Dar vienas mažiausias reguliuojamas stiprinimo SMPS (be SMD): 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Visas projekto pavadinimas:

Dar vienas mažiausias pasaulyje reguliuojamas padidinimo DC į nuolatinės srovės keitiklio režimo maitinimo šaltinis, naudojant THT (per skylių technologiją) ir be SMD (ant paviršiaus montuojamas įrenginys)

Gerai, gerai, tu mane supratai. Galbūt jis nėra mažesnis už tą, kurį sukūrė „Murata Manufacturing Company“, bet tikrai tai, ką galite pasigaminti patys namuose, naudodami paprastai prieinamus elementus ir įrankius.

Mano idėja buvo sukurti kompaktišką jungiklio režimo maitinimo šaltinį savo mažiems mikrovaldiklių projektams.

Šis projektas taip pat yra savotiška pamoka, kaip sukurti takus ant PCB naudojant kietą laidą, o ne tiesti kelius su lituokliu.

Padarykime tai!

1 žingsnis: dizainas

Galite rasti daug kišeninio dydžio maitinimo šaltinių pagal užsakymą, tačiau dauguma jų, mano manymu, turėjo 2 didžiausius trūkumus:

• Jie yra linijiniai maitinimo šaltiniai, tai reiškia, kad jie nėra labai efektyvūs,
• Jie arba nereglamentuojami, arba reguliuojami etapais

Mano pakopinis keitiklis yra jungiklio režimo maitinimo šaltinis su sklandžiai reguliuojama išėjimo įtampa (per reguliuojamą rezistorių). Jei norite skaityti daugiau, svetainėje microchip.com yra puikus dokumentas, kuriame aprašomos skirtingos SMPS naudojimo architektūros, privalumai ir trūkumai.

Kaip pagrindinį jungiklio režimo maitinimo šaltinio IC mikroschemą pasirinkau labai populiarų ir dažniausiai prieinamą lustą MC34063. Jis gali būti naudojamas žemyn (buck), pakeliamam (padidinimui) keitikliui arba įtampos keitikliui sukurti, tiesiog pridedant keletą išorinių elementų. Labai gražų paaiškinimą, kaip sukurti SMPS naudojant MC34063, Dave'as Jonesas pateikė savo „YouTube“vaizdo įraše. Aš primygtinai rekomenduoju jums tai pamatyti ir sekti kiekvieno elemento reikšmių skaičiavimus.

Jei nenorite to daryti rankiniu būdu, galite naudoti internetinę MC34063 skaičiuoklę, kad atitiktų jūsų poreikius. Šį galite naudoti Madis Kaal arba tas, kuris skirtas aukštesnėms įtampoms changpuak.ch.

Aš pasirinkau elementus, kurie tik grubiai laikosi skaičiavimų:

Aš pasirinkau didžiausius kondensatorius, kurie gali tilpti į plokštę. Įvesties ir išvesties kondensatoriai yra 220µF 16V. I Jums reikia didesnės išėjimo įtampos arba didesnės įėjimo įtampos, pasirinkite tinkamus kondensatorius

• Induktorius L: 100µH, tai buvo vienintelis, kurį gavau su paties lusto dydžiu.
• Vietoj kai kurių Shotky diodų naudojau diodą 1N4001 (1A, 50V). Šio diodo perjungimo dažnis yra 15 kHz, kuris yra mažesnis už mano naudojamą perjungimo dažnį, tačiau kažkaip visa grandinė veikia puikiai.
• Perjungimo kondensatorius Ct: 1nF (jis suteikia perjungimo dažnį ~ 26 kHz)
• Srovės apsaugos rezistorius Rsc: 0,22Ω
• Kintamas rezistorius, reiškiantis pasipriešinimo santykį R2 iki R1: 20kΩ

PATARIMAI

• Pasirinkite perjungimo dažnį (pasirinkdami tinkamą perjungimo kondensatorių) savo diodų diapazone (pasirinkdami Shotky diodą, o ne bendrosios paskirties).
• Pasirinkite kondensatorius, turinčius didesnę maksimalią įtampą, nei norite pateikti kaip įvestį (įvesties kondensatorių) arba įeiti į išėjimą (išėjimo kondensatorius). Pvz. 16 V kondensatorius įėjime (su didesne talpa) ir 50 V kondensatorius išėjime (su mažesne talpa), tačiau abu yra vienodo dydžio.

2 žingsnis: medžiagos ir įrankiai

Naudotos medžiagos, tačiau tikslios vertės labai priklauso nuo jūsų poreikių:

• Lustas MC34063 („Amazon“)
• Perjungimo kondensatorius: 1 nF
• Įvesties kondensatorius: 16V, 220µF
• Išėjimo kondensatorius: 16V, 220µF (rekomenduoju 50V, 4,7µF)
• Greito perjungimo diodas: 1N4001 (kai kurie Shotky diodai yra daug greitesni)
• Rezistorius: 180Ω (savavališka vertė)
• Rezistorius: 0,22Ω
• Kintamas rezistorius: 0-20kΩ, bet galite naudoti 0-50kΩ
• Induktorius: 100µH
• PCB plokštės prototipas (BangGood.com)
• Kai kurie trumpi kabeliai

Reikalingi įrankiai:

• Litavimo stotis (ir aplink ją esančios komunalinės paslaugos: lydmetalio viela, derva, jei reikia, kažkas antgalio valymui ir kt.)
• Replės, įstrižainės replės/šoniniai pjaustytuvai
• Pjūklas arba sukamasis įrankis pjaustyti lentą
• Failas
• Lipni juosta (taip, kaip įrankis, o ne kaip medžiaga)
• Tu

3 žingsnis: elementų įdėjimas - pradžia

Aš praleidžiu daug laiko, kad sutvarkyčiau elementus lentoje tokia konfigūracija, todėl ji užima kuo mažiau vietos. Po daugelio bandymų ir nesėkmių šis projektas pristato tai, kuo baigiausi. Šiuo metu manau, kad tai yra optimaliausias elementų išdėstymas naudojant tik 1 lentos pusę.

Aš galvojau dėti elementus iš abiejų pusių, bet tada:

• litavimas būtų tikrai sudėtingas
• Tiesą sakant, jis neužima mažiau vietos
• SMPS būtų tam tikros netaisyklingos formos, todėl montuojant jį į pvz. pelkę ar 9 V bateriją labai sunku pasiekti

Norėdami sujungti mazgus, panaudojau plikos vielos naudojimo metodą, sulenkiau jį pagal numatytą kelio formą ir tada lituokliu prie plokštės. Man labiau patinka ši technika, o ne lydmetalis, nes:

• Naudojant lydmetalį „sujungti taškus“ant PCB, manau, kad tai beprotiška ir kažkaip netinkama. Šiuo metu litavimo vieloje yra dervos, kuri naudojama lydmetaliui ir paviršiui dezoksiduoti. Tačiau naudojant lydmetalį kaip kelio tiesimo priemonę, derva išgaruoja ir kai kurios oksiduotos dalys lieka atviros, o tai, mano nuomone, nėra tokia gera pačiai grandinei.
• Naudojant PCB, beveik neįmanoma susieti 2 „taškų“su lituokliu. Lydmetalis prilimpa prie „taškų“, nesudarydamas numatyto ryšio tarp jų. Jei naudojate PCB, kur „taškeliai“yra pagaminti iš vario ir yra labai arti vienas kito, atrodo lengviau užmegzti ryšius.
• Naudojant lydmetalį takams kurti, sunaudojama tik… daug. Naudoti laidą yra tik mažiau „brangu“.
• Klaidos atveju gali būti labai sunku pašalinti seną lydmetalio kelią ir pakeisti jį nauju. Naudoti vielinį kelią yra gana daug lengviau.
• Naudojant laidus, ryšys yra daug patikimesnis.

Trūkumas yra tas, kad vielai suformuoti ir lituoti reikia daugiau laiko. Bet jei įgyji patirties, tai nėra sudėtinga užduotis. Bent jau aš tiesiog pripratau.

Patarimai

• Pagrindinė elementų išdėstymo taisyklė - perpjauti kojas kitoje lentos pusėje, kuo arčiau lentos. Tai mums padės vėliau, kai pastatysime laidą takams tiesti.
• Nenaudokite elemento kojų takams kurti. Paprastai tai yra gera idėja, tačiau jei padarote klaidą arba reikia pakeisti elementą (pvz., Jis sugedęs), tai padaryti tikrai sunku. Vis tiek turėsite nupjauti kelio vielą ir, nes kojos yra sulenktos, ištraukti elementą iš lentos gali būti sudėtinga.
• Pabandykite nutiesti takus iš grandinės vidaus į išorę arba iš vienos pusės į kitą. Stenkitės vengti situacijos, kai jums reikia sukurti kelią, tačiau kiti keliai aplink jau yra sukurti. Gali būti sunku laikyti kelio laidą.
• Prieš litavimą nepjaukite kelio vielos iki galutinio ilgio/formos. Paimkite ilgesnį kelio laidą, suformuokite jį, naudokite juostą, kad laikytumėte kelio vielą tokioje padėtyje ant lentos, lituokite ir galiausiai supjaustykite norimą tašką (patikrinkite nuotraukas).

4 žingsnis: elementų įdėjimas - pagrindinė užduotis

Jums tiesiog reikia sekti schemą ir įdėti elementą po vieną, supjaustant perteklines kojas, lituoti kuo arčiau lentos, suformuoti kelio laidą, lituoti ir pjauti. Pakartokite su kitu elementu.

Patarimas:

Nuotraukose galite patikrinti, kaip įdėjau kiekvieną elementą. Tiesiog pabandykite sekti pateiktą schemą. Kai kuriose sudėtingose grandinėse, susijusiose su aukštais dažniais ir tt, induktyvumo plokštės dedamos atskirai nuo plokštės dėl magnetinio lauko, kuris gali trukdyti kitiems elementams. Tačiau mūsų projekte mums tiesiog nerūpi ši byla. Štai kodėl aš įdėjau induktorių tiesiai ant MC34063 lusto ir man nerūpi jokie trukdžiai

5 žingsnis: lentos pjaustymas

Prieš tai turite žinoti, kad PCB plokštės yra tikrai kietos ir dėl to jas sunku pjaustyti. Pirmiausia bandžiau naudoti sukamąjį įrankį (nuotrauka). Pjovimo linija yra labai lygi, tačiau ją nupjauti prireikė labai daug laiko. Aš nusprendžiau pereiti prie įprasto pjūklo, kad galėčiau pjaustyti metalą, ir man jis veikė paprastai gerai.

Patarimai:

• Prieš lituodami visus elementus, nupjaukite lentą. Pirmiausia įdėkite visus elementus (be litavimo), pažymėkite pjovimo taškus, pašalinkite visus elementus, supjaustykite lentą, tada sudėkite elementus atgal ir lituokite. Pjovimo metu turite pasirūpinti jau lituotais elementais.
• Aš norėčiau vietoj sukamojo įrankio naudoti pjūklą, tačiau tai tikriausiai yra individualus dalykas.

6 žingsnis: formavimas

Po pjovimo aš naudoju dildę, kad išlyginčiau kraštus ir suapvalinčiau kampus.

Galutinis lentos dydis buvo 2,5 cm ilgio, 2 cm pločio ir 1,5 cm aukščio.

Projektas grubia forma yra baigtas. Laikas bandymams…

7 žingsnis: veikimo bandymas

Aš prijungiau plokštę prie LED juostos (12 šviesos diodų), kuriai reikia 12 V maitinimo šaltinio. I Nustatykite 5V įvestį (prieinama per USB prievadą) ir naudojant reguliuojamą rezistorių nustatiau 12V išėjimą. Puikiai veikia. Dėl palyginti didelės srovės, MC34063 lustas sušilo. Aš keletą minučių palikau grandinę su įjungta LED juostele ir ji buvo stabili.

8 žingsnis: galutinis rezultatas

Manau, kad didelė sėkmė, kad toks mažas SMPS gali įjungti tokį srovės traukimo dalyką kaip 12 šviesos diodų.