Как работает импульсный стабилизатор напряжения на 12 вольт. Какие схемы используются для его создания. В чем преимущества импульсных стабилизаторов перед линейными. Какие микросхемы применяются в импульсных стабилизаторах.
Принцип работы импульсного стабилизатора напряжения
Импульсный стабилизатор напряжения 12 вольт работает по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Его основные компоненты:
- Силовой ключ (транзистор)
- Индуктивность (катушка)
- Выходной конденсатор
- Диод
- Схема управления ШИМ
Принцип работы следующий:
- Силовой ключ периодически замыкается и размыкается с высокой частотой (десятки-сотни кГц).
- При замкнутом ключе ток течет через индуктивность, накапливая в ней энергию.
- При размыкании ключа энергия из индуктивности отдается в нагрузку.
- Выходной конденсатор сглаживает пульсации.
- Схема управления ШИМ регулирует скважность импульсов для поддержания стабильного выходного напряжения.
Основные схемы импульсных стабилизаторов
Существует несколько базовых схем импульсных стабилизаторов напряжения 12 вольт:
Понижающий (buck) преобразователь
Используется для получения выходного напряжения ниже входного. Это самая распространенная схема для стабилизации 12В в автомобиле.
Повышающий (boost) преобразователь
Позволяет получить выходное напряжение выше входного. Может использоваться для питания 12В устройств от низковольтных источников.
Инвертирующий преобразователь
Формирует выходное напряжение противоположной полярности относительно входного. Например, -12В из +12В.
Преимущества импульсных стабилизаторов
По сравнению с линейными стабилизаторами импульсные имеют ряд существенных преимуществ:
- Высокий КПД (до 95% и выше)
- Малые габариты и вес
- Возможность как понижать, так и повышать напряжение
- Низкое тепловыделение
- Возможность получения высоких выходных токов
Эти преимущества делают импульсные стабилизаторы оптимальным выбором для многих применений, особенно в портативных и автомобильных устройствах.
Микросхемы для импульсных стабилизаторов 12В
Для создания импульсного стабилизатора напряжения 12 вольт часто используются специализированные микросхемы. Наиболее популярные из них:
- LM2596 — понижающий преобразователь с током до 3А
- LM2577 — повышающий преобразователь с током до 3А
- MC34063 — универсальная микросхема для разных топологий
- LM2576 — понижающий преобразователь с током до 3А
- XL6009 — повышающий преобразователь с током до 4А
Эти микросхемы значительно упрощают разработку импульсных стабилизаторов, так как содержат в себе все необходимые узлы управления.
Схемы импульсных стабилизаторов на 12В
Рассмотрим несколько практических схем импульсных стабилизаторов напряжения 12 вольт:
Понижающий стабилизатор на LM2596
Эта схема позволяет получить стабильные 12В из входного напряжения 15-40В:
- Микросхема LM2596
- Индуктивность 33мкГн
- Диод Шоттки 1N5822
- Конденсаторы 470мкФ и 220мкФ
- Резисторы для настройки выходного напряжения
Повышающий стабилизатор на XL6009
Данная схема формирует стабильные 12В из входного напряжения 3-32В:
- Микросхема XL6009
- Индуктивность 47мкГн
- Диод Шоттки SS34
- Конденсаторы 100мкФ и 330мкФ
- Резисторы для настройки выходного напряжения
Применение импульсных стабилизаторов 12В
Импульсные стабилизаторы напряжения 12 вольт находят широкое применение в различных областях:
- Автомобильная электроника
- Светодиодное освещение
- Портативные устройства
- Промышленная автоматика
- Источники бесперебойного питания
- Зарядные устройства
Как выбрать импульсный стабилизатор 12В
При выборе импульсного стабилизатора напряжения 12 вольт следует учитывать несколько ключевых параметров:
- Диапазон входных напряжений
- Максимальный выходной ток
- КПД преобразования
- Уровень пульсаций выходного напряжения
- Наличие защит от перегрузки, КЗ, перегрева
- Габариты и способ монтажа
Правильный выбор позволит создать надежную и эффективную систему питания для вашего устройства.
Заключение
Импульсные стабилизаторы напряжения 12 вольт представляют собой современное и эффективное решение для создания стабильных источников питания. Их высокий КПД, компактность и гибкость делают их оптимальным выбором для многих применений. Понимание принципов работы и основных схем импульсных стабилизаторов позволяет грамотно подходить к их выбору и использованию в различных проектах.
SCV0023-12V-3A, Импульсный стабилизатор напряжения 12 В, 3 А, Smartmodule
Описание
Импульсный стабилизатор напряжения предназначен для установки в радиолюбительские устройства с фиксированным выходным напряжением. Так как стабилизатор работает в импульсном режиме, он имеет высокий КПД и в отличие от линейных стабилизаторов не нуждается в большом теплоотводе. Модуль выполнен на плате с алюминиевой подложкой, что позволяет в течение продолжительного времени снимать выходной ток до 2 А без установки дополнительного теплоотвода. Для токов более 2 А к тыльной стороне модуля необходимо прикрепить радиатор площадью не менее 100см2. Радиатор может быть прикреплен винтами, для этого в модуле предусмотрены два отверстия, для максимальной теплопередачи используйте пасту КПТ-8. В случае невозможности использовать крепежные винты, модуль может быть прикреплен к радиатору/металлической части устройства с использованием автогерметика. Для этого нужно нанести герметик в центр тыльной части модуля, притереть поверхности таким образом, чтобы зазор между ними был минимален и прижать на 24 часа.
Устройство имеет тепловую защиту и ограничение по выходному току от 3 до 4 А. Выходное напряжение не может превышать напряжение на входе.
При питании модуля от понижающего трансформатора и диодного моста, на выход диодного моста необходимо установить фильтрующий конденсатор не менее 2200мкф.
Модуль может быть легко модифицирован до SCV0023-ADJ-3A — регулируемый, для этого нужно удалить резистор R1, и вместо него установить переменный резистор 47 КОм. Так же модуль может быть перенастроен на другое выходное напряжение. Для этого нужно заменить R1 на резистор, рассчитываемый по формуле R1=1210(Uвых/1.23-1), где Uвых — требуемое выходное напряжение.
Технические характеристики:
— Входное напряжение: 14…40В;
— Выходное напряжение: 12В;
— Выходной ток, не более: 3А;
— Ограничение выходного тока: 3…4А;
— Частота преобразования: 150КГц;
— Температура модуля без радиатора при tокр = 25°С, Uвх = 25В, Uвых = 12В:
при вых.
токе 0.5А: 36°С; при вых. токе 1А: 47°С;
при вых. токе 2А: 65°С;
при вых. токе 3А: 115°С.
— КПД при Uвх = 12В, Uвых = 5В, Iвых = 3А: 90%;
— Диапазон рабочих температур: -40…85°С;
— Защита от переполюсовки: нет;
— Размеры модуля: 43х40х12мм;
— Вес модуля: 15г.
Технические параметры
Техническая документация
Видео
2:45
Стабилизатор напряжения 12 вольт. Схемы стабилизатора
Сложно представить навороченный тюнинг современных автомашин без светодиодного оформления. Отдельным доработкам нужно приложить немало усилий, к примеру, монтаж светодиодных лент в фары. И часто случается неприятный казус, если светодиоды вдруг сгорают или выходят из строя. Обычно, причина заключается в том, что схема подключения не оснащена стабилизатором.
Если в сети автомашины имеются светодиодная техника до 300 мА, то для увеличения их срока службы требуется установка ограничителя тока (резистора).
При нестабильном напряжении в сети автомашины рекомендовано применять стабилизатор.
Итак, для обеспечения электрооборудования автомобиля качественным напряжением нужно использовать автономный стабилизатор. Даже такие модные сегодня элементы тюнинга, как светодиоды, лучше запитывать через стабилизатор 12 вольт.
Стабилизатор напряжения 12 вольт: как он работает?
Сегодня у нас есть некоторые замечательные электронные микросхемы, специально разработанные для применения регулирования напряжения. Такими микросхемами обеспечивается качественная стабилизация. Проектируются они на базе автопереключения секций применяемого трансформатора с помощью электронных ключей (тиристоров, симисторов и реле). Аппараты обладают быстродействием, широким диапазоном входных параметров и высоким КПД.
Имеется вариант — применить в качестве стабилизирующего ограничителя тока микросхему LM317. Принципиальная схема ниже показывает довольно простую конфигурацию, где СК 317 используется в стандартном режиме регулятора напряжения.
В предлагаемом устройстве включена микросхема LM317, которая ограничивает его от таких возможных опасностей, как перегрузка по току, перепады напряжения и короткие замыкания, обеспечивая идеальные условия для создания комфортного интерьера в автомобиле. Схема настроена на поддерживание 12 вольт на выходе. В системе предусмотрена тепловая защита (изоляция из слюды) и защита от короткого замыкания (пожарная опасность).
Упрощенный вариант стабилизатора напряжения 12 вольт
С использованием микросхемы LM196 и минимумом компонентов, как приведено ниже, конфигурация стабилизатора будет чрезвычайно простой.
где Р3 = 240 Ом, Д1, Д2 = 15 А, ІС1 = LM196.
Резисторами ограничивается ток на светодиоды, дабы они не сгорели. Мощность их должна быть не менее 0,05 Вт, поскольку при работе она находится в зависимости от разницы значений входного и выходного напряжения.
Однако два рассмотренных варианта имеют один довольно существенный недостаток – собранные по ним устройства греются.
Потому что это линейные регуляторы. Импульсный же аппарат отличается от тех, что описаны выше, наряду с другими своими функциями тем, что практически не греется (лишь в случае, если очень перегрузить).
Импульсные стабилизаторы напряжения
Устройства в себе включают все что нужно. Исходя из их качеств, в большинстве случаев их и ставят для светодиодов.
Стабилизация осуществляется благодаря чередованию импульсов и пауз. Импульсные устройства обладают лучшим КПД по сравнению с линейными. Иными словами, они способны преобразовывать входное напряжение по параметрам, заданным заранее. Регулировка этих параметров легко выполняется благодаря различным вариантам электрических схем. Импульсные устройства бывают повышающие, понижающие либо инвертирующие.
Сеть автомашины довольно уязвима для всяких помех, скачков напряжения. Для защиты электросети в автомашинах применяют импульсный стабилизатор напряжения 12 вольт.
Благодаря ему нестабильное напряжение входной сети питает сеть стабильными 12 вольтами и током, около 0,3-0,4 ампера.
Штатные электрические узлы автомашины, как правило, надежно защищены при установке.
Преимущества применения стабилизаторов
Стабилизаторы имеют ряд достоинств, среди которых:
- cглаживание небольших скачков и колебаний сети;
- защита электроприёмников внутренней сети от недонапряжения или перенапряжения;
- надёжная защита чувствительной электронной системы от неполадок из-за сетевых перепадов;
- исключение такого эффекта, как мерцание лампочек. И как следствие, существенное увеличение срока их службы.
Заключение
Электрическая система любого транспортного средства, вероятно, более изменчива, чем электрика в нашем доме, просто потому, что она создается из источника под названием автомобильный генератор. Выходные параметры последнего претерпевают существенные изменения в зависимости от скорости транспортного средства.
Это означает, что резкие изменения скорости или частое применение тормоза, генерируют изменение энергетических параметров на выходе генератора.
Поскольку в настоящее время интерьеры нашего автомобиля или другого транспортного средства сильно наполнены сложными электронными устройствами, то нестабильные условия могут привести к нежелательным последствиям в работе этой техники, а именно повлиять на их производительность и срок службы.
Остаётся один выход: установить в автоматический стабилизатор напряжения или стабилизатор тока. Но что из них выбрать для установки?
- Если электроприёмник устанавливается в автомашину с нестабильным напряжением – без стабилизатора напряжения не обойтись.
- Если изделие рассчитано на 300 мА и выше – ставится стабилизатор тока.
Надеемся, что типовые решения для стабилизатора в автомашине, описанные в этой статье, помогут избавить вас от всех тревог и волнений.
Схема стабилизатора напряжения на 12 Вольт
Стабилизатор – устройство, которое вне зависимости от колебаний входящих характеристик, на выходе всегда выдает стабильное номинальное значения напряжения.
И он может понадобиться не только для использования в сетях на 220В, а и в 12В системах. К примеру – в автомобиле, или там, где есть необходимость использовать низковольтное оборудование (освещение во влажных помещениях и т.д.).
К примеру, подключение светодиодной подсветки в автомобиле без микросхемы стабилизатора напряжения 12В чревато быстрым выходом диодов из строя, так как генератор авто не может обеспечить стабильный вольтаж в бортовой сети. Однако не обязательно покупать готовое устройство – такую схему можно собрать и самостоятельно.
Разновидности 12В стабилизаторов
Существует несколько вариаций схем такого устройства для 12 Вольт, но самые распространенные – линейный и импульсный. Чем же они, по сути, отличаются?
- Линейный стабилизатор является по своим свойствам обычным делителем напряжения, который получает входящее напряжение на одно из плеч, а на другом изменяет сопротивление, чтобы в результате на выходе получалось заданное напряжение.
Если дельта входа/выхода слишком велика, КПД такого прибора резко падает, так как значительная часть энергии рассеивается в виде тепла — это приводит к необходимости охлаждения. - В импульсном варианте ток поступает в накопитель (конденсатор или же дроссель) короткими импульсами, сформированными ключом. Когда электронный ключ замыкается, накопленная энергия поступает на нагрузку, при этом значение напряжения остается стабильным. Сам процесс стабилизации происходит контролем длительности импульсов при помощи ШИМ. Такой вариант прибора имеет высокий КПД, однако наводит импульсные помехи на выходе, что не всегда приемлемо.
Если дельта входа/выхода слишком велика, КПД такого прибора резко падает, так как значительная часть энергии рассеивается в виде тепла — это приводит к необходимости охлаждения.Также существуют автотрансформаторные и феррорезонансные аппараты, использующиеся преимущественно для переменного тока, но они относительно сложны.
Благодаря наличию множества электронных компонентов и радиодеталей в свободной продаже, любой, даже начинающий радиолюбитель, при необходимости может дома собрать для своих нужд стабилизатор напряжения на 12 Вольт – была бы схема.
Как сделать 12В стабилизатор
Стабилизатор на LM317
Самый простой способ получить в домашних условиях работающий стабилизатор на 12 Вольт – приобрести готовую микросхему, к примеру, LM317, и, добавив резистор, получить готовый выравниватель напряжения. Этот вариант отлично подойдет для запуска светодиодов в условиях постоянно скачущего напряжения.
К готовой микросхеме LM317, а именно к среднему контакту, подпаивается резистор на 120-130 Ом, левый контакт паяется к выходу на нагрузку сразу за сопротивлением, а на правый контакт подается напряжение с источника. Для лучшего понимания все изображено на картинке ниже.
Схема на микросхеме LD1084
Также весьма незатейлив стабилизатор напряжения на 12 Вольт на микросхеме LD1084. Благодаря плавной стабилизации, такое устройство поможет не только при использовании светодиодов, а и, например, для избавления от изменения яркости света в авто, которое всегда присутствует в силу особенностей работы бортовой электросистемы.
Схема такого прибора приведена ниже.
Стабилизатор на диодах и плате L7812
Еще одним вариантом исполнения прибора в домашних условиях может служить простая схема на L7812 и диодах Шоттки. Кроме этих деталей понадобится пара конденсаторов, и провода для пайки. Итак, к регуляторной микросхеме подпаиваются диод и конденсаторы согласно схеме. Диод должен быть между + проводом входного питания, и левым контактом микросхемы. Правый контакт платки припаивается к + нагрузки. Средний – к минусам емкостей и минусу источника питания. Таким образом, получается простая и надежная схема стабилизации напряжения.
Самый простой стабилизатор — плата КРЕН
Самым, пожалуй, простым вариантом для изготовления прибора дома является микросхема КРЕН, точнее КР142ЕН8Б (таково ее полное название). Кроме самой платки, понадобится выпрямляющий диод 1n4007. Спаяв эти элементы согласно схеме, приведенной ниже, можно получить самый элементарный, однако очень надежный прибор.
Применив любую из этих схем стабилизации, можно быстро и без особых затрат собрать устройство, которое в силах обеспечить необходимые выходные характеристики в 12В электрических сетях.
Если же ваши познания в электронике не позволяют вам паять и мастерить, то лучшим вариантом будет приобретение заводского устройства, которое собрано в фабричных условиях, обладает подходящим корпусом, системой охлаждения, и собраны из хорошо подобранной и подогнанной друг к другу элементной базы.
Основные моменты, касающиеся изготовления стабилизатора на 12 Вольт, приведены в этом видео:
Читайте также:
Схема изготовления стабилизатора на 12в своими руками
Стабилизаторы напряжения являются важнейшей частью всех электронных схем, они дают непрерывное, устойчивое питание компонентам системы, обеспечивая стабильность её параметров и защиту при неисправностях в схеме или в первичном источнике напряжения.
12 вольт постоянного напряжения – наиболее востребованное, применяется для питания множества устройств, используемых отдельно или встроенных в различные конструкции.
Стабилизация с помощью стабилитрона
Классический стабилизатор
Большинство систем питания построено по схеме линейного стабилизатора напряжения на 12 вольт, которая может иметь несколько вариантов исполнения:
- Параллельный – регулировка с помощью включённого параллельно управляющего элемента;
- Последовательный – включение элемента регулировки последовательно с нагрузкой.
Простейшим стабилизатором напряжения является стабилитрон, также называемый диодом Зенера – это диод, работающий постоянно в режиме пробоя. Напряжение, при котором наступает пробой, – это напряжение стабилизации, основной параметр стабилитрона. При параллельном включении нагрузки получается элементарный стабилизатор напряжения, примерно равного напряжению стабилизации.
Балластное сопротивление R определяет ток стабилитрона, указанный в спецификации.
Такое решение отличается низким коэффициентом стабилизации, зависимостью от температуры и применяется при малых токах нагрузки для питания отдельных компонентов основной схемы. Возможно значительно увеличить выходной ток, если последовательно с нагрузкой установить мощный транзистор.
Линейный стабилизатор с транзистором
В этой схеме транзистор подключён последовательно с нагрузкой как эмиттерный повторитель, весь ток течёт через его переход. Уровнем на базе управляет стабилитрон: при возрастании тока на выходе на базу подаётся большее напряжение, проводимость транзистора увеличивается, и выходное напряжение восстанавливается. Мощность такого стабилизатора определяется типом транзистора и может достигать десятков ватт.
Важно отметить! В таком виде стабилизатор не защищён от перегрузки и короткого замыкания, при котором мгновенно выходит из строя. Для практического применения схема значительно усложняется: вводятся элементы ограничения тока и различные защитные функции.
Интегральный стабилизатор
Стабилизатор напряжения 12 вольт легко может быть реализован, если применить специализированный интегральный линейный стабилизатор из серии 78ХХ с фиксированным выходным напряжением. Для выходного напряжения 12 вольт выпускаются микросхемы 7812, у разных производителей они носят наименование LM7812, L7812, K7812 и т.д.
Отечественный аналог – КР142ЕН8Б. Производятся в корпусах TO – 220, TO – 3, D2PAK с тремя выводами. Эти микросхемы можно найти в блоках питания любой аппаратуры, они практически вытеснили стабилизаторы на дискретных элементах.
Основные характеристики стабилизатора в широко распространённом корпусе TO – 220:
- Выходное стабилизированное напряжение – от 11,5 до 12,5 В;
- Входное напряжение – до 30 В;
- Выходной ток – до 1А;
- Встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания.
Входное напряжение должно превышать выходное (12 вольт) минимум на 3 вольта во всём диапазоне выходного тока.
На выходной ток до 100 мА выпускается вариант микросхемы –78L12. Типовая схема включения позволяет своими руками собрать надёжный стабилизатор напряжения 12 вольт с характеристиками, подходящими для многих задач.
Включение микросхемы 7812
Конденсатор фильтров рекомендуется устанавливать не далее 30 мм от выводов микросхемы. Если выходного тока 1 ампер недостаточно, можно установить дополнительный транзистор.
Увеличение выходного тока
Схема имеет параметры стабилизации, аналогичные применённой микросхеме.
В некоторых случаях целесообразно использование микросхем серии 1083/84/85. Это интегральные стабилизаторы с выходным током 3, 5, и 7, 5 ампер. Устройства относятся к типу Low Dropout (с низким падением напряжения) – для них разница между входным и выходным напряжением может быть 1 вольт. Схема включения полностью соответствует микросхемам типа 7812.
Видео
Оцените статью:
|
Напряжение переменной сети 220 вольт пониженное трансформатором Т1 до 9…10 вольт через выпрямительный диодный мост подается на стабилизатор напряжения.
Сейчас эти стабилизаторы устарели, уступив место экономичным импульсным или линейным с малым собственным падением напряжения.Каталог продукцииОбновлен: 15.07.2021 в 02:32
| Информация обновлена 15. 07.2021 в 02:32
|
Импульсный стабилизатор напряжения, схема – Поделки для авто
Импульсные стабилизаторы напряжения в последнее время становятся достаточно популярными благодаря компактным размерам и сравнительно высокому КПД и ближайшем будущем они полностью вытеснят старые и добрые аналоговые схемы.
Сейчас за пару долларов в Китае можно приобрести готовый модуль DC-DC преобразователя, который обеспечивает регулировку выходного напряжения, имеет возможность ограничивать ток и работает в довольно широком диапазоне входных напряжений.
Наиболее популярная микросхема, на которой строятся такие стабилизаторы – LM2596. Максимальное напряжение до 35 вольт, при токе до 3-х ампер. Работает микросхема в импульсном режиме, нагрев на ней не очень сильный при довольно внушительных нагрузках, компактна и стоит копейки.
Добавлением ОУ можно получить и ограничение выходного тока, скажу больше – стабилизацию тока, иными словами – ток будет держаться на уровне заданного не зависимо от напряжения.
Такие модули довольно компактны и можно встроить в любую самодельную конструкцию блока питания и зарядного устройства. Подключив на выход цифровой вольтметр мы будем знать какое напряжение на выходе. .
На самой плате имеются подстроечные резисторы для ограничения выходного тока и регулировки напряжения.
Диапазон входного напряжения позволит внедрять такой модуль в автомобиль, напрямую подключив к бортовой сети 12 Вольт. Что это нам даст ?
1) Универсальное зарядное устройство с большим током. Можно заряжать любые смартфоны, планшеты, плееры и прочие проигрыватели, навигаторы и портативные охранные системы, притом к устройству можно подключать скажем 2-3 смартфона одновременно и все они будут одинаково хорошо заряжаться.
2) Подключите устройство скажем к адаптеру ноутбука, выставьте на выходе 14-15 Вольт и смело заряжайте аккумулятор! 3 ампера довольно немалый ток для зарядки автомобильного аккумулятора, правда саму плату преобразователя придется установить на небольшой радиатор.
С полезностью платы однозначно нельзя поспорить, да и стоит копейки (не более 2-3 долларов США). Эту же плату можно изготовить в домашних условиях, при наличии определенных компонентов, правда готовый модуль стоит куда дешевле, чем отдельные компоненты.
Сдвоенный операционный усилитель, на первом элементе оу построен узел ограничения тока, на втором – индикация. Сама микросхема с обвязкой, силовой дроссель, который может быть намотан самостоятельно и пара регуляторов. Схема почти не перегревается при малых токах – но маленький теплоотвод не помешает.
Автор; АКА Касьян
Pololu 12V Повышающий / Понижающий регулятор напряжения S18V20F12
Уведомление об ограничении поставок (обновлено 12 июля 2021 г.): Из-за нехватки компонентов во всем мире мы серьезно ограничены в производстве этого изделия.
Обзор
Эти повышающие / понижающие регуляторы принимают входное напряжение от 3 В до 30 В и увеличивают или понижают его по мере необходимости для получения фиксированного выходного напряжения 5 В, 6 В, 9 В, 12 В или 24 В, в зависимости от версия.Они представляют собой импульсные регуляторы (также называемые импульсными источниками питания (SMPS) или преобразователями постоянного тока в постоянный) с топологией несимметричного первичного индуктора (SEPIC) и имеют типичный КПД от 80% до 90%.
Доступный выходной ток является функцией входного напряжения, выходного напряжения и КПД (см. Раздел «Типичный КПД и выходной ток » ниже), но он будет около 2 А, когда входное напряжение близко к выходному напряжению.
Семейство регуляторов S18V20x состоит из пяти версий с фиксированным выходом, упомянутых выше, а также двух версий с регулируемым выходом: S18V20ALV предлагает выходной диапазон от 4 до 12 В, а S18V20AHV предлагает выходной диапазон от 9 до 30 В.Все разные версии доски выглядят очень похоже, поэтому нижняя шелкография включает пустое место, где вы можете добавить свои собственные отличительные знаки или метки. Эта страница продукта относится ко всем четырем версиям с фиксированным выходом семейства S18V20x.
Гибкость входного напряжения, предлагаемая этими регуляторами, особенно хорошо подходит для приложений с батарейным питанием, в которых напряжение батареи начинается выше желаемого выходного напряжения и падает ниже целевого значения по мере разряда батареи.
Без типичного ограничения на то, чтобы напряжение батареи оставалось выше требуемого в течение всего срока службы, можно рассмотреть новые аккумуляторные блоки и форм-факторы. Например:
- Держатель 4-элементной батареи, который может иметь выход 6 В для свежих щелочей или выход 4,0 В для частично разряженных никель-металлгидридных элементов, может использоваться с версией этого регулятора на 5 В для питания цепи 5 В.
- Одноразовая батарея на 9 В, питающая цепь 5 В, может быть разряжена до уровня менее 3 В вместо отключения 6 В, как в обычных линейных или понижающих регуляторах.
- Версия этого регулятора на 6 В может использоваться для включения широкого диапазона вариантов питания для проекта сервопривода хобби.
Ток покоя без нагрузки обычно составляет около 1 мА для большинства комбинаций входного и выходного напряжений, хотя сочетание очень высокого выходного напряжения и очень низкого входного напряжения (например, при повышении с 3 В до 30 В на выходе.
) может привести к токам покоя порядка нескольких десятков миллиампер.
Вывод ENABLE можно использовать для перевода платы в состояние низкого энергопотребления, которое снижает ток покоя до 10-20 мкА на вольт на VIN (например,грамм. приблизительно 30 мкА при 3 В на входе и 500 мкА при 30 В на входе).
Этот регулятор имеет встроенную защиту от обратного напряжения, защиту от перегрузки по току, тепловое отключение (которое обычно активируется при 165 ° C) и блокировку пониженного напряжения, которая вызывает отключение регулятора, когда входное напряжение ниже 2,5 В. (типичный).
В качестве мощных регуляторов только для повышения мощности рассмотрите наше семейство регуляторов U3V70x, которые обычно более подходят, если вы знаете, что ваше входное напряжение всегда будет ниже, чем ваше выходное напряжение.
Характеристики
- Входное напряжение: от 2,9 В до 32 В
- Фиксированный выход 5 В, 6 В, 9 В, 12 В или 24 В с точностью 4%
- Типичный максимальный выходной ток: 2 А (когда входное напряжение близко к выходному; в разделе Типичный КПД и выходной ток ниже показано, как достижимый выходной ток зависит от входного и выходного напряжений)
- Встроенная защита от обратного напряжения (до 30 В), защита от перегрузки по току, отключение при перегреве и блокировка при пониженном напряжении
- Типичный КПД от 80% до 90%, в зависимости от входного напряжения, выходного напряжения и нагрузки
- Четыре 0. Монтажные отверстия 086 ″ для винтов № 2 или M2
- Компактный размер: 1,7 ″ × 0,825 ″ × 0,38 ″ (43 × 21 × 10 мм)
- Отверстия меньшего размера для штырей разъема 0,1 ″ и отверстия большего размера для клеммных колодок предлагают несколько вариантов подключения к плате.
Монтажные отверстия 086 ″ для винтов № 2 или M2Использование регулятора
Подключения
Этот повышающий / понижающий регулятор имеет четыре соединения: входное напряжение (VIN), заземление (GND) и выходное напряжение (VOUT) и ENABLE.
Входное напряжение VIN должно быть в пределах 2.9 В и 32 В. Более низкие входные напряжения могут вызвать отключение регулятора или его нестабильную работу; более высокое входное напряжение может вывести из строя регулятор, поэтому вы должны убедиться, что шум на входе не является чрезмерным. 32 В следует рассматривать как абсолютное максимальное входное напряжение. Рекомендуемое максимальное рабочее напряжение составляет 30 В, что является пределом защиты от обратного напряжения.
Регулятор включен по умолчанию: подтягивающий резистор 100 кОм на плате подключает контакт ENABLE к VIN с обратной защитой.На вывод ENABLE можно подавать низкий уровень (ниже 0,7 В), чтобы перевести плату в состояние низкого энергопотребления. Потребляемый ток покоя в этом спящем режиме определяется током в подтягивающем резисторе от ENABLE до VIN и схемой защиты от обратного напряжения, которая потребляет от 10 до 20 мкA на вольт на VIN, когда ENABLE удерживается на низком уровне. (например, приблизительно 30 мкА при 3 В на входе и 500 мкА при 30 В на входе). Если вам не нужна эта функция, вы должны оставить контакт ENABLE отключенным. Обратите внимание, что топология SEPIC имеет собственный конденсатор от входа до выхода; следовательно, выход не полностью отключается от входа, даже когда регулятор выключен.
|
|
Соединения обозначены на задней стороне печатной платы, и плата предлагает несколько вариантов выполнения электрических соединений.Вы можете припаять входящие в комплект 2-контактные клеммные колодки с шагом 5 мм к двум парам больших отверстий на концах платы. В качестве альтернативы, если вы хотите использовать этот регулятор с беспаечной макетной платой, разъемами с шагом 0,1 дюйма или другими прототипами, использующими сетку 0,1 дюйма, вы можете припаять части входящей в комплект прямой штыревой полоски 9 × 1 к 0,1 ″ расположенные на расстоянии меньшие отверстия (каждое большое сквозное отверстие имеет соответствующую пару этих меньших отверстий). Для максимально компактной установки можно припаять провода прямо к плате.
На плате есть четыре монтажных отверстия 0,086 ″, предназначенных для винтов №2 или M2.
В тех случаях, когда монтажные винты не используются, а провода припаяны непосредственно к плате, изолированную часть проводов можно пропустить через монтажные отверстия для снятия натяжения. На изображении выше показан пример этого с проводом 20 AWG, что близко к пределу того, что может пройти через монтажные отверстия.
Типичный КПД и выходной ток
КПД регулятора напряжения, определяемый как (выходная мощность) / (входная мощность), является важным показателем его производительности, особенно когда речь идет о сроке службы батареи или нагреве.Как показано на графиках ниже, эти импульсные стабилизаторы имеют КПД от 80% до 90% для большинства комбинаций входного напряжения, выходного напряжения и нагрузки.
Мы производим эти платы на собственном предприятии в Лас-Вегасе, что дает нам возможность производить партии регуляторов с индивидуальными компонентами, чтобы лучше соответствовать потребностям вашего проекта.
Например, если у вас есть приложение, в котором входное напряжение всегда будет ниже 20 В, а эффективность очень важна, мы можем сделать эти регуляторы немного более эффективными при высоких нагрузках, заменив полевой МОП-транзистор с защитой от обратного напряжения 30 В на 20 В. Мы также можем настроить установленное выходное напряжение. Если вы заинтересованы в настройке, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Максимально достижимый выходной ток платы зависит от входного напряжения, но также зависит от других факторов, включая температуру окружающей среды, воздушный поток и теплоотвод.На графиках ниже показаны выходные токи, при которых защита от перегрева этого регулятора напряжения обычно срабатывает через несколько секунд. Эти токи представляют собой предел возможностей регулятора и не могут поддерживаться в течение длительного времени, поэтому постоянные токи, которые может обеспечить регулятор, обычно на несколько сотен миллиампер ниже.
Во время нормальной работы этот продукт может стать достаточно горячим, чтобы вас обжечь. Будьте осторожны при обращении с этим продуктом или другими подключенными к нему компонентами.
Люди часто покупают этот товар вместе с:
Схема импульсного регулятора 12 В 3 А с использованием LM2576-12
Вот схема импульсного регулятора 12 В 3 А или понижающего преобразователя постоянного тока. Используйте высокоэффективный понижающий регулятор напряжения на 3А IC LM2576-12 SIMPLE SWITCHER. Входное напряжение постоянного тока 40 В макс. И 16 В мин. 3 А.
Как работает эта схема
Когда нам нужно использовать источник питания 12 В 3 А, прежде чем мы выберем линейную схему. Но сейчас в некоторых проектах используются импульсные регуляторы.Почему? Это более эффективно. Ни тепла, ни отключения питания. Он может управлять нагрузкой 3А с очень хорошим регулированием нагрузки.
Выходное фиксированное напряжение 3,3В, 5В, 12В (мы его сейчас используем), 15В и регулируемое. и использовать минимум внешних компонентов. Таким образом, мы можем заменить популярные трехконтактные линейные стабилизаторы IC-LM350T на серию LM2576.
Простые функции
- Версия фиксированного регулятора 3,3 В, 5 В, 12 В, 15 В
- Регулируемая версия Диапазон выходного напряжения 1.От 23 В до 37 В (57 В для версии HV) ± 4% макс. Превышения и условий нагрузки
- Полный выходной ток 3 A
- Диапазон входного напряжения от 40 В до 60 В (для версии HV)
- Используйте только 4 внешних компонента
- Фиксированная частота 52 кГц внутренний генератор
- Высокая эффективность
- Защита от перегрева и ограничения тока
Приложения
- Простой высокоэффективный понижающий (понижающий) регулятор
- Эффективный предварительный регулятор для линейных регуляторов
- Встроенные импульсные регуляторы
- Преобразователь положительного напряжения в отрицательный (понижающий-Boost)
Подробнее о LM2576
.
в настоящее время, и иногда это может быть нелегко.
Регулируемый регулятор напряжения 3А с использованием LM317-2N3055
Регулируемый источник питания 12В, 10А с использованием IC 723 + 2N3055
Вам потребуются детали
| IC1 | LM2576-12IT 3A понижающий регулятор напряжения | |||
| Cin | 100 мкФ | Электролитический конденсатор | ||
| Cout | 1000 мкФ 25 В | Электролитический конденсатор | ||
| D1 | 22 | Schottrier | Schottrier | 0 А, 40 В |
| L1 | 100 мкГн | Катушка индуктивности |
Ссылки по теме
Источник питания 12 В, 5 А Регулятор с LM2678-12
MJ2955 3 Импульсный источник питания 120003 Прецизионный регулятор падения напряжения низкого напряжения с LM324
Автомобильный блок питания 12 В от UC3843 + 74LS02
Что еще? Вы можете посмотреть другие схемы питания: Нажмите здесь
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Сообщение навигации
Регуляторы переключения | Analog Devices
Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.
Принять и продолжить Принять и продолжитьФайлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
- Строго необходимые файлы cookie:
- Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
- Аналитические / рабочие файлы cookie:
- Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
- Функциональные файлы cookie:
- Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
- Целевые / профилирующие файлы cookie:
- Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.Понижающие регуляторы | Analog Devices
Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.
Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта.Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.
Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
- Строго необходимые файлы cookie:
- Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
- Аналитические / рабочие файлы cookie:
- Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
- Функциональные файлы cookie:
- Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт.Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
- Целевые / профилирующие файлы cookie:
- Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам.Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.Регуляторы Buck-Boost | Analog Devices
Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.
Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie.Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.
Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
- Строго необходимые файлы cookie:
- Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
- Аналитические / рабочие файлы cookie:
- Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
- Функциональные файлы cookie:
- Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
- Целевые / профилирующие файлы cookie:
- Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.Повышающие (повышающие) регуляторы | Analog Devices
Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.
Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.
Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
- Строго необходимые файлы cookie:
- Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
- Аналитические / рабочие файлы cookie:
- Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
- Функциональные файлы cookie:
- Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
- Целевые / профилирующие файлы cookie:
- Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.Эффективное преобразование 12 В постоянного тока в 5 В для маломощной электроники, оценка шести модулей
В настоящее время я работаю над проектом Arduino, устанавливаемым на автомобиле.
Устройство рассчитано на постоянное питание, и я решил использовать автомобильный аккумулятор в качестве источника постоянного питания.Я проектирую устройство с низким энергопотреблением, потребляющим 50 мА или меньше, потому что кто хочет застрять с разряженной батареей, верно?
Автомобильный аккумулятор обычно обеспечивает напряжение от 7 до 15 вольт, но в некоторых стандартах упоминается, что возможны скачки напряжения 40 В. Напряжение автомобильного аккумулятора обычно составляет около 12 В, но падает до ~ 7 В, когда вы запускаете двигатель, и до ~ 14 В, когда двигатель работает и аккумулятор заряжается. Поскольку мы не хотим, чтобы наше устройство перезагружалось во время пусков, мы хотели бы выполнить преобразование входного напряжения от 7 до 20 вольт в фиксированное выходное напряжение 5 вольт, которое ожидает Arduino Uno.
Регуляторы напряжения
На плате Arduino Uno есть стабилизатор напряжения, который мы могли бы использовать. Рекомендуется для напряжений от 7 до 12 вольт.
Это означает, что нам нужно сначала снизить высокое напряжение автомобильного аккумулятора с помощью внешнего компонента, прежде чем мы сможем подать его на плату Arduino Uno. К сожалению, одно это не решило бы наших проблем, поскольку не удовлетворило бы наши требования к эффективности.
Arduino Uno с обведенным регулятором напряжения. [Фото http: // www.electricrcaircraftguy.com]
Проблема с использованием регулятора напряжения заключается в том, что регулятор расточителен. Любое дополнительное напряжение, которое необходимо сбросить, преобразуется в тепло. Формула эффективности: eff (reg) = Vout / Vin. Стабилизатор напряжения также имеет некоторые преимущества, одно из них — стабильность, что означает, что он может поддерживать очень стабильное и точное выходное напряжение. Еще одно преимущество — компактные размеры. Чтобы выполнить эффективное преобразование, мы должны использовать импульсный источник питания, в частности понижающий преобразователь, который будет понижать для нас напряжение.
Понижающий преобразователь будет включать и выключать вход настолько быстро, насколько это необходимо для обеспечения необходимого напряжения и мощности на выходе. В оставшейся части этой статьи будут сравниваться шесть различных понижающих (понижающих) модулей. Если вы не знакомы с принципом работы понижающего преобразователя с переключением режимов, прочтите эту статью, в которой также сравниваются некоторые модули при более высоких нагрузках.
Кандидатские модули
Одна реализация, которую я рассмотрел, — это понизить напряжение батареи примерно до 7 вольт, а затем запитать Arduino через его регулятор напряжения.Преимущество заключается в более стабильном напряжении для Arduino, однако будет потеря энергии 1-eff (reg) = 1-5 / 7 = 28%. Кроме того, каждый процесс преобразования требует некоторого запаса между Vin и Vout, поэтому при наличии двух этапов нам становится трудно поддерживать нижний предел диапазона напряжения автомобильного аккумулятора, что создает потенциальные проблемы со сбросами во время запуска двигателя.
Итак, я закончил поиск модулей, которые могут работать от автомобильного аккумулятора и выдавать 5 вольт. Это может быть регулируемый модуль или фиксированный на 5 вольт.Я бы подключил эти модули к USB-порту Arduino (предпочтительнее из-за присутствующей там дополнительной защиты) или напрямую к контакту Arduino 5V. Это означает, что предпочтение отдается модулям со встроенным выходным USB-портом типа «мама», хотя адаптеры или кабели преобразователя могут компенсировать его отсутствие.
Модули
Модули, которые я тестировал, происходят с Дальнего Востока, и большинство из них были куплены на eBay по цене от 1 до 2 долларов США (включая доставку). Это означает, что у большинства из них нет четкого номера модели или названия производителя.Я придумываю короткое название для каждого модуля, чтобы я мог легко их упомянуть. Я признаю, что качество фотографий могло быть лучше. Я старался изо всех сил с имеющимся у меня оборудованием. Также обратите внимание, что каждая фотография имеет собственный масштаб.
Вот модули в произвольном порядке.
Сигара
Конвертер «Сигарный»
Этот адаптер имеет штекер прикуривателя на одном конце и предназначен для подключения к гнезду прикуривателя в автомобиле. Выходной разъем — это женский USB-порт.Такие модули продаются конечным пользователям для зарядки USB-устройств в автомобиле. Я понятия не имею, где я это взял, но я нашел его в своей корзине запчастей, разобрал и использовал в этом исследовании.
Поскольку такие преобразователи продаются конечным пользователям, их списки обычно не показывают фотографии печатной платы, так что это рулетка в отношении того, какой чип и эффективность вы получаете.
Регулируемый
«Регулируемый» преобразователь, передний
«Регулируемый» преобразователь, задний
Этот адаптер продавался на eBay как «Регулируемый понижающий модуль питания DC-DC LM2596 4.От 75-24В до 0,93-18В ». На самом деле чипа LM2596 там нет, что не должно быть большим сюрпризом для покупателей eBay.
Это регулируемый понижающий модуль, который отлично подходит для создания прототипов. Вы регулируете выходное напряжение с помощью многооборотного потенциометра. Входные и выходные разъемы представляют собой винтовые клеммы, и вы можете видеть, что я подключил их к цилиндрической вилке для удобства использования.
Амперметр
Преобразователь амперметра, передний
Преобразователь «Амперметр», Задний
Этот модуль продавался на eBay как «Понижающий преобразователь постоянного тока 2А постоянного напряжения с вольтметром и амперметром».Он имеет регулируемое напряжение, ток и дисплей, который может отображать входное / выходное напряжение и выходной ток. Очень хорошо для прототипирования. Для некоторых людей это может быть даже альтернативой правильному настольному источнику питания. Этот модуль имеет разъемы, аналогичные модулю «Регулируемый», метод регулировки также аналогичен.
штраф
Преобразователь «Fine», передний
Преобразователь «Fine», задний
Этот модуль от QSKJ был внесен в список «Fine 6-24V 12V / 24V to 5V 3A CAR USB Charger Module DC Buck step down Converter».
Это один из самых маленьких модулей в тесте. Он явно предназначен для интеграции в другие проекты, поскольку имеет две контактные площадки для ввода. На выходе получается довольно симпатичный женский USB-порт. В листинге упоминается множество дополнительных функций, таких как новейшая схема идентификации USB, схемы защиты, сверхнизкий статический ток (0,85 мА) и многое другое.
600 мА
Преобразователь «600 мА», передний
Преобразователь «600 мА», задний
Этот модуль с пометкой «DM01» на 100% предназначен для интеграции.Входы и выходы через контактные площадки. Похоже, этот модуль также выпускается в версиях на 3,3, 9 и 12 В. Он был выставлен на продажу как «понижающий понижающий модуль постоянного / постоянного тока 600 мА с 6-55 В до 5 В с фиксированным выходным напряжением». Это может быть самый маленький модуль из 6, но отсутствие порта USB делает его нечестным сравнением. Одна особенность, которая отличает этот модуль от других, участвовавших в тесте, заключается в том, что он имеет панель «EN».
Вы можете управлять этим разъемом для выключения и запуска модуля при необходимости. Заявленный ток отключения составляет менее 1 мкА.Если вы просто собираетесь подключить эту площадку к «Vin +», не беспокойтесь, «ток холостого хода» этого модуля составляет всего 0,7 мА.
точный
Преобразователь «Precise», передний
Преобразователь «Прецизионный», задний
Этот модуль имеет те же подключения, что и «Fine», но он немного больше. Он продавался как «3A DC-DC 9V / 12V / 24V to 5V USB Step Down Power Module 2A Precise Vehicle Charger».
Напряжение и ток
Вот некоторые электрические свойства 6 модулей.У меня не было свойств модуля для «Сигары», поэтому диапазоны основаны на спецификациях микросхем и могут быть лучше, чем фактические диапазоны модулей.
| Модуль | Входное напряжение | Выходное напряжение | Максимальный выходной ток | Пиковый выходной ток |
|---|---|---|---|---|
| Сигара | 3 — 40 В | 5,4 — 5,5 В | 1,5 A | ? |
| Регулируемый | 4,75 — 24 В | 0,93 — 18 В | 2. 5А | 5А |
| Амперметр | 4,5 — 24 В | 0,93 — 20 В | 2A | ? |
| Fine | 6 — 24V | 5.1 — 5.2V | 2.1A | 3A |
| 600 мА | 6 — 55 В | 5 В | 0,6 A | 1 A |
| Precise | 7,5 — 28V | 5V | 2A | 3A |
Пиковый ток означает способность обеспечивать высокий ток в течение ограниченного периода времени.Максимальный ток означает максимальный ток, который модуль может обеспечить постоянно. Имейте в виду, что в некоторых модулях упоминается, что для работы с максимальным током может потребоваться дополнительный радиатор или охлаждающее решение.
Несколько моментов, о которых стоит упомянуть: во-первых, «Cigar» с фиксированным выходным разъемом USB выдает слишком высокое напряжение по стандартам USB. Это могло быть из-за старости или просто плохого качества. Разница составляет около 10%, и я считаю ее непригодной для использования. Во-вторых, большинство модулей способны работать с входным напряжением примерно до 25 вольт, но немногие из них могут работать с напряжением 40 вольт и выше.Престижность за это.
Характеристики коммутационной цепи
| Модуль | Чип | Частота | Индуктор | Заявленный КПД |
|---|---|---|---|---|
| Сигара | MC34063A | 100 кГц | 220 мкГн? | 83% при 24 В и 500 мА |
| Регулируемый | MP23070N | 340 кГц | 10 мкГн? | до 98% |
| Амперметр | MP23070N | 340 кГц | 10 мкГн? | ? |
| Fine | MP2315 (знак AGCG) | 500 кГц | 4.7 мкГн | От 12 В до 5 В 1 А может до 94% |
| 600 мА | HT7463A (марка 463A) | 1250 кГц | 22 мкГн | до 96% |
| Precise | MP1584EN | 500 кГц | 15 мкГн? | до 96% |
Более высокая частота переключения означает меньшую пульсацию на выходе (более точное напряжение / ток), но вызывает больше накладных расходов из-за переключения, что немного снижает эффективность.
Рядом с некоторыми значениями индуктивности стоит знак «?». Это означает, что компонент не был отмечен, а значение было оценено на основе рекомендаций в таблице данных. Обычно для более низкой частоты требуется индуктор большего размера и большей мощности.
Тестирование
Измерение тока с обеих сторон
Сначала я измерил ток, используемый моим устройством на выходе преобразователя, который составил около 50 мА. Затем я создал фиктивную нагрузку 100 Ом, подключив два резистора по 200 Ом параллельно.Я использовал массив резисторов, чтобы уменьшить нагрузку на каждый отдельный резистор, который был рассчитан на 0,25 Вт. В соответствии с законом Ома резистор на 100 Ом будет вызывать нагрузку 50 мА при напряжении 5 вольт, аналогично тому, как это делает устройство.
Затем я измерил ток, используемый преобразователем на входе, как для нагрузки устройства, так и для фиктивной нагрузки. Я заметил, что реальная нагрузка и фиктивная нагрузка с одинаковым средним током имеют одинаковую эффективность. Разница могла возникнуть, поскольку потребляемая мощность фиктивной нагрузки является фиксированной, в то время как устройство может потреблять мощность пачками, но это не оказало существенного влияния на результаты.Я пришел к выводу, что использование фиктивных резисторов — достаточно хорошее приближение для этого теста.
Затем я сделал фиктивные нагрузки для токов 25 мА, 50 мА и 100 мА, используя параллельно 1, 2 и 4 резистора.
Измерение тока с имитацией нагрузки
Чтобы как можно меньше повлиять на измерение, я использовал амперметр на входе (последовательно) и рассчитал ток на выходе, используя закон Ома I = V / R. Таким образом, не было никакого воздействия на выходную сторону, которое могло бы добавить падение напряжения и повлиять на результаты.Напряжение V измерялось параллельно, а сопротивление R известно и зависит от фиктивной нагрузки, используемой для каждого испытания.
Блок питания для теста был на 12 В, но из-за падения напряжения на амперметре входное напряжение модулей немного ниже.
Результаты
Я рассчитал эффективность каждого модуля для каждого типа нагрузки как:
eff = Pin / Pout = (Vin * Iin) / (Vout * Iout)
Таблицы данных некоторых микросхем, используемых в модулях, содержат график эффективности.Эффективность зависит от напряжения и тока. Когда доступно, я добавил в последний столбец перечисленную эффективность микросхемы для соответствующих Vin и Iout. У некоторых модулей есть диаграммы эффективности, которые не охватывают диапазоны малых токов, что может указывать на тип нагрузки, для которой (не) были разработаны микросхемы.
Выходной ток 25 мА
| Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
|---|---|---|---|---|---|
| Сигара | 11.82 | 5,46 | 21 | 60% | |
| Регулируемый | 11,63 | 5,08 | 35,65 | 31% | |
| Амперметр | 11,58 | 5,04 | 40,04 | 27% | |
| Штраф | 11,91 | 5,12 | 13,7 | 80% | 87% |
| 600 мА | 11,9 | 5.04 | 14,2 | 75% | 74% |
| Precise | 11.9 | 4.98 | 14.75 | 71% | 75% |
Выходной ток 50 мА
| Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
|---|---|---|---|---|---|
| Сигара | 11,52 | 5,49 | 38,6 | 68% | |
| Регулируемый | 11.45 | 5,08 | 47,44 | 48% | |
| Амперметр | 11,39 | 5,05 | 52,2 | 43% | |
| Штраф | 11,73 | 5,13 | 26,98 | 83% | 89% |
| 600 мА | 11,72 | 5,01 | 26,66 | 80% | 86% |
| Precise | 11,72 | 4,98 | 27.3 | 78% | 77,5% |
Выходной ток 100 мА
| Модуль | In V | Out V | In mA | Эффективность | Эффективность чипа |
|---|---|---|---|---|---|
| Сигара | 11,15 | 5,54 | 76,3 | 72% | |
| Регулируемый | 11,22 | 5,08 | 79,8 | 58% | |
| Амперметр | 11.18 | 5,04 | 76,1 | 60% | |
| Штраф | 11,41 | 5,12 | 54,6 | 84% | 91% |
| 600 мА | 11,46 | 4,9 | 51 | 82% | 88% |
| Precise | 11,38 | 4,96 | 53,5 | 81% | 82% |
Заключение
Различия могут быть значительными, как показано выше.При тесте с наименьшей нагрузкой (25 мА) худший исполнитель потребляет в 3 раза больше энергии, чем лучший.
Различия в эффективности между модулями становятся более тонкими по мере увеличения нагрузки: 2x для 50 мА и 1,5x для 100 мА.
Входные напряжения разные. Более высокий ток на входе означает большее падение напряжения на амперметре, что приводит к более низкому входному напряжению по сравнению с выходным напряжением источника питания.
Указанный КПД микросхемы находится в пределах 5-10% от измеренного КПД модуля. Дельта может быть связана с неэффективностью самого модуля или с различиями в общих условиях (температура и т. Д.).
И победитель: «Отлично»! Этот модуль явно лучше всего подходит для сценариев с низким энергопотреблением. При достижении токов 100 мА разница между 3 ведущими модулями минимальна.
Чем «Fine» лучше других? Это относительно новая микросхема. Таблица относится к 2014 году, а MP2307 — с 2008 года. Он также имеет очень низкие значения Rds (on) (90 мОм / 40 мОм), но, что наиболее интересно, MP2315 имеет режим энергосбережения AAM (Advanced Asynchronous Modulation) для легкая нагрузка.
Расширенная асинхронная модуляция (AAM) — это запатентованная технология MPS. Используя эту технологию, ИС будет снижать частоту при обнаружении низких нагрузок, тем самым уменьшая накладные расходы на переключение, но потенциально вызывая нестабильность и колебания. Значение резистора на выводе AAM определяет, когда начать это поведение. Не стесняйтесь поправлять меня в комментариях, если я неправильно это объясняю.
