Edhe një SMPS tjetër më e vogël e rregulluar (Jo SMD): 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Emri i plotë i projektit:

Një tjetër furnizim më i vogël i rregulluar në botë i furnizimit me energji të modalitetit të konvertuesit DC në DC duke përdorur THT (përmes teknologjisë së vrimave) dhe asnjë SMD (pajisje të montuar në sipërfaqe)

Mirë, mirë, më kuptove. Ndoshta nuk është më e vogël se kjo e krijuar nga kompania Prodhuese Murata, por padyshim diçka që mund ta ndërtoni vetë në shtëpi duke përdorur elementë dhe mjete të arritshme zakonisht.

Ideja ime ishte të krijoja një furnizim me energji të modalitetit kompakt për projektet e mia të vogla të bazuara në mikrokontrollues.

Ky projekt është gjithashtu një lloj mësimi se si të krijoni shtigje në një PCB duke përdorur tela të fortë në vend që të ndërtoni shtigje me një saldim.

Le ta bejme!

Hapi 1: Dizajni

Mund të gjeni shumë modele të personalizuara të furnizimit me energji xhepi, por shumica prej tyre i gjeta kishin 2 disavantazhe më të mëdha:

• Ato janë furnizime lineare të energjisë, që do të thotë se nuk janë shumë efikase,
• Ato ose nuk rregullohen ose rregullohen me hapa

Konvertuesi im i rritjes është një furnizim me energji kalimi me një tension dalës të rregulluar të qetë (përmes rezistencës së rregulluar). Nëse dëshironi të lexoni më shumë, ekziston një dokument i shkëlqyeshëm në microchip.com i cili shpjegon arkitektura të ndryshme, të mirat dhe të këqijat e përdorimit të SMPS -ve.

Si një çip bazë IC për furnizimin me energji në modalitetin e ndërrimit zgjodha çipin shumë të popullarizuar dhe zakonisht të disponueshëm MC34063. Mund të përdoret për të ndërtuar konvertuesin step-down (buck), step-up (boost) ose inverter tensioni vetëm duke shtuar disa elementë të jashtëm. Shpjegimi shumë i bukur se si të dizajnoni SMPS duke përdorur MC34063 është bërë nga Dave Jones në videon e Tij në YouTube. Unë ju rekomandoj me forcë ta shikoni atë dhe të ndiqni llogaritjet për vlerat e çdo elementi.

Nëse nuk doni ta bëni me dorë, mund të përdorni kalkulatorin online për MC34063 për t'iu përshtatur nevojave tuaja. Ju mund ta përdorni këtë nga Madis Kaal ose atë të krijuar për tensione më të larta në changpuak.ch.

Zgjodha elementë vetëm duke iu përmbajtur përafërsisht llogaritjeve:

Zgjodha kondensatorët më të mëdhenj që mund të futen në tabelë. Kondensatorët hyrës dhe dalës janë 220μF 16V. I Keni nevojë për tension më të lartë dalës ose keni nevojë për tension më të lartë hyrës, zgjidhni kondensatorët të cilët përshtaten

• Induktori L: 100µH, ky ishte i vetmi që mora me madhësinë e vetë çipit.
• Kam përdorur diodën 1N4001 (1A, 50V) në vend të disa diodave Shotky. Frekuenca e ndërrimit të kësaj diode është 15kHz e cila është më pak se frekuenca ime e ndërrimit që kam përdorur, por disi i gjithë qarku funksionon mirë.
• Kondensatori ndërrues Ct: 1nF (jep frekuencë kalimi ~ 26kHz)
• Rezistenca e mbrojtjes aktuale Rsc: 0.22Ω
• Rezistencë e ndryshueshme e cila paraqet raportin e rezistencës R2 në R1: 20kΩ

TIps

• Zgjidhni frekuencën e ndërrimit (duke zgjedhur kondensatorin e duhur të ndërrimit) në një gamë të diodës suaj (duke zgjedhur diodën e Shotky në vend të një qëllimi të përgjithshëm).
• Zgjedhni kondensatorët me më shumë tension sesa dëshironi të jepni si hyrje (kondensator hyrës) ose futeni në dalje (kondensator dalës). P.sh. Kondensator 16V në hyrje (me kapacitet më të lartë) dhe kondensator 50V në dalje (me më pak kapacitet), por të dy relativisht të njëjtën madhësi.

Hapi 2: Materialet dhe Mjetet

Materialet që kam përdorur, por vlerat e sakta varen nga nevojat tuaja:

• Çipi MC34063 (Amazon)
• Kondensatori ndërrues: 1nF
• Kondensatori hyrës: 16V, 220µF
• Kondensator dalës: 16V, 220µF (rekomandoj 50V, 4.7µF)
• Diodë kalimi e shpejtë: 1N4001 (Disa dioda Shotky janë shumë më të shpejta)
• Rezistenca: 180Ω (vlera arbitrare)
• Rezistenca: 0.22Ω
• Rezistencë e ndryshueshme: 0-20kΩ, por mund të përdorni 0-50kΩ
• Induktori: 100µH
• Prototip bordi PCB (BangGood.com)
• Disa kabllo të shkurtër

Mjetet e nevojshme:

• Stacioni i saldimit (dhe shërbimet përreth tij: tela lidhës, rrëshirë nëse është e nevojshme, diçka për të pastruar një majë, etj …)
• Pincë, pincë diagonale/prerës anësorë
• Sharrë ose mjet rrotullues për të prerë tabelën
• Skedar
• Shirit ngjitës (po, si mjet, jo si material)
• Ju

Hapi 3: Vendosja e Elementeve - Fillimi

Unë kaloj shumë kohë për të organizuar elementë në tabelë në një konfigurim të tillë, kështu që zë sa më pak hapësirë të jetë e mundur. Pas shumë përpjekjeve dhe dështimeve, ky projekt paraqet atë me të cilën përfundova. Në këtë moment, mendoj se ky është vendosja më optimale e elementeve duke përdorur vetëm 1 anë të tabelës.

Po mendoja të vendosja elementë në të dyja anët, por pastaj:

• bashkimi do të ishte vërtet i komplikuar
• Në fakt nuk zë më pak hapësirë
• SMPS do të kishte një formë të parregullt, duke e bërë montimin e tij në p.sh. një moçal ose një bateri 9V shumë e vështirë për t'u arritur

Për të lidhur nyjet kam përdorur një teknikë të përdorimit të një teli të zhveshur, përkulni atë në një formë të pritshme të një shtegu dhe pastaj e lidhni atë në tabelë. Unë preferoj këtë teknikë në vend që të përdor një saldim, për shkak të:

• Përdorimi i saldimit për të "lidhur pikat" në një PCB e konsideroj të çmendur dhe disi të papërshtatshme. Në ditët e sotme teli i saldimit përmban një rrëshirë e cila përdoret për të deoksiduar saldimin dhe sipërfaqen. Por përdorimi i saldimit si një ndërtues shtegu, bën që rrëshira të avullojë dhe të lërë të ekspozuara disa pjesë të oksiduara, të cilat unë i konsideroj jo aq të mira për vetë qarkun.
• Në PCB që kam përdorur, lidhja e 2 "pikave" me një saldim është pothuajse pothuajse e pamundur. Solder ngjitet në "pika" pa bërë një lidhje të synuar midis tyre. Nëse përdorni PCB ku "pikat" janë bërë prej bakri dhe ato janë shumë afër njëra -tjetrës, atëherë duket më e lehtë të krijoni një lidhje.
• Përdorimi i saldimit për të krijuar shtigje përdor vetëm … për të lidhur shumë. Përdorimi i një teli është vetëm më pak "i shtrenjtë".
• Në rast të një gabimi, mund të jetë vërtet e vështirë të hiqni shtegun e vjetër të saldimit dhe ta zëvendësoni atë me një të re. Përdorimi i telave është një detyrë relativisht shumë më e lehtë.
• Përdorimi i telave bën lidhje shumë më të besueshme.

Disavantazhi është se kërkon më shumë kohë për të formuar tela dhe për ta lidhur atë. Por nëse merrni një përvojë, nuk është më detyrë e vështirë. Të paktën sapo e mësova.

Këshilla

• Rregulli kryesor për vendosjen e elementeve është prerja e këmbëve të tepërta në anën tjetër të tabelës, sa më afër tabelës. Do të na ndihmojë më vonë kur do të vendosim tela për të ndërtuar shtigje.
• Mos përdorni këmbët e elementit për të krijuar shtigje. Në përgjithësi është një ide e mirë për ta bërë atë, por nëse bëni një gabim, ose elementi juaj duhet të zëvendësohet (p.sh. është i prishur), atëherë është vërtet e vështirë ta bësh atë. Gjithsesi do t'ju duhet të prishni tela-shteg dhe për shkak se këmbët janë të përkulura, mund të jetë sfiduese të nxirrni elementin nga tabela.
• Mundohuni të ndërtoni shtigje nga brenda qarkut në pjesën e jashtme, ose nga njëra anë në tjetrën. Mundohuni të shmangni situatën, kur Ju duhet të krijoni një shteg, por shtigjet e tjera përreth janë krijuar tashmë. Mund të jetë e vështirë të mbash tela-shteg.
• Mos e prisni tela-shtegun në gjatësinë/formën përfundimtare para saldimit. Merrni tela më të gjatë, formojeni atë, përdorni një kasetë për të mbajtur tela-shtegun në një pozicion në tabelë, ngjiteni atë dhe më në fund prejeni atë në një pika e dëshiruar (kontrolloni fotot).

Hapi 4: Vendosja e Elementeve - Detyra Kryesore

Thjesht duhet të ndiqni skemën dhe të vendosni elementin një nga një, duke prerë këmbët e tepërta, ngjiteni atë sa më pranë tabelës, të formoni tela-shteg, ta lidhni dhe prerë. Përsëriteni me një element tjetër.

Këshillë:

Ju mund të kontrolloni në një fotografi se si kam vendosur çdo element. Mundohuni vetëm të ndiqni skemën e dhënë. Në disa qarqe komplekse që merren me frekuenca të larta etj., Induktorët vendosen të ndarë në tabelë për shkak të fushës magnetike e cila mund të ndërhyjë me elementë të tjerë. Por në projektin tonë thjesht nuk na intereson ky rast. Kjo është arsyeja pse unë vendosa induktorin direkt në majë të çipit MC34063 dhe nuk më intereson ndonjë ndërhyrje

Hapi 5: Prerja e bordit

Ju duhet të dini më parë, se bordet e PCB janë vërtet të vështira dhe për shkak të kësaj është e vështirë të priten. Unë u përpoqa së pari të përdor një mjet rrotullues (foto). Linja e prerjes është shumë e qetë, por u desh shumë kohë për ta prerë atë. Vendosa të kaloja në një sharrë të zakonshme për të prerë metal dhe për mua ishte duke punuar në përgjithësi në rregull.

Këshilla:

• Pritini tabelën para se të bashkoni të gjithë elementët. Së pari vendosni të gjithë elementët (pa bashkim), shënoni pikat e prerjes, hiqni të gjithë elementët, prerë tabelën dhe pastaj vendosni elementët përsëri dhe lidhini ato. Gjatë prerjes Ju duhet të kujdeseni për elementët e bashkuar tashmë.
• Unë do të preferoja të përdor sharrën në vend të mjetit rrotullues, por kjo ndoshta është një gjë individuale.

Hapi 6: Formësimi

Pas prerjes, unë përdor një skedar për të zbutur skajet dhe rrumbullakuar qoshet.

Madhësia përfundimtare e tabelës ishte 2.5cm gjatësi, 2cm gjerësi dhe 1.5cm lartësi.

Projekti në formën e tij të përafërt është bërë. Koha për testimin…

Hapi 7: Testimi i funksionimit

Unë e lidha bordin në një shirit LED (12 LED) i cili ka nevojë për furnizim me energji 12V. I Vendos hyrjen 5V (e ndarë nga porta USB) dhe duke përdorur rezistencë të rregulluar, vendosa daljen 12V. Punon në mënyrë perfekte. Për shkak të rrymës relativisht të lartë të tërhequr, çipi MC34063 po ngrohej. E lashë qarkun me shirit LED të ndezur për disa minuta dhe ishte i qëndrueshëm.

Hapi 8: Rezultati Përfundimtar

Unë e konsideroj si një sukses të madh që një SMPS kaq e vogël mund të fuqizojë këtë lloj tërheqjeje aktuale si 12 LED.