Заявлены довольно высокие параметры, а стоимость готового модуля меньше стоимости входящих в него деталей. Прельщают малые размеры платы.
Я решил приобрести несколько штук и испытать их. Надеюсь, мой опыт будет полезен не слишком опытным радиолюбителям.
Я купил на Aliexpress модули LM2596, как на фото выше. Хотя на сайте были показаны твердотельные конденсаторы на напряжение 50 В, конденсаторы обычные, а половина модулей с конденсаторами на напряжение 16 В.
↑ Это трудно назвать стабилизатором.
Можно подумать, что достаточно взять трансформатор, диодный мост, подключить к ним модуль, и перед нами стабилизатор с выходным напряжением 3…30 В и током до 2 А (кратковременно до 3 А).
Я так и сделал. Без нагрузки всё было хорошо. Трансформатор с двумя обмотками по 18 В и обещанным током до 1,5 А (провод на глаз был явно тонковат, так оно и оказалось).
Мне нужен был стабилизатор +-18 В и я выставил нужное напряжение.
При нагрузке 12 Ом ток 1,5 А, вот осциллограмма, 5 В /клетка по вертикали.
Сколько выдерживает 50А диодный мост KBPC 5010
Это трудно назвать стабилизатором.
Причина проста и понятна: конденсатор на плате 200 мкФ, он служит только для нормальной работы DC-DC преобразователя. При подаче на вход напряжения от лабораторного блока питания, всё было нормально. Выход очевиден: надо питать стабилизатор от источника с малыми пульсациями, т. е. добавить после моста ёмкость.
↑ Борьба с пульсациями
Вот напряжение при нагрузке 1,5 А на входе модуля без дополнительного конденсатора.
↑ Увеличенная ёмкость на входе
С дополнительным конденсатором 4700 мкФ на входе, пульсации на выходе резко уменьшились, но при 1,5 А были ещё заметны. При уменьшении выходного напряжения до 16 В, идеальная прямая линия (2 В /клетка).
Падение напряжения на модуле DC-DC должно быть минимум 2…2,5 В.
Теперь можно смотреть пульсации на выходе импульсного преобразователя.
Видны небольшие пульсации с частотой 100 Гц промодулированные частотой несколько десятков кГц.
↑ LC-фильтр на выходе
Datasheet на LM2596 рекомендует дополнительный LC фильтр на выходе. Так мы и сделаем. В качестве сердечника я использовал цилиндрический сердечник от неисправного БП компьютера и намотал обмотку в два слоя проводом 0,8 мм.
На плате красным цветом показано место для установки перемычки – общего провода двух каналов, стрелкой – место для припаивания общего провода, если не использовать клеммы.
Посмотрим, что стало с ВЧ-пульсациями.
Их больше нет. Остались небольшие пульсации с частотой 100 Гц.
Неидеально, но неплохо.
Замечу, что при увеличении выходного напряжения, дроссель в модуле начинает дребезжать и на выходе резко растёт ВЧ-помеха, стоит напряжение чуть уменьшить (всё это при нагрузке 12 Ом), помехи и шум полностью пропадают.
↑ Итоговая схема включения модулей LM2596
Схема проста и очевидна.
При длительной нагрузке током 1 А детали заметно нагреваются: диодный мост, микросхема, дроссель модуля, больше всего дроссель (дополнительные дроссели холодные). Нагрев на ощупь 50 градусов.
При работе от лабораторного блока питания, нагрев при токах 1,5 и 2 А терпимый в течение нескольких минут. Для длительной работы с большими токами желателен теплоотвод на микросхему и дроссель большего размера.
↑ Монтаж
Для монтажа модуля я применил самодельные «стойки» из луженого провода диаметром 1 мм.
Это обеспечило удобный монтаж и охлаждение модулей. Стойки можно сильно нагревать при пайке, они не сместятся в отличие от простых штырей. Эта же конструкция удобна, если надо припаять к плате внешние провода – хорошая жесткость и контакт.
Плата позволяет легко заменить при необходимости модуль DC-DC.
Общий вид платы с дросселями от половинок какого-то ферритового сердечника (индуктивность не критична).
Несмотря на крошечные размеры модуля DC-DC, общие размеры платы получились соизмеримыми с платой аналогового стабилизатора.
↑ Выводы
1. Необходим трансформатор с сильноточной вторичной обмоткой или с запасом по напряжению, в этом случае ток нагрузки может превышать ток обмотки трансформатора.
2. При токах порядка 2 А и более желателен небольшой теплоотвод на диодный мост и микросхему 2596.
3. Конденсатор питания желателен большой ёмкости, это благоприятно сказывается на работе стабилизатора. Даже крупная и качественная ёмкость немного нагревается, следовательно желательно малое ESR.
4. Для подавления пульсаций с частотой преобразования, LC фильтр на выходе необходим.
5. Данный стабилизатор имеет явное преимущество перед обычным компенсационным в том, что может работать в широком диапазоне выходных напряжений, при малых напряжениях можно получить на выходе ток больше, чем может обеспечить трансформатор.
6. Модули позволяют сделать блок питания с неплохими параметрами просто и быстро, обойдя подводные камни изготовления плат для импульсных устройств, то есть хороши для начинающих радиолюбителей.
↑ Файлы
Файл печатной платы в формате lay.
DC-DC.zip 5.67 Kb ⇣ 118
Наш файловый сервис предназначен для полноправных участников сообщества «Datagor Electronics».
Для получения файла зарегистрируйтесь и войдите на сайт с паролем.
Источник: datagor.ru
Правильное питание светодиодов для ленивых чайников! За 20р и 10 минут! Плавный розжиг в подарок! 🙂
Недавно хвастался, что от китайских братьев пришла первая посылочка.
Упаковали вполне прилично, конверт с пупыристой пленкой, да и сам пакетик был замотан огрызком такой пленки — выглядел как из помойки, но свои функции выполнял исправно 🙂
На вид вполне прилично выглядит…
И с другой стороны тоже…
К сожалению, китайские товарищи умеют работать руками и умеют торговать, но вот что они делают и продают знают не всегда, поэтому приходится сначала брать «кота в мешке» по догадкам, а потом разбираться с этим самостоятельно. В описании лота сами все прочтете, у продавца спрашивать конкретику бесполезно — он сам знает только то что в описании лота, т.е. не больше вашего 🙂 Да и знал бы — не сказал, кроме «бест фо ю и чипест!». Ну такие они вот, что с ними сделаешь? Я месяц прожил в Шанхае, работал, общался и торговался с ними — забавные ребята.
Чего это и зачем?
Это светодиодный драйвер для встраивания в лампочки MR16. Драйвера эти бывают разных конфигураций по мощности и числу светодиодов.
— MR16 это тип цоколя лампы. Такие колокольчики которые вы можете встретить в подвесных потолках. Собственно вон те рожки и есть «папа» этого цоколя.
— 3x3W (а так же 1x3W, 3x1W, 5x2W и т.п.) это конфигурация драйвера. Например, под 3x1W подразумевается что драйвер предназначен для питания 3 светодиодов мощностью 1 ватт. Но к этому мы еще вернемся.
А при чем тут автомобили?
В автомобиле, устанавливая светодиодные лампы, подсветки и прочий модный лед-тюнинг нельзя цеплять светодиоды напрямую, так как бортовая сеть совсем не тот источник питания который вашему лед-тюнингу обеспечит спокойную и долгую жизнь в течении положенных 50 000 часов (около 6 лет), если машина не сгниет быстрее. К тому же хочется всяких фишек типа плавного розжига, регулировки яркости и т.д. К этому мы тоже вернемся. Конечно можно и нужно обойтись токоограничивающим резистором (извините что отошел от линии чайника), местами даже встроенными в ленты и цоколи, но они не дают достаточной защиты.
В общем не важно, для чего и кто придумал эту штучку, важно что она нам подходит для наших целей.
Две ножки-гвоздика — это вход питания. Один цепляется на плюс, другой на массу. Какой куда не важно, поэтому они не отмечены, так как в схеме предусмотрен диодный мост (четыре пластиковых кирпичика возле ножек) который защищает все от переполюсовки и переворачивает питание как надо. Хотя изначально он задумывался еще и для того чтобы можно было подключить лампу не только к источнику постоянного напряжения, но и переменного.
Два провода с другой стороны паяются к ленте или диодам. Белый паяется на минус, красный (в виду экономии китайцами красителей — розовый) паяется на плюс.
Вот собственно и все подключение.
Опять о конфигурации
Диоды питаются током, а не напряжением. С напряжением у них все просто — они его «роняют». Светодиоды обычно примерно на 3.6в. Т.е. если на первый светодиод подать 12в, то следующему достанется уже 12-3.6=8.4в, следующему 8.4-3.6=4.8в и т.д. до тех пор пока ничего не останется. Светодиоды до которых дошло напряжение меньше минимального просто не будут светиться.
Число 3 в «3x1W» просто означает что напряжения на выходе хватает примерно на 3 диода. 3.6в это округленно 4 в, а 3*4=12в — напряжение автомобильной бортсети. Поэтому если нам надо запитать 12в светодиодную ленту — это то что нам нужно. Конфига 1x это примерно 4-5в на выходе — если вам надо запитать один сверхмощный диод, например Cree Q5 или XL, то это то что нужно.
В принципе, светодиоды, как и любые диоды, выдерживают очень большие перегрузки по напряжению при наличии стабилизатора тока. Так как их убивает именно чрезмерный ток — они перегреваются. Поэтому можно ограничиться покупкой только конфиги 3х, тем более что реально она не ровно 12в, эти данные я приведу ниже. И к тому же в них более мощные компоненты, а это повышает надежность.
Разберемся теперь с мощностью. Как я говорил выше — диоды питаются током. Чрезмерный ток их убивает. Вот задача этого драйвера как раз и состоит в том, чтобы следить за тем, чтобы ток на выходе не ушел за заданные пределы. Закон Ома учили? Мощность это ток умножить на напряжение.
3W/3.6в=0.83А. Или 830мА. Китайская мощность 🙂 На самом деле конфигу задет резистор в схеме, что приводит к выдаче нужного тока. По токам конфиги 650мА (3 ватта), 450мА (2 ватта) и 350мА (1 ватт). Так что зная каким током питаются ваши диоды — вы выбираете нужную конфигу в китайских ваттах.
Но это еще не все! Имея острый глаз и тонкий паяльник — ток можно переконфигуить, заменив резистор на нужный. И не только так. Но об этом дальше.
Вы можете найти такой девайс на старшем брате алиэкспресса — алибабе. Так как там тусуются производители в основном — у них очень хорошо в табличках представлены возможные серийные конфиги которые они выпускают.
Ну что? Не пора ли чайникам закипеть?
Все что было сказано до этого вполне достаточно для того, чтобы использовать данный полезный девайс не вникая в тонкости. Это будет в 1000 раз лучше, чем совсем без него по любому. Далее я начну кипятить мозги (не зря же свои вскипятил?) тем, кто хочет стать продвинутым чайником, как я 🙂
Взлом кота
При написании поста ни один кот, включая моего Кузю, не пострадал!
Еще до получения посылки, разглядев скудные фотки китайских девайсов я порылся в гугле на предмет того, как сейчас модно делать промышленные драйвера, какие чипы используются и какая схема по набору деталей (диоды, резисторы, индуктивность, конденсатор и микросхемка) соответствует той, что видно на картинке.
Естественно, оказалось, что каждый уважающий себя производитель чипов выпускает такие дравера и схемы включения в общем-то похожи. NCL30105, NCP3065, DR3062, TPS92550, LM311… в общем дофига всего… и у всех свои тонкости и характеристики.
Поэтому как только получил посылку, первым делом попытался разглядеть название чипа и нарыть по нему инфу. Самое сложное было разглядеть название. Размер чипа пара миллиметров, размер символов на нем около полумиллиметра.
Воружившись лампой, фотокамерой телефона настроенной на 8-кратный зум и макрорежим…
Вид платы с задней стороны
Вид платы со стороны чипа
С параметрами мощности разобрались.
Что же из прочих вкусностей там заготовлено?
— На выходе встроен полевой транзистор. Это хорошо.
— При напряжении менее 7в чип отключается. Зря…
— А вот защиты от перенапряжения, как у американских у него нет. Плохо.
— И отключения при перегреве нет. Опять наэкономили.
— Защиты от короткого замыкания в нагрузке нет. Плохо.
— Защита от обрыва нагрузки на выходе есть. Ну хоть это не порезали!
— Есть поддержка димминга и не только ШИМ-сигналом, но и аналоговым! Это хорошо.
— Зато есть поддержка плавного розжига. Да… дешевые эффекты это в китайском стиле 🙂 Но пожалуй за это драйвовчане готовы простить слабости в защите 🙂
Чего это там про плавный розжег? Это где?
В даташите сказано, что для увеличения времени розжига (изначально оно почти нулевое) необходимо добавить конденсатор по вкусу между выводом ADJ (нижняя правая нога на чипе) и GND (нижняя средняя нога). Т.е. припаиваем сверху подходящий конденсатор и вуаля! Время розжига соответствует времени необходимому для полной зарядки конденсатора. Т.е. чем выше емкость — тем дольше разгорается.
Этим же выводом ADJ происходит гашение диодов — при подаче сигнала уровня ниже 0.4в чип выключится, сигнал 0.5в до 2.5в работает как аналоговый диммер от 0% до 100% яркости. Ну и ШИМ сигнал там тоже воспринимается по частоте 500Гц это 100% яркость. В общем управлять яркостью и включением можно как угодно, все зависит от фантазии. Можно от магнитолы в такт музыки сделать, можно от фотоэлемента яркость в зависимости от освещенности и т.д. Главное научиться держать паяльник 🙂
И опять к конфигурации. Сколько вешать в граммах?
Ток на выходе программируется резистором. Он на схеме один — Rs. Формула приведена в даташите: Ioutnom = 0.1/Rs. Т.е. Rs = 0.1/Ioutnom.
Кто внимательно разглядывал фотки — наверняка как и я заметили что на железке 2 резистора, а на схеме один. И номиналы не в кассу (330 и 300), не по формуле. А это еще один китайский прикол. На 3W конфигу 650мА поставили два паралельных резистора фактически заменив один двумя номиналами в 2 раза выше. Зачем?
Да очень просто — один не припаял или выпаял и получил без проблем самую популярную конфигу в 350мА (1W). Удобно 🙂 Здесь токи я написал так, как это любят делать китайцы — «как-то так». Более точные значения оставляю вычислять вам, как упражнение 🙂
Доклад окончен 🙂
С 10 вечера до 3 часов ночи писал. Теоретическую часть изложил. Дальше будет уже по результатам работы с паяльником.
Источник: www.drive2.ru
Что такое диодный мост
Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.
Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате.
Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах. В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.
Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит
Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.
Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону. Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий.
При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием. При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.
Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко
На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.
Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.
На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны.
Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный. Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.
Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.
На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.
Чем можно заменить диодный мост-сборку
Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:
- меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
- упрощению работы сборщика схемы;
- единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.
У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.
Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники
Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:
- маломощные – до 300 мА;
- средней мощности – от 300 мА до 10 А;
- высокомощные – выше 10 А.
Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.
Чем заменить диодный мост в генераторе
В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:
- на плату попала жидкость;
- грязь вместе с маслом проникла к полупроводникам и вызвала короткое замыкание;
- изменение положения полюсов контактов на АКБ.
Видео: принцип работы диодного моста
Источник: www.radioelementy.ru