კიდევ ერთი ყველაზე პატარა რეგულირებული გამაძლიერებელი SMPS (არა SMD): 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

პროექტის სრული სახელი:

მსოფლიოს კიდევ ერთი ყველაზე პატარა რეგულირებული გამაძლიერებელი DC to DC გადამყვანი გადამრთველის რეჟიმი კვების წყარო THT (ხვრელი ტექნოლოგიის საშუალებით) და არა SMD (ზედაპირზე დამონტაჟებული მოწყობილობა)

კარგი, კარგი, შენ მიმიხვდი. შესაძლოა, ის არ არის უფრო მცირე ვიდრე ეს მურატა მწარმოებელი კომპანიის მიერ შექმნილი, მაგრამ ნამდვილად არის ის, რისი აშენებაც თქვენ შეგიძლიათ სახლში, საყოველთაოდ ხელმისაწვდომი ელემენტების და ინსტრუმენტების გამოყენებით.

ჩემი იდეა იყო შევქმნა კომპაქტური გადართვის რეჟიმი კვების წყარო ჩემი პატარა მიკროკონტროლერზე დაფუძნებული პროექტებისთვის.

ეს პროექტი ასევე არის ერთგვარი გაკვეთილი, თუ როგორ უნდა შექმნათ ბილიკები PCB– ზე მყარი მავთულის გამოყენებით, ნაცვლად იმისა, რომ შედოთ ბილიკები.

Მოდი გავაკეთოთ ეს!

ნაბიჯი 1: დიზაინი

თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ბევრი ჯიბის ზომის ელექტრომომარაგების პერსონალური დიზაინი, მაგრამ მათ უმეტესობას აღმოვაჩინე 2 ყველაზე დიდი ნაკლი:

• ისინი ხაზოვანი კვების წყაროა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი არ არიან ძალიან ეფექტური,
• ისინი ან არ არის რეგულირებული ან რეგულირდება ეტაპობრივად

ჩემი შემდგომი გადამყვანი არის გადართვის რეჟიმის კვების ბლოკი გლუვი რეგულირებული გამომავალი ძაბვით (რეგულირებული რეზისტორის საშუალებით). თუ გსურთ მეტი წაიკითხოთ, არსებობს შესანიშნავი დოკუმენტი microchip.com– ზე, რომელიც ასახავს SMPS– ების გამოყენების სხვადასხვა არქიტექტურას, დადებით და უარყოფით მხარეებს.

როგორც ძირითადი IC ჩიპი ჩემი გადართვის რეჟიმის დენის წყაროსთვის მე ავირჩიე ძალიან პოპულარული და ფართოდ ხელმისაწვდომი ჩიპი MC34063. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემდგომი (buck), step-up (boost) გადამყვანის ან ძაბვის ინვერტორის შესაქმნელად მხოლოდ გარე ელემენტების დამატებით. ძალიან ლამაზი ახსნა, თუ როგორ უნდა შეიმუშაოს SMPS MC34063 გამოყენებით, გაკეთდა დეივ ჯონსის მიერ მის YouTube ვიდეოში. მე გირჩევთ უყუროთ მას და მიჰყევით გამოთვლებს თითოეული ელემენტის მნიშვნელობებზე.

თუ არ გსურთ ამის გაკეთება ხელით, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ონლაინ კალკულატორი MC34063– ისთვის, თქვენი მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს მადის კაალის მიერ ან ის, რომელიც განკუთვნილია უფრო მაღალი ძაბვისთვის changpuak.ch– ზე.

მე ავირჩიე ელემენტები, რომლებიც მხოლოდ უხეშად ვიცავდი გამოთვლებს:

მე ავირჩიე ყველაზე დიდი კონდენსატორები, რომლებიც მოთავსდებოდა დაფაზე. შესასვლელი და გამომავალი კონდენსატორები არის 220μF 16V. I გჭირდებათ უფრო მაღალი გამომავალი ძაბვა ან გჭირდებათ უფრო მაღალი შემავალი ძაბვა, შეარჩიეთ კონდენსატორები, რომლებიც ჯდება

• ინდუქტორი L: 100µH, ეს იყო ერთადერთი, რაც მე მივიღე ჩიპის ზომით.
• მე ვიყენებდი დიოდს 1N4001 (1A, 50V) ნაცვლად ზოგიერთი Shotky დიოდისა. ამ დიოდის გადართვის სიხშირეა 15 kHz, რაც ნაკლებია ჩემს მიერ გადართვის სიხშირეზე, მაგრამ რატომღაც მთელი წრე მუშაობს კარგად.
• კონდენსატორის გადართვა Ct: 1nF (იძლევა გადართვის სიხშირეს ~ 26kHz)
• მიმდინარე დაცვის რეზისტორი Rsc: 0.22Ω
• ცვლადი რეზისტორი, რომელიც წარმოადგენს წინააღმდეგობის კოეფიციენტს R2 to R1: 20kΩ

Რჩევები

• შეარჩიეთ გადართვის სიხშირე (შესაბამისი გადართვის კონდენსატორის არჩევით) თქვენი დიოდის დიაპაზონში (ზოგადი დანიშნულების ნაცვლად შოტკის დიოდის არჩევით).
• შეარჩიეთ კონდენსატორები უფრო დიდი ძაბვით, ვიდრე გსურთ, რომ მოგაწოდოთ შეყვანისთვის (შეყვანის კონდენსატორი) ან შეხვიდეთ გამომავალზე (გამომავალი კონდენსატორი). Მაგალითად. 16 ვ კონდენსატორი შეყვანისას (უფრო მაღალი ტევადობით) და 50 ვ კონდენსატორი გამომავალზე (ნაკლები ტევადობით), მაგრამ ორივე შედარებით ერთნაირი ზომის.

ნაბიჯი 2: მასალები და ინსტრუმენტები

მასალები, რომლებიც მე გამოვიყენე, მაგრამ ზუსტი მნიშვნელობები მკაცრად არის დამოკიდებული თქვენს საჭიროებებზე:

• ჩიპი MC34063 (ამაზონი)
• კონდენსატორის გადართვა: 1nF
• შეყვანის კონდენსატორი: 16V, 220µF
• გამომავალი კონდენსატორი: 16V, 220µF (მე გირჩევთ 50V, 4.7µF)
• სწრაფი გადართვის დიოდი: 1N4001 (ზოგიერთი გასროლილი დიოდი ბევრად უფრო სწრაფია)
• რეზისტორი: 180Ω (თვითნებური მნიშვნელობა)
• რეზისტორი: 0.22Ω
• ცვლადი რეზისტორი: 0-20kΩ, მაგრამ შეგიძლიათ გამოიყენოთ 0-50kΩ
• ინდუქტორი: 100 µH
• პროტოტიპის PCB დაფა (BangGood.com)
• რამდენიმე მოკლე კაბელი

საჭირო ინსტრუმენტები:

• შედუღების სადგური (და მის გარშემო არსებული კომუნალური საშუალებები: შესადუღებელი მავთული, საჭიროების შემთხვევაში ფისი, რაღაც წვერი გასაწმენდად და სხვა …)
• ტერფები, დიაგონალური საყრდენი/გვერდითი საჭრელები
• ხერხი ან მბრუნავი ინსტრუმენტი დაფის დასაჭრელად
• ფაილი
• წებოვანი ლენტი (დიახ, როგორც ინსტრუმენტი და არა როგორც მასალა)
• შენ

ნაბიჯი 3: ელემენტების განთავსება - დასაწყისი

მე დიდ დროს ვატარებ დაფაზე ელემენტების ორგანიზებაზე ასეთ კონფიგურაციაში, ასე რომ ის რაც შეიძლება ნაკლებ ადგილს იკავებს. მრავალი მცდელობისა და წარუმატებლობის შემდეგ, ეს პროექტი წარმოადგენს იმას, რის შედეგადაც მე დავასრულე. ამ მომენტში, მე ვფიქრობ, რომ ეს არის ელემენტების ყველაზე ოპტიმალური განთავსება დაფის მხოლოდ 1 მხარის გამოყენებით.

მე განვიხილავდი ელემენტების ორივე მხარეს, მაგრამ შემდეგ:

• შედუღება მართლაც გართულებული იქნებოდა
• ის რეალურად არ იკავებს ნაკლებ ადგილს
• SMPS- ს ექნება არარეგულარული ფორმა, რაც მის მონტაჟს მაგ. ჭაობიანი ან 9 ვ ბატარეის მიღწევა ძალიან ძნელი მისაღწევია

კვანძების დასაკავშირებლად გამოვიყენე შიშველი მავთულის გამოყენების ტექნიკა, დავხარე ის ბილიკის მოსალოდნელ ფორმაში და შემდეგ შევაკარი დაფაზე. მე მირჩევნია ეს ტექნიკა ნაცვლად იმისა, რომ გამოვიყენო, რადგან:

• შედუღების გამოყენება PCB- ზე "წერტილების დასაკავშირებლად" მე გიჟურად და რატომღაც შეუსაბამოდ მიმაჩნია. დღესდღეობით soldering მავთული შეიცავს ფისოვანი, რომელიც გამოიყენება დეოქსიდირება solder და ზედაპირზე. მაგრამ შედუღების გამოყენება, როგორც ბილიკის შემქმნელი, ხდის ფისის აორთქლებას და ტოვებს რამდენიმე დაჟანგულ ნაწილს, რაც მე მიმაჩნია, რომ არც ისე კარგია წრედისთვის.
• მე გამოვიყენე PCB– ზე, 2 „წერტილის“შეერთება თითქმის შეუძლებელია. Solder იჭერს "წერტილებს" მათ შორის მიზანმიმართული კავშირის დამყარების გარეშე. თუ თქვენ იყენებთ PCB- ს, სადაც "წერტილები" დამზადებულია სპილენძისგან და ისინი ძალიან ახლოს არიან ერთმანეთთან, მაშინ უფრო ადვილია კავშირების დამყარება.
• გამოყენება solder შექმნა გზები იყენებს მხოლოდ… ბევრი solder. მავთულის გამოყენება მხოლოდ ნაკლებად "ძვირია".
• შეცდომის შემთხვევაში, შეიძლება ძნელი იყოს ძველი შედუღების ბილიკის ამოღება და ახლით ჩანაცვლება. მავთულხლართების გამოყენება შედარებით ადვილი ამოცანაა.
• მავთულის გამოყენება ბევრად უფრო საიმედო კავშირს ქმნის.

მინუსი ის არის, რომ მავთულის ფორმირებას და შედუღებას მეტი დრო სჭირდება. მაგრამ თუ თქვენ მიიღებთ გარკვეულ გამოცდილებას, ეს აღარ არის რთული ამოცანა. ყოველ შემთხვევაში მე უბრალოდ შევეჩვიე მას.

Რჩევები

• ელემენტების განთავსების მთავარი წესი არის გადაჭარბებული ფეხების მოჭრა დაფის მეორე მხარეს, რაც შეიძლება ახლოს დაფასთან. ეს დაგვეხმარება მოგვიანებით, როდესაც ჩვენ დავაყენებთ მავთულს ბილიკების ასაშენებლად.
• არ გამოიყენოთ ელემენტის ფეხები ბილიკების შესაქმნელად. საერთოდ კარგი იდეაა ამის გაკეთება, მაგრამ თუ თქვენ დაუშვებთ შეცდომას, ან თქვენი ელემენტი უნდა შეიცვალოს (მაგ. ის გატეხილია) მაშინ ამის გაკეთება ნამდვილად ძნელია. თქვენ მაინც დაგჭირდებათ ბილიკის გაჭრა და რადგან ფეხები მოხრილი აქვს, შეიძლება რთული იყოს ელემენტის ამოღება დაფიდან.
• შეეცადეთ ააწყოთ ბილიკები მიკროსქემის შიგნიდან გარედან, ან ერთი მხრიდან მეორეზე. შეეცადეთ თავიდან აიცილოთ სიტუაცია, როდესაც თქვენ გჭირდებათ ბილიკის შექმნა, მაგრამ გარშემო სხვა გზები უკვე შექმნილია. შეიძლება ძნელი იყოს გეზის მავთულის დაჭერა.
• არ გაჭრათ ბილიკი საბოლოო სიგრძემდე/ფორმამდე შედუღებამდე. აიღეთ უფრო გრძელი ბილიკი, ჩამოაყალიბეთ იგი, გამოიყენეთ ლენტი, რომ გეჭიროთ ბილიკი ბორტზე პოზიციაში, შეაერთეთ და ბოლოს გაჭერით სასურველი წერტილი (შეამოწმეთ ფოტოები).

ნაბიჯი 4: ელემენტების განთავსება - მთავარი ამოცანა

თქვენ უბრალოდ უნდა დაიცვათ სქემა და მოათავსოთ ელემენტი სათითაოდ, გაჭერით ზედმეტი ფეხები, შეაერთეთ იგი დაფაზე რაც შეიძლება ახლოს, ჩამოაყალიბეთ ბილიკი-მავთული, შეაერთეთ და გაჭერით. გაიმეორეთ სხვა ელემენტით.

რჩევა:

თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ ფოტოებზე, თუ როგორ მოვათავსე ყველა ელემენტი. შეეცადეთ უბრალოდ დაიცვათ მოცემული სქემა. ზოგიერთ რთულ სქემაში, რომელიც ეხება მაღალ სიხშირეებს და ა. მაგრამ ჩვენს პროექტში ჩვენ უბრალოდ არ გვაინტერესებს ეს საქმე. ამიტომაც დავამატე ინდუქტორი პირდაპირ MC34063 ჩიპის თავზე და მე არ მაინტერესებს არანაირი ინტერვენცია

ნაბიჯი 5: დაფის მოჭრა

თქვენ უნდა იცოდეთ ადრე, რომ PCB დაფები მართლაც რთულია და ამის გამო ძნელია მოჭრა. პირველად შევეცადე გამომეყენებინა მბრუნავი ინსტრუმენტი (ფოტო). ჭრის ხაზი ძალიან გლუვია, მაგრამ მის მოჭრას ძალიან დიდი დრო დასჭირდა. მე გადავწყვიტე გადავიდე ჩვეულებრივ ხერხემალში ლითონის დასაჭრელად და ჩემთვის ის ნორმალურად მუშაობდა.

Რჩევები:

• გაჭერით დაფა ყველა ელემენტის შედუღებამდე. პირველ რიგში მოათავსეთ ყველა ელემენტი (შედუღების გარეშე), მონიშნეთ ჭრის წერტილები, ამოიღეთ ყველა ელემენტი, გაჭერით დაფა და შემდეგ დააბრუნეთ ელემენტები უკან და შეაერთეთ ისინი. დროს ჭრის თქვენ უნდა იზრუნოს უკვე soldered ელემენტები.
• მე მირჩევნია ხერხის გამოყენება მბრუნავი ხელსაწყოს ნაცვლად, მაგრამ ეს ალბათ ინდივიდუალურია.

ნაბიჯი 6: ჩამოყალიბება

ჭრის შემდეგ, მე გამოვიყენე ფაილი კიდეების გასასწორებლად და კუთხეების გასამრგვალებლად.

დაფის საბოლოო ზომა იყო 2.5 სმ სიგრძე, 2 სმ სიგანე და 1.5 სმ სიმაღლე.

პროექტი უხეში ფორმით დასრულებულია. ტესტირების დროა…

ნაბიჯი 7: ტესტირების ოპერაცია

მე დავამატე დაფა LED ზოლზე (12 LED), რომელსაც სჭირდება 12V კვების წყარო. მე დავაყენე 5V შეყვანა (გამოყოფილია USB პორტით) და რეგულირებული რეზისტორის გამოყენებით დავაყენე 12V გამომავალი. მუშაობს იდეალურად. შედარებით მაღალი დენის გამო, MC34063 ჩიპი თბებოდა. დავტოვე წრე LED ზოლით რამდენიმე წუთის განმავლობაში და ის სტაბილური იყო.

ნაბიჯი 8: საბოლოო შედეგი

მე დიდ წარმატებად მივიჩნევ, რომ ასეთ მცირე SMPS- ს შეუძლია გააძლიეროს ამგვარი ნახაზის მსგავსი 12 ები.