РазноеИз 19 вольт 12 вольт – Инвертор питания к ноутбуку для грузового автомобиля 24…28В / 19В 10А.

Из 19 вольт 12 вольт – Инвертор питания к ноутбуку для грузового автомобиля 24…28В / 19В 10А.

РадиоКот :: Преобразователь 12-19В.

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Преобразователь 12-19В.

Приветствую всех читателей и собственно Кота! Хочу поделиться с участниками конкурса (и не только с ними) своими поисками оптимального, на взгляд автора, варианта изготовления преобразователя для ноутбука (или другой мобильной аппаратуры) позволяющего питать его от бортовой сети автомобиля, так как мир становится всё мобильнее, и многие желают брать свои девайсы в дорогу. А, как известно, за всё надо платить, то почему бы ни стать теми, кому это будут делать?
Цели были поставлены такие:
1. В первую очередь автор ставил перед собой коммерческий интерес этого проекта, поэтому себестои-мость должна была стремиться к нулю.
2. Простая схемная и практическая реализация (100% повторяемость).
3. Малые габариты, малый нагрев (никаких торчащих вверх радиаторов и принудительного охлаждения), низкопрофильность (последнее обусловлено наличием у автора корпусов от БП принтеров, сканеров:).
4. Преобразователь должен подходить для ВСЕХ НОУТБУКОВ (при необходимости мог на определённое время выдавать мощность не менее 120 Вт, характерную для начала заряда батарей мощных ноутбуков).

Свои поиски начал с Интернета и вот что он мне родил:
1. Схема неизвестного автора.

Собрав эту схему и подтвердив свои предположения, что выходной драйвер UC3843 на частоте комму-тации в 150 кГц (данная частота соответствует указанным номиналам R2,C2) даёт такие завалы фронтов управляющих импульсов на затворе VT1, что это приводит к недопустимому (по мнению автора) нагреву ключа за счет динамических потерь во время коммутации. Добавив внешний драйвер на дискретных эле-ментах ситуация поправилась но поставленным целям результат всё же не удовлетворял. Из неё при нор-мальной температуре (не выше 60 градусов) больше чем 3,5А не выжать. Да и потери в токоизмерительном резисторе достаточно велики, что придаёт ему не только габариты, но и нагрев, а в закрытом корпусе это будет решать многое. Нельзя не сказать и о плюсах данного схемного решения. Высокая частота коммута-ции автоматически уменьшает значения входных и выходных конденсаторов, хотя в тоже время предъявля-ет высокие требования к их качеству (низкое Эквивалентное Последовательное Сопротивление), да и зна-чение индуктивности относительно не велико, что позволяет уменьшить её габариты при хорошем железе.

2. Схема от автора Michael Schon.

Всё бы ничего (кроме заявленного в КПД 96%, хотя ни в одной справочной литературе по проектированию и практической реализации данных преобразователей автор не нашёл таких возможных данных, а везде была указана планка в 89% с чем я абсолютно согласен), но эта схема и особенно её практическая реализация не соответствовала ни одному требованию. Поэтому автор собирать и экспериментировать с ней не стал. Может за границей можно и всё купить или даже заказать, но где это набраться столько конденсаторов, да и габарит дросселя с радиаторами не удовлетворяли.

Было решено делать самому и из того, что есть! А так как автор по совместительству занимается ремонтом компьютеров, то делать из чего - было. Основным направлением построения схемы стало увеличение рабочей частоты входного и выходного фильтра с целью уменьшения их ёмкости и габаритов соответственно, а так же распределение нагрузки а, следовательно, и тепловых потерь, за счет введения второго силового канала. К такой схематехнике подтолкнуло изучение многофазного формирования питания процессоров на материнских платах. Откуда в принципе и были взяты все необходимые детали. Только в качестве ШИМ-контроллера была выбрана изъезженная TL494 (стоит практически в каждом БП для ПК старше 2-3х лет) а, не 4х-фазная SC2643VX c материнской платы. Практически все необходимые компоненты были взяты с материнской платы фирмы EPOX (таких у автора стопка под потолок). Ну и вот что получилось:

Обвязка TL494 практически идентична стандартной обвязке в БП для ПК за исключением того, что осциллятор имеет рабочую частоту около 290кГц (к сожалению, в документации на микросхему указана планка в 300 кГц). Хочется заметить что цепочка плавного пуска (R12,C7) в любом повышающем преобразователе имеющем такую схематехнику просто обязательна, так как преобразователь, работающий в непрерывном режиме тока дросселя (кода запасённая энергия в дросселе сохраняется до следующего такта заряда) имеет медленную переходную характеристику, то вероятность перенапряжения оказывается очень большой. А плавный пуск исключает перенапряжения на T1 и T2, хотя и остаётся вероятность перенапряжения в результате сброса нагрузки, но это беда всех преобразователей такого плана. К счастью этот преобразователь может войти в такой режим только при коэффициенте заполнения от 50% и выше, но это ограниченно самой микросхемой, так что волноваться незачем, но перестраховаться не помешает. Что касается измерения и ограничения тока, то для измерения был использован кусок проволочного шунта от старой Цешки длинной около 10-15мм (10-12 мОм). Верхний по схеме усилитель, входящий в состав IC1, осуществляет токоограничение, а вариацией резисторов R3, R4 можно установить необходимый уровень. Хочется заметить, что в любом гальванически не развязанном повышающем преобразователе, понятие токоограничение, довольно относительное, ведь при коротком замыкании в нагрузке ток с помощью ШИМ-контроллера не ограничить - ведь даже при закрытых ключах T1 и T2 ток КЗ потечёт через диоды D1 и D2, а "уровень токоограничения" подразумевает, что схема будет ограничивать ток через дросселя и ключи и как следствие при непомерной нагрузке просто будет падать выходное напряжение преобразователя. Поэтому предохранитель F1 просто обязателен на экстренные случаи.

В преобразователе использованы специализированные микросхемы SC1211 представляющие собой драйвера для понижающего преобразователя с функцией синхронного выпрямления (для тех, у кого не найдётся материнской платы с ними, то можно использовать и другие подходящие такие как RT9601, RT9602 и многие другие которые, кстати, есть и на видеокартах, с соответствующей коррекцией схемы, но ниже будет схема драйвера и на дискретных элементах). Была задумка и в этом устройстве реализовать синхронное выпрямление, но так как SC1211 драйвер для понижающего преобразователя, то в нем не реализовано запирание верхнего синхронного ключа в функции направления тока дросселя, а наоборот реализовано для нижнего (понятие "верхний" и "нижний" автор использует с учётом того, что вместо D1 и D2 стоят МОП-транзисторы и с ключами T1 и T2 они образуют полумосты). А без этой функции драйвера в режиме прерывистого тока дросселя обязательно наступит момент, когда запасённая энергия в дросселе закончится и наступит время работы выходного конденсатора, только этот этап не будет отслежен, и ток из конденсатора потечёт не только в нагрузку, но и в шину +12В через синхронный выпрямительный ключ и дроссель. Это и есть нежелательный режим. Поэтому этот проект пока в разработках, да и его применение на малых мощностях экономически не обосновано.
Что касается обвязки SC1211 то номиналы R5 и R6 увеличивать не рекомендую, так как при значении в 10кОм сигнал на входе переключения СО(4)-SC1211 имеет пилообразную форму (за счёт ёмкости входа), что приводит к задержке заднего фронта выключающего ключ и как следствие вводит дополнительный ноль в передаточную характеристику контура регулирования, а из-за этого может возникнуть нестабильность и возбуждение системы. Ёмкости С8 и С9 должны быть достаточными для того чтобы их хватило для гарантированного заряда ёмкости затворов ключей в противном случае вся работа ляжет на внутренний источник стабилизированного напряжения SC1211 с последующим его перегревом (во время наладочных работ случайно отвалившийся конденсатор привел к моментальному образованию дыры в SC1211).

Детали.
Как я уже говорил, практически все необходимые детали были взяты с материнских плат. Прилагаю фото донора (материнская плата фирмы Elitegroup модель K7S5A, хотя автор предпочитает использовать платы с драйверами SC1211, просто предполагает, что желающим собрать преобразователь достать такие платы может и не удастся):

Зелёной стрелкой на фото №5 указаны нужные "органы". Данный экземпляр имеет на борту и кольцевые дросселя, ключи, диоды Шотки и входные конденсаторы с хорошим ЭПС (ВНИМАНИЕ! На K7S5A напряжение входного конденсатора в зависимости от версии платы может быть 6,3В), и даже TL494, а зелёными овалами на фото №6 отмечены планарные полевые транзисторы (маркировка на корпусе sSG25 или 702, это всё 2N7002 от разных производителей) для использования в дискретном драйвере. Таких на любой "мамке" валом только присмотреться. Кстати в районе звукового чипа (обычно маркируются ALC668: в зависимости от установленного) есть и стабилизатор 78L05 который можно использовать для формирования питания затворов силовых ключей. Поднять уровень можно с помощью двух диодных сборок с маркировкой A7W до уровня 7-8В, так как во многих источниках указано напряжение 8,5В, как оптимальное для затворов низкоуровневых ключей с точки зрения уменьшения динамических потерь. На схеме этот узел в красном пунктире, его можно реализовать и обычным параметрическим стабилизатором. Делать его выше 8В не рекомендую, так как будет маловата разница между +11В на входе (при наихудшем варианте "аккумулятор разряжен") и +8В, а этот уровень будет использоваться для управления верхним ключом полумоста драйвера.

Хотелось бы немного остановиться на изготовлении параллельных повышающих дросселей L2 и L3. На материнских платах есть кольцевые, и штыревые в противозвенящем кожухе (квадратные). Предпочтительнее кольцевые, так как процесс изготовления будет проще. Необходимо имеющуюся проволоку смотать, и намотать, две проволочены в параллель (больше двух у меня не помещалось) диаметром 0,6мм каждая, около 18-20 витков (это бывает непросто ведь окно небольшое). В процессе работы дросселя греются, но не само железо, а проволока, что говорит о нехватке поперечного сечения проводника и о приличном влиянии скин-эффекта но, это, к сожалению, цена за низкопрофильность, кстати, это одна из причин по которой было принято решение об использовании двух параллельно работающих катушках. Повторяемость катушек 100% так как все они стояли в одном месте и тоже работали в параллель. Да и поиски сердечника удовлетворяющего требованиям ничего не принесли ведь большинство доступного работало в диапазоне 60-100кГц, а на материнской плате каждый из сердечников работал приблизительно на частоте коммутации в 300кГц и с коэффициентом заполнения не более 20% что говорит о его хороших магнитных свойствах.
Режим работы преобразователя смешенный. Каждый канал по отдельности работает в режиме прерывистого тока, что обеспечивает быструю переходную характеристику и уменьшение потерь во время коммутации на ключе, так как он закрываясь не разрывает ток своего дросселя который течёт в нагрузку (к тому времени работает уже другой канал и диод этого канала смещён в обратном направлении). А работая вместе на одну нагрузку два канала обеспечивают непрерывный ток в нагрузке за счёт своих токов дросселей, практически не прибегая к помощи конденсатора на выходе. Выходной конденсатор существенно работает только при малом коэффициенте заполнения, когда есть провалы между токами дросселей. Хочется отметить, что расчёты индуктивности проводились как для одноканального преобразователя работающего в режиме прерывистого тока дросселя, а расчёты выходной ёмкости проводились как для одноканального преобразователя с удвоенной частотой и непрерывным током дросселя. Испытания показали, что двухканальная схема впитала в себя преимущества двух режимов. А именно: режим прерывистого тока дросселя каждого из каналов даёт быструю переходную характеристику и малые потери на ключе, а так как токи двух дросселей налагаются друг на друга, то в результате на выходе получается непрерывный ток обоих дросселей удвоенной частоты и выходной конденсатор требуется очень маленький (по расчётам около 50мкФ на 100мВ пульсаций на выходе). Но автор решил не скупиться, поэтому выходного конденсатора в 100-470мкФ с ЭПС не более 0,3 Ом будет предостаточно, тем более габарит будет небольшой (ЭПС можно немного уменьшить запаралелив его керамическим или полимерным конденсатором).
Что касается ключей Т1 и Т2, то это N-канальные UltraFEET c очень низким Rdson (сопротивлением открытого канала) и они всё от туда же, и их типовые параметры 30V напряжение сток-исток и 50-80А пиковый ток. Будьте осторожны на некоторых платах есть экземпляры на 20В, что будет чревато: В качестве их замены предлагаю IRFL44 (выбор обусловлен ценой и доступностью).
Дроссель L1, C18 и С19 являются опциональным заградительным фильтром от ВЧ помех в бортовую сеть автомобиля и при бюджетности конструкции их можно не устанавливать.
Устройство можно дополнить цепями сигнализации наличия выхода +19В и предупреждения о том, что аккумулятор садится. Вот мои варианты:
Возможно, потребуется подбирать напряжение стабилитрона ZD6 под уровень зажигания красного светодиода, в зависимости от вашего предпочтения о предупреждении. Со светодиодом, у которого прямое падение около двух вольт, и стабилитроном на 6В порог находится около 11В на аккумуляторе (так как выход стабилизирован).

В схеме с драйверами на дискретных элементах использована классическая парафазная схема на полевых ключах (можно использовать любые современные N-канальные транзисторы малой мощности). Автор намеренно не использовал драйвер на N и Р-канальных ключах, так как Р-канальных на мамках не очень много, да и не основные носители не внушают доверия.
А вот и схема с драйверами на дискретных элементах:

Сборка и наладка
1. Разводим плату разделяя при этом силовые цепи от сигнальнах.
2. Запаиваем все компоненты и проверяем частоту на затворах силовых ключей (около 145кГц), а также смотрим крутизну фронтов.
3. Наматываем дросселя (18-20 витков, но один конец оставляем длинной около 10см).
4. Припаиваем один дроссель, включаем и проверяем выход +19В (подстраиваем с помощью R7-R11.).
5. Находим подходящую нагрузку и нагружаем ампера на 3.
6. Нехитрыми манипуляциями замеряем КПД (при стабильных нагрузке и входном напряжении можно ориентироваться на входной ток) и если оно в пределах 88-89% то всё в норме.
7. Выключаем и доматываем, если есть куда, витка три. Повторяем пункт 6 и делаем вывод что лучше.
Подобрав, таким образом, лучшее значение индуктивности для данной катушки её отпаиваем и проводим такие же манипуляции для другой, уравнивая их показания. Это необходимо для равномерного распределения нагрузки и потерь.
8. Запаиваем обе катушки и включаем, нагружаем, проверяем:
9. После того как мы убедились, что всё работает, настраиваем токоограничение. Делается это подачей максимальной выбранной нагрузки (выходной ток 8А,6А,5А:) и уменьшением номинала R3 до того момента пока не начнёт падать выходное напряжение. Это и будет порогом токоограничения. Если использован совсем короткий и низкоомный шунт, то возможен вариант, когда R3 выкорочен, а выходное напряжение не упало. Тогда необходимо увеличить номинал R4 в два-три раза и повторить настройку.

Тепловой режим
Хочется особо отметить, что основные потери и нагрев достаточно локализованы и ограничены диодами D1 и D2 и собственно потерями в меди катушек. При нагрузке в 6А(19В) происходит постепенный и уверенный подогрев диодов примерно до 40-50 градусов (планарный монтаж), поэтому, припаяв небольшие медные пластинки возле диодов можно немного улучшить их состояние с учётом того, что с увеличение их температуры, потери на них тоже увеличиваются (увеличивается обратный ток утечки, который на такой частоте и при таких токах и без того не мал), откуда и вытекают потери процентов КПД. Надеюсь синхронное выпрямление решит и эти вопросы.

На фото одна из сторон готовой платы. Несмотря на допустимые отклонения от рекомендуемых номиналов и способов изготовления этот экземпляр показал свою полную работоспособность при выходном токе 8А и выходном напряжении 19В. Так же на фото видно те самые пластинки возле одной из диодных сборок. Не удивляётесь что диодная сборка в D2PAC, а ключ в DPAC. При нагрузке менее 100 Вт ключ практически не греется, а той меди, к которой он припаян, вполне хватает для его охлаждения.

Итог

Итак, у нас получилось, что из одной материнской платы с 4х фазным питанием процессора и с применение SC1211 можно собрать два таких преобразователя, даже если во время наладочных работ спалить пару тройку ключей (на плате их минимум 12 штук, по 3 на каждую фазу), да и ещё останется целая куча других деталей. Раздобыть такие платы можно в ближайшем компьютерном сервисе за пару бутылок валерьянки, но автор предпочитает давать объявления о скупке нерабочего компьютерного барахла и их ему доставляют прямо домой по 1,5 - 2 у.е..
Что показывает технико-экономическое сравнение данного варианта? За пару у.е. купив плату и докупив две TL494, два кусочка текстолита 6х10см, два корпуса, две пары разъёмов и около 5м подходящего провода можно собрать за один день два преобразователя которые в ближайшем магазине продаются минимум за 30-35 у.е. каждый. И это притом, что общие затраты на два преобразователя, как правило, не превышают 6-8 у.е. Заработать или прилично сэкономить на этом можно и это для автора уже давно не вопрос. Но сделаете ли это Вы? Это остаётся вопросом.
На фото готовое устройство в корпусе от принтера HP с цепями сигнализации и масштабирующей

зажигалкой. Ради него автору пришлось ехать к одному из клиентов.
Надеюсь, что освятил все возможные вопросы.
Всем большое спасибо за то, что дочитали до конца.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Автомобильный преобразователь из 12В в 19В на UC3845

Данный повышающий dc-dc преобразователь предназначен для повышения напряжения бортовой сети автомобиля (+12В) до 19В, получая возможность подключения ноутбука к бортовой кабельной сети автомобиля. С учетом того, что ноутбук в наше время не редкость, то представленная в этой статье схема преобразователя очень даже актуальна для автомобилистов.

Данный автомобильный преобразователь на UC3845 построен по принципу однотактного повышающего преобразователя с накопительным дросселем. Схема имеет защиту по току.

Схема автомобильного преобразователя из 12В в 19В на UC3845

Автомобильный преобразователь из 12В в 19В на UC3845Автомобильный преобразователь из 12В в 19В на UC3845

Работа схемы подробно описана в статье “Повышающий dc-dc преобразователь на UC3843”. В этой же статье вы прочтете о том, как работает защита по току, а также другую интересную информацию по данной схеме.

Микросхема UC3845 является ШИМ контроллером и по своей работе аналогична ШИМ UC3843.

Микросхемы UC3845 и UC3843 одинаковы по расположению выводов и могут быть заменены друг с другом в данной схеме. При замене этих ШИМ контроллеров стоит учесть тот факт, что при одинаковых времязадающих элементах (R2, C6) частота на выходах этих ШИМ (6 вывод) будет отличаться почти вдвое.

Дело в том, что в UC3845 есть триггер, который делит частоту пополам, а также ограничивает ширину импульса до 50% (речь пойдет ниже). И если настроить на одинаковую частоту генераторы микросхем UC3845 и UC3843 (встаем осциллографом на 4 вывод), то на самом выходе UC3845 (вывод 6) частота будет вдвое меньше выходной частоты UC3843. Не путайте выходную частоту, с частотой генератора ШИМ, она не всегда одинаковая (как в нашем случае).

К примеру, я установил в качестве R2 = 10кОм, а C6 = 1нФ, частота генератора UC3845 составила примерно 160кГц, а у UC3843 135кГц. На выходе UC3845 частота составила  примерно 80кГц (то есть уменьшилась вдвое), а у UC3843 частота равнялась частоте генератора (135кГц).

Поэтому для UC3845 конденсатор C6 необходимо устанавливать емкостью не более 500пФ, а резистор R2 на 10кОм, чтобы на выходе получить частоту примерно 160кГц. Я установил 1нФ и все испытания проводил на этой емкости.

Еще одно отличие этих микросхем в том, что коэффициент заполнения импульса у ШИМ UC3845 равен 50%, в отличие от UC3843, коэффициент которой равен 100%.

Короче, при регулировке скважности у UC3843 ширина импульса может быть настолько большой, что займет почти весь период, а у UC3845 только половину периода. Как это можно пощупать, да легко! Собрав, этот автомобильный повышающий преобразователь из 12В в 19В на UC3845, при регулировке напряжения под нагрузкой 3А,  напряжение на выходе преобразователя не сможет подняться больше 21В-22В (напряжение зависит от параметров дросселя), то есть напряжение будет “просаживаться”.

DC-DC преобразовательDC-DC преобразователь

Казалось бы беда! Но нет, наш преобразователь должен выдавать напряжение 19В постоянного тока, и он со своей задачей справляется отлично при нагрузке 3А и 5А. Не зря эта микросхема является одной из лидеров в схемах преобразования 12-19 Вольт.

Некоторые параметры микросхемы UC3845

Максимальное входное напряжение не более.......... 30В

Выходной ток.......... 1А

Ток сигнала ошибки......... 10мА

Мощность рассеивания (корпус DIP).......... 1Вт

Максимальная частота генератора.......... 500кГц

Коэффициент заполнения.......... 50%

Рабочий ток.......... 11мА

Другие параметры и графики найдете в даташите.

Элементы схемы

Резисторы схемы нужно выбирать на четверть Ватта (0,25Вт), за исключением R4 = 0,5Вт и R6 = 2Вт.

Конденсаторы C1, C2, C8, C9 должны быть рассчитаны на напряжение 25В. На выходе схемы достаточно одного электролита на 1000мкФ (C8 или C9).

Диоды VD1 и VD2 – Шоттки, или другие супербыстрые диоды. У меня установлена сборка Шоттки SB2040CT (20А, 40В), меньше 40В лучше не устанавливать. Можно на плату установить одиночный диод, но к сборке легче прикрепить радиатор.

R9 - многооборотный подстроечный резистор типа 3296. Многооборотные резисторы позволяют производить настройку плавно.

Самое интересное это дроссель L1. Индуктивность его должна быть в пределах 40-50мкГн. Хотя и при индуктивности 20мкГн преобразователь будет работать, только КПД будет ниже желаемого. Для его изготовления необходимо найти кольцо из порошкового железа желто-белого цвета. Чем больше диаметр кольца, тем лучше. У меня наружный диаметр кольца составляет 27мм, внутренний 14мм и толщина 11мм.  Мотаем 20-22 витка двойным медным, лакированным проводом. Диаметр жилы 1мм. У меня диаметр жилы 1,4мм, я мотал одиночным проводом. Такой дроссель долговременно держит ток 3А при выходном напряжении +19В.

При намотке двойным (тройным) проводом обмотка может не уместится в один слой, тогда обмотку необходимо выполнять в два слоя, можно без изоляции (если эмаль провода не повреждена).

Дроссель 40мкГнДроссель 40мкГн

Пару слов о защите

От короткого замыкания (КЗ) будет спасать предохранитель FU1. Схема КЗ выдерживает, это показали мои опыты, главное чтобы источник напряжения +12В, подключенный к входу преобразователя, имел защиту и был достаточно мощным, а лучше чтобы это был автомобильный аккумулятор.

Работа защиты по току подробно описана в статье про UC3843 (смотри ссылку выше), здесь все работает аналогичным образом. Единственное добавлю, для работы преобразователя на UC3845 на выходной ток до 5А, необходимо сопротивление резистора R6 (датчик тока) уменьшить вдвое, или подключить в параллель два резистора по 0,1 Ома. Если не сделать данные манипуляции, Выходная мощность (напряжение и ток) будут ограничены защитой.

Два разных по габаритам дросселя…

UC3845UC3845 Преобразователь 12-19ВПреобразователь 12-19В

Преобразователь с параметрами дросселя, описанными чуть выше,  я эксплуатировал на нагрузку сопротивлением 6,2 Ома. Ток нагрузки составил 3А, при выходном напряжении 19В. В течение тридцатиминутной работы дроссель нагрелся до 45 градусов Цельсия, и рост температуры прекратился, это очень даже неплохо. Кстати КПД при такой нагрузке составил 82%.

После чего я установил второй дроссель, который намотан на кольце с наружным диаметром 18мм, внутренним 8мм и шириной 7мм. Провод одиночный, диаметр провода 1,4мм, 20 витков (40мкГн). При работе на выходной ток 3А в течение 30 мин, дроссель нагрелся до температуры 50 градусов Цельсия.

Теперь вам немного понятно, какие габариты сердечника выбрать. Конечно, если бы я мотал двумя жилами, нагрев бы снизился немного, но даже 55 градусов это вполне нормально.

Также обязательно пролудите силовые дорожки платы, а лучше по ним пропаять медный провод, иначе дорожки будут значительно нагреваться, и греть электролитические конденсаторы, вследствие чего надежность и долговечность устройства будет значительно снижена.

из 12В в 19Виз 12В в 19В Повышающий dc-dcПовышающий dc-dc

Если в бортовую сеть автомобиля будут проникать высокочастотные наводки, то на входе преобразователя (на плюсовой шине необходимо установить дроссель. Дроссель мотается на аналогичном желто-белом кольце из порошкового железа. Он должен содержать 9 витков двойным проводом, диаметр которого должен составлять 1мм.
3А dc-dc 3А dc-dc

В заключение хочку сказать, что для автомобильного преобразователя из 12В в 19В на UC3845 данная схема очень даже неплоха. Имеет достаточно высокий КПД, не имеет сложных узлов, дроссель очень прост в изготовлении и имеет запас по допуску индуктивности. Также, микросхема очень даже доступная и недорогая.

Печатная плата автомобильного преобразователя из 12В в 19В на UC3845 СКАЧАТЬ

Даташит на UC3845 СКАЧАТЬ


Похожие статьи

Как понизить напряжение с 19В до 12В?

Разобрать БП (разламывается по шву склейки) , найти там деталь с надписью 431 - похожа на транзистор в пластмассовом корпусе. К одному из выводов этой детали идут резисторы, один подключен к минусу выхода, второй к плюсу. Заменить один из резисторов так, чтобы напряжение в точке их соединения было 2,5 вольта при 12 на выходе. На время экспериментов желательно подключить автомобильную лампу ватт на 5 - 10. После такой переделки блок может постоянно включаться/выключаться, это связано с тем, что ему не хватает напряжения для питания микросхемы 384х. В этом случае надо либо домотать обмотку для питания микросхемы, либо смотать часть витков выходной обмотки. Похожая тема обсуждалась на форуме <a rel="nofollow" href="http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=27968" target="_blank" >Казуса. </a>

Адаптер <img src="//otvet.imgsmail.ru/download/42f28a161e8d4220b7293995cf352d0f_i-86.jpg" >

На микросхеме КР142ЕН22. Вот так например: <a rel="nofollow" href="http://cityradio.narod.ru/bp/lin_kpd.html" target="_blank">http://cityradio.narod.ru/bp/lin_kpd.html</a> А точнее вот так: <a rel="nofollow" href="http://tehnodoka.ru/spravka/kren22.tl084_sp.php" target="_blank">http://tehnodoka.ru/spravka/kren22.tl084_sp.php</a>

Через стабилизатор 7812 <a rel="nofollow" href="http://www.radio-portal.ru/index.php/directorypage/136--142---/1995-2010-06-22-11-34-38" target="_blank">http://www.radio-portal.ru/index.php/directorypage/136--142---/1995-2010-06-22-11-34-38</a>

Последователььно с дрелью включить стабилитрон, на напрьжение 6-7 вольт, ток 0.5А.

Книжка "300 практических советов" автор Бастанов. Там есть простая схемка из двух транзисторов.

Напряжение - половина вопроса. Для движка электродрели, даже микро, мощности такого блока питания может не хватить. А с напряжением можно решить проще - последовательно подключить резистор, подобрать опытным путем, начиная с высокого номинала и постепенно снижая) . Движки не очень критичны к небольшим отклонениям напряжения, это же не микросхемы, так что заморачиваться со стабилизаторами или стабилитронами смысла нету никакого. Начни с 10 кОм и снижай, пока не добьешься нормальной работы движка под нагрузкой. Опять же, если мощности блока хватит.

Людмила Удовенко, стабилитроны включаются параллельно цепи стабилизации . Alexandr A, при увеличении нагрузки на дрельку напряжение все больше будет падать на вашем резисторе и он будет греться как печка, а дрелька остановится! Можно, конечно собрать стабилизатор на КРЕН или LM,но выходные токи маловаты. Зато простой стабилизатор, как писала Ольга Популовских, позволит выжать все из источника- до 5 Ампер!

Попробуй так. Вольтметром (не цифровым. он сбоИть может) можно напряжение проконтролировать на двигателе. <img src="//content.foto.my.mail.ru/mail/fallos2011/_answers/i-71.jpg" > Можно и обороты регулировать.

Стабилизатором. Например КРЕН8Б . Или другим на подобие кренки. "7812"

Есть лампа "звездное небо" нужно уменьшить обороты вращения постоянного двигателя на 12 вольт, подключен к светодиодам к "+" и к "-"

Хороший адаптер для ноутбука от 12 Вольт

Автолюбители часто используют ноутбуки в своих железных конях, в частности по прямому назначению либо как проигрыватель. Почти все ноутбуки питаются/заряжаются от напряжения, которое выше, чем напряжение бортовой сети автомобиля, поэтому  есть необходимость в использовании повышающих преобразователей DC-DC типа.

Хороший адаптер для ноутбука от 12 Вольт

Этот преобразователь особо простой, но имеет ряд особенностей.

1) Использование специализированного ШИМ контроллера в качестве задающего генератора
2) Стабилизация выходного напряжения и возможность ее регулировки
3) Высокая выходная мощность с учетом простых схематических решений

Снимок51

Преобразователь однотактный, построен на ШИМ контроллере из семейства UC38XX, советую использовать UC3843/45 — оба отлично справлялись с задачей.

 адаптер для ноутбука

Силовой транзистор может быт заменен на любой N-канальный, с током от 20 Ампер и с напряжением не менее 30 Вольт, лучше взять на 60-100 Вольт.

IMG_6424

В моем варианте использован полевой транзистор IRFZ44, не смотря на то, что преобразователь импульсных, без нагрева никак , поэтому полевой транзистор и выходной диод устанавливают на радиатор, притом изолировать их корпуса от радиатора не нужно…

IMG_6425

Вращением подстроечного резистора нужно выставить нужное выходное напряжение, оно индивидуально для каждого ноутбука и в первую очередь нужно смотреть на адаптер вашего ноутбука и выставить именно такое напряжение.

IMG_6426

Дроссель — можно взять готовый от компьютерных блоков питания, либо мотать самому. Оптимальный материал — желтое кольцо с того же блока питания. Обмотка содержит 20 витков провода 1,2-1,5мм, диаметр обмотки естественно влияет на выходной ток.

IMG_6428

Электролитический конденсатор должен иметь емкость не менее 680мкФ (лучше 2200) и расчетное напряжение 25-35 Вольт.

Хороший адаптер для ноутбука от 12 Вольт

Именно эту схему можно доработать защитой от коротких замыканий, но об этом поговорим в другой раз.

IMG_6430

На выходе преобразователя легко можно получить ток около 5 Ампер, что дает возможность питать ноутбук даже если  в последнем  не установлен аккумулятор.

Хороший адаптер для ноутбука от 12 Вольт

P.S. печатная плата находиться в архиве, она отличается от той, что на фото, но изначально делал эксперименты, а конечную плату разработал только в конце, она тоже проверена, так, что смело можете повторить, если имеются прямые руки и базовые знания в электронике. Всем творческих успехов!

Архив; скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

Инвертор питания к ноутбуку для грузового автомобиля 24...28В / 19В 10А.

РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >

Инвертор питания к ноутбуку для грузового автомобиля 24...28В / 19В 10А.

Предлагаемый Вашему вниманию преобразователь будет полезен водителям дальнобойщикам, водителям грузовых автомобилей с напряжением на борту 24 В, а также для тех, кто хочет разобраться в принципе работы и построения импульсного понижаемого преобразователя напряжения большой мощности. На грузовых машинах обычно установлены соединенные последовательно два аккумулятора по 12В. Большинство ноутбуков рассчитаны на 19В. Самый простой способ подключить ноутбук к линейному стабилизатору напряжения по схеме:

Но это давно в прошлом. Сейчас наступил век энергосбережения, и расходовать столько мощности на тепло, а потом бороться с его выделением - не наши методы. Наша цель - понижающий преобразователь напряжения до 19 В, без большого выделения тепла. Для самого мощного ноутбука на максимальной загрузке и зарядке с нуля необходим ток 5:8А, а с учетом запаса выходной ток преобразователя должен быть в районе 10:12А. А это уже не маленькая мощность 228 Вт. Нагревать силовыми компонентами схемы воздух в кабине недопустимо, и так жарко.
Эта статья предназначена для тех, кто хочет понять принцип работы импульсного понижающего преобразователя напряжения. Сделав данный преобразователь, вы получите достаточно опыта для самостоятельного проектирования понижаемых преобразователей DC/DC.
Сначала преподнесу немного теории, которую все из Вас знают. Освежить знания в памяти никогда вредным не бывает.
Основы накопления энергии. Уравнение (1.1), выражающее правило Ленца, содержит определение индуктивности. Катушка обладает индуктивностью в один генри, если изменение тока на один ампер за одну секунду производит напряжение на катушке в один вольт:
V=L di/dt.     (1.1)
Первое следствие уравнения (1.1) состоит в том, что ток, протекающий через катушку индуктивности, не может изменяться мгновенно. Ведь в этом случае на катушке возникло бы бесконечное напряжение. В реальности же такие эффекты, как, например, возникающая при "пробое" контактов электрическая дуга, ограничивают это напряжение очень высоким, но не бесконечным значением. Вторым следствием уравнения (1.1) является то, что напряжение на катушке индуктивности мгновенно изменяется с положительного на отрицательное при переключении с накопления энергии в индуктивности (производная di/dt положительна) на извлечение энергии из неё (di/dt отрицательна).
Разложим по коробочкам наш понижающий преобразователь. На Рис. 1 изображена идеальная модель понижающего преобразователя, содержащая из идеального источника напряжения, идеального управляемого ключа, идеального диода, идеального дросселя, идеального конденсатора и нагрузочного резистора.

Преобразователь понижающий потому, что выходное напряжение всегда меньше входного, так как напряжение на дросселе встречно входному (противоположно по полярности напряжению источника). Данный идеальный стабилизатор предназначен для работы от источника напряжением 24 В и обеспечивает напряжение 19 В на нагрузке 2 Ом. Ключ размыкается и замыкается через каждые 1 мкс, и на пассивных компонентах формируется сигнал с широтно - импульсной модуляцией. В установившемся режиме выходное напряжение стабилизатора равно
19вольт = 28вольта * коэффициент заполнения.
Следовательно: коэффициент заполнения = 19вольт / 28вольта (0,678 *100% = 68%)
Коэффициент заполнения - величина, характеризующая отношение между положительными и отрицательными полупериодами в последовательности импульсов. Это уравнение определяет выходное напряжение преобразователя вне зависимости от значений индуктивности, тока нагрузки и ёмкости выходного конденсатора, при условии, что через дроссель течёт непрерывный ток. При этом подразумевается, что напряжение на дросселе имеет прямоугольную форму. В данной схеме диод используется в качестве управляемого напряжением вентиля. В то время, когда входной ключ разомкнут, диод обеспечивает канал для протекания разрядного тока дросселя. Напряжение на дросселе при уменьшении протекающего через него тока, имеет отрицательную полярность, поэтому диод открывается. При замкнутом ключе дроссель накапливает энергию и диод смещён в обратном направлении, поэтому ток через него не течёт. При проектировании понижающего преобразователя мы будем для простоты считать, что прикладываемое к дросселю напряжение в процессе накопления энергии имеет идеально прямоугольную форму. Хорошее приближение к идеально прямоугольной форме достигается при колебаниях напряжения на дросселе в процессе накопления энергии в пределах 0.04 В при входном напряжении 24 В, т. е. 0.16%, а в процессе отдачи энергии - 0.04 В при выходном напряжении 19 В, т. е. 0.21%. Постоянная амплитуда прямоугольных импульсов способствует постоянству di/dt в уравнении (1.1). На Рис. 1.2 изображены кривая выходного напряжения (нижний график) и кривая тока дросселя (верхний график) в установившемся режиме преобразователя, обеспечивающем напряжение 19 В и ток 9,5 А на нагрузочном резисторе 2 ома.

Заметим, что колебания выходного тока относительно малы по сравнению со значением постоянного тока в дросселе. В данном случае пиковый ток пульсаций составляет 1,4 А. Ещё одним важным моментом является то, что в установившемся режиме ток пульсаций не зависит от тока нагрузки, так как ток, протекающий через дроссель, управляется напряжением на нём. Крутизна нарастания тока и продолжительность фазы накопления энергии определяются исключительно разностью напряжений Vin-Vout. Средний ток дросселя равен выходному току. с
Работа понижающего преобразователя может также осуществляться в прерывистом режиме, при котором в течение некоторой части периода коммутации ток дросселя равен нулю.
Для прерывистого режима работы уравнение (1.1) несправедливо. Пульсации выходного напряжения в понижающем преобразователе, работающем в прерывистом режиме, выше, так как конденсатор фильтра должен обеспечивать ток нагрузки в то время, когда ток дросселя равен нулю. Как правило, понижающий преобразователь работает в прерывистом режиме, только когда ток нагрузки становится намного меньше номинального расчётного значения.
Режимы работы дросселя (непрерывный и прерывистый ток) - при увеличении индуктивности выше определенного значения (зависит от нагрузки) ток дросселя перестает уменьшаться до нуля в течении каждого периода. Индуктивность в таком случае влияет на приращение тока за время открытого состояния ключа. Если
W(I) =(L*I^2)/2
зависимость накопленной в дросселе энергии от тока, то в непрерывном режиме передаваемая за один период энергия составит W = W(I0 + deltaI) - W(I0), где I0 - ток в дросселе на момент включения ключевого транзистора. Скважность в режиме непрерывного тока от нагрузки не зависит. При увеличении нагрузки приращение тока дросселя (deltaI) остается постоянным, но растет I0 - за счет чего будет обеспечена любая выходная мощность при любом значении индуктивности. В режиме непрерывного тока, при дальнейшем увеличении индуктивности, форма тока ключа приближается к прямоугольным импульсам (соответственно, уменьшается пиковый ток). Приращение тока дросселя практически не зависит от сопротивления ключа. Оно определяется как
Uвх*ton/L.
Разумеется, в реальности мощность будет ограничена одним из следующих факторов:
1) потери на активном сопротивлении (ключа, дросселя, диода),
2) насыщение магнитопровода дросселя (как следствие, пункт 1),
3) переход ключевого транзистора в активный режим (опять же, как следствие, пункт 1),
4) ограниченный диапазон регулирования скважности ШИМ-контроллером
И многое другое.
При нормальном функционировании ключа, падение напряжения на нем в открытом состоянии много меньше напряжения питания. Соответственно, ток в дросселе нарастает практически линейно, в соответвии с законом
di=U*dt/L.
Если дело дошло до того, что активное сопротивление ключа существенно влияет на работу преобразователя - надо ставить другой ключ.
Слишком малая величина индуктивности потребует слишком большой пиковый ток ключа, но энергию накопит. Сколь угодно большая величина индуктиности не ограничит выходную мощность, даже если не менять рабочую частоту. Преобразователь будет работать в режиме непрерывного тока дросселя со всеми вытекающими. В общем случае, оптимальная индуктивность зависит от частоты, входного напряжения, и выходной мощности (а критерии оптимальности могут быть разными) Если использовать большую индуктивность (при той же частоте преобразования и выходной мощности), ничего страшного не произойдет. Потребуется дроссель больших габаритов, но уменьшится пиковый ток ключа. Преобразователь начнет работать в режиме непрерывного тока после того, как нагрузка превысит определенный порог. Форма тока ключа в таком режиме - трапеция.
В момент включения устройства ток дросселя нулевой, за одно включение ключа он увеличится до
Uпит*ton/L.
В следующий период, к моменту включения ключа, ток дросселя не успевает снизится до нуля, в чем собственно отличие режима непрерывного тока от прерывистого. С каждым следующим периодом начальный ток дросселя (на момент включения ключа) растет. Это происходит до тех пор, пока преобразователь не выйдет на установившийся режим (за энное количество периодов). В установившемся режиме (непрерывного тока), при достаточно большой индуктивности (любой конечной величине), пиковый ток дросселя практически равен среднему (пульсации тока много меньше среднего значения),
средний ток = Iвых*Uвых/Uвх (без учета потерь).
Дроссель работает как некое подобие трансформатора. В режиме непрерывного тока коэффициент заполнения от нагрузки не зависит. Время включения ключа составляет
ton = (1/f)*(Vout-Vin)/Vout (без учета потерь),
Передаточные функции преобразователя в режиме прерывистого и непрерывного тока разные. Если в первом случае дроссель работает как накопитель энергии, то во втором - как трансформатор (примерно).

Синхронное выпрямление
Во всех рассмотренных в этой главе схемах диоды используются в качестве ключей, управляемых напряжением. Смещённые в обратном направлении, они представляют собой разомкнутые ключи, а в прямом направлении - замкнутые. В качестве ключей могут также выступать полевые МОП-транзисторы (MOSFET). Если напряжение затвор-исток достаточно для отпирания транзистора, ток может течь через транзистор в том или другом направлении. Полевые транзисторы, применяемые в качестве ключей, имеют сопротивление в открытом состоянии от 0.01 Ом и ниже. Падение напряжения на диоде Шотки при токе 10 А составляет примерно 0.6 В, а мощность рассеяния - 6 Вт. Полевой транзистор с сопротивлением 0.01 Ом при токе 10 А рассеивает мощность 0.1 Вт. Поэтому применение полевого транзистора существенно повышает эффективность преобразователя. На Рис. 2 изображён понижающий стабилизатор с использованием синхронного выпрямителя и идеальных пассивных компонентов. В этой схеме используется интегральная микросхема - идеальный контроллер понижающего преобразователя, который управляет полевыми транзисторами и обеспечивает обратную связь по напряжению. Когда закрывается Q1, на короткое время открывается Q2, для сброса в начальный момент максимального тока, далее на малом остаточном ток работает диод шоттки. В этом примере показан только понижающий преобразователь, но подобным образом можно заменить диоды полевыми МОП-транзисторами во всех типах преобразователей.

В нашем понижающем преобразователе частота следования импульсов постоянна, а их ширина меняется, т. е. используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), и нам обеспечить электромагнитную совместимость оказывается проще чем в схеме с частотно-импульсной модуляцией, а пульсации на выходе схемы более предсказуемы и контролируемы. Базовая схема ШИМ-контроллера с управлением по напряжению изображена на Рис.3.

Выходное напряжение преобразователя через делитель напряжения поступает на неинвертирующий вход усилителя ошибки, на выходе которого формируется масштабированный, с учётом опорного напряжения, сигнал ошибки (рассогласования). Для генерации пилообразного сигнала постоянной частоты используется мультивибратор, такой, как в микросхеме КР1006ВИ1. Как правило, зарядный ток времязадающего конденсатора определяется сопротивлением времязадающего резистора. Когда напряжение на конденсаторе достигает точки срабатывания, включается входящий в состав генератора пилообразного напряжения (ГПН) триггер и конденсатор быстро разряжается до напряжения отпускания. В результате сравнения напряжения на выходе усилителя ошибки и напряжения ГПН вырабатывается сигнал управления выходным ключом преобразователя, что иллюстрирует график:

Когда напряжение ГПН меньше выходного напряжения усилителя ошибки, ключ открывается (замыкается). Когда напряжение ГПН превышает выходное напряжение усилителя ошибки, ключ размыкается. Если напряжение ошибки меньше, чем минимальное значение пилообразного напряжения, то коэффициент заполнения составляет 80%; если напряжение ошибки превышает максимальную величину пилообразного напряжения, то коэффициент заполнения составляет 0%.
В обратноходовых и повышающих преобразователях необходимо обеспечивать некое минимальное значение интервала между импульсами, то есть коэффициент заполнения не должен достигать 100%, с тем чтобы энергия, накопленная в дросселе, могла быть передана в выходную цепь. Некоторые схемы прямоходовых преобразователей также требуют определённого значения интервала между импульсами. Современные ШИМ-контроллеры с управлением по напряжению снабжены механизмом, обеспечивающим коэффициент заполнения менее 100%.

ШИМ управление по току имеет свои преимущества перед управлением по напряжению. Они заключаются в улучшенной переходной характеристике и более простом контуре управления. На Рис. 4 изображена типовая схема ШИМ контроллера с управлением по току (типа UC3842 - UC3845). В этой схеме используется генератор импульсов постоянной частоты.

Очередной импульс с генератора, поступающий на вход установки (S) RS-триггера, устанавливает его выход в ВЫСОКИЙ уровень, что приводит к открыванию транзисторного ключа. Когда напряжение на токоизмерительном резисторе Лизм. достигает величины задаваемого усилителем ошибки напряжения срабатывания компаратора, последний "сбрасывает" (переключает) триггер, в результате чего ключ размыкается (ток через транзистор больше не течет). Усилитель ошибки используется для регулировки точки срабатывания ключа по току так, чтобы тока дросселя хватило для поддержания выходного напряжения. По мере того как выходное напряжение достигает желаемого значения, сигнал ошибки "снижает" ток срабатывания, чтобы поддерживать средний ток дросселя постоянным.

Далее конкретно по нашим схемам:
Первая схема (готовая плата), не большой мощности, годится для небольшого ноутбука, или нетбука с максимальным током 4 ампера.

Частота преобразования 78кГц. В ходе испытаний выяснилось, что при приближении к максимальной мощности выходному ключу не хватает драйвера. (Что бы исправить этот недостаток, можно собрать на LM3477 у которой уже есть встроенный драйвер. Даташит на неё https://www.nscrus.ru/content/catalog/pdf/LM3477.pdf

или вообще, если лень пересиливает, без транзистора на LM2677 (см. даташит по ссылке https://www.nscrus.ru/content/catalog/pdf/LM2677.pdf )). Так как коты лёгких путей не ищут, то экспериментируем, исследуем свои схемы.
Схема на LM3578 работает и многократно испытана. В данной схеме нет токового ограничения, и она боится короткого замыкания в нагрузке. Будьте внимательны. Дроссель намотан на желтом кольце с одной белой стороной. Индуктивность дросселя 88 мкГн, но можно до 100мкГн. Примерно 50-65 витков ПЭВ-2 0,6 мм равномерно распределённых по кольцу. Схема собрана на МС LM3578. Даташит на неё здесь: https://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS008711.PDF
Выходной транзистор здесь: https://www.datasheetcatalog.org/datasheet/cet/CEM9435A.pdf

Вид печатной платы:

Для защиты от перенапряжения при пробое транзистора, используется супрессор на 20 вольт 1,5КЕ20А в паре с предохранителем на 5 ампер. Микросхема не дорогая, но дороже чем МС34063. В данной схеме нет синхронного выпрямления и диод греется до 85 градусов, что не есть хорошо. В следующей схеме мы будем использовать синхронное выпрямление на полевом n-канальном транзисторе, что бы увеличить КПД на 5 - 10%.

Мощный понижающий преобразователь с синхронным выпрямлением
Схема:

Это понижающий преобразователь с синхронным выпрямлением. Данный вид преобразователя лучший вариант, так как при большой мощности синхронное выпрямление дает нам прирост КПД на 5-10%, при этом сильно не усложняет схему.
Управляющая микросхема МС34063, как самая доступная. Микросхему выпускают большое количество производителей. MC34063 плоховато годится для маленькой нагрузки при работе на дополнительный ключ, а не на свой встроенный. При избыточно установленной мощности, в ней включается режим пропуска такта при малой нагрузке, следствием которого будут повышенные помехи в выходном напряжении. Но это есть во многих контроллерах питания. Например, в той же TNY26х. Только в МС34063 это сделано просто. Если хочется удостоверится в сходстве, то возьмите, например, всем известную UC3842, про которую явно написано, что это "ШИМ-контроллер с обратной связью по току". Что произойдет, если сигнал на входе Vfb упадет ниже 1,3В? Да то же самое, что и у МС34063 - UC3842 будет пропускать импульсы. Это, кстати, один из способ ее блокировки (подтягивание сигнала на Vfb к потенциалу PGND).
Для питания же мощного ноутбука использование в качестве управляющей микросхемы МС34063 вполне приемлемо. Главные достоинства МС34063 низкая стоимость, минимум дополнительной обвязки, шунт в плюсовой цепи. Но сюда конечно можно установить и UC3843 и UC3842 (если UC3842, то напряжение питания надо поднять до 16,3в) с соответствующей обвязкой, но тогда шунт будет на минусовом проводе, что очень плохо. Тогда нельзя подключаться к диагностическому разъему самого автомобиля при одновременном питании от преобразователя. Шунт в этом случае будет закорочен. Далее по схеме драйвер. Драйвер силовых транзисторов IR2183 (цена около 3 у.е.). Один из ее входов - прямой, второй - инверсный и для синхронного выпрямления внешний инвертор не нужен. В микросхему встроена логика, препятствующая одновременному отпиранию обоих транзисторов (сквозные токи) и генератор пауз ("мертвое время", dead time) между импульсами на выходах. У микросхемы мощные для управления выходными полевыми транзисторами выходы - 1,7А. Дифференцирующая цепь R6, C4 - для работы нижнего транзистора в синхронном выпрямителе, позволяет драйверу включать его только в короткий момент времени, сразу после закрытия верхнего транзистора. В этот короткий момент ток протекающий через транзистор максимальный. В дальнейшем, когда ток уже минимальный, работает 45- вольтовый диод шоттки с компьютерного блока питания канала 5 вольт. Если цепь R6, C4 не ставить, а соединить выводы 2 и 3 вместе, транзистор нижнего уровня будет открыт больше необходимого, тем самым закоротит выходной конденсатор. В качестве диода, использован полевой транзистор VT2 - у диодов падение напряжения на переходе 0,8В, у диодов Шоттки - 0,6В, здесь оно около 0,1В. Для оптимальной работы транзистора подбирается цепочка R6C4 и делитель R7R8. Для защиты от короткого замыкания нагрузки и ограничения выходного тока работает блок защиты встроенный в микросхему МС34063. Резистор R12 - датчик тока, при падении напряжения на этом резисторе более 300 мВ, МС34063 уменьшит длительность импульсов на своем выходе, соответственно уменьшится напряжение на выходе преобразователя. Для питания микросхемы драйвера и коллектора выходного транзистора в МС34063 напряжение питания 15 В. Фильтрующие электролитические конденсаторы набраны из нескольких параллельно соединенных конденсаторов меньшей емкости, и зашунтированы керамическими SMD. При работе эти конденсаторы немного теплые. При токе нагрузки 5:6 А, нагрев всего преобразователя менее 40 градусов при окружающей температуре 28 градусов. Дроссель взят в качестве эксперимента с компьютерного блока питания канала 3,3 вольта и не перематывался. Во время испытаний показал хорошие характеристики и не сильно греется. Его индуктивность 51 мкГн. Дроссель намотан на желтом кольце с одной белой стороной. Его так и оставил, хотя можно было бы и перемотать в несколько проволочек, для снижения скин-эффекта.
Процесс сборки:
Плата сделана по технологии ЛУТа.

Зачищаем и покрываем спирто-канифольным раствором (у автора он хранится в масленке, так проще пользоваться), далее сушим термофеном, чтобы не прилипала к рукам в процессе сборки. Фото по шагам. Счищаем наждачной бумагой тонер:

Плата разрабатывалась под такой радиатор

Готовая плата:

Верхняя сторона минусового проводника соединяется с нижней стороной по самому краю платы с дорожкой входа выхода и является экраном.

Настройка. Подключаем к блоку питания через лампочку на 24 В, 1:2 А. Напряжение на выходе преобразователя около 19 В, лампочка по питанию не светится. При работе преобразователь не должен возбуждаться, не должно быть слышно никакого треска. Теперь вместо лампочки в цепи питания ставим амперметр с пределом измерений более 20 А, а к выходу подключаем спираль из нихрома на ток 8 А (т.е. ее мощность 24:48 Вт). Потребляемый схемой от аккумулятора ток должен быть примерно в 1,3 раза меньше тока спирали, оба полевых транзистора греться сильно не должны и температура обоих транзисторов должна быть одинаковой. Если нижний транзистор вообще не греется, а заметно греется диод, то надо убедиться в присутствии сигнала на его затворе. Настройка синхронного выпрямителя: Вместо R6 подключите подстроечный резистор и медленно вращая его смотрим на потребляемый схемой ток. Он начнет уменьшаться - примерно на 5:10%. Этот ток раньше потреблял диод шоттки. Если вращать далее то, потребляемый схемой ток резко возрастает в несколько раз. Движок устанавливаем в такое положение, когда потребляемый ток уменьшился, но до резкого возрастания далеко. Все электролиты необходимо набрать из нескольких параллельно соединенных конденсаторов, но меньшей емкости, а так же параллельно им включить многослойные SMD керамические конденсаторы емкостью 1 мкф и больше. Силовые дорожки должны быть потолще и тщательно пролужены с толстым-толстым слоем шоколада припоя. Если возникает возбуждение - скорее всего, недостаточно керамических шунтирующих конденсаторов по питанию.
Вышеприведенные инверторы легко можно переделать на выходное напряжение 12 вольт, изменив лишь резистор обратной связи по напряжению на другой номинал.
Теперь некоторые осциллограммы:
На выходе 34063. Драйвер и транзисторы еще не подключены. 34063 на максимальной ширине.

С выхода драйвера нижнего ключа

И оно же более растянуто

По транзисторам:
Автор применил выходные транзисторы, аккуратно выломанные из UPS-ов, у которых вышел из строя аккумулятор.
Фото транзисторов для преобразователя:

Для корпуса возьмем готовую покупную коробочку-корпус ценой за 1,5$

Фото собранного преобразователя на испытаниях. Ток выхода 7 ампер 19 вольт.
Под радиатором вырезана нихромовой проволочкой большое отверстие для платы, которая в него проваливается до радиатора.
Надпись напротив светодиодов "Safety is damaged" означает что предохранитель сгорел, а "Accum. Discharged" - аккумулятор сел. Схема индикатора разрядки аккумулятора:

В результате проделанных исследований получился понижающий преобразователь с 28 на 19 вольт для любого ноутбука с высоким КПД 84 - 90% в зависимости от входного напряжения, и номинальным током 10А.
Удачных экспериментов, а также увлекательной и познавательной работы. Спасибо за проявленное терпение в чтении статьи.

Файлы:
Печатные платы в формате SL 5.0.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *