کننده

منبع تغذیه آزمایشگاهی من از یک واحد لپ تاپ با ولتاژ 19 ولت 90 وات کار می کند، اما این برای آزمایش LED های متصل به سری کافی نیست. یک رشته LED سری به 30 تا 50 ولت نیاز دارد. خرید یک واحد آماده برای 50-60 ولت و 150 وات کمی گران بود، حدود 2000 روبل. بنابراین، من اولین تثبیت کننده پله را به قیمت 500 روبل سفارش دادم. با افزایش تا 50 ولت پس از بررسی، مشخص شد که حداکثر به 32 ولت می رسد، زیرا خازن های 35 ولت در ورودی و خروجی وجود دارد. من به طور قانع کننده ای در مورد عصبانیت خود به فروشنده نامه نوشتم و چند روز بعد آنها پولم را پس دادند.

من دومی تا 55 ولت را با نام تجاری Tusotek به قیمت 280 روبل سفارش دادم، تقویت کننده عالی بود. از 12 ولت به راحتی به 60 ولت افزایش می یابد ، من مقاومت ساختمانی را بالاتر نبردم ، ناگهان می سوزد. رادیاتور با چسب رسانای گرما چسبانده شده است، بنابراین نمی توان علائم ریز مدار را مشاهده کرد. خنک سازی کمی اشتباه انجام شده است، پد هیت سینک دیود شاتکی و کنترلر به برد وصل شده است و نه به هیت سینک.

نمونه هایی از تقویت کننده ها

XL4016

..

بیایید به 4 مدلی که در انبار دارم نگاه کنیم. من زمان را برای عکس ها تلف نکردم، فروشندگان را هم گرفتم.

خصوصیات.

	توسوتک	XL4016	راننده	MT3608
ورودی، V	6 – 35 ولت	6 – 32 ولت	5 – 32 ولت	2-24 ولت
جریان ورودی	تا 10A	تا 10A	—	—
خروجی، V	6 - 55 ولت	6 – 32 ولت	6-60 ولت	تا 28 ولت
جریان خروجی	5A، حداکثر 7A	5A، حداکثر 8A	حداکثر 2 آمپر	1A، حداکثر 2A
قیمت	260 روبل	250 روبل	270 روبل	55 روبل

من تجربه زیادی در کار با کالاهای چینی دارم، اکثر آنها فوراً کمبودهایی دارند. قبل از استفاده، آنها را بررسی و اصلاح می کنم تا قابلیت اطمینان کل ساختار را افزایش دهم. اینها عمدتاً مشکلات مونتاژی هستند که هنگام مونتاژ سریع محصولات ایجاد می شوند. من در حال اصلاح نورافکن های LED، لامپ های خانه، لامپ های کم نور و بالا خودرو، و کنترل کننده هایی برای کنترل چراغ های روشنایی در روز (DRL) هستم. من توصیه می کنم که همه این کار را با حداقل زمان صرف شده انجام دهند، عمر سرویس را می توان دو برابر کرد.

مراقب باشید، همه از محافظت در برابر اتصال کوتاه، گرمای بیش از حد، اضافه بار و اتصال نامناسب برخوردار نیستند.

قدرت واقعی بستگی به حالت دارد. البته، ویژگی های هر سازنده متفاوت خواهد بود، آنها دیودهای مختلفی را نصب می کنند و سلف را با سیم هایی با ضخامت های مختلف می پیچند.

توسوتک

به نظر من بهترین تثبیت کننده های تقویت کننده است. برخی از عناصر ذخایر مشخصه ای ندارند یا کمتر از ریزمدارهای PWM هستند، به همین دلیل است که نمی توانند حتی نیمی از جریان وعده داده شده را تامین کنند. توسوتک دارای یک خازن 1000mF 35V در ورودی و 470mF 63V در خروجی است. طرف هیت سینک با صفحه فلزی به برد لحیم شده است. اما آنها ضعیف و کج لحیم شده اند، فقط یک لبه روی تخته قرار دارد، زیر دیگری شکاف وجود دارد. بدون نگاه کردن، معلوم نیست چقدر خوب مهر و موم شده اند. اگر واقعاً بد است ، بهتر است آنها را از بین ببرید و این طرف را روی رادیاتور قرار دهید تا 2 برابر بهبود یابد.

یک مقاومت متغیر تعداد مورد نیاز ولت را تنظیم می کند. اگر ولتاژ ورودی را تغییر دهید بدون تغییر می ماند، به آن بستگی ندارد. به عنوان مثال، من 50 ولت را در خروجی تنظیم کردم، آن را از 5 ولت به 12 ولت در ورودی افزایش دادم، تنظیم 50 ولت تغییر نکرد.

در XL4016

این مبدل دارای چنان ویژگی است که تنها می تواند تا 50 درصد ولت های ورودی را تقویت کند. اگر 12 ولت را وصل کنید، حداکثر افزایش 18 ولت خواهد بود. در توضیحات ذکر شده است که می توان از آن برای لپ تاپ هایی استفاده کرد که حداکثر ولتاژ 19 ولت دارند. اما معلوم شد که هدف اصلی آن کار با لپ تاپ از باتری ماشین است. احتمالاً محدودیت 50 درصدی را می توان با تغییر مقاومت هایی که این حالت را تنظیم می کنند برطرف کرد. ولتاژ خروجی مستقیماً به تعداد ورودی ها بستگی دارد.

حذف حرارت بسیار بهتر است، رادیاتورها به درستی نصب شده اند. فقط به جای خمیر حرارتی یک واشر رسانای گرما برای جلوگیری از تماس الکتریکی با رادیاتور وجود دارد. در ورودی یک خازن 470 mF 50 ولت، در انتهای دیگر 470 mF در 35 ولت وجود دارد.

در XL6009

نماینده مبدل های کارآمد مدرن، مانند مدل های قدیمی در LM2596، در چندین گزینه، از مینیاتوری تا مدل های دارای نشانگر ولتاژ، موجود است.

مثال کارایی:

• 92٪ هنگام تبدیل 12 ولت به 19 ولت، بار 2 آمپر.

برگه داده بلافاصله طرح استفاده به عنوان منبع تغذیه لپ تاپ در ماشین از 10 ولت تا 30 ولت را نشان می دهد. همچنین در XL6009 به راحتی می توان منبع تغذیه دوقطبی را در 24+ و -24 ولت پیاده سازی کرد. مانند اکثر مبدل‌ها، هر چه اختلاف ولتاژ بیشتر و آمپر بیشتر باشد، بازده کاهش می‌یابد.

MT3608

مدل مینیاتوری با راندمان خوب تا 97 درصد، فرکانس PWM 1.2 مگاهرتز. راندمان با افزایش ولتاژ ورودی افزایش می یابد و با افزایش جریان کاهش می یابد. در مبدل تقویت کننده MT3608 می توانید روی جریان کمی حساب کنید که در صورت اتصال کوتاه به 4 آمپر محدود می شود. از نظر ولت، توصیه می شود از 24 تجاوز نکنید.

ولتاژ بالا در 220

واحدهای تبدیل از 12، 24 ولت به 220 در بین علاقه مندان به خودرو بسیار گسترده است. برای اتصال دستگاه هایی با برق 220 ولت استفاده می شود. چینی ها عمدتاً 7-10 مدل از این ماژول ها را می فروشند ، بقیه دستگاه های آماده هستند. قیمت از 400 روبل. به طور جداگانه، می خواهم توجه داشته باشم که اگر به عنوان مثال، 500 وات بر روی یک واحد تمام شده نشان داده شود، این اغلب یک حداکثر توان کوتاه مدت خواهد بود. بلند مدت واقعی حدود 240 وات خواهد بود.

مبدل های قدرتمند

برای موارد خاص، مبدل های تقویت کننده قدرتمند DC-DC 10-20 آمپر و حداکثر 120 ولت مورد نیاز است. من چندین مدل محبوب و مقرون به صرفه را به شما نشان خواهم داد. آنها عمدتاً علامت ندارند یا فروشنده آنها را پنهان می کند تا آنها را از جای دیگری خریداری نکند. من شخصا آنها را از نظر ولتاژ آزمایش نکرده ام، آنها مطابق با ویژگی های وعده داده شده وجود دارند. اما آمپر کمی کمتر خواهد شد. اگرچه محصولات این رده قیمت همیشه بار ذکر شده را نگه می دارند، اما من دستگاه های مشابه را فقط با صفحه نمایش LCD خریداری کردم.

600 وات

قدرتمند شماره 1:

1. قدرت 600 وات؛
2. 10-60 ولت به 12-80 ولت تبدیل می شود.
3. قیمت از 800 روبل.

می توانید آن را با جستجوی "600W DC 10-60V to 12-80V Boost Converter Step Up" پیدا کنید.

400 وات

قدرتمند شماره 2:

1. قدرت 400 وات؛
2. 6-40 ولت به 8-80 ولت تبدیل می شود.
3. خروجی تا 10 آمپر؛
4. قیمت از 1200 روبل.

برای جستجو، "DC 400W 10A 8-80V Boost Converter Step-Up" را در موتور جستجو وارد کنید

B900W

قدرتمند شماره 3:

1. قدرت 900W;
2. 8-40 ولت به 10-120 ولت تبدیل می شود.
3. خروجی تا 15A
4. قیمت از 1400 روبل.

تنها واحدی که به عنوان B900W تعیین شده است و به راحتی می توان آن را پیدا کرد.