Converter step down: Step-Down (понижающие)

04.08.2023| alexxlab| Нет комментариев

Содержание

Step-Down (понижающие)

Новинки

Неодимовый магнит 12х5

Неодимовый магнит D12H5 с отверстием под винт, шуруп или саморез с потайной головкой. Диаметр отверстия 4 мм. Сила сцепления более 2 кг. Комплектация: 1 ..

16.00грн

Силовой модуль на двух MOSFET AOD4184

Силовой модуль на двух N-канальных полевых MOSFET AOD4184 предназначен для управления нагрузками с максимальным напряжением 36 В и током до 15 А. Модуль предназначе..

35.00грн

Силиконовый провод черный 22 AWG 1м

Медный луженый провод в высокотемпературной силиконовой изоляции черного цвета. Рабочая температура силиконового провода: -50…180°C. Максимальное напряжение 600 В. Продается ..

15.00грн

Силиконовый провод красный 22 AWG 1м

Медный луженый провод в высокотемпературной силиконовой изоляции красного цвета.

Рабочая температура силиконового провода: -50…180°C.Максимальное напряжение 600 В. Продается ..

15.00грн

Штекер Jack 3.5мм, 3pin

Разъем 3.5мм стерео — металлический штекер с позолоченными контактами под пайку для установки на кабель. Размеры — 37х7.6 мм. В наличии два цв..

25.00грн

Батарейка LR44/A76/AG13

Батарейка LR44/A76/AG13 для питания различных электронных устройств: часов, лазерных указок, пультов, фонариков, калькуляторов и т.д. Цена указана за 1шт. ..

4.00грн

SGL8022W — ШИМ контроллер для светодиодов

Микросхема SGL8022W — это простой одноканальный ШИМ контроллер яркости для светодиодов. Управление — сенсорное. SGL8022 позволяет управлять включением/выключени..

12.00грн

USB SDR приемник на чипах RTL2832U + R820T2

Цифровой DVB-T / FM / DAB SDR приемник. Построен на чипах RTL2832U (демодулятор / АЦП с USB интерфейсом) + R820T2 (тюнер), что позволяет использовать его в ка..

695.00грн

Линза коллиматорная для светодиода 1-3W 30°

Коллиматорная линза для светодиодов 1-3W. Используется для создания направленного светового потока с углом свечения — 30°. Линза выполнена из оргстекла, размеры ..

5.00грн

Понижающий преобразователь DC-DC напряжения (step down converter) — Из жизни радиолюбителей

01.11.201615. 09.2019 Евгений Железки и радиоаппаратура

В быту появилась масса устройств с питанием 5 вольт, поэтому я обратился к этой теме. Я давно использую регулируемые преобразователи этого типа для всяких мелочей. Но появилась необходимость бесперебойного питания, причем не на минуты, а желательно на часы.

С 12В бесперебойными блоками питания (ББП) проблем нет, выбор большой, а 5В или какое другое напряжение уже редкость. В моем случае, мне нужно от 14В ББП запитать GSM репитер (статья: Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче (GSM репитер)), которому нужно 5В и максимум 2А.

Когда пропадает напряжение, очень хочется, что бы работала сотовая связь. Дело было далеко от Москвы и цивилизации, но под рукой была плата USB зарядки, построенная на этом принципе с завяленными характеристиками — входное напряжение 24-8 В, выход 5 В, ток 2 А.

Размеры дросселя и диода заставили меня усомнится в 2-х Амперах выхода. Обмерял репитер, его потребление не поднялось выше 0,750 А и я решил пристроить эту зарядку.

Сказано-сделано. Снят USB разъем, припаяны провода, все подключено. Сама плата зажата между пальцами, что бы оценить её температурный режим. После включения, репитер запустился, но температура преобразователя резко взлетела и эксперимент был закончен. Такой нагрев нам не нужен!

Китайцы как всегда завысили характеристики. Пришлось искать что-то более мощное и делить его характеристики на два.

Выбор пал на эту модель с завяленным током до 5 А. Дроссель тут намотан лентой 🙂 трудно назвать это проводом. Емкости на входе и выходе тоже вызывали положительные эмоции, частота работы устройства 272 кГц. В отзывах сообщали о нагреве при токах выше 2 А и я решил провести тестирование и проверить нагрев, проконтролировать ток и напряжение на выходе.

При токах до 2 А, вся схема первое время оставалась холодной. Потом начинался плавный нагрев диода.

Нагрузив выход резистором 2 Ома 15 Ватт, я добился тока 2,48 А при напряжении 5,19 В. Хороший запас для моей задачи.

Надо посмотреть что творится на входах и выходах преобразователя.

При входном напряжении 12,9 В, потребляемый ток составил 1,13 А, а пульсации на выходе 0,1 В.

А вот на выходе с блока питания, пульсации были уже куда больше и достигали 0,3 В. Явно видна работа преобразователя.

Даже при подключении к совсем чистому источнику питания, аккумулятору, на его выходе видна пульсация во время работы.

Снимаешь нагрузку с 5 В выхода, преобразователь все равно в работе и на выходе блока питания это явно видно, пульсации снизились до 0,1 вольта.

Тестирование в течении часа при токе 1,7 А. проявило медленный нагрев диода до 47 гр. Температура всей остальной схемы колебалась от 28-37 градусов . Нагрев не сильный, но при заявленных 5 амперах, я думаю, все буде намного плачевней. Для моих задач вполне должно хватить тока 2 А.

Температура диода. Пульсации на выходе схемы под нагрузкой.

Дальнейшие испытания будут уже в боевых условиях.

Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче (инструкция по установке GSM репитера)

Евгений

г. Москва

Трансформаторы и преобразователи напряжения Step Up & Down 110 В/ 220 В/240 В, CE – Трансформаторы преобразователей напряжения

Трансформатор напряжения используется для преобразования выходной электрической мощности источника питания в соответствие с напряжением вашего устройства, то есть для преобразования 110 преобразовать 220/240 В в 110/120 В. Наши повышающие/понижающие трансформаторы со 110 В на 220 В являются реверсивными и могут использоваться по всему миру с напряжением 110–240 В и частотой 50 или 60 Гц. Также называемые силовыми преобразователями, большинство наших трансформаторов напряжения поставляются с универсальными розетками, к которым подходят вилки из большинства зарубежных стран.

Повышающий трансформатор необходим, если вы хотите использовать иностранный прибор на 220 вольт в США с напряжением 110 В. Понижающий трансформатор необходим, если вы хотите использовать устройство на 110 В в стране с напряжением 220 В.

Мы предлагаем широкий ассортимент повышающих и понижающих трансформаторов напряжения на 110 В и 220/240 В от 50 Вт до 20 000 Вт. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашим Руководством по покупке трансформатора , прежде чем выбрать трансформатор преобразователя напряжения.

VT-100 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения, 100 Вт
Подробнее…
19,99 долларов США ~~29,99 $~~
Повышающий преобразователь VT 1P-100GS, преобразование 110 В в 220 В, 100 Вт
Подробнее…
$34,99
Повышающий трансформатор VT 1P-100UK с розеткой для Великобритании, 100 Вт
Подробнее. ..
$35,99
Simran AC-100W Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 100 Вт, сертифицирован CE
Подробнее…
$18,99
SIMRAN AC-200W Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 200 Вт — СЕРТИФИКАТ CE
Подробнее…
25,99 долларов США
VT-200 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 200 Вт
Подробнее…
25,99 долларов США
Simran AC-300W Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 110–220 В, 300 Вт
Подробнее. ..
$32,99
VT-300 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 300 Вт
Подробнее…
$34,99
VTD 300 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения Deluxe мощностью 300 Вт
Подробнее…
29,99 долларов США
VT 1P-300UK — повышающий трансформатор мощностью 300 Вт для бытовой техники Великобритании
Подробнее…
$39,99 ~~49,99 $~~
Simran AC-500 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 110 В 220 В, 500 Вт, CE
Подробнее. ..
$36,99 ~~43,99 $~~
VT-500 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 500 Вт
Подробнее…
$36,99
VTD 500 — 500 Вт Deluxe Step Up / Down VoltageTransformer
Подробнее…
$34,99
Simran AC-750W Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 750 Вт, сертифицирован CE
Подробнее…
49,99 долларов США
VT-800 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 800 Вт
Подробнее. ..
$54,99
VTD 800 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения Deluxe мощностью 800 Вт
Подробнее…
$590,99
Simran AC-1000W Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 1000 Вт, сертифицирован CE
Подробнее…
$74,99
VTD-1000 Deluxe Повышающий/понижающий трансформатор напряжения, 1000 Вт
Подробнее…
$64,99
VT-1000 Понижающий 110220 Трансформатор преобразователя напряжения, 1000 Вт
Подробнее. ..
$65,99
VOD-1000 (2-полосный) Понижающий 110220 Трансформатор преобразователя напряжения, 1000 Вт
Подробнее…
$62,99 ~~79,99 $~~
Simran AC-1500 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 1500 Вт — СЕРТИФИКАТ CE
Подробнее…
$99,99
ST-1500 Повышающий и понижающий трансформатор напряжения для преобразования 110 В в 220 В, 1500 Вт
Подробнее…
$84,99
VT-1500 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 1500 Вт
Подробнее. ..
$84,99
VTD 1500 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения Deluxe мощностью 1500 Вт
Подробнее…
79,99 долларов США
Simran THG-1500 (2-Way) Step Up Down 110220 Трансформатор преобразователя напряжения, 1500 Вт
Подробнее…
$84,99 ~~$99,99~~
VT-1800F Повышающий/понижающий трансформатор с заземленной вилкой американского стандарта 1800 Вт
Подробнее…
99,99 долларов США
VT1800R Повышающий/понижающий трансформатор с немецкой/европейской вилкой 1800 Вт
Подробнее. ..
99,99 долларов США
Simran AC-2000 Step Up Down Трансформатор напряжения 110–220 В, 2000 Вт
Подробнее…
119,99 долларов США ~~139,99 $~~
SIM 2000 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 2000 Вт — СЕРТИФИКАТ CE
Подробнее…
$94,99
VT-2000 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 2000 Вт
Подробнее…
109,99 долларов США
VTD 2000 — 2000 Вт Deluxe Повышающий/понижающий трансформатор напряжения
Подробнее. ..
$104,99
Simran THG-2000T Повышающий и понижающий преобразователь напряжения для 110 В и 220/240 В, 2000 Вт
Подробнее…
$89,99 ~~98,95 $~~
VT-2300F Повышающий/понижающий трансформатор с американской вилкой с заземлением 2300 Вт
Подробнее…
139,99 долларов США
VT-2300R Повышающий/понижающий трансформатор с немецкой/европейской вилкой 2300 Вт
Подробнее…
139 долларов0,99
Simran AC-3000 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 3000 Вт, сертифицирован CE
Подробнее. ..
139,99 долларов США
SIM 3000 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 3000 Вт — СЕРТИФИКАТ CE
Подробнее…
$124,99
VOD-3000 2-ходовой повышающий/понижающий трансформатор напряжения 3000 Вт Сертифицировано CE
Подробнее…
$104,99
VT-3000 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 3000 Вт
Подробнее…
139,99 долларов США
SIM 4000 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения 4000 Вт СЕРТИФИКАТ CE
Подробнее. ..
$134,99
VTD 3000 — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения Deluxe мощностью 3000 Вт
Подробнее…
$114,99
VT-4000 Повышающий/понижающий трансформатор напряжения, 4000 Вт
Подробнее…
119 долларов0,99
ST-4000 Повышающий/понижающий трансформатор 4000 Вт Сертифицировано CE
Подробнее…
129,99 долларов США
Simran ST-5000 110 В 220 В повышающий/понижающий трансформатор 5000 Вт CE
Подробнее. ..
179,99 долларов США
Simran AC-5000W — Повышающий/понижающий трансформатор напряжения Сертифицировано CE
Подробнее…
$194,99 ~~219,95 $~~
Simran AC-5000A Автоматический преобразователь напряжения 110 В в 220 В, 5000 Вт
Подробнее…
от $199,99
VT-5000 Повышающий/понижающий трансформатор 5000 Вт
Подробнее…
159,99 долларов США
VT-10000 Повышающий/понижающий трансформатор, 10 000 Вт
Подробнее. ..
429,99 долларов США
VT-15000 Повышающий/понижающий трансформатор, 15000 Вт
Подробнее…
49 долларов9,99
Simran THG-20000(T) Повышающий трансформатор напряжения, 20 000 Вт, сертифицирован CE
Подробнее…
599,99 долларов США ~~629,99 $~~
Simran THG-750(T) Повышающий и понижающий преобразователь напряжения, 750 Вт
Подробнее…
$44,99 ~~49,99 $~~

Обзор понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный — ProtoSupplies

Обзор понижающего преобразователя постоянного тока

Преобразование более высокого напряжения постоянного тока в более низкое — обычное требование для большинства электронных схем. Это может быть что-то вроде преобразования 12 В от батареи в 5 В для питания электронной платы. Часть этих 5 В может быть дополнительно преобразована в 3,3 В для управления частью схемы с более низким напряжением.

В течение многих лет линейные регуляторы были стандартом для преобразования более высоких напряжений постоянного тока в более низкие напряжения постоянного тока. Они хорошо работают и до сих пор широко используются, но у них есть некоторые ограничения. Основной из них заключается в том, что линейный регулятор преобразует более высокое входное напряжение в более низкое выходное напряжение, рассеивая избыточное напряжение в виде тепла. Это связано с тем, что в линейном регуляторе используется большой силовой транзистор, который дросселируется, чтобы понизить напряжение на выходе, и поэтому он в основном действует как большой мощный резистор для падения напряжения. Как и в случае с силовым резистором, чем больше напряжения на нем должно падать при одинаковом токе, тем больше тепла будет выделяться.

В качестве примера предположим, что вы используете типичный линейный стабилизатор типа 7805, чтобы понизить напряжение с 9 В от настенного жучка до 5 В для питания схемы, потребляющей около 1 А тока. Схема будет потреблять 5В * 1А = 5Вт мощности.

Рассеиваемая мощность устройства 7805, используемого для питания этой цепи, рассчитывается как Мощность = (Vin — Vout) * Iout, поэтому в данном случае Power = (9V — 5V) * 1A = 4W. Устройство 7805 рассеивает (тратит впустую) 4 ватта энергии, чтобы доставить 5 ватт энергии в цепь, которую оно питает, поэтому эффективность не очень высока, но она может подойти для приложения.

Теперь, если вместо этого вам нужно запустить тот же регулятор 7805 от источника питания 15 В, рассеиваемая мощность теперь составляет (15 В — 5 В) * 1 А = 10 Вт, поэтому теперь вы тратите 10 Вт энергии на то, чтобы подать в схему 5 Вт. Мало того, что много энергии тратится впустую, так еще и избавление от избыточного тепла, выделяемого маленькой микросхемой регулятора, может быть проблематичным. Довольно скоро вы добавите радиатор, а затем вентилятор для охлаждения радиатора, который потребляет больше энергии и занимает больше места. Эта потеря энергии становится более серьезной проблемой, поскольку продукты в целом становятся более компактными по размеру, и все больше продуктов работают от батарей, где низкая эффективность означает более короткий срок службы батареи.

Чтобы помочь решить эту проблему, появились понижающие преобразователи постоянного тока (также называемые «понижающими»). Понижающие преобразователи DC-DC в основном берут более высокое входное напряжение и преобразуют его в более низкое выходное напряжение, прерывая его путем быстрого включения и выключения выходного силового транзистора, так что выходной сигнал по существу выглядит как прямоугольная волна, а затем с помощью LC фильтр, чтобы сгладить его обратно в постоянное напряжение на выходе фильтра.

Рассеиваемая мощность в преобразователе постоянного тока, как правило, в большей степени связана с величиной подаваемого тока и в меньшей степени с падением напряжения между входом и выходом устройства. Эффективность преобразователей постоянного тока обычно намного выше, чем у эквивалентной схемы линейного регулятора.

Эффективность относится к эффективности преобразователя при преобразовании одного напряжения в другое. Чтобы рассчитать эффективность, вы берете мощность, подаваемую в цепь, и делите ее на мощность, потребляемую от источника, и умножаете ее на 100, чтобы получить процент. Эффективность = (Vout * Iout) / (Vin + Iin) * 100.

Идеальный преобразователь, работающий со 100% эффективностью, не будет терять мощность при преобразовании. В нашем примере выше он сможет преобразовать 15 В при потреблении 0,333 А тока (5 Вт) в требуемые 5 В при 1 А (5 Вт) без потери мощности при преобразовании. Эффективность = (5 * 1) / (15 * 0,333) * 100 = 100%. Точно так же, если преобразование из 15 В потребовало 0,4 А (6 Вт) в 5 В при 1 А (5 Вт), тогда КПД составляет (5 * 1) / (15 * 0,4) * 100 = 83%. Преобразователь никогда не может достичь 100%, так как в процессе преобразования всегда теряется некоторая мощность. Большинство преобразователей работают в диапазоне 70-9.5% и может достигать 97-98%.

Достигаемый КПД зависит от конструкции схемы, а также зависит от используемых входных/выходных напряжений и потребляемого тока (нагрузки) на устройстве. Обычно эффективность преобразователя постоянного тока в постоянный указывается как теоретический максимум, возможный для используемой ИС преобразователя (т. е. до 95% эффективности), даже если они редко работают в условиях, обеспечивающих такую пиковую эффективность при фактическом использовании и самой конструкции. может не способствовать достижению максимальной эффективности. Более реалистично, когда эффективность приводится в диапазоне, который может быть ближе к 75-9.Эффективность 5%, что дает вам некоторое представление о том, что в среднем вы можете получить эффективность 85% и не ожидать, что получите 95%.

Основным недостатком преобразователей постоянного тока по сравнению с линейным стабилизатором является то, что на выходе будет некоторая пульсация напряжения переменного тока на выходе постоянного тока. Количество пульсаций зависит от качества фильтрации на выходе. Представляют ли пульсации проблему, зависит от типа схемы, питаемой преобразователем, но в большинстве случаев ими можно пренебречь.

Еще одна вещь, на которую следует обращать внимание при работе с преобразователями постоянного тока, заключается в том, что их обманчиво просто спроектировать на бумаге, но сложно построить физически. Есть также много компромиссов в дизайне, которые могут быть сделаны для снижения затрат за счет производительности. В цепи много высокочастотной энергии, что требует тщательного выбора компонентов и их размещения. Печатная плата требует тщательной компоновки и часто выступает в качестве основного устройства отвода тепла, что часто не оптимизировано для минимизации размера платы. Наконец, возникает соблазн выбрать более дешевые компоненты для экономии средств или уменьшения физического размера по сравнению с выбором более дорогих, часто более крупных компонентов для оптимизации производительности.

Многие производители этих преобразователей постоянного тока просто переформулируют максимально возможную производительность основной ИС регулятора, которая используется в конструкции, даже если они решили использовать в конструкции детали, которые не обеспечат эту теоретическую максимальную работу для любого протяженность времени. Эти устройства часто по-прежнему будут хорошо работать для вашего приложения по приятно низкой цене, но их необходимо снизить, чтобы гарантировать, что они будут работать в соответствии с вашими ожиданиями, поэтому мы оцениваем все, что мы продаем, и публикуем их истинные возможности производительности.

Ниже мы рассмотрим некоторые компромиссы между стоимостью и производительностью, которые часто возникают при использовании этих устройств, и на что обратить внимание.

Электролитические конденсаторы

Срок службы электролитического конденсатора в первую очередь определяется его рабочей температурой. Срок службы электролитических конденсаторов оценивается при работе при их максимальной рабочей температуре (обычно в диапазоне 105°C) и максимальном пульсирующем токе, а также при работе при максимальном номинальном рабочем напряжении. Срок службы обычно указывается в диапазоне 1000-2000 часов. Это не так уж и много для устройства, которое постоянно используется. Например, 1000 часов — это примерно 42 дня постоянного использования, но это может быть приемлемо для схемы, используемой для периодического прототипирования.

При прочих равных, на каждые 10°C снижения рабочей температуры электролитического конденсатора от его максимальной спецификации срок его службы удваивается. Как вы понимаете, важно не допускать перегрева этих колпачков, если вы хотите, чтобы они прослужили очень долго.

Высокоэнергетические цепи преобразователя постоянного тока довольно требовательны к электролитическим конденсаторам. Это цепи с низким импедансом, которые часто работают при относительно высоком напряжении с большим пульсирующим током, и компоненты должны быть плотно упакованы вместе для правильной электрической работы. Эти схемы выигрывают от использования конденсаторов с более низкими характеристиками ESR, поскольку это сводит к минимуму самонагрев конденсатора при использовании в этих схемах. Конденсаторы с низким ESR, как правило, имеют более высокие номинальные напряжения, часто имеют большие размеры корпуса и обычно стоят дороже. В недорогих компактных преобразователях постоянного тока обычно не используются конденсаторы с низким ESR, поэтому рабочая температура конденсаторов может стать достаточно высокой, чтобы не только сократить срок службы, но и привести к серьезному отказу устройства. Если конденсаторы обжигают палец, значит, они слишком сильно нагреваются и необходимо уменьшить мощность.

Другой очевидной вещью, на которую следует обратить внимание, является номинальное напряжение. Иногда можно встретить преобразователи постоянного тока, рассчитанные примерно на 40 В на входе или выходе, но используемые ими конденсаторы четко обозначены как номинальные конденсаторы на 35 В. В этих случаях напряжение должно поддерживаться в пределах рабочего диапазона установленных конденсаторов. Конденсаторы на входной стороне платы часто имеют более высокие номинальные характеристики, чем на выходной стороне, поскольку максимальное входное напряжение всегда будет выше, чем максимальное выходное напряжение.

Катушки индуктивности

Катушки индуктивности являются одним из редко используемых компонентов, поэтому они могут быть загадкой для многих любителей, но это довольно простые устройства, в которых используется проволока, намотанная каким-либо образом для обеспечения желаемых свойств индуктивности. Некоторые из них закрыты и выглядят как маленькие черные керамические банки, а другие представляют собой видимые петли проволоки, намотанной на какой-то сердечник. Неизолированный провод покрыт для предотвращения короткого замыкания.

При использовании в преобразователях постоянного тока величина индуктивности обычно предопределяется производителем ИС и зависит от приложения, в котором используется их ИС. Разработчики преобразователей постоянного тока обычно понимают это правильно, и значение часто является компромиссом. значение, например, когда преобразователь постоянного тока имеет регулируемый выход.

Номинальный ток катушки индуктивности является другим важным свойством и в основном определяется размером провода, используемого в катушке индуктивности. Провод большего размера занимает больше места и стоит дороже, но может выдерживать больший ток. Разработчики преобразователей постоянного тока часто экономят на этой части, и в конечном итоге она имеет незначительные характеристики для экономии места и стоимости. При более высоких токовых нагрузках провод меньше оптимального размера начнет нагреваться из-за сопротивления провода и может сильно нагреться. Максимальные температурные характеристики индукторов, особенно меньших закрытых типов, часто находятся в диапазоне 100 ° C, поэтому, если индуктор доходит до стадии горения пальца, токовая нагрузка на преобразователь постоянного тока должна быть уменьшена, чтобы избежать перегрева этого устройства.

Выходная фильтрация

Преобразователи постоянного тока по своей природе являются устройствами с электрическими шумами. Его работа состоит в том, чтобы в основном взять хорошее спокойное ровное постоянное напряжение и яростно разбить его на части, а затем снова сгладить эти части обратно в постоянное напряжение, используя выходной фильтр. Этот выходной фильтр состоит в основном из катушки индуктивности и конденсаторов в выходной цепи и в значительной степени зависит от компоновки платы для оптимизации качества фильтра.

Часть энергии переменного тока от прерывания, прошедшего через выходной фильтр, выражается в виде пульсаций и шума.

Пульсация обычно представляет собой более или менее треугольную или пилообразную форму волны переменного тока, которая находится на вершине выходного напряжения постоянного тока. Этот сигнал будет иметь частоту переключения микросхемы преобразователя, которая чаще всего находится в диапазоне 150 кГц, но может варьироваться от десятков кГц до 1 МГц и более.

Шум представляет собой более высокочастотные компоненты сигнала, которые проявляются в виде всплесков напряжения на пиках сигнала пульсации и в основном создаются высокоэнергетическими переходными процессами преобразователя ИС и диода, используемыми в цепи, а также характеристиками схема выходного фильтра.

Преобразователи могут сильно различаться по качеству этой выходной фильтрации. Неудивительно, что компромиссы при проектировании для создания более дешевого преобразователя обычно означают увеличение пульсаций и шума на выходе. Например, в выходном фильтре можно использовать электролитический конденсатор емкостью 220 мкФ в соответствии со спецификацией производителя IC, но если это не более качественный тип с низким ESR, пульсации на выходе будут больше, чем в противном случае. Преобразователь постоянного тока, используемый в настольном лабораторном источнике питания, может иметь пульсации < 10 мВ. Приличный модуль преобразователя постоянного тока может иметь 100 мВ, а модуль преобразователя постоянного тока более низкого качества может иметь 500 мВ или более.

На изображении ниже показано, как выглядит типичная пульсация выходного сигнала. В этом случае пульсация составляет 336 мВ пик-пик на выходе 12 В постоянного тока. Частота составляет 150 кГц, что является рабочей частотой преобразователя IC.

Приведенный ниже снимок осциллографа показывает выход другого преобразователя постоянного тока, который имеет около 65 мВ пульсаций, но также показывает типичные пики шума на пиках формы сигнала, которые увеличивают общую пульсацию и шум примерно до 156 мВ пик-пик. .

Несмотря на то, что пульсации и шум кажутся беспокоящими, особенно когда они становятся довольно большими, для большинства цифровых схем это не вызывает никаких проблем, поскольку цифровые схемы довольно хорошо справляются с игнорированием этого типа шума. При работе с некоторыми аналоговыми схемами, такими как аудиоусилитель, или некоторыми аналоговыми типами датчиков, этот тип шума может стать более серьезной проблемой. Можно добавить вторичную схему LC-фильтра на выход DC-DC преобразователя, если желательны более низкие пульсации и шум.

Теплоотвод ИС преобразователя

ИС преобразователя часто припаивают к заземляющей пластине печатной платы, чтобы обеспечить теплоотвод для детали, особенно для небольших преобразователей постоянного тока. В более крупных преобразователях постоянного тока часто используется корпус типа TO-220, который можно прикрепить к большим ребристым радиаторам, а в более крупных системах могут использоваться охлаждающие вентиляторы. Теплоотвод этого компонента больше, чем что-либо другое, обычно определяет максимальный ток, который может обеспечить модуль.

Глядя на общую деталь, как LM2596, который используется во многих небольших недорогих преобразователях постоянного тока, где часть припаяна к плате, рекомендуемый минимальный размер радиатора составляет 2 кв. дюйма из меди весом 2 унции и до 6 кв. дюймов для оптимальной производительности. Большинство этих плат имеют общий размер менее 2 кв. дюймов и часто изготавливаются из более тонкой меди толщиной 1 унция для экономии средств. Неудивительно, что эти модули, как правило, перегреваются и отключаются из-за перегрева, когда от микросхемы поступает полный номинальный ток 3 А.

Радиаторы могут быть применены к ИС, чтобы улучшить тепловую ситуацию, но они, как правило, довольно неэффективны, поскольку радиатор должен быть прикреплен к пластиковому корпусу устройства, поскольку металлический выступ припаян к плате, и теплопередача затруднена. не очень хорошо даже с принудительной подачей воздуха.

Оставив в стороне всю техническую болтовню, разумная проверка условий работы преобразователя постоянного тока — это старая добрая проверка пальцем. Насколько сильно нагревается микросхема преобразователя, насколько нагреваются электролитические конденсаторы и насколько нагревается катушка индуктивности. В нормальных условиях они будут нагреваться до довольно подрумяненных. Если они доходят до стадии ожога пальцев (90-100°C) становится слишком жарко.

Для краткосрочного прототипирования расширение границ обычно не представляет большой проблемы. Большинство из них безопасно отключатся, если вы нажмете на них слишком сильно. Если вы проверяете границы, безопаснее подкрадываться к ним медленно. Некоторые устройства с тепловой защитой и защитой от перегрузки по току все равно выйдут из строя, если они подвергнутся внезапной большой перегрузке по току. Если вы собираетесь использовать их в долгосрочной перспективе, когда сбой будет неудобным, вам следует облегчить им жизнь. Как показывает опыт, нет ничего необычного в том, что эти устройства должны снижать номинальную мощность примерно до половины номинальной максимальной мощности, чтобы они оставались в своей счастливой зоне в течение долгого срока службы.

"ДИС-Протект"