I convertitori di tensione step-up con alimentazione a bassa tensione sono molto spesso implementati in una varietà di prodotti fatti in casa. Ora il mercato ci offre soluzioni già pronte abbastanza buone, ma prendere e usare una scheda pronta è in qualche modo poco interessante. Molto più bello quando lo fai fallo da solo.
L'autore di questo prodotto fatto in casa è AKA KASYAN (canale YouTube "AKA KASYAN"). Il convertitore proposto può essere coinvolto nella costruzione di powerbank fatti in casa, convertitori per un multimetro, alimentare una linea di LED o striscia LED da una fonte a bassa tensione e così via.
Con il chip mc34063, forse, ogni radioamatore è familiare. Questo è un chip specializzato in base al quale è possibile costruire convertitori di tensione cc / cc abbastanza buoni che aumentano, diminuiscono o invertono.
Un semplice circuito convertitore boost su questo chip sarà simile al seguente:
Il microcircuito è buono in quanto ha già un transistor di potenza all'interno, quindi la corrente di uscita può arrivare fino a 1,5A.
Ma in tutta onestà, va notato che a una corrente di 1A, il microcircuito sta già iniziando a riscaldarsi molto. Questo microcircuito ha comparatori interni e una propria sorgente di tensione di riferimento, che consente di organizzare il feedback di tensione, o in altre parole, di stabilizzare la tensione di uscita al livello desiderato.
La tensione di uscita dipenderà dal rapporto tra le resistenze del partitore di tensione.
Il microcircuito ha molte chicche, di cui parleremo un'altra volta, ma oggi prenderemo in considerazione un circuito convertitore boost.
Questo convertitore è abbastanza semplice e ti permetterà di ricaricare il tuo smartphone, ad esempio batterie al litio.
Ma c'è un inconveniente: l'efficienza. Il fatto è che nonostante funzioni in modalità pulsata, con un tale rapporto tra tensione di ingresso e di uscita, l'efficienza del convertitore è molto piccola e ammonta al 60-65% al massimo, e questo non è buono per un dispositivo portatile.
Il chip di questo circuito è che l'uscita del microcircuito è amplificata da un transistor aggiuntivo. Nel nostro caso, è bipolare.
Ciò migliorerà le caratteristiche di uscita del convertitore e scaricherà il chip. In altre parole, il circuito consentirà la costruzione di convertitori per alta potenza.Il chip mc34063 inizia a funzionare con una tensione di ingresso a partire da 3 V, ovvero il circuito sopra può essere utilizzato come convertitore boost in un power bank fatto in casa. Pertanto, l'autore ha una doppia porta USB sulla scheda.
Ora sul circuito. Inizialmente, l'autore ha sviluppato la scheda per un circuito diverso con un transistor ad effetto di campo, ma la speranza non era giustificata. Con transistor bipolari, il circuito funziona meglio. Il tabellone è uscito abbastanza bene, con qualità di fabbrica non può certo essere paragonato, ma per casa la tecnologia non è affatto male e se vuoi che i tuoi prodotti fatti in casa sembrino un prodotto di fabbrica, puoi ordinare un circuito stampato.
Vai avanti Non approfondiremo il funzionamento del convertitore cc / cc. Ma questo chip è leggermente diverso dai normali controller PWM. Il microcircuito genera una sequenza di impulsi rettangolari che entrano nella base della chiave e funziona, chiudendo la fonte di alimentazione all'induttore. Di conseguenza, l'accumulo di energia si verifica in quest'ultimo. Quindi i tasti vengono chiusi, l'impennata della tensione di autoinduzione dall'induttore viene rettificata dal diodo e si accumula nel condensatore e dal condensatore sta già andando al consumatore.
Il divisore resistivo genera una certa tensione, che viene applicata a uno degli ingressi del comparatore interno del microcircuito. Lì, questa tensione viene confrontata con la tensione della sorgente di riferimento. In base alla differenza di tensione, il microcircuito aumenta o diminuisce la durata e la frequenza dell'impulso e anche la frequenza, poiché il microcircuito controlla contemporaneamente sia la modalità PWM (modulazione della larghezza di impulso) sia la modalità PFM (modulazione di frequenza dell'impulso).
Il principio è chiaramente visibile sullo schermo dell'oscilloscopio:
Più potente è il carico, maggiore è il consumo della tensione di uscita. Un sistema di feedback risponde a questo e il microcircuito aumenta la durata dell'impulso e la frequenza di commutazione dei tasti.
Diodo raddrizzatore di uscita. In linea di principio, è adatto qualsiasi diodo Schottky con una corrente di 3 ampere. L'autore ha deciso di prelevare un gruppo a doppio diodo dal raddrizzatore di uscita dell'alimentatore del computer. I diodi sono in parallelo.
Prendiamo condensatori di memoria in uscita con una tensione nominale di 10-16V. Si consiglia vivamente di utilizzare condensatori con bassa resistenza interna, che possono essere trovati anche negli alimentatori per computer.
L'induttore è avvolto su anelli di ferro in polvere, non in ferrite, ovvero ferro in polvere.
L'anello di ferrite non è adatto qui. La misura dell'anello è ora di fronte a te:
L'avvolgimento contiene solo 6 giri, avvolto con un filo di 1,2 mm e può essere millimetrico.
Fu con questo induttore che il massimo EMF di autoinduzione raggiunse i 20 V. Quindi, grazie al resistore di sintonia, che, a proposito, è fornito sulla scheda, è possibile regolare la tensione di uscita su un intervallo abbastanza ampio.
L'autore ha inserito il transistor TIP41, come l'opzione più economica. La corrente del collettore è solo 6A, se possibile, inserire le chiavi con una corrente del collettore di 10 ampere o più. Ma anche con un transistor non così ripido, è possibile ottenere una corrente di circa 2A all'uscita del convertitore.
Naturalmente, il transistor si riscalda, quindi sia la chiave che il diodo sono installati su un radiatore comune. Non dimenticare di isolare i substrati di questi componenti dal radiatore con guarnizioni termoconduttive.
Lo shunt di corrente può essere escluso dal circuito se non è necessaria la protezione.
Uno dei vantaggi di questo circuito è la scarsa corrente al minimo (inferiore a 10 mA). La corrente di uscita 2A indicata non è il limite per tale circuito. Puoi pompare ancora di più, ma non ha senso a causa della bassa efficienza di conversione.
Tutto qui. L'archivio con il circuito e il circuito stampato può essere trovato nella descrizione sotto il video originale dell'autore (link SOURCE).
Grazie per l'attenzione. A presto!
video: