Még egy legkisebb szabályozott erősítő SMPS (nincs SMD): 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A projekt teljes neve:

Még egy világ legkisebb szabályozott, egyenáramú DC -DC átalakító kapcsolóüzemű tápegysége THT (átmenő lyukú technológia) és SMD (felületre szerelt eszköz) nélkül

Oké, oké, megfogtál. Talán nem kisebb, mint ez, amelyet a Murata Manufacturing Company hozott létre, de határozottan valami, amit saját maga készíthet otthon, általában hozzáférhető elemek és eszközök használatával.

Az ötletem egy kompakt kapcsolóüzemű tápegység létrehozása volt a kis mikrokontroller alapú projektjeimhez.

Ez a projekt egyfajta oktatóanyag is, hogyan lehet útvonalakat létrehozni egy NYÁK -on tömör huzal használatával, a forrasztópályák építése helyett.

Csináljuk!

1. lépés: Tervezés

Sok zsebméretű tápegység egyedi kialakítást talál, de legtöbbjüknek két legnagyobb hátránya volt:

• Ezek lineáris tápegységek, vagyis nem túl hatékonyak,
• Ezeket vagy nem szabályozzák, vagy lépésenként szabályozzák

A fokozó átalakítóm egy kapcsolóüzemű tápegység, szabályozott kimeneti feszültséggel (szabályozott ellenálláson keresztül). Ha többet szeretne olvasni, a microchip.com webhelyen található egy kiváló dokumentum, amely az SMPS -ek használatának különböző architektúráit, előnyeit és hátrányait ismerteti.

A kapcsolóüzemű tápegységem alap IC -chipeként nagyon népszerű és általánosan elérhető MC34063 chipet választottam. Lépéscsökkentő (buck), fokozó (boost) átalakító vagy feszültségváltó építésére használható, néhány külső elem hozzáadásával. Nagyon szép magyarázatot adott arra, hogyan kell az SMPS -t MC34063 segítségével megtervezni Dave Jones a YouTube -videójában. Határozottan javaslom, hogy nézze meg, és kövesse az egyes elemek számításait.

Ha nem szeretné manuálisan elvégezni, használhatja az MC34063 online számológépet az Ön igényeinek megfelelően. Ezt használhatja Madis Kaal, vagy a changpuak.ch magasabb feszültségeire tervezett.

Csak olyan elemeket választottam, amelyek nagyjából ragaszkodnak a számításokhoz:

Kiválasztottam a legnagyobb kondenzátorokat, amelyek elférnek a táblán. A bemeneti és kimeneti kondenzátorok 220µF 16V feszültségűek. I Nagyobb kimeneti feszültségre vagy nagyobb bemeneti feszültségre van szüksége, válassza ki a megfelelő kondenzátorokat

• L induktor: 100µH, ez volt az egyetlen, amit kaptam a chip méretével.
• 1N4001 (1A, 50V) diódát használtam néhány Shotky dióda helyett. Ennek a diódának a kapcsolási frekvenciája 15 kHz, ami kevesebb, mint az általam használt kapcsolási frekvencia, de valahogy az egész áramkör jól működik.
• Kapcsoló kondenzátor Ct: 1nF (kapcsolási frekvenciát ad ~ 26kHz)
• Rsc áramvédő ellenállás: 0,22Ω
• Változtatható ellenállás, amely az R2 és R1 ellenállási arányt jelenti: 20kΩ

TIPPEK

• Válassza ki a kapcsolási frekvenciát (a megfelelő kapcsoló kondenzátor kiválasztásával) a dióda egy tartományában (a Shotky diódát választva az általános célú helyett).
• Válassza ki a kondenzátorokat, amelyeknek nagyobb a feszültsége, mint amennyit bemenetnek (bemeneti kondenzátor) szeretne adni, vagy lépjen ki a kimenetre (kimeneti kondenzátor). Például. 16V -os kondenzátor a bemeneten (nagyobb kapacitással) és 50V -os kondenzátor a kimeneten (kisebb kapacitással), de mindkettő viszonylag azonos méretű.

2. lépés: Anyagok és eszközök

Az általam használt anyagok, de a pontos értékek erősen függnek az Ön igényeitől:

• Chip MC34063 (Amazon)
• Kapcsoló kondenzátor: 1 nF
• Bemeneti kondenzátor: 16V, 220µF
• Kimeneti kondenzátor: 16V, 220µF (50V, 4,7µF)
• Gyors váltó dióda: 1N4001 (néhány Shotky dióda sokkal gyorsabb)
• Ellenállás: 180Ω (tetszőleges érték)
• Ellenállás: 0,22Ω
• Változó ellenállás: 0-20kΩ, de 0-50kΩ is használható
• Induktor: 100µH
• NYÁK prototípus (BangGood.com)
• Néhány rövid kábel

Szükséges eszközök:

• Forrasztóállomás (és a körülötte lévő segédprogramok: forrasztóhuzal, gyanta, ha szükséges, valami a hegy tisztításához stb.)
• Fogó, átlós fogó/oldalvágó
• Fűrész vagy forgó szerszám a tábla vágásához
• Fájl
• Ragasztószalag (igen, eszközként, nem anyagként)
• te

3. lépés: Az elemek elhelyezése - kezdet

Sok időt töltök az elemek rendszerezésével a táblán ilyen konfigurációban, így a lehető legkevesebb helyet foglalja el. Sok próbálkozás és kudarc után ez a projekt bemutatja, hogy mire jutottam. Jelenleg úgy gondolom, hogy ez az elemek legoptimálisabb elhelyezése, csak a tábla 1 oldalát használva.

Gondolkoztam azon, hogy elemeket helyezek mindkét oldalra, de aztán:

• a forrasztás valóban bonyolult lenne
• Valójában nem foglal el kevesebb helyet
• Az SMPS -nek valamilyen szabálytalan alakja lenne, így pl. egy mocsárban vagy egy 9 V -os elemen nagyon nehéz elérni

A csomópontok összekapcsolásához egy csupasz huzal használatának technikáját használtam, hajlítsam az út kívánt formájába, majd forrasztottam a táblához. Én inkább ezt a technikát részesítem előnyben forrasztás helyett, mert:

• Forrasztó segítségével "összekötni a pontokat" egy NYÁK -on őrültnek és valahogy nem megfelelőnek tartom. Manapság a forrasztóhuzal gyantát tartalmaz, amelyet a forrasztóanyag és a felület dezoxidálására használnak. De ha forrasztást használok útépítőnek, akkor a gyanta elpárolog, és néhány oxidált alkatrész szabadon marad, ami szerintem nem túl jó az áramkör számára.
• Az általam használt NYÁK -on 2 "pont" összekapcsolása forrasztóval szinte lehetetlen. A forrasztó ragaszkodik a "pontokhoz" anélkül, hogy szándékos kapcsolatot létesítene közöttük. Ha olyan NYÁK -ot használ, ahol a „pöttyök” rézből készülnek, és nagyon közel vannak egymáshoz, akkor könnyebbnek tűnik a csatlakozások létrehozása.
• A forrasztás használata útvonalak létrehozásához csak… sok forrasztást igényel. Egy vezeték használata csak kevésbé "drága".
• Hiba esetén nagyon nehéz lehet eltávolítani a régi forrasztási utat, és kicserélni egy újat. A drótút használata viszonylag egyszerűbb feladat.
• A vezetékek használata sokkal megbízhatóbb kapcsolatot tesz lehetővé.

Hátránya, hogy több időbe telik a huzal alakítása és forrasztása. De ha van némi tapasztalata, már nem nehéz feladat. Én legalábbis megszoktam.

Tippek

• Az elemek elhelyezésének fő szabálya a túlzott lábak vágása a tábla másik oldalán, a táblához lehető legközelebb. Segíteni fog nekünk később, amikor elhelyezzük a vezetéket az utak építéséhez.
• Ne használja az elem lábát utak létrehozásához. Általában jó ötlet ezt megtenni, de ha hibázik, vagy az elemét ki kell cserélni (például elromlott), akkor nagyon nehéz megtenni. Mindenesetre meg kell vágnia az ösvényhuzalt, és mivel a lábak hajlítva vannak, kihívást jelenthet az elem kihúzása a tábláról.
• Próbáljon utakat építeni az áramkör belsejéből kifelé, vagy egyik oldalról a másikra. Próbálja elkerülni a helyzeteket, amikor útvonalat kell létrehoznia, de más utak már létre vannak hozva. Nehéz lehet megtartani az útvonalat.
• Forrasztás előtt ne vágja le az útvonalat a végső hosszúságra/alakra. Vegyen hosszabb útvonalat, formázza meg, használjon szalagot, hogy az útvonalat a táblán tartsa, forrasztja és végül vágja le kívánt pont (ellenőrizze a fényképeket).

4. lépés: Elemek elhelyezése - Fő feladat

Csak kövesse a vázlatot, és helyezze el az elemet egyenként, vágja le a felesleges lábakat, forrasztja a lehető legközelebb a táblához, alakítsa ki az útvonalat, forrasztja és vágja. Ismételje meg egy másik elemmel.

Tipp:

A fényképeken ellenőrizheti, hogyan helyeztem el minden elemet. Próbálja csak követni a megadott sémát. Bizonyos összetett áramkörökben, amelyek nagyfrekvenciákkal foglalkoznak, stb., Az induktivitásokat a mágneses mező miatt külön választják el a táblán, ami zavarhat más elemeket. De a mi projektünkben egyszerűen nem törődünk ezzel az esettel. Ezért helyeztem az induktivitást közvetlenül az MC34063 chip tetejére, és nem érdekel semmilyen interferencia

5. lépés: Vágja le a táblát

Korábban tudnia kell, hogy a NYÁK -lemezek nagyon kemények, és emiatt nehezen vághatók. Először egy forgó eszközt próbáltam használni (fotó). A vágóvonal nagyon sima, de nagyon sokáig tartott a vágás. Úgy döntöttem, hogy fémet vágok, hogy rendes fűrészre váltsak, és számomra általában jól működött.

Tippek:

• Vágja le a táblát az összes elem forrasztása előtt. Először helyezze el az összes elemet (forrasztás nélkül), jelölje meg a vágási pontokat, távolítsa el az összes elemet, vágja le a táblát, majd helyezze vissza az elemeket és forrasztja őket. A vágás során Gondoskodnia kell a már forrasztott elemekről.
• Legszívesebben fűrészt használnék forgószerszám helyett, de ez valószínűleg egyéni dolog.

6. lépés: Alakítás

Vágás után reszelővel simítottam a széleket és kerekítettem a sarkokat.

A tábla végső mérete 2,5 cm hosszú, 2 cm széles és 1,5 cm magas.

A projekt durva formájában elkészült. A tesztelés ideje…

7. lépés: A működés tesztelése

Csatlakoztattam a táblát egy LED csíkra (12 LED), amely 12 V -os tápegységet igényel. I Állítsa be az 5 V -os bemenetet (az USB -porton keresztül), és a szabályozott ellenállás segítségével állítsam be a 12 V -os kimenetet. Tökéletesen működik. A viszonylag nagy áramfelvétel miatt az MC34063 chip felmelegedett. Néhány percig bekapcsolva hagytam az áramkört LED csíkkal, és stabil volt.

8. lépés: Végeredmény

Nagy sikernek tartom, hogy egy ilyen kicsi SMPS képes bekapcsolni ezt a fajta áramfelvételt, mint 12 LED.