Circuiti semplici di convertitori di tensione continua pulsata per l'alimentazione di dispositivi radioamatoriali

Buon pomeriggio, cari radioamatori!
Oggi sul sito “ “vedremo alcuni schemi semplici, si potrebbe anche dire semplici, Convertitori di tensione impulsiva DC-DC(convertitori di tensione continua di un valore in tensione continua di un altro valore)

Quali sono i vantaggi dei convertitori di impulsi? In primo luogo, hanno un'elevata efficienza e, in secondo luogo, possono funzionare con una tensione di ingresso inferiore alla tensione di uscita.
I convertitori di impulsi sono divisi in gruppi:
– scendere, salire, invertire;
– stabilizzato, non stabilizzato;
– isolata galvanicamente, non isolata;
– con un intervallo ristretto e ampio di tensioni di ingresso.
Per realizzare convertitori di impulsi fatti in casa, è meglio utilizzare circuiti integrati specializzati: sono più facili da assemblare e non capricciosi durante l'installazione.

Primo schema.
Convertitore a transistor non stabilizzato:
Questo convertitore funziona ad una frequenza di 50 kHz, l'isolamento galvanico è fornito dal trasformatore T1, che è avvolto su un anello K10x6x4,5 realizzato in ferrite da 2000 NM e contiene: avvolgimento primario - 2x10 spire, avvolgimento secondario - 2x70 spire di filo PEV-0,2 . I transistor possono essere sostituiti con KT501B. La batteria non consuma quasi alcuna corrente quando non è presente alcun carico.

Secondo schema.

Il trasformatore T1 è avvolto su un anello di ferrite del diametro di 7 mm e contiene due avvolgimenti di 25 spire di filo PEV = 0,3.

Terzo schema.
:

Convertitore push-pull non stabilizzato basato su un multivibratore (VT1 e VT2) e un amplificatore di potenza (VT3 e VT4). La tensione di uscita viene selezionata dal numero di giri dell'avvolgimento secondario del trasformatore di impulsi T1.

Quarto schema.
Convertitore su un chip specializzato:
Convertitore di tipo stabilizzante su un microcircuito specializzato di MAXIM. Frequenza di generazione 40...50 kHz, elemento di memorizzazione – induttore L1.

Quinto schema.
Moltiplicatore di tensione a due stadi non stabilizzato:

Puoi utilizzare uno dei due chip separatamente, ad esempio il secondo, per moltiplicare la tensione di due batterie.

Sesto schema.
Stabilizzatore di potenziamento dell'impulso su un chip MAXIM:
Circuito tipico per il collegamento di uno stabilizzatore di potenziamento degli impulsi su un microcircuito MAXIM. Il funzionamento viene mantenuto a una tensione di ingresso di 1,1 volt. Efficienza – 94%, corrente di carico – fino a 200 mA.

Settimo schema.
Due tensioni da un alimentatore :
Permette di ottenere due diverse tensioni stabilizzate con un'efficienza del 50...60% e una corrente di carico fino a 150 mA in ciascun canale. I condensatori C2 e C3 sono dispositivi di accumulo dell'energia.

Ottavo schema.
Stabilizzatore di potenziamento dell'impulso sul chip-2 di MAXIM:
Schema elettrico tipico per il collegamento di un microcircuito specializzato di MAXIM. Rimane operativo con una tensione di ingresso di 0,91 volt, ha un alloggiamento SMD di piccole dimensioni e fornisce una corrente di carico fino a 150 mA con un'efficienza del 90%.

Nono schema.
Stabilizzatore step-down dell'impulso su un chip TEXAS:

Un circuito tipico per il collegamento di uno stabilizzatore step-down pulsato su un microcircuito TEXAS ampiamente disponibile. Il resistore R3 regola la tensione di uscita entro +2,8…+5 volt. Il resistore R1 imposta la corrente di cortocircuito, che viene calcolata dalla formula:
Ikz(A)= 0,5/R1(Ohm)

Decimo schema.
Convertitore di tensione integrato su un chip MAXIM:
Convertitore di tensione integrato, efficienza – 98%.

Undicesimo schema.
Due convertitori isolati su microcircuiti di YCL Elektronics:
Due convertitori di tensione isolati DA1 e DA2, collegati in un circuito “non isolato” con una terra comune.

Recentemente ho assemblato un dispositivo digitale su un microcontrollore e si è posta la domanda sulla sua alimentazione in condizioni di campo, necessita di una tensione di 12 volt e di una corrente di circa 50 mA; Inoltre, è molto sensibile alle ondulazioni di tensione e con diversi alimentatori switching non funziona con alcune apparecchiature. Dopo aver cercato su Internet, ho trovato una delle opzioni più ottimali ed economiche: Convertitore boost DC-DC su un chip MC34063. Per calcolare, è possibile utilizzare un programma di calcolo. Ho inserito i parametri che mi servivano (può funzionare come incremento o decremento) e ho ottenuto questo risultato:

La tensione di alimentazione del microcircuito non deve superare i 40 volt e la corrente non deve superare 1,5 A. Ci sono circuiti stampati online e per parti SMD, ma non li ho in magazzino, quindi ho deciso di crearne uno mio. Si prega di notare che lì sono disegnate due resistenze da 0,2 ohm. Ne avevo solo uno da 5 watt, quindi l'ho fatto apposta, ma se ne avessi trovato uno più piccolo, l'avrei saldato in un altro posto e avrei tagliato l'eccesso.

Al posto della resistenza da R1- 1,5 kOhm ho installato un trimmer da 5 kOhm per regolare la tensione in uscita. A proposito, regola entro un intervallo abbastanza decente da 7 a 16, è possibile fare di più, ma il condensatore di uscita è impostato su 16 volt, quindi non l'ho aumentato ulteriormente.

E ora brevemente sul funzionamento del convertitore. Ho applicato 3 volt, regolato (R1) l'uscita su 12 volt - e mantiene questa tensione quando la potenza viene ridotta a 2,5 volt e aumentata a 11 volt!

Convertitore universale per automobili (convertitore) "DC/DC".

Si tratta di un convertitore CC/CC semplice e universale (convertitore da una tensione CC a un'altra). La sua tensione di ingresso può variare da 9 a 18 V, con una tensione di uscita di 5-28 volt, che può essere modificata se necessario nell'intervallo da circa 3 a 50 V. La tensione di uscita di questo convertitore può essere inferiore o superiore alla tensione di ingresso.
La potenza fornita al carico può arrivare fino a 100 W. La corrente di carico media del convertitore è di 2,5-3 ampere (a seconda della tensione di uscita e con una tensione di uscita, ad esempio, di 5 volt, la corrente di carico può essere di 8 ampere o più).
Questo convertitore è adatto per vari scopi, come alimentare laptop, amplificatori, televisori portatili e altri elettrodomestici dalla rete di bordo a 12 V dell'auto, nonché caricare telefoni cellulari, dispositivi USB, apparecchiature a 24 V, ecc.
Il convertitore è resistente ai sovraccarichi e ai cortocircuiti in uscita, poiché i circuiti di ingresso e di uscita non sono collegati galvanicamente tra loro e, ad esempio, il guasto di un transistor di potenza non porterà al guasto del carico collegato, ma solo alla tensione andrà perso all'uscita (beh, il fusibile protettivo si brucerà).

Immagine 1.
Circuito convertitore.

Il convertitore è costruito sul chip UC3843. A differenza dei circuiti convenzionali di tali convertitori, qui come elemento di produzione di energia non viene utilizzato un induttanza, ma un trasformatore, con un rapporto spire di 1:1, e quindi il suo ingresso e la sua uscita sono isolati galvanicamente l'uno dall'altro.
La frequenza operativa del convertitore è di circa 90-95 kHz.
Selezionare la tensione operativa dei condensatori C8 e C9 in base alla tensione di uscita.
Il valore del resistore R9 determina la soglia di limitazione della corrente del convertitore. Minore è il suo valore, maggiore è la corrente limite.
Invece del resistore di regolazione R3, è possibile installarne uno variabile e utilizzarlo per regolare la tensione di uscita, oppure installare una serie di resistori costanti con valori di tensione di uscita fissi e selezionarli con un interruttore.
Per espandere la gamma delle tensioni di uscita, è necessario ricalcolare il partitore di tensione R2, R3, R4 in modo che la tensione sul pin 2 del microcircuito sia di 2,5 volt alla tensione di uscita richiesta.

Figura 2.
Trasformatore.

Il nucleo del trasformatore viene utilizzato dagli alimentatori per computer AT, ATX, sui quali è avvolto il DGS (induttanza di stabilizzazione del gruppo). Il nucleo colorante è giallo-bianco, è possibile utilizzare qualsiasi nucleo adatto. Sono adatti anche nuclei di alimentatori simili e colori blu-verde.
Gli avvolgimenti del trasformatore sono avvolti in due fili e contengono 2x24 spire, filo con un diametro di 1,0 mm. Gli inizi degli avvolgimenti sono indicati da punti nel diagramma.

Si consiglia di utilizzare quelli con bassa resistenza a canale aperto come transistor di potenza in uscita. In particolare SUP75N06-07L, SUP75N03-08, SMP60N03-10L, IRL1004, IRL3705N. E devono anche essere selezionati con la tensione operativa massima, a seconda della tensione di uscita massima. La tensione operativa massima del transistor non deve essere inferiore a 1,25 della tensione di uscita.
Come diodo VD1 è possibile utilizzare un diodo Schottky accoppiato, con una tensione inversa di almeno 40 V e una corrente massima di almeno 15 A, anch'esso preferibilmente in un contenitore TO-220. Ad esempio SLB1640 o STPS1545, ecc.

Il circuito è stato assemblato e testato su breadboard. Il transistor ad effetto di campo 09N03LA, strappato da una "scheda madre morta", è stato utilizzato come transistor di potenza. Il diodo è un diodo Schottky accoppiato SBL2045CT.

Figura 3.
Prova 15 V-4 A.

Testare l'inverter con una tensione di ingresso di 12 volt e una tensione di uscita di 15 volt. La corrente di carico dell'inverter è di 4 ampere. La potenza del carico è di 60 watt.

Figura 4.
Prova 5V-8A.

Testare l'inverter con una tensione di ingresso di 12 volt, una tensione di uscita di 5 V e una corrente di carico di 8 A. La potenza del carico è di 40 watt. Transistor di potenza utilizzato nel circuito = 09N03LA (SMD dalla scheda madre), D1 = SBL2045CT (da alimentatori del computer), R9 = 0R068 (0,068 Ohm), C8 = 2 x 4700 10V.

Il circuito stampato sviluppato per questo dispositivo ha una dimensione di 100x38 mm, tenendo conto dell'installazione di un transistor e di un diodo su un radiatore. Sigillo in formato Sprint-Layout 6.0, allegato.

Di seguito nelle fotografie c'è una versione assemblata di questo circuito che utilizza componenti SMD. Il sigillo è progettato per componenti SMD, dimensione 1206.

Figura 5.
Opzione di montaggio del convertitore.

Se non è necessario regolare la tensione di uscita all'uscita di questo convertitore, è possibile eliminare il resistore variabile R3 e selezionare il resistore R2 in modo che la tensione di uscita del convertitore corrisponda a quella richiesta.

Archivio per l'articolo

Azienda STMicroelettronica produce microcircuiti per la creazione di convertitori DC/DC non isolati con indicatori di alta qualità, che richiedono un numero limitato di componenti esterni.

Il continuo sviluppo di circuiti integrati per convertitori DC/DC è caratterizzato dai seguenti fattori:

• aumento delle frequenze di conversione operative (la frequenza di conversione massima per i microcircuiti STMicroelectronics è 1,7 MHz), che consente di ridurre drasticamente le dimensioni dei componenti esterni e ridurre al minimo l'area del circuito stampato;
• riduzione delle dimensioni dei pacchetti di microcircuiti grazie alle elevate frequenze di conversione (il pacchetto DFN6D ha dimensioni di soli 3x3 mm);
• maggiore densità di corrente di uscita specifica (il pacchetto DFN6D fornisce corrente di uscita fino a 2,0 A; i pacchetti DFN8 e PowerSO-8 possono funzionare a correnti fino a 3,0 A);
• maggiore efficienza e riduzione del consumo energetico quando sono spenti, cosa particolarmente importante per i dispositivi autoalimentati.

STM divide i suoi circuiti integrati convertitori CC/CC non isolati in due gruppi. Il primo gruppo ha una frequenza operativa fino a 1 MHz (i parametri sono riassunti nella Tabella 1), il secondo gruppo ha una frequenza di conversione di 1,5 e 1,7 MHz (parametri, vedere Tabella 2). Al secondo gruppo sono stati aggiunti anche i microcircuiti della serie ST1S10 con una frequenza di conversione nominale di 0,9 MHz (la frequenza di conversione massima per questi chip può raggiungere 1,2 MHz). I microcircuiti della serie ST1S10 possono funzionare se sincronizzati da un oscillatore esterno nella gamma di frequenze da 400 kHz a 1,2 MHz.

Tabella 1. Microcircuiti STMicroelectronics per convertitori DC/DC con frequenze di conversione fino a 1 MHz

Nome	Topologia	Vin., V	Vout., V	Iout., A	Frequenza conversione, MHz	Entrata spegnimenti	Telaio
L296	Dimettersi	9…46	5,1…40	4	fino a 200	Mangiare	MULTIWATT-15
L4960	Dimettersi	9…46	5,1…40	2,5	fino a 200	NO	EPTAWATT-7
L4962	Dimettersi	9…46	5,1…40	1,5	fino a 200	Mangiare	EPTAWATT-8, DIP-16
L4963	Dimettersi	9…46	5,1…40	1,5	42…83	NO	DIP-18, SO-20
L4970A	Dimettersi	12…50	5,1…50	10	fino a 500	NO	MULTIWATT-15
L4971	Dimettersi	8…55	3,3…50	1,5	fino a 300	Mangiare	DIP-8,SO-16W
L4972A	Dimettersi	12…50	5,1…40	2	fino a 200	NO	DIP-20, SO-20
L4973D3.3	Dimettersi	8…55	0,5…50	3,5	fino a 300	Mangiare	DIP-8,SO-16W
L4973D5.1	Dimettersi	8…55	5,1…50	3,5	fino a 300	Mangiare	DIP-8,SO-16W
L4974A	Dimettersi	12…50	5,1…40	3,5	fino a 200	NO	MULTIWATT-15
L4975A	Dimettersi	12…50	5,1…40	5	fino a 500	NO	MULTIWATT-15
L4976	Dimettersi	8…55	0,5…50	1	fino a 300	Mangiare	DIP-8,SO-16W
L4977A	Dimettersi	12…50	5,1…40	7	fino a 500	NO	MULTIWATT-15
L4978	Dimettersi	8…55	3,3…50	2	fino a 300	Mangiare	DIP-8,SO-16W
L5970AD	Dimettersi	4,4…36	0,5…35	1	500	Mangiare	SO-8
L5970D	Dimettersi	4,4…36	0,5…35	1	250	Mangiare	SO-8
L5972D	Dimettersi	4,4…36	1,23…35	1,5	250	NO	SO-8
L5973AD	Dimettersi	4,4…36	0,5…35	1,5	500	Mangiare	HSOP-8
L5973D	Dimettersi	4,4…36	0,5…35	2	250	Mangiare	HSOP-8
L5987A	Dimettersi	2,9…18	0,6…Vin.	3	250…1000	Mangiare	HSOP-8
L6902D	Dimettersi	8…36	0,5…34	1	250	NO	SO-8
L6920D	Fare un passo avanti	0,6…5,5	2…5,2	1	fino a 1000	Mangiare	TSSOP-8
L6920DB	Fare un passo avanti	0,6…5,5	1,8…5,2	0,8	fino a 1000	Mangiare	miniSO-8

Tavolo 2. Microcircuiti per convertitori DC/DC step-down con frequenze di conversione da 0,9 a 1,7 MHz

Serie	Nome	Iout., A	Vin., V	Vout., V	Frequenza conversione, MHz	Entrata spegnimenti	Telaio
ST1S03	ST1S03PUR	1,5	3…16	0,8…12	1,5	NO	DFN6D (3x3mm)
ST1S03A	ST1S03AIPUR		3…5.5	0,8…5.5	1,5	Mangiare	DFN6D (3x3mm)
	ST1S03APUR				1,5	NO
ST1S06	ST1S06PUR		2,7…6	0,8…5.5	1,5	Mangiare	DFN6D (3x3mm)
ST1S06A	ST1S06APUR				1,5	NO
ST1S06xx12	ST1S06PU12R		2,7…6	1,2	1,5	Mangiare	DFN6D (3×3 mm)
ST1S06xx33	ST1S06PU33R			3,3	1,5	Mangiare
ST1S09	ST1S09IPUR	2,0	2,7…5,5	0,8…5	1,5	Mangiare	DFN6D (3x3mm)
	ST1S09PUR				1,5	NO
ST1S10	ST1S10PHR	3,0	2,5…18	0,8…0,85Vin.	0,9 (0,4…1,2)*	Mangiare	PowerSO-8
	ST1S10PUR						DFN8 (4x4mm)
ST1S12xx	ST1S12GR	0,7	2,5…5,5	1,2…5	1,7	Mangiare	TSOT23-5L
ST1S12xx12	ST1S12G12R			1,2
ST1S12xx18	ST1S12G18R			1,8
* - l'intervallo delle frequenze di conversione durante la sincronizzazione da un generatore esterno è indicato tra parentesi.

La parte principale dei microcircuiti per convertitori DC/DC della Tabella 1 ha una frequenza di conversione fino a 300 kHz. A tali frequenze, la scelta delle induttanze all'uscita DC/DC è semplificata, poiché per le frequenze operative dei microcircuiti della Tabella 2 (1,5 e 1,7 MHz), è necessario prestare particolare attenzione alle caratteristiche di frequenza degli induttori. Le figure 1 e 2 mostrano, a titolo di esempio, gli schemi elettrici consigliati dal produttore per il collegamento dei microcircuiti L5973D(corrente di uscita fino a 2,0 A alla frequenza di conversione 250 kHz) e ST1S06(corrente di uscita fino a 1,5 A con frequenza di conversione 1,5 MHz).

Riso. 1.

Riso. 2.

Dalle Figure 1 e 2 si può vedere che i microcircuiti con frequenze di conversione relativamente basse, secondo gli standard moderni, richiedono un numero maggiore di componenti elettronici esterni di dimensioni maggiori rispetto ai componenti dei convertitori che operano a frequenze superiori a 1 MHz. I circuiti integrati CC/CC nella Tabella 2 forniscono PCB di dimensioni molto più piccole, ma richiedono maggiore attenzione nel cablaggio per ridurre le EMI irradiate.

Alcuni microcircuiti consentono di controllare l'accensione e lo spegnimento dei convertitori grazie all'ingresso INHIBIT. Un esempio dell'inclusione di tali microcircuiti è mostrato in Fig. 3. ST1S09(senza ingresso INHIBIT) e ST1S09I(con ingresso INIBIZIONE). La parte inferiore di questa figura mostra i valori consigliati dei resistori R1 e R2 per generare tensioni di uscita di 1,2 e 3,3 V.

Riso. 3.

Se è presente un livello di tensione elevato (più di 1,3 V) sull'ingresso di controllo VINH, il chip ST1S09I è nello stato attivo; quando la tensione su questo ingresso è inferiore a 1,4 V, il convertitore DC/DC è spento (il suo consumo è inferiore a 1 μA). La versione del microcircuito senza ingresso di controllo sul pin 6 invece dell'ingresso VINH ha un'uscita “PG = Power Good” (la potenza è normale). La formazione del segnale “Power Good” è illustrata in Fig. 4. Quando viene raggiunto il valore di 0,92xVFB sull'ingresso FB (FeedBack o ingresso di feedback), il comparatore commuta e viene generato un livello di tensione elevato sull'uscita PG, informando che la tensione di uscita rientra nei limiti accettabili.

Riso. 4.

Efficienza di conversione
usando l'esempio dei chip ST1S09 e ST1S09I

L'efficienza di un convertitore buck CC/CC dipende fortemente dai transistor con gate isolato (MOSFET) su chip che fungono da interruttore. Uno dei problemi con i convertitori ad alta frequenza è legato alla corrente di carica del gate del transistor quando controllato da un controller PWM. Le perdite in questo caso sono praticamente indipendenti dalla corrente di carico. Il secondo problema che riduce l'efficienza è la potenza dissipata nel transistor durante il passaggio da uno stato all'altro (durante questi periodi di tempo il transistor funziona in modalità lineare). Le perdite possono essere ridotte fornendo fronti di commutazione più ripidi, ma ciò aumenta il rumore elettromagnetico e le interferenze nei circuiti di alimentazione. Un altro motivo della diminuzione dell'efficienza del convertitore è la presenza di una resistenza attiva drain-source (Rdson). In un circuito opportunamente progettato, l'efficienza raggiunge il suo valore massimo quando le perdite statiche (ohmiche) e dinamiche sono uguali. Va notato che anche il diodo raddrizzatore di uscita contribuisce con la sua quota di perdite dinamiche e statiche. Un'induttanza selezionata in modo errato all'uscita di un convertitore DC/DC può ridurre ulteriormente in modo significativo l'efficienza di conversione, il che rende necessario ricordare le sue proprietà ad alta frequenza. Nel peggiore dei casi, a frequenze di conversione elevate, l'induttanza di uscita potrebbe perdere le sue proprietà induttive e il convertitore semplicemente non funzionerà.

STMicroelectronics produce da molti anni transistor e diodi ad effetto di campo ad alta potenza con caratteristiche dinamiche e statiche molto elevate. Il possesso di una tecnologia consolidata per la produzione di transistor MOSFET consente all'azienda di integrare i propri transistor ad effetto di campo in microcircuiti per convertitori DC/DC e di raggiungere elevati valori di efficienza di conversione.

Nella fig. 5 (a, b, c) mostra a titolo esemplificativo le tipiche dipendenze dell'efficienza di conversione da determinati parametri in diverse condizioni operative. I grafici della dipendenza dell'efficienza dalla corrente di uscita raggiungono valori massimi di circa il 95% con una corrente di 0,5 A. Inoltre, il calo di queste caratteristiche è piuttosto delicato, il che caratterizza solo un leggero aumento delle perdite man mano che l'uscita la corrente aumenta fino al valore massimo.

Riso. 5a.

Nella fig. La Figura 5b mostra la dipendenza dell'efficienza dal livello di tensione di uscita dei convertitori DC/DC sui microcircuiti ST1S09 e ST1S09I. All’aumentare della tensione di uscita, l’efficienza aumenta. Ciò è spiegato dal fatto che la caduta di tensione sui transistor dello stadio di uscita è praticamente indipendente dalla tensione di uscita con una corrente di uscita costante, pertanto, all'aumentare della tensione di uscita, la percentuale delle perdite di inserzione diminuirà.

Riso. 5B.

Nella fig. La Figura 5c mostra la dipendenza dell'efficienza dal valore dell'induttanza di uscita. Nell'intervallo da 2 a 10 μH, l'efficienza di conversione rimane praticamente invariata, il che consente di selezionare il valore di induttanza da un'ampia gamma di valori nominali. Naturalmente, è necessario puntare al livello di induttanza più alto possibile per fornire un migliore filtraggio della tensione di ondulazione della corrente di uscita. È chiaro che all’aumentare della corrente in uscita l’efficienza diminuisce. Ciò si spiega con un aumento delle perdite negli stadi di uscita dei convertitori DC/DC.

Riso. V secolo

Confronto con chip di altri produttori

Le tabelle 3, 4 e 5 mostrano i parametri dei microcircuiti con significato funzionale simile di altri produttori.

Dalla Tabella 3 si può vedere che FAN2013MPX è un analogo completo per il microcircuito ST1S09IPUR, ma STMicroelectronics ha un chip aggiuntivo in questa serie ST1S09PUR con la presenza dell’uscita “Power Good”, che amplia la scelta dello sviluppatore.

Tabella 3. Chip sostitutivi per convertitori DC/DC di altri produttori

Produttore	Nome	Iout max., A	Frequenza conversione, MHz	Potenza buona	Compatibilità secondo le conclusioni	Telaio
STMicroelettronica	ST1S09PUR	2	1,5	Mangiare	Mangiare	DFN3x3-6
	ST1S09IPUR			NO	Mangiare
Semiconduttore Fairchild	VENTILATORE2013MPX	2	1,3	NO	Mangiare	DFN3x3-6

La tabella 4 mostra le sostituzioni funzionali (nessuna compatibilità dei pin) di altri produttori per i microcircuiti ST1S10. Il vantaggio principale dei microcircuiti ST1S10 è la presenza di un raddrizzatore sincrono negli stadi di uscita, che fornisce una maggiore efficienza di conversione. Inoltre, il contenitore DFN8 (4x4 mm) è di dimensioni inferiori rispetto ai casi di microcircuiti funzionalmente simili di altri produttori. Il circuito di compensazione interno consente di ridurre il numero di componenti esterni per il collegamento dei microcircuiti.

Tabella 4. Sostituti ravvicinati per i chip ST1S10PxR per convertitori DC/DC step-down di altri produttori

Produttore	Nome	Iout max., A	Rettifica sincrona	Compensazione	Pranzo leggero	Compatibilità secondo le conclusioni	Telaio
STMicroelettronica	ST1S10PHR	3	Mangiare	Interno	Interno	-	PowerSO-8
	ST1S10PUR						DFN8 (4x4mm)
Sistemi energetici monolitici	MP2307/MP1583	3	Si No	Esterno	Esterno	NO	SO8-EP
Semiconduttore Alfa e Omega	AOZ1013	3	NO	Esterno	Interno	NO	SO8
Semtech	SC4521	3	NO	Esterno	Esterno	NO	SO8-EP
AnaChip	AP1510	3	NO	Interno	Interno	NO	SO8

La tabella 5 mostra le possibili sostituzioni dei chip ST1S12. Il vantaggio principale dei microcircuiti ST1S12 è il valore più elevato della corrente di uscita massima consentita: fino a 700 mA. Il microcircuito MP2104 di MPS è compatibile a livello di pin con il microcircuito ST1S12. I chip LM3674 e LM3671 possono essere considerati solo come un sostituto funzionale dell'ST1S112 a causa della mancanza di compatibilità dei pin.

Tabella 5. Sostituti ravvicinati per i chip ST1S12 per convertitori DC/DC step-down di altri produttori

Produttore	Nome	Io fuori (massimo), mA	Frequenza conversione, MHz	Vin (massimo), V	Entrata spegnimenti	Compatibilità secondo le conclusioni	Telaio
STMicroelettronica	ST1S12	700	1,7	5,5	C'è	-	TSOT23-5L
Sistemi energetici monolitici	MP2104	600	1,7	6	C'è	C'è	TSOT23-5L
Semiconduttore nazionale	LM3674	600	2	5,5	C'è	NO	SOT23-5L
	LM3671	600	2	5,5	C'è	NO	SOT23-5L

Scegliere le patatine per
Convertitori DC/DC sul sito web

Per cercare rapidamente componenti elettronici utilizzando parametri noti, è più conveniente utilizzare il sito web . Per la ricerca parametrica su questo sito, si consiglia vivamente di installare e utilizzare il visualizzatore di siti web gratuito (browser) “Google Chrome”. Lavorare in questo browser accelera la ricerca più volte. I microcircuiti per convertitori CC/CC della STMicroelectronics sono reperibili sul sito Web al seguente percorso: “Gestione dell'alimentazione” ® “IC per CC/CC” ® “Regolatori (+ interruttore)”. Successivamente, puoi selezionare il marchio “ST” e attivare il filtro “Magazzino” per selezionare solo i componenti disponibili in stock. Il risultato di queste azioni è mostrato in Fig. 6. È possibile effettuare una selezione più specifica in base ai parametri richiesti utilizzando altri filtri.

Conclusione

Particolarmente importante è la scelta corretta dei microcircuiti per i convertitori DC/DC nei dispositivi con alimentazione autonoma. In alcuni casi, selezionare l'alimentatore appropriato può essere difficile, ma prendendosi il tempo necessario per progettare e selezionare il design di alimentazione del proprio dispositivo, è possibile ottenere un vantaggio rispetto alla concorrenza con una soluzione più piccola, a basso costo e con una maggiore efficienza di conversione di potenza. I circuiti integrati di conversione c.c./c.c. di STMicroelectronics semplificano la selezione e consentono di realizzare i vantaggi intrinseci durante la creazione di circuiti di alimentazione competitivi.

Ottenere informazioni tecniche, ordinare campioni, consegna - e-mail:

Grazie allo sviluppo dell'elettronica moderna, vengono prodotti in grandi quantità microcircuiti specializzati per stabilizzatori di corrente e tensione. Sono suddivisi in base alla funzionalità in due tipologie principali, convertitore di tensione step-up DC DC e convertitore step-down. Alcuni combinano entrambi i tipi, ma ciò non influisce in meglio sull'efficienza.

C'era una volta molti radioamatori sognavano stabilizzatori di impulsi, ma erano rari e scarseggiavano. L'assortimento nei negozi cinesi è particolarmente gradevole.

• 1. Applicazione
• 2. Conversioni popolari
• 3. Aumentare i convertitori di tensione
• 4. Esempi di booster
• 5. Tusotek
• 6. Per XL4016
• 7. Su XL6009
• 8.MT3608
• 9. Alta tensione a 220
• 10. Convertitori potenti

Applicazione

Recentemente ho acquistato molti LED diversi da 1 W, 3 W, 5 W, 10 W, 20 W, 30 W, 50 W, 100 W. Sono tutti di bassa qualità, per confrontarli con quelli di alta qualità. Per connettere e alimentare tutto questo gruppo, dispongo di alimentatori da 12 V e 19 V da laptop. Ho dovuto cercare attivamente su Aliexpress alla ricerca di driver LED a bassa tensione.

Sono stati acquistati moderni convertitori di tensione step-up DC DC e convertitori di tensione step-down, 1-2 Ampere e potenti 5-7 Ampere. Inoltre, sono perfetti per collegare un laptop alla rete 12V di un'auto e assorbiranno 80-90 watt. Sono molto adatti come caricabatterie per batterie per auto da 12 V e 24 V.

Nei negozi online cinesi gli stabilizzatori di tensione sono un po’ più costosi.

I microcircuiti popolari per gli stabilizzatori di commutazione step-up sono:

1. LM2577, obsoleto con bassa efficienza;
2. XL4016, 2 volte più efficiente del 2577;
3. XL6009;
4. MT3608.

Gli stabilizzatori sono designati così AC-DC, DC-DC. La CA è la corrente alternata, la CC è la corrente continua. Ciò renderà la ricerca più semplice se lo specifichi nella richiesta.

Realizzare un convertitore boost DC DC con le proprie mani non è razionale; dedicherò troppo tempo all'assemblaggio e alla configurazione. Puoi acquistarlo dai cinesi per 50-250 rubli, questo prezzo include la consegna. Per questa cifra riceverò un prodotto quasi finito che potrà essere finalizzato nel più breve tempo possibile.

Questi circuiti integrati di commutazione vengono utilizzati insieme ad altri, ha scritto le caratteristiche e la scheda tecnica dei circuiti integrati più diffusi per l'alimentazione.

Conversioni popolari

Gli stabilizzatori-amplificatori sono classificati in bassa tensione e alta tensione da 220 a 400 volt. Naturalmente, ci sono blocchi già pronti con un valore di boost fisso, ma preferisco quelli personalizzati, hanno funzionalità più ampie.

Le trasformazioni più comunemente richieste sono:

1. 12 V - 19 V;
2. 12 - 24 Volt;
3. 5-12V;
4. 3-12V
5. 12-220 V;
6. 24 V - 220 V.

I booster sono chiamati inverter per auto.

Convertitori di tensione boost

L'alimentatore del mio laboratorio funziona da un'unità portatile a 19 V 90 W, ma questo non è sufficiente per testare i LED collegati in serie. Una stringa LED in serie richiede da 30 V a 50 V. L'acquisto di un'unità già pronta da 50-60 Volt e 150 W si è rivelato un po' costoso, circa 2000 rubli. Pertanto, ho ordinato il primo stabilizzatore step-up per 500 rubli. con incremento a 50V. Dopo il controllo, si è scoperto che raggiunge un massimo di 32 V, poiché all'ingresso e all'uscita sono presenti condensatori da 35 V. Ho scritto in modo convincente al venditore della mia indignazione e un paio di giorni dopo mi hanno restituito i soldi.

Ne ho ordinato un secondo fino a 55 V con il marchio Tusotek per 280 rubli, il booster si è rivelato eccellente. Da 12 V aumenta facilmente a 60 V, non ho alzato la resistenza di costruzione, si brucerebbe improvvisamente. Il radiatore è incollato con colla termoconduttiva, quindi non è stato possibile vedere i segni del microcircuito. Il raffreddamento viene eseguito in modo leggermente errato, il cuscinetto del dissipatore di calore del diodo Schottky e del controller è collegato alla scheda e non al dissipatore di calore.

Esempi di booster

XL4016

..

Diamo un'occhiata ai 4 modelli che ho in stock. Non ho perso tempo con le foto; ho preso anche i venditori.

Caratteristiche.

	Tusotek	XL4016	Autista	MT3608
Ingresso, V	6 – 35 V	6 – 32 V	5 – 32 V	2-24 V
Corrente in ingresso	fino a 10A	fino a 10A	—	—
Uscita, V	6 – 55 V	6 – 32 V	6 – 60 V	fino a 28V
Corrente di uscita	5A, massimo 7A	5A, massimo 8A	massimo 2A	1A, massimo 2A
Prezzo	260 rubli	250 rubli	270 rubli	55 strofinare

Ho molta esperienza di lavoro con prodotti cinesi, la maggior parte di essi presenta subito dei difetti. Prima dell'utilizzo li controllo e li modifico per aumentare l'affidabilità dell'intera struttura. Si tratta principalmente di problemi di assemblaggio che sorgono quando si assemblano rapidamente i prodotti. Sto finalizzando faretti a led, lampade per la casa, anabbaglianti e abbaglianti per auto, centraline per il controllo delle luci diurne (DRL). Consiglio a tutti di farlo; con un minimo di tempo impiegato, la durata può essere raddoppiata.

Fai attenzione, non tutti sono dotati di protezione contro cortocircuito, surriscaldamento, sovraccarico e collegamento errato.

La potenza effettiva dipende dalla modalità; le specifiche indicano il massimo. Naturalmente, le caratteristiche di ciascun produttore saranno diverse; installano diodi diversi e avvolgono l'induttore con fili di diverso spessore.

Tusotek

Secondo me, il migliore tra tutti gli stabilizzatori potenzianti. Alcuni elementi non hanno caratteristiche di riserva o sono inferiori a quelle dei microcircuiti PWM, motivo per cui non possono fornire nemmeno la metà della corrente promessa. Tusotek ha un condensatore da 1000 mF 35 V in ingresso e da 470 mF 63 V in uscita. Il lato del dissipatore di calore con una piastra metallica è saldato alla scheda. Ma sono saldati male e di traverso, solo un bordo si trova sul tabellone, sotto l'altro c'è uno spazio. Senza guardarlo, non è chiaro quanto siano ben sigillati. Se è davvero brutto, è meglio smontarli e mettere questo lato sul radiatore, il raffreddamento migliorerà di 2 volte;

Un resistore variabile imposta il numero richiesto di volt. Rimarrà invariato se si cambia la tensione in ingresso, non dipende da essa. Ad esempio, ho impostato 50 V in uscita, l'ho aumentato da 5 V a 12 V in ingresso, i 50 V impostati non sono cambiati.

Su XL4016

Questo convertitore ha una caratteristica tale che può aumentare solo fino al 50% dei volt in ingresso. Se colleghi 12V, l'aumento massimo sarà 18V. La descrizione afferma che può essere utilizzato per laptop alimentati da un massimo di 19 V. Ma il suo scopo principale si è rivelato quello di lavorare con i laptop alimentati dalla batteria di un'auto. Probabilmente la limitazione del 50% può essere rimossa cambiando le resistenze che impostano questa modalità. I volt di uscita dipendono direttamente dal numero di ingressi.

La rimozione del calore è molto migliore, i radiatori sono installati correttamente. Solo che al posto della pasta termica è presente una guarnizione termoconduttiva per evitare il contatto elettrico con il radiatore. All'ingresso c'è un condensatore da 470mF 50V, all'altra estremità 470mF a 35V.

Su XL6009

Un rappresentante dei moderni convertitori efficienti, come i modelli obsoleti dell'LM2596, è disponibile in diverse opzioni, dalla miniatura ai modelli con indicatori di tensione.

Esempio di efficienza:

• 92% quando si converte un carico da 12 V a 19 V, 2 A.

La scheda tecnica indica immediatamente lo schema per l'utilizzo come alimentatore per un laptop in un'auto da 10 V a 30 V. Anche sull'XL6009 è facile implementare l'alimentazione bipolare a +24 e -24V. Come con la maggior parte dei convertitori, l'efficienza diminuisce quanto maggiore è la differenza di tensione e quanto maggiore è l'amperaggio.

MT3608

Modello in miniatura con buona efficienza fino al 97%, frequenza PWM 1,2 MHz. L'efficienza aumenta all'aumentare della tensione di ingresso e diminuisce all'aumentare della corrente. Sul convertitore boost MT3608 puoi contare su una piccola corrente, limitata internamente a 4A in caso di cortocircuito. Per quanto riguarda i volt, si consiglia di non superare i 24.

Alta tensione a 220

Le unità di conversione da 12,24 volt a 220 sono molto diffuse tra gli appassionati di auto. Utilizzato per collegare dispositivi alimentati a 220V. I cinesi vendono principalmente 7-10 modelli di tali moduli, il resto sono dispositivi già pronti. Prezzo da 400 rubli. Separatamente, vorrei sottolineare che se, ad esempio, sull'unità finita sono indicati 500 W, questa sarà spesso la potenza massima a breve termine. Il consumo reale a lungo termine sarà di circa 240 W.

Convertitori potenti

Per casi speciali sono necessari potenti convertitori boost DC-DC da 10-20 A e fino a 120 V. Ti mostrerò diversi modelli popolari e convenienti. Nella maggior parte dei casi non hanno sigilli oppure il venditore li nasconde per non comprarli altrove. Non li ho testati personalmente; a livello di voltaggio convivono secondo le caratteristiche promesse. Ma l'ampere sarà un po' meno. Anche se i prodotti di questa categoria di prezzo mantengono sempre il carico indicato, ho acquistato dispositivi simili solo con schermi LCD.

600W

Potente n. 1:

1. potenza 600W;
2. 10-60 V si converte in 12-80 V;
3. prezzo da 800 rubli.

Puoi trovarlo cercando "Convertitore boost step-up da 600 W CC da 10-60 V a 12-80 V"

400W

Potente n. 2:

1. potenza 400W;
2. 6-40 V si converte in 8-80 V;
3. uscita fino a 10A;
4. prezzo da 1200 rubli.

Per effettuare la ricerca, entrare nel motore di ricerca “DC 400W 10A 8-80V Boost Converter Step-Up”

B900W

Potente n. 3:

1. potenza 900W;
2. 8-40 V si converte in 10-120 V;
3. uscita fino a 15A.
4. prezzo da 1400 rubli.

L'unica unità designata come B900W e che può essere facilmente trovata.