Конвертер я купил ещё летом, но до изготовления обвязки к нему руки дошли только сейчас.
Под катом — много фотографий и небольшая лабораторная работа на готовом изделии.
У каждого радиолюбителя рано или поздно наступает момент, когда питания от батареек или USB-порта становится недостаточно, и тогда он собирает себе блок питания. Сначала — нечто подобное на основе трансформатора ТВК-110:
Проблемы начинаются тогда, когда оказывается, что блок питания по линейной схеме превращается в калорифер, а на сборку импульсного источника не хватает опыта/навыков/денег/приборов для его наладки.
В настоящее время широко доступны импульсные DC/DC преобразователи в модульном исполнении для монтажа на панель. Они довольно компактны:
и выпускаются на широкий диапазон выходных напряжений и токов:
Я остановил свой выбор на модуле, способном выдать до 30 вольт на токе до 5 ампер.
Модуль приехал в компактной коробочке из прозрачного пластика. Таможенникам что-то там не понравилось и они её вскрыли.
Из модуля торчит 4-контактная клеммная колодка, несколько электролитических конденсаторов и небольшой ребристый радиатор.
Конструкция этого бутерброда разборки с последующей сборкой не предусматривает, но существование версии с отдельной силовой частью сильно упрощает изучение.
Отпаяв двухрядную гребёнку на 8 контактов, мы увидим следующую картину:
— сдвоенный операционный усилитель MCP6002
— 32-битный микроконтроллер STM32F100C8 на ядре Cortex-M3
Что внутри у микроконтроллера в корпусе LQFP48
— стабилизатор напряжения MD7133
— прецизионный операционный усилитель SGM8581
— интегральный стабилизатор напряжения LM1117
— ШИМ контроллер в корпусе SOIC-16 с внутрифирменной маркировкой
— кнопки, энкодер и прочее.
На плате управления удалось опознать микросхему DC/DC конвертера XL7005A с входным напряжением до 80 вольт и рабочей частотой 150 кГц. При этом максимально допустимое на входе модуля напряжение ограничено уровнем в 40 вольт — судя по всему, цепями питания платы управления.
Как работает Step-Down преобразователь напряжения?
В общем — достаточно просто.
Пока силовой ключ открыт, ток протекает через нагрузку преобразователя и включенную последовательно с ней катушку индуктивности, попутно запасая энергию в её магнитном поле.
Когда силовой ключ закрывается, гаснущее магнитное поле создаёт в катушке индуктивности ЭДС самоиндукции, поддерживающее ток через нагрузку, пока не откроется силовой ключ.
Так как силовой ключ почти всё время работы устройства находится либо в полностью открытом или полностью закрытом состоянии, а нагревается только в кратковременных переходных, то он не требует массивного радиатора для отвода избыточного тепла(в отличие от линейного регулятора), что подтверждается данной парой снимков с тепловизора:
Всё выглядит довольно просто, пока дело не дошло до практической реализации, когда нужно получить не просто как-то работающий преобразователь, а устройство с заданными параметрами. Покупка готового модуля, собранного и налаженного в заводских условиях, позволяет обойти сложности данного этапа.
На этом закончим с теорией и приступим к вивисекции;)
Модули эти в наше время не редкость, иуже существуют файлы с моделями корпуса для их установки, которые можно распечатать на 3D принтере, но, на мой взгляд, это не наш метод — корпус блока питания должен быть металлическим, чтобы служить экраном от побочных наводок.
Мне достался вот такой прибор. Некомплектный, так что толку от него всё равно не было.
Поэтому убираем из корпуса всё лишнее…
Отрываем родную фальшпанель, делаем новую из листа сплава АМг. И вырезаем необходимые отверстия в панели корпуса под ней.
Первые признаки жизни устройства. Пока что они ограничиваются просто работой лампочки в выключателе подсветки, выломанном из старого электрочайника;)
Нажимаем кнопку SET и попадаем в меню настроек.
Перемещение между пунктами меню выполняется кнопками «V/up» и «A/down», выбор нужного разряда многозначной величины — коротким нажатием на ручку энкодера, изменение величины — вращением ручки, блокировка управления — длинным нажатием на ручку энкодера. Описание управления выглядит громоздким, но на деле легко и быстро запоминается.
А теперь — небольшая лабораторная работа(я же обещал ВАХ в самом начале?)
Ставим ограничение выходного тока 10 мА и активность выхода на старте, выключаем блок. При этом экран конвертера будет светиться до тех пор, пока фильтрующие конденсаторы выпрямителя (из расчёта 2000 мкФ на 1А выходного тока) не разрядятся примерно до напряжения 7В.
Подключаем к выходу блока светодиод, включаем блок(если наоборот — светодиод сгорит. Такая вот специфика импульсных источников питания) и видим работу в режиме СС (Constant Current).
Забьём эти цифры во что-нибудь Excel-подобное и построим по ним график.
Примечание: светодиод, обозначенный на графике как синий, излучает свет, видимый глазом как белый. На самом деле кристаллы таких светодиодов излучают в синем или ультрафиолетовом участках спектрального диапазона, но часть света поглощается нанесённым на кристалл люминофором…
PPS. Да, я в курсе, что фальшпанель выглядит не очень. Это сугубо временное решение до конца отпуска. Будет и краска, и отвердитель ДГУ для неё, и электропечь для горячей сушки деталей. Но — после отпуска.
Статья взята с сайта: mysku.ru
Купить DC-DC преобразователь DPS3005 за $22
Задать вопрос или оставить комментарий: