РазноеАдаптер 12 вольт на 5 вольт – Паяем «умный» автомобильный БП на 5v с USB-зарядкой и автоматическим включением/выключением

Адаптер 12 вольт на 5 вольт – Паяем «умный» автомобильный БП на 5v с USB-зарядкой и автоматическим включением/выключением

12 Вольт 5 Ампер блок питания китайского производства + мой личный рецепт 🙂

Сегодня не просто обзор блока питания, а обзор двух блоков питания, один из которых полностью самодельный 🙂

Кому интересно, прошу под кат.

Изначально блок питания мне нужен был для питания кучи мелких зарядных устройств. Был заказан недорогой Бп в формфакторе ноутбучного, думаю такие БП многие видели и знают.

Но что реально скрывается у них внутри, знает не так много людей, потому расскажу и покажу подробнее.

Пришел блок питания замотанный в пакет. Так же в комплекте дали переходник, правда я так и не понял сакрального смысла данного переходника.

Но дали и дали, в хозяйстве пригодится, вдруг в следующий раз забудут дать, когда будет надо.

В комплекте был собственно блок питания, кабель питания к нему и вышеуказанный переходник. Собственно к внешнему виду блока питания претензий нет, блок как блок.

На выходном кабеле так же нет ферритового фильтра, вернее на вид он есть, только в нем ничего нет, только пластмасса.

Подаем питание на БП.

Выходное напряжение завышено, 12.54 Вольта вместо 12, хотя в среднестатистические 5% вполне вписывается, но впритирку.

Кабель питания дали весьма необычный, без заземляющего контакта.

Мне как то раньше такие кабели не попадались, хотя я знал, что они есть.

Кабель при этом на вид не такой толстый как обычный компьютерный, хотя и круглый, эдакий вариант ПВС-а.
Сначала я хотел кабель порезать и посмотреть, что у него внутри. Но потом подумал, а смысл?

В итоге я просто взял и измерил сопротивление кабеля.

Прибор показал 1.589 Ома, с учетом переходного сопротивления контактов можно округлить до 1.58 Ома.

Длина кабеля около 1.08м, соответственно в обе стороны это даст 2.16м.

Воспользовавшись несложным расчетом я получил сопротивление 0,73 Ома на метр.

Дальше посмотрев в таблицу я узнал соответствующее сечение кабеля, оно составило внушительные 0.024мм/кв.

Хорошо, что кабель вещь легко заменяемая.

После этого я решил все таки посмотреть, что у него внутри.

Не то, что бы я не знал, как устроены БП. Но разбирать всякие вещи мне просто нравится 🙂

Открываются такие блоки питания очень легко. В щель между половинками корпуса вставляется лезвие ножа и постукивая небольшим молотком разрушается место склеивания половинок.

В общем тяжело и непонятно только первый раз, дальше это делается чуть сложнее чем выкрутить винты отверткой, плохо только то, что обратно собрать можно только с помощью клея.

В первую очередь бросается в глаза отсутствие фильтра питания, он даже не задуман здесь.

Но при этом есть и плюсы, выходные конденсаторы поставили 1000х25, а не 470х16 как это бывает.

В общем в среднем ничего не изменилось, улучшится работа, но увеличатся помехи.

С обратной стороны платы маркировка D-32 в моем варианте против D-26 в похожем БП. Возможно мой БП выпущен позже и потому имеет другую версию платы.

Так же можно увидеть, что конденсатор снаббера перенесен на нижнюю сторону платы, я такого не встречал, обычно они стоят сверху и не в СМД исполнении.

Рулит блоком питания неизвестный мне контроллер 63D12. Силовой транзистор такой же, 4N60C Схема блока питания предыдущей версии, отличия от данного БП минимальны. Изменено расположение некоторых элементов, под оптроном сделан защитный прорез в плате, что еще раз наводит на подозрения о более новом варианте исполнения данного БП.

Но входной конденсатор так же не закреплен. Емкость мала для заявленной мощность в 60 Ватт.

Ну и естественно тестирование БП

Нагрузочные резисторы у меня по 10 Ом, что дает ток в 1.25 Ампера. резисторов три, соответственно я буду измерять характеристики до 3.75 Ампера.

Кроме того, я проводил измерения с подключением нагрузочных резисторов прямо к плате БП.

Итак.

Ток нагрузки 1.25 Ампера, напряжение на выходе 12.55 Вольта.

Попутно я снимал осциллограммы пульсаций на выходе БП, делитель щупа установлен на ослабление входного сигнала в 10 раз. Соответственно шкала 500мВ на деление.
Ток нагрузки 2.5 Ампера. Напряжение поднялось до 12.57 Вольта. Пульсации. Ток нагрузки 3.75 Ампера, выходное напряжение 12.58 Вольта, выходная мощность около 47 Ватт, т.е. 80% Пульсации при этом составили около 0.6 Вольта. Не помогли даже конденсаторы большей емкости 🙁 В конце я оставил БП работать под нагрузкой в 3.75 Ампера дальше и решил посмотреть, какие будут температуры. БП был открыт, лежал радиаторами вверх.

После 20 минут работы температура диодной сборки была 79 градусов, силового транзистора 77, трансформатора 76.

Выходное напряжение поднялось до 12.6 Вольта

На мой взгляд, многовато, максимум для этого БП 3-3.5 Ампера.

Резюме.

Плюсы

Он все таки работает 🙂

Конденсаторы на выходе установили на 25 Вольт, а не на 16, хотя их размещение около силового диода совсем не оптимально.

Для токов нагрузки 3-3.5 Ампера вполне может подойти, но на всякий случай я бы ограничил ток нагрузки в 2.5-3 Ампера (возможно я больший пессимист :)).

В схеме БП используется ШИМ-контроллер, а не встречающаяся часто схема с автогенератором.

Минусы

Нельзя использовать на 100% нагрузки.

Отсутствие входного помехоподавляющего фильтра.

Довольно большие пульсации на выходе.

Кабель никакой, менять сразу.

Элементы внутри БП не закреплены.

Мое мнение, пациент скорее жив, чем мертв. Т.е. использовать данный БП вполне можно, а если еще и ‘допилить’ его, заменив выходные конденсаторы на низкоимпедансные и увеличить емкость входного хотя бы до 68, а лучше до 100мкФ, то будет очень даже неплохо. Данный БП имеет потенциал для доработки, БП сопоставимой мощности, но с автогенератором я бы не рекомендовал ни в каком виде.

Подойдет для питания всяких некритичных нагрузок типа светодиодных лент и т.п.

На данном сайте много разных примеров печати интересных конструкций. но у меня как то все руки не доходят до 3D печати, а при этом тоже хочется показать что у меня — Тоже голос есть, я тоже петь хочу 🙂

В общем мой рецепт приготовления правильного блока питания .

Некоторое время назад, я сам делал блоки питания, потом стало невыгодно и я это дело забросил. Но иногда для своих нужд все таки делаю, благо платы остались и их не надо травить, а достаточно просто некоторые детали купить, а другие достать из ящика стола.

Собирал я блоки питания на известном ШИМ контроллере TOP24xY.

Этот контроллер отличается довольно хорошей надежностью (за насколько лет я спалил всего один контроллер при экспериментах) и простотой конструкции БП.

Собирать БП я буду почти по схеме из даташита.

Для сборки с использовал давно разработанную плату. Изначально она была сделана под блок питания на 12 Вольт и ток 3 Ампера. Рассчитана под установку двух вариантов радиаторов и двух типов входных конденсаторов. Список элементов я не даю, все они есть на схеме и подписаны в файле трассировки.

На рынке я купил только микросхему для него, остальные детали были уже в наличии, правда оптрон, регулируемый стабилитрон TL431, входной дроссель и Y1 конденсатор я выковырял из платы от старого монитора.

Глядя на эту фотографию подумал, чем не набор для самостоятельной сборки 🙂

Сначала установил на плату все лежачие компоненты. Лучше это сделать сразу, так как после установки габаритных деталей ставить мелкие неудобно. Установил габаритные компоненты. В качестве снаббера использован супрессор P6KE200A, я обычно не использую связку конденсатор + резистор.

Под трансформатором и силовыми диодами есть отверстия для улучшения циркуляции воздуха и лучшего охлаждения этих элементов.

Подготовил крепеж к радиатору и ШИМ контроллер.

Радиаторы я использую двух типов, для малой мощности это алюминиевые пластинки (эти радиаторы ставились в известных ЧБ телевизорах Электроника 23ТБ), для большей режу радиаторный профиль Ш-образной конструкции.

Данный контроллер умеет следить за понижением и повышением входного напряжения, а так же подключением внешних компонентов задавать ток защиты и частоту работы 66 или 133 КГц..

Данные функции я не использую, так как плата разрабатывалась еще под TOP22x, которая подобных вещей не умеет.

Но TOP24x можно легко перевести в режим работы с тремя выводами, для этого надо просто соединить четыре средних вывода, это будет эквивалент среднего вывода TOP22x.

Отличие будет только в частоте работы, TOP22x работает на 100КГц, а TOP24x на 133КГц (в данном включении).

В схеме указан TOP244, я применил TOP246, он в магазине был заметно дешевле (около 1.1доллара), по хорошему ему надо ограничивать ток защиты, но практика показала, что защита от КЗ отрабатывает отлично.

После этого я перешел к намотке трансформатора

Да, трансформатор можно купить готовый, как и блок питания. Но я держу дома запас разных сердечников и каркасов, что бы можно было в любой момент изготовить БП под любое необходимое мне напряжение.

В данном Бп использовался каркас с 8 выводами и сердечник Е25, одна половинка обычная, а вторая с укороченным центральным керном, для получения зазора (БП то обратноходовый, потому зазор необходим, без него работать не будет).

Расчет трансформатора я делал в программе PI Expert Suite 7.0.

Но иногда, для удобства намотки и лучшего заполнения каркаса я делаю больше витков, чем предлагает программа. но изменяю пропорционально количество витков всех обмоток.

Если не злоупотреблять, то все работает отлично.

Программа показала что мне надо 77 витков первичной обмотки, 9 вторичной и 8 для питания ОС контроллера.

Я немного изменил их и сделал 85 первичной, 10 вторичной и 9 для питания цепи ОС.

Намотал первичную обмотку, обмотка сделана в два слоя, для межобмоточной изоляции я использую специальную ленту, она производится с разной шириной, специально под разные размеры каркасов. После этого я намотал вторичную обмотку. Вообще строго говоря, более правильно было бы ее разместить между двумя слоями первичной, для улучшения связи, но практика показала, что на небольших мощностях проходит и вариант, когда обмотка расположена сверху первичной.

Мотал в два провода. Сначала зачистил концы, обвел их вокруг выводов каркаса, после этого намотал 10 витков.

Ну и в самую последнюю очередь обмотка питания цепи ОС (она же обмотка питания самого ШИМ контроллера), 9 витков.

Попутно намотал выходной помехоподавляющий дроссель.

Последний слой внешней изоляции обмоток, вывел концы первичной обмотки и обмотки питания цепи ОС. Главное теперь случайно их не перепутать. Расположение выводов обмоток соответственно картинке выше

Для них я использовать провод диаметром 0.3мм, для вторичной 0.63мм.

После зачистки выводов обмоток закрепляем их на выводах каркаса и пропаиваем. Половинки каркаса я склеиваю клеем (можно использовать секундный клей либо момент, БФ, непринципиально.

После этого, что бы сердечник не болтался, я обматываю его сначала узкой лентой, а после этого фиксирую всю конструкцию лентой той же ширины, что использовал для изоляции обмоток.

Это не даст рассоедениться половинкам даже если клей не будет держать, да и придает законченный вид трансформатору.

Вот так в итоге выглядит готовый трансформатор. Устанавливаем трансформатор и выходной дроссель. Предохранитель я пока не устанавливаю, позже будет понятно почему. Плата полностью спаяна, при пайке я использую припой диаметром 1мм с флюсом, дополнительно флюс в процессе не используется. Платы я заказывал на производстве сразу с лужением. При первом включении вместо предохранителя я припаиваю небольшую лампочку (15 Ватт), если БП собран без ошибок, то она либо не будет светиться вообще, либо будет еле еле накалена.

Напряжение сходу получилось то, под которое и рассчитывал, даже не потребовалось подстраивать, но возможность подстройки не помешает.

Как-то было обсуждение насчет пайки плат.

Я сделал пару фотографий как выглядит правильная пайка большинством припоев.

Остатки флюса я смыл при помощи ватки смоченной в ацетоне.

Общий вид

Один из участков поближе, если присмотреться, то видно даже мое отражение :))) БП я расчитвал на 15 Вольт и 1.5 Ампера. Ну и нагружать для теста буду соответственно на 1.5 ампера. Хотя данный БП даже в таком виде спокойно отдаст и 2 Ампера.

Выходных диодов на плате два, так как по хорошему диоды должны быть рассчитаны на тройной ток от расчетного выходного. Я установил диоды 31DQ10 (100 Вольт и 3 Ампера), так как расчетный ток был 1.5х3=4.5 Ампера.

Кстати, мне уже как то попадались поддельные диоды с таким наименованием, отличаются повышенным нагревом, будьте бдительны.

Попутно я снял осциллограмму пульсаций на выходе БП под этой нагрузкой. Делитель щупа стоит в режиме 1:1. После проверки БП под нагрузкой я подпаиваю входной и выходной кабели, для моего применения кабели будут короткие и без разъемов.

Так же сразу одеваю ‘хвостики’ (лучше перед пайкой), и дополнительно закрепляю кабели стяжками от вытягивания кабеля из корпуса.

Безопасности много не бывает, лучше перестраховаться.

После впаивания кабелей покрываю плату защитным лаком Пластик-70. Есть более крепкий лак — Уретан, но я его не использую, так как он дает слишком крепкое покрытие. Так выглядит полностью собранная плата, подготовлена к установке в корпус. Вид снизу. Я почти не использовал СМД компоненты, только конденсаторы параллельно выходным электролитам. Использован корпус Z-34B, т.е. высокий вариант этого корпуса, плата трассировалась именно под него, потому для установки надо прорезать 2 выреза под кабели, сделать одно отверстие под светодиод. после этого закрепить плату в корпусе при помощи четырех небольших шурупов (лучше предварительно просверлить отверстия диаметром 1.5мм в стойках корпуса). Последний этап, рассверливаются отверстия в нижней части корпуса и половинки скручиваются вместе.

Все, БП готов.

Как говорят на канале дискавери — теперь вы знаете как это сделано, ну или как это должно быть сделано.

Ну и конечно архив со схемой, трассировкой и даташитом.

Если есть вопросы, спрашивайте, с удовольствием отвечу.

3dtoday.ru

DC-DC конвертер 12В — 5В 3А 15Вт

Всем привет! Это не обзор, а так сказать, мини-тест DC-DC конвертера 12В — 5В 3А. Подобный преобразователь напряжения уже рассматривался на Mysku (к сожалению, я его не смог найти, но надеюсь, что всё-таки найду), и тот обзор склонил меня к покупке аналогичного DC-DC конвертера, но у другого продавца, и немного другого исполнения, поэтому речь пойдёт об различиях этих моделей.

С момента заказа прошло ровно три недели, и преобразователи приехали ко мне в мелком пакете. Трэк-номера мне не дали. Вот фото:


Надо сказать, что заказывая эти преобразователи, я планировал их немного переделать, а именно изменить цепь, задающую выходное напряжение, чтобы получить на выходе напряжение 3,3в, при нужном мне токе не более 1А. Что мне удастся это сделать, я был просто уверен.

Первым делом я снял с одного преобразователя заднюю крышку, чтобы вынуть печатную плату и надругаться над ней. И тут меня ждало горькое разочарование! Печатная плата со всем содержимым была залита жёстким непрозрачным компаундом, из которого торчали только входные и выходные провода! Это было очень неожиданно и неприятно. По этой причине фотографий с расчленёнкой не будет, как не будет и переделки преобразователя на 3,3 вольта. Но главное, что когда я ещё раз внимательно прочитал описание конвертера на сайте, то понял, что он и должен быть залитым, это указано прямым текстом. В общем сам дрова.

Вот фотки со снятой нижней крышкой, правда фоткал на сей раз мобльником.



Что там у преобразователя внутри, совершенно непонятно, а очень хотелось бы знать. Единственное, что удалось разглядеть, так это слегка выступающий из компаунда уголок электролитического конденсатора, зелёного с золотым, то есть вроде не самого плохого, но то, что он стоит так криво, совсем не радует. Общая глубина заливки порядка 12мм, то есть плата с элементами имеет высоту не более 10мм. Компаунд жёсткий, эпоксидный, как и говорится на сайте, но если заливка выполнена без предварительного обволакивания, то есть вероятность растрескивания элементов конвертера. Как правило производители даже пассивных компонентов запрещают прямую заливку «жёсткими» компаундами.

Оставалось только испытать преобразователь как есть, так как применение для него, в принципе, уже найдено. Погонял я его в трёх режимах, на выходном токе в 1А, 2А и 3А, при входном напряжении от 12 до 17 вольт. При токе в 1А нагрев незначительный, при токе в 2А нагрев уже заметный, причём, видимо, теплопроводность компаунда выше, чем пластика, и снаружи преобразователь куда холоднее, чем если пощупать сам компаунд. Думаю, при токе в 2А преобразователь может работать неограниченно долго даже при повышенной до 40-50 градусов внешней температуре. При токе нагрузки в 3А преобразователь нагревался очень заметно снаружи, а прикосновение к компаунду уже обжигало, так что я бы не стал использовать его долгое время в таком режиме, да ещё при повышенной температуре. 2А для многих применений достаточно.

Напряжение на выходе было очень стабильным, без нагрузки составляло 5,12в, с нагрузкой 1А — 5,10В, с нагрузкой 2А — 5,08В, с нагрузкой 3А — 5,07В. Думаю, это больше влияло сопротивление проводов, а у самого преобразователя просадка вообще практически нулевая.

Испытал также, какое минимальное напряжение на входе преобразователя. Так, при токе нагрузки в 2А напряжение на выходе начинало снижаться при снижении входного напряжения ниже 7 вольт. По моему нормально.

mysku.ru

Схема преобразователя питания DC/DC 12-5В – Поделки для авто

Сразу после первого вояжа на машине с семьёй на море возникла идея сделать в автомобиле стационарную разводу розеток под USB для зарядки мобильных устройств. Кстати сейчас новые автомобили стали уже комплектовать с инверторами на 220В и соответственно розетками на 5В.

Я таких машин ещё не встречал.
Да, в продаже если и есть адаптеры на для мобильных ПК то они предназначены для зарядки одного, максимум двух устройств при условии, что второе устройство не такое уж мощное. У меня в машине и так постоянно подключены 3 адаптера, но спрятаны они под колодкой предохранителей.

А пассажиры пользуются адаптером, который втыкается в разъём в пепельнице, что мне не очень удобно, так как его постоянно задеваю при переключении передач. После дня пути обычно у пассажиров разрежаются все устройства и начинается возня с зарядками мобильников. Приходится даже свой навигатор отключать, чтобы зарядить чьё-нибудь устройство.

Можно было сделать, как делают многие, покупают колодку на несколько адаптеров и сопли проводов тянутся по всему салону. И так требуется устройство выдающие положенные 5 вольт и мощностью 10 А. Много? Прикинем: 4 телефона, потребляют около 1 А каждый, планшет порядка 2 А, навигатор больше 0,5 А видеорегистратор тоже 0,5 А и радар-детектор около 0,5 А. И того 7, 5 А.

В процессе было собрано 3 преобразователя, но не один не мог выдерживать и 3 А продолжительное время. Один так вообще загорелся.

Нормально заработала только эта схема.

Снимок4212

Схема преобразователя DC/DC на MC34063

разводим плату для преобразователя

Плата устройства

Снимок4213

Сборочный чертёж

Да, моя плата далека от идеала, умение разводить плату сравнимо с талантом. Полевик с диодом расположил так, чтобы можно было прицепить практически любой радиатор, сделав плату чуть длиннее, а крепёж уже по месту. Специально подгонять плату под корпус не стал в виду отсутствия такового. Все детали нашлись в первом раскуроченном блоке питания компьютера.

Для изготовления устройства понадобилось:

1. Конденсатор керамический С1 470 пФ (1шт)
2. Конденсатор электролитический С3,С5,С6 1000 мкФ, 16В (3шт)
3. Конденсатор электролитический С2 100 мкФ, 16В (1шт)
4. Конденсатор электролитический С4 470 мкФ, 25В лучше 50В(1шт)
5. Индуктивности DR1, DR2 типа гантелька (2шт)
6. Трансформатор импульсный DR3 кольцевой (1шт)
7. Индуктивность типа пенёк DR4 (1шт)
8. Винтовой клемник J1 (1шт)
9. Резистор R1 1,2 кОм (1шт)
10. Резистор R2 3,6 кОм (1шт)
11. Резистор R3 5,6 кОм (1шт)
12. Резистор R4 2,2 кОм (1шт)
13. Резистор R5 2,2 кОм или 1 кОм на 1ват (1шт)
14. Микроконтроллер U1 MC34063
15. Диод VD1, VD3 FR155 (2шт)
16. Диод VD2 SBL25L25CT (1шт)
17. Транзистор биполярный VT1 2SC1846 (1шт)
18. Полевой транзистор IRL3302 (1шт)
19. Панелька DIP8 (1шт)
20. Корпус по произвольным размерам

Основные компоненты: это сама микросхема U1, импульсный трансформатор DR3, мощный N канальный полевик VT2(может быть любым используемый в цепях питания) и диодная сборка VD2. Трансформатор VD3 изготовил из такого же трансформатора с того самого БП. Кольцо из пресспермалоя, желтого цвета. 27мм. Первичную обмотку набил проводом 2мм 22 витка, вторичную обмотку намотал проводом тоньше, 0,55 мм 44 витка.

Индуктивности DR1 DR2 типа гантелька взял как есть из БП. Индуктивность типа пенёк DR4 тоже самое. Транзистор и диод разместил на радиаторе от того же БП.

Всё собрал на печатной плате собственной разработки. В ходе лабораторных испытаний пришлось внести изменения в предложенную автором схему. Дело в том что сам автор указывает на то что резистор R5 греется, даже замена на более мощный резистор проблему не решает. В течении часа резистор этот у меня почернел и обуглился.

Решил попробовать увеличить сопротивление до 2,2кОм и всё греться он перестал. Транзистор VT1, перестраховался, заменил на более мощный. Трансформатор DR3 тоже сначала не много грелся, перемотал, добавил количество витков в первичную и во вторичную обмотки, стало 30 и 60.

Не знаю, что там с фронтами открытия полевого транзистора но схема работает нормально, при нагрузке в 2А устройство остаётся холодным. Радиаторы на транзистор и диод можно большие не ставить. Поставил на выходе +5В ферритовое кольцо, для уменьшения помех.

Вот мой первый, рабочий, испытательный прототип.

Снимок4214

Испытание на сопротивление 1Ом сопротивление быстро нагрелось сила тока на фото.

Снимок4215

И последние, кипятильник на 5В в работе. Смотрите силу тока на фото. Да вот тут уже начали греться транзистор с диодом.

Снимок4216

Испытывал свой преобразователь на 5 А работал почти весь день так немного тёплый. Потом нашёл старый блок питания от монитора которого уже нет. Плату пустил в разбор, в корпус уместил свою схему. Транзистор и диод расположил на кулере от старого ноутбука. В противоположной стороне коробки просверлил ряд отверстий. Очень даже получилось ничего. Воздух будет прокачиваться через всю схему.

Снимок74

Готовое устройство на установку в автомобиль.

Снимок75

Розетки двойные под USB планирую врезать в одну в переднюю панель вместо кнопки-зглушки и вторую к задним пассажирам в подлокотник передних сидений. Также думаю одинарную розетку в панель передней левой стойки и подвести питание к видеорегистратору который находится у зеркала. По данной схеме можно собрать вообще универсальный блок питания, то есть добавить каскад преобразования из 12В в 19В для питания ноутбука, что планирую в будущем.

Архив к статье: скачать…

Автор; Максим Батурин   г.Мурманск

Похожие статьи:

xn—-7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о