Повышающий преобразователь 5 в. Повышающий DC-DC преобразователь: принцип работы, характеристики и применение

Что такое повышающий DC-DC преобразователь. Как работает повышающий преобразователь напряжения. Какие основные характеристики имеют повышающие преобразователи. Где применяются повышающие DC-DC преобразователи.

Принцип работы повышающего DC-DC преобразователя

Повышающий DC-DC преобразователь (boost converter) — это импульсный преобразователь напряжения, который преобразует низкое входное напряжение в более высокое выходное напряжение. Его основными компонентами являются:

• Индуктивность (дроссель)
• Ключ (транзистор)
• Диод
• Конденсатор
• Схема управления

Принцип работы повышающего преобразователя основан на периодическом накоплении энергии в индуктивности и передаче ее в нагрузку:

1. При замкнутом ключе ток через индуктивность нарастает, накапливая в ней энергию
2. При размыкании ключа ЭДС самоиндукции добавляется к входному напряжению
3. Повышенное напряжение через диод заряжает выходной конденсатор
4. Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения

Схема управления регулирует скважность импульсов управления ключом для стабилизации выходного напряжения.

Основные характеристики повышающих DC-DC преобразователей

Ключевыми параметрами повышающих преобразователей являются:

• Диапазон входных напряжений
• Выходное напряжение
• Максимальный выходной ток
• КПД преобразования
• Частота преобразования
• Уровень пульсаций выходного напряжения

Типичные значения для современных повышающих DC-DC преобразователей:

• Входное напряжение: 0.9-5 В
• Выходное напряжение: до 5-12 В
• Выходной ток: до 1-2 А
• КПД: 80-95%
• Частота преобразования: 100 кГц — 2 МГц
• Пульсации выходного напряжения: менее 1%

Преимущества повышающих DC-DC преобразователей

Основными достоинствами повышающих импульсных преобразователей являются:

• Высокий КПД преобразования (до 95%)
• Малые габариты и вес
• Возможность получения выходного напряжения выше входного
• Низкий уровень электромагнитных помех
• Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений

Это делает их оптимальным выбором для многих применений, особенно в портативной электронике с батарейным питанием.

Области применения повышающих преобразователей

Повышающие DC-DC преобразователи широко используются в следующих областях:

• Портативная электроника (смартфоны, планшеты, ноутбуки)
• Светодиодное освещение
• Автомобильная электроника
• Системы с солнечными батареями
• Медицинское оборудование
• Промышленная автоматика

Они позволяют эффективно согласовать напряжение источника питания с требуемым напряжением нагрузки.

Выбор компонентов для повышающего преобразователя

При разработке повышающего DC-DC преобразователя важно правильно выбрать основные компоненты:

Индуктивность

Индуктивность выбирается исходя из требуемой выходной мощности, частоты преобразования и допустимых пульсаций тока. Типичные значения — от единиц до сотен мкГн.

Ключевой транзистор

Транзистор должен выдерживать максимальный ток и напряжение в схеме. Обычно используются MOSFET с низким сопротивлением открытого канала.

Диод

Применяются быстродействующие диоды Шоттки с малым падением напряжения и временем восстановления.

Конденсаторы

Входной и выходной конденсаторы выбираются с учетом пульсаций тока и требуемого уровня пульсаций напряжения.

Расчет повышающего DC-DC преобразователя

Основные этапы расчета повышающего преобразователя:

1. Определение требуемых входных и выходных параметров
2. Выбор рабочей частоты преобразования
3. Расчет коэффициента заполнения импульсов
4. Определение индуктивности дросселя
5. Выбор силового ключа и диода
6. Расчет входного и выходного конденсаторов
7. Выбор контроллера ШИМ

При расчете учитываются такие факторы, как КПД, пульсации тока и напряжения, габариты компонентов.

Проблемы и ограничения повышающих преобразователей

Основными недостатками и ограничениями повышающих DC-DC преобразователей являются:

• Ограничение по максимальному выходному току
• Пульсации выходного напряжения
• Генерация электромагнитных помех
• Сложность схемы по сравнению с линейными стабилизаторами
• Необходимость применения специализированных компонентов

Для минимизации этих недостатков применяются различные схемотехнические и конструктивные решения.

Современные интегральные повышающие преобразователи

Ведущие производители электронных компонентов выпускают интегральные микросхемы повышающих DC-DC преобразователей. Они содержат в одном корпусе силовой ключ, схему управления и защиты. Их преимущества:

• Минимальное количество внешних компонентов
• Высокая степень интеграции
• Оптимизированные характеристики
• Встроенные функции защиты
• Простота применения

Это позволяет создавать компактные и эффективные источники питания для различных приложений.

Заключение

Повышающие DC-DC преобразователи являются важным компонентом современной силовой электроники. Они обеспечивают эффективное преобразование напряжения с высоким КПД при малых габаритах. Правильный выбор схемы и компонентов позволяет создать преобразователь с оптимальными характеристиками для конкретного применения.

Повышающий преобразователь 5в в категории «Электрооборудование»

Повышающий USB преобразователь кабель DC 5.5 х 2.1 питания 5V в 12V

На складе

Доставка по Украине

по 349 грн

от 2 продавцов

399 грн

349 грн

Купить

KEWEISI KWS-912v USB повышающий преобразователь 5 В до 9в 12 В с переключателем + 3,5×1,35 мм разъем

Заканчивается

Доставка по Украине

320 грн

Купить

12v USB повышающий преобразователь с 5 В до стабильных 12 В . 5,5×2,1 мм то разъем . без регулирования

Доставка по Украине

200 грн

Купить

9v USB повышающий преобразователь с 5 В до стабильных 12 В . 5,5×2,1 мм то разъем . без регулирования

Доставка по Украине

200 грн

Купить

Повышающий — понижающий преобразователь USB с вольтметром DC-DC (от 3.5-12В до 1,25-24В)

На складе в г. Умань

Доставка по Украине

150 грн

Купить

Підвищуючий USB-C перетворювач кабель DC 5. 5×2.1 живлення 5V в 12V до 1А, 1 метр (технологія PD)

На складе

Доставка по Украине

349 грн

Купить

Преобразователь напряжения повышающий CKCS BS01 3.7 на 5 8 9 12В, 1А, 105719

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

70 грн

Купить

Підвищуючий USB перетворювач кабель DC 5.5×2.1 живлення 5V4A в 12V до 1.5А 1 метр, FCC certification

На складе

Доставка по Украине

499 грн

Купить

Повышающий USB преобразователь напряжения DC 5 в 12 вольт, 0.75 Ампер, штекер 5.5×2.1мм

Доставка по Украине

299 — 390 грн

от 2 продавцов

390 грн

Купить

Підвищуючий перетворювач AS32, модуль DC-DC 5В/8В/9В/12В

Доставка из г. Черкассы

40 грн

Купить

XL6019E1 Понижающе — повышающий преобразователь с регулировкой напряжения 5-40…0.5-40В

На складе в г. Тернополь

Доставка по Украине

196 грн

Купить

Повышающий преобразователь 0. 9…5В до 5В, 480мА

На складе в г. Тернополь

Доставка по Украине

48 грн

Купить

Повышающий DC-преобразователь 5-12В/1.5А c селективным напряжением выхода

На складе

Доставка по Украине

120 грн

90 грн

Купить

USB Понижающе — повышающий преобразователь ZK-DP2, 4-13В в 0.5-30В, 15Вт

На складе

Доставка по Украине

555 грн

Купить

Повышающий — понижающий преобразователь XL6009 DC-DC (от 5-32В до 1,25-35В, до 3А)

На складе в г. Умань

Доставка по Украине

85 грн

Купить

Смотрите также

USB Понижающе — повышающий преобразователь ZK-DP, 5В в 1-24В, 3Вт, Вольтметр, регулировка напряжения, Красный

На складе в г. Тернополь

Доставка по Украине

390 грн

Купить

Повышающий преобразователь MT3608 MicroUSB с регулировкой напряжения 2. ..24В до 5…28В 2А

На складе в г. Тернополь

Доставка по Украине

65 грн

Купить

Повышающий преобразователь постоянного тока, 10 А 250 Вт DC-DC, 8.5-48 В, 10 — 50 В

Доставка из г. Винница

340 грн

Купить

USB повышающий преобразователь KWS-912v с 5В до 9В и 12 В с переключателем + 3,5×1,35 мм разъем

На складе

Доставка по Украине

550 грн

533.50 грн

Купить

Преобразователь напряжения повышающий CKCS BS01 3.7 на 5 8 9 12В, 1А

Доставка из г. Ровно

70 грн

Купить

Кабель питания (преобразователь повышающий напряжение) USB 5V DC на 9V DC (DC 2.1×5.5mm USB)

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

325 грн

Купить

Комбинированный преобразователь понижающий/повышающий USB DC-DC 3.5-12В — 1.2-24В

Доставка из г. Полтава

199.99 грн

Купить

USB адаптер для роутера, DC-DC повышающий преобразователь 5-9В 1А

Доставка по Украине

250 грн

Купить

USB адаптер для роутера, DC-DC повышающий преобразователь 5-12В 1А

Доставка по Украине

250 грн

Купить

Повышающий преобразователь XL6019 DC-DC 3-40В на 5-45В 5А

Доставка из г. Полтава

169.99 грн

Купить

Универсальный понижающий/повышающий преобразователь DC-DC 5.5-30В — 0.5-30В 4А 35Вт с ЖК дисплеем

Доставка из г. Полтава

379.99 грн

Купить

Повышающий USB преобразователь напряжения DC 5 в 9 вольт, 0.8 Ампер, штекер 5.5×2.1мм

Доставка по Украине

299 — 390 грн

от 2 продавцов

390 грн

Купить

MT3608 LM2577 повышающий DC-DC преобразователь напряжения, 2-24В в 5-28В 2A

На складе в г. Кропивницкий

Доставка по Украине

по 55 грн

от 2 продавцов

55 грн

Купить

USB преобразователь напряжения с 5V на 12V, вход 5В, выход 12В 1А, для питания от павербанка

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

345 грн

Купить

Очень хилый повышающий преобразователь напряжения на 5В USB

Представляю обзор микромощного преобразователя напряжения, который мало на что сгодится.

Собран довольно неплохо, размер компактный 34х15х10мм


Заявлено:
Входное напряжение: 0.9-5В
С одной батареи АА выходной ток до 200мА
С двух батарей АА выходной ток 500 ~ 600мA
КПД до 96%
Реальная схема преобразователя

Микросхема U1 — предположительно CE8301.
В глаза сразу бросается очень малая ёмкость входного конденсатора — всего-то 0.15мкФ. Обычно ставят больше раз в 100, видимо наивно рассчитывают на низкое внутреннее сопротивление батареек 🙂 Ну поставили такой и бог с ним, при необходимости можно и поменять — себе сразу поставил 10мкФ. Снизу на фото валяется родной конденсатор.

Габариты дросселя также весьма невелики, что заставляет призадуматься насчёт правдивости заявленных характеристик
На входе преобразователя подключен красный светодиод, который начинает светиться при входном напряжении более 1,8В

Проверку проводил для следующих стабилизированных

входных напряжений:
1,25В — напряжение Ni-Cd и Ni-MH аккумулятора
1,5В — напряжение одного гальванического элемента
3,0В — напряжение двух гальванических элементов
3,7В — напряжение Li-Ion аккумулятора
При этом нагружал преобразователь до падения напряжения до разумных 4,66В

Напряжение холостого хода 5,02В
— 0,70В — минимальное напряжение, при котором преобразователь начинает работать на холостом ходу. Светодиод при этом естественно не светится — напряжения не хватает.
— 1,25В ток холостого хода 0,025мА, максимальный выходной ток всего 60мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 330мА, КПД около 68%. Светодиод при таком напряжении естественно не светится.

— 1,5В ток холостого хода 0,018мА, максимальный выходной ток 90мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 360мА, КПД около 77%. Светодиод при таком напряжении естественно не светится

— 3,0В ток холостого хода 1,2мА (потребляет в основном светодиод), максимальный выходной ток 220мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 465мА, КПД около 74%. Светодиод при таком напряжении светится нормально.

— 3,7В ток холостого хода 1,9мА (потребляет в основном светодиод), максимальный выходной ток 480мА при напряжении 4,66В. Входной ток при этом 840мА, КПД около 72%. Светодиод при таком напряжении светится нормально. Преобразователь начинает незначительно греться.

Для наглядности, свёл результаты в таблицу.

Дополнительно при входном напряжении 3,7В проверил зависимость КПД преобразования от тока нагрузки
50мА — КПД 85%
100мА — КПД 83%
150мА — КПД 82%
200мA — КПД 80%
300мA — КПД 75%
480мА — КПД 72%
Как несложно заметить, чем меньше нагрузка, тем выше КПД
До заявленных 96% сильно не дотягивает

Пульсации выходного напряжения при нагрузке 0,2А

Пульсации выходного напряжения при нагрузке 0,48А

Как нетрудно заметить, на максимальном токе амплитуда пульсаций очень велика и превышает 0,4В.
Скорее всего это происходит из-за выходного конденсатора небольшой ёмкости с высоким ESR (измерил 1,74Ом)
Рабочая частота преобразования около 80кГц
Запаял дополнительно керамику 20мкФ на выход преобразователя и получил снижение пульсаций при максимальном токе в 5 раз!


Вывод: преобразователь является весьма маломощным — это обязательно следует учитывать, выбирая его для питания Ваших устройств

Повышающий регулятор напряжения Pololu 5 В U1V11F5

Обзор линейный режим понижения напряжения, когда входное напряжение превышает выходное.

Это делает его идеальным для питания 5 В электронных проектов от 1 до 3 NiMH, NiCd или щелочных элементов или от одного литий-ионного элемента. Кроме того, в отличие от большинства повышающих регуляторов, этот блок предлагает функцию полного выключения, которая отключает питание нагрузки (в обычных повышающих регуляторах входное напряжение будет проходить непосредственно на выход, когда они отключены).

При повышении напряжения этот модуль действует как импульсный стабилизатор (также называемый импульсным источником питания (SMPS) или преобразователем постоянного тока) и имеет типичный КПД от 70% до 90%. Доступный выходной ток зависит от входного напряжения, выходного напряжения и эффективности (см. ниже раздел «Типовая эффективность и выходной ток »), но обычно входной ток может достигать 1,2 А. Этот регулятор также доступен с фиксированный 3,3 В или регулируемый выход, и очень похожие регуляторы доступны гораздо меньшего размера с фиксированным выходом 3,3 В или фиксированным 5 В.

Термовыключатель регулятора срабатывает при температуре около 140°C и помогает предотвратить повреждение от перегрева, но , а не имеет защиту от обратного напряжения.

Характеристики

• Входное напряжение: от 0,5 В до 5,5 В
• Фиксированный выход 5 В с точностью 4 %
• Опция истинного выключения, отключающая питание нагрузки
• Автоматическое линейное понижение напряжения, когда входное напряжение превышает выходное напряжение
• Переключатель на 1,2 А допускает входной ток до 1,2 А
• Хороший КПД при небольшой нагрузке: типичный ток покоя без нагрузки <1 мА, хотя он может превышать 1 мА для очень низких входных напряжений (типичный ток покоя <100 мкА при SHDN = LOW)
• Встроенная защита от перегрева
• Малый размер: 0,45″ × 0,6″; × 0,1 дюйма (12 × 15 × 3 мм)

Использование регулятора

Соединения

Повышающий регулятор имеет четыре соединения: выключение (SHDN), входное напряжение (VIN), заземление (GND) и выходное напряжение (VOUT).

На SHDN можно установить низкий уровень (обычно ниже 0,4 В), чтобы выключить регулятор и отключить питание нагрузки (в отличие от большинства повышающих регуляторов, входная мощность не проходит на выход, когда плата отключена). Этот контакт внутренне подключен к VIN через резистор 100 кОм, поэтому его можно оставить отключенным или подключить напрямую к VIN, если вам не нужно использовать функцию отключения. Порог отключения зависит от входного напряжения следующим образом:

• Для VIN < 0,8 В напряжение SHDN должно быть ниже 0,1×VIN для отключения регулятора и выше 0,9×VIN, чтобы включить его.
• Для 0,8 В ≤ VIN ≤ 1,5 В напряжение SHDN должно быть ниже 0,2×VIN, чтобы отключить регулятор, и выше 0,8×VIN, чтобы включить его.
• Для VIN > 1,5 В напряжение SHDN должно быть ниже 0,4 В, чтобы отключить регулятор, и выше 1,2 В, чтобы включить его.

Входное напряжение VIN должно быть не менее 0,5 В, чтобы регулятор включился. Однако, как только регулятор включен, входное напряжение может упасть до 0,3 В, а выходное напряжение 5 В будет поддерживаться на VOUT. В отличие от стандартных повышающих стабилизаторов, этот стабилизатор имеет дополнительный режим линейного понижающего регулирования, который позволяет ему преобразовывать входные напряжения от 5,5 В до 5 В для нагрузок от малых до средних (например, в наших тестах регулируемая версия этого регулятор мог подавать 300 мА при преобразовании входного напряжения 5,5 В в 1,8 В). Когда входное напряжение превышает 5 В, регулятор автоматически переключается в этот режим понижения напряжения. Входное напряжение не должно превышать 5,5 В. Будьте осторожны с разрушительными пиками LC, которые могут привести к тому, что входное напряжение превысит 5,5 В (дополнительную информацию см. ниже).

Четыре соединения помечены на обратной стороне печатной платы и расположены с интервалом 0,1 дюйма вдоль края платы для совместимости с макетными платами без пайки, разъемами и другими схемами прототипирования, использующими сетку 0,1 дюйма. Вы можете припаять провода непосредственно к плате или припаять либо к прямой вилке 4×1, либо к прямоугольной вилке 4×1, которая входит в комплект.

Типовой КПД и выходной ток

Эффективность регулятора напряжения, определяемая как (выходная мощность)/(входящая мощность), является важной мерой его производительности, особенно когда речь идет о сроке службы батареи или нагреве. Как показано на графиках ниже, этот импульсный регулятор обычно имеет КПД от 70 до 90%.

Максимально достижимый выходной ток приблизительно пропорционален отношению входного напряжения к выходному напряжению. Если ток на входе превышает предел тока переключателя (обычно где-то между 1,2 и 1,5 А), выходное напряжение начнет падать. Кроме того, максимальный выходной ток может зависеть от других факторов, включая температуру окружающей среды, воздушный поток и теплоотвод.

LC Всплески напряжения

При подключении напряжения к электронным схемам первоначальный скачок тока может вызвать разрушительные скачки напряжения, которые намного выше входного напряжения. В наших тестах с типичными силовыми проводами (тестовые зажимы ~ 30 дюймов) входное напряжение выше 4,5 В вызывало скачки напряжения, которые потенциально могли повредить стабилизатор. Вы можете подавить такие всплески, припаяв электролитический конденсатор емкостью 33 мкФ или больше рядом с регулятором между VIN и GND.

Дополнительную информацию о пиках LC можно найти в наших рекомендациях по применению «Понимание разрушительных пиков напряжения LC».

Этот товар часто покупают вместе с:

Повышающий регулятор напряжения Pololu 3,3 В U1V11F3

Повышающий регулятор напряжения Pololu 5 В U1V10F5

MAX856 3,3 В/5 В или регулируемый выход, повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный

MAX856 3,3 В/5 В или регулируемый выход, повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный | Аналоговые устройства

1. Продукты
2. Управление энергопотреблением
3. Импульсные регуляторы
4. Повышающие (повышающие) регуляторы
5. Повышающие регуляторы внутреннего переключателя питания
6. МАКС856

Включить JavaScript



• Особенности и преимущества
• Информация о продукте

Особенности и преимущества

• Входное напряжение питания от 0,8 до 6,0 В
• Напряжение питания при запуске 0,8 В (тип. )
• КПД 85 % при 100 мА
• Ток покоя 25 мкА
• Режим отключения 1 мкА
• Ограничения тока переключения 125 мА и 500 мА позволяют использовать недорогие катушки индуктивности
• Частота коммутации до 500 кГц
• ±1,5% Эталонный допуск по температуре
• Детектор низкого заряда батареи (LBI/LBO)
• 8-контактный SO и корпуса µMax

Подробная информация о продукте

MAX856-MAX859 — это высокоэффективные, КМОП, повышающие импульсные стабилизаторы постоянного тока для небольших систем с низким входным напряжением или систем с батарейным питанием. MAX856/MAX858 принимают положительное входное напряжение от 0,8 В до VOUT и преобразуют его в более высокое выходное напряжение 3,3 В или 5 В, выбираемое на выводе. MAX857/MAX859регулируемые версии принимают входные напряжения от 0,8 В до 6,0 В и генерируют более высокие регулируемые выходные напряжения в диапазоне от 2,7 В до 6,0 В. Типичный КПД превышает 85%. Типичный ток питания в состоянии покоя составляет 25 мкА (1 мкА в выключенном состоянии).

MAX856-MAX859 сочетают в себе сверхнизкий потребляемый ток и высокую эффективность, что обеспечивает максимальный срок службы батареи. Внутренний силовой МОП-транзистор обеспечивает высокую частоту переключения. Это преимущество в сочетании с внутренними ограничениями пикового тока катушки индуктивности позволяет использовать небольшие и недорогие катушки индуктивности. MAX856/MAX857 имеют ограничение пикового тока дросселя 500 мА. MAX858/MAX859имеют ограничение пикового тока индуктора 125 мА.

Applications

• 2-клеточный и 3-клеточный оборудование, управляемое аккумулятором
• 3,3 В до 5 В. Портативное оборудование для сбора данных

Категории продуктов

Как минимум одна модель в этом семействе продуктов находится в производстве и доступна для покупки. Продукт подходит для новых конструкций, но могут существовать более новые альтернативы.

{{#каждый список}}

{{/каждый}}

Оценочный комплект для MAX856

Технические паспорта

• MAX856-MAX859: 3,3 В/5 В или регулируемый выход, повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный. Лист технических данных (версия 4)

  01.05.1996

Данные о надежности Технические статьи

• Повышающий преобразователь

  генерирует три аналоговых шины

  13. 05.2003

• Повышающий преобразователь с одной ячейкой создает вспомогательное смещение для ЖК-дисплея

  17.12.2001

• Выберите подходящий ультратонкий преобразователь постоянного тока для компактной карты PCMCIA

  31. 01.2001

• Использование солнечной энергии с помощью интеллектуальных методов преобразования энергии

  1 декабря 2000 г.

• Управление энергопотреблением для небольших портативных систем

  15 марта 2000 г.

Дополнительные детали MAX856

Рекомендуемые сопутствующие детали

• МАКС1674.

Компания ADI всегда уделяла самое пристальное внимание поставке продукции, отвечающей максимальным уровням качества и надежности. Мы достигаем этого путем включения проверок качества и надежности во все области проектирования продуктов и процессов, а также в производственный процесс. «Ноль дефектов» для поставляемой продукции всегда является нашей целью.

Выберите модель

Запрос уведомлений об изменении продукта/процесса

Закрыть

• analog.com/client/MyAnalog/CheckUserLoggedInState?sc_lang=en» data-title-saved=»Saved to myAnalog» data-title=»Save to myAnalog»> Сохранить в myAnalog Войти в myAnalog

{{#ifCond_pcn.length 0}} {{еще}} {{#каждый ПК}} {{/каждый}}

{{../labels.pcn}}	{{../labels.title}}	{{../labels.publicationDate}}
{{количество}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}} {{#каждая ссылка}} {{название}} {{/каждый}}	{{название}}	{{Дата публикации}}

{{/ifCond}} {{#ifCond pdn.length 0}} {{еще}} {{#каждое персональное имя}} {{/каждый}}

{{../labels.pdn}}	{{../labels.title}}	{{. ./labels.publicationDate}}
{{количество}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}} {{#каждая ссылка}} {{название}} {{/каждый}}	{{название}}	{{Дата публикации}}

{{/ifCond}}

Часто задаваемые вопросы по оформлению заказа

См.