Мощный понижающий преобразователь напряжения своими руками

Как сделать повышающий/понижающий преобразователь напряжения своими руками

Преобразователь имеет небольшие габариты и достаточно большую мощность.

Обычные преобразователи делают одно из двух. Только повышают, или только понижают подаваемое на вход напряжение. Наш прибор является одновременно повышающим и понижающим.

С помощью повышающего/понижающего преобразователя напряжения можно использовать различные регулируемые источники питания для зарядки всевозможных портативных гаджетов — от смартфонов и планшетов до ноутбуков и видеокамер.

Естественно для этого можно просто воспользоваться универсальными зарядными устройствами с адаптерами питания, но все они питаются от 220В. А если нужен именно портативный источник различных выходных напряжений?

• Смотрите также схему простого преобразователя напряжения 12–220В

Питающие напряжения для указанных гаджетов имеют очень широкий диапазон.
Например, смартфонам нужно всего 5 В, ноутбукам — 18, а некоторым даже 24 В. Вот здесь и пригодится наш повышающий/понижающий преобразователь напряжения, который научимся собирать своими руками.

Схема повышающего и понижающего преобразователя напряжения

На схеме указаны эталонные номиналы, а плату мы делаем для решения своих задач.
Во-первых, нас интересует компактность.

Во-вторых, наш преобразователь питания позволяет спокойно создать выходной ток в 3 Ампера.

Большего и не надо.

Связано это с тем, что емкость применяемых накопительных конденсаторов небольшая, но схема способна выдать выходной ток до 5 А.

• Смотрите также, как сделать преобразователь на 5В

Поэтому схема является универсальной. Параметры зависят от емкости конденсаторов, параметров дросселя, диодного выпрямителя и характеристик полевого ключа.

Ещё пару слов о схеме. Она представляет собой однотактный преобразователь на базе шим-контроллера UC3843.

Поскольку напряжение от аккумулятора немного больше штатного питания микросхемы, в схему был добавлен 12В стабилизатор 7812 для питания шим-контроллера.

Повышающий и понижающий преобразователь напряжения — монтаж своими руками

Про перемычки, установленные с монтажной стороны платы.

Их четыре, две из них являются силовыми. Их диаметр должен быть не менее миллиметра!

• Пошаговое создание повышающего преобразователя напряжения на TL494

Трансформатор, вернее дроссель, намотан на желтом кольце из порошкового железа.

Такие колечки можно найти в выходных фильтрах компьютерных блоков питания. Что касается размеров.

Внешний диаметр — 23,29 мм.

Внутренний диаметр — 13,59 мм.

Толщина — 10,33 мм.

Толщина намотки изоляции 0,3 мм. Дроссель состоит из двух равноценных обмоток.

Обе обмотки наматываются медной проволокой диаметром 1,2 мм. Рекомендуем применять проволоку диаметром немного больше 1,5–2 мм.

Витков в обмотке десять, оба провода наматываются разом, в одном направлении.

Перед установкой дросселя перемычки заклеиваем капроновым скотчем.

Работоспособность схемы заключается в правильной установке дросселя.

Необходимо правильно припаять выводы обмоток.

Просто установите дроссель, как это показано на фото.

Силовой N-канальный полевой транзистор, подойдет практически любой низковольтный.

Ток транзистора не ниже 30А. Используем IRFZ44N.

Выходной выпрямитель — это сдвоенный диод YG805C в корпусе TO220.

Важно использовать диоды Шоттки, так как они дают минимальную просадку напряжения (0,3В против 0,7) на переходе, это влияет на потери и нагрев. Их также легко найти в пресловутых компьютерных блоках питания.

В блоках они стоят в выходном выпрямителе.

В одном корпусе — два диода, которые в схеме запараллелены для увеличения проходящего тока.

• Смотрите также инструкцию монтажа преобразователя напряжения 12–220

Преобразователь стабилизирован, имеется обратная связь.

Выходное напряжение задает резистор R3

Его можно заменить на выносной переменный резистор для удобства работы.

Преобразователь также снабжен защитой от короткого замыкания. В качестве датчика тока применен резистор R10.

Это низкоомный шунт — чем выше его сопротивление, тем меньше ток срабатывания защиты. Установлен SMD вариант, на стороне дорожек.

Если защита от КЗ не нужна, то этот узел просто исключаем.

На входе схемы стоит предохранитель на 10А.

Кстати, в плате контроля аккумулятора уже установлена защита от КЗ.

Конденсаторы, применяемые в схеме, крайне желательно брать с низким внутренним сопротивлением.

Стабилизатор, полевой транзистор и диодный выпрямитель крепятся к алюминиевому радиатору в виде согнутой пластины.

Обязательно изолируем подложки транзистора и стабилизатора от радиатора при помощи пластиковых втулок и теплопроводящих изолирующих прокладок. Не забываем и про термопасту. А установленный в схеме диод уже имеет изолированный корпус.

Благодаря ШИМ-управлению, у преобразователя весьма высокий КПД. Например, ток холостого хода, в зависимости от питающего напряжения, находится в пределах 20–40мА.

Тестирование повышающего/понижающего преобразователя напряжения

Для начала проверим диапазоны выходных напряжений.

Подадим на вход 12 В. Выходное напряжение достигает 25-ти. Выше поднимать нельзя, выходные конденсаторы на 25 В.

Минимальное выходное напряжение составляет 4,85В. Следовательно, можно заряжать все USB гаджеты.

Стабилизация работает отлично! Увеличив входное напряжение до 22,2 В, выходное находится точно в установленных пределах.

При компактных размерах стабилизатор дает выходной ток 2,5–3А практически без просадки выходного напряжения.

Важно усилить припоем широкие силовые дорожки печатной платы, поскольку там протекают большие токи.

Вот как выглядит готовое устройство:

Видео о сборке повышающего и понижающего преобразователя напряжения своими руками:

Источник

Поделки своими руками для автолюбителей

Мощный DC-DC преобразователь

Сегодня рассмотрим очередной DC-DC преобразователь напряжения который позволит заряжать или питать ноутбук от автомобильной бортовой сети 12 вольт. Схем похожих преобразователей в сети очень много, мы рассмотрим на мой взгляд один из лучших вариантов. Ещё инверторы такого планы часто применяются для питания мощных светодиодов от пониженного источника поэтому некоторые образцы имеют функцию ограничения тока.

Зачем делать то, что можно купить, ещё и за несколько долларов, такие вопросы задают многие люди…, отвечу просто, во-первых, собрать своими руками гораздо быстрее, чем ждать пару месяцев посылку из Китая и, во-вторых ничто не сравнится с той радостью, которую приносит работа конструкции которою ты создал собственными руками. Плюс ко всему наша конструкция будет надёжная.

Давайте рассмотрим схему и принцип её работы.

Это однотактный, повышающий стабилизатор напряжения с защитой от коротких замыканий, в просто народи — Бустер. Принцип работы схож с обратно — ходовым преобразователем, но у последнего дроссель состоит минимум из двух обмоток и между ними имеется гальваническая развязка.

Основой схемы является популярнейший однотактный ШИМ-контроллер из семейства UC38, в данном случае это UC3843. На вход схемы подаем напряжение, скажем 12 Вольт, а на выходе получаем 19, которые необходимо для зарядки почти любого ноутбука.

Вообще диапазон входных и выходных напряжений для этой схемы довольно широк, вращением подстроечного многооборотного резистора R8 с лёгкостью можно получить иные напряжения на выходе. Я выставил чуть меньше 18, так как данный преобразователь мне нужен для иных целей.

Микросхема генерирует прямоугольные импульсы с частотой около 120-125 килогерц, этот сигнал поступает на затвор ключа и тот срабатывает. Когда открыт транзистор в дросселе накапливается некоторая энергия, после закрытия ключа дроссель отдаёт накопленную энергию, это явление называют самоиндукцией, которая свойственна индуктивным нагрузкам.

Важно заметить, что напряжение самоиндукции может быть в разы, а то и в десятки раз больше напряжения питания, всё зависит от индуктивности конкретного дросселя. На выходе схемы установлен однополупериодный выпрямитель для выпрямления всплесков самоиндукции в постоянный ток , который накапливается в выходных конденсаторах.

Питание нагрузки осуществляется запасенной в конденсаторах энергией, такой инвертор очень экономичен благодаря ШИМ управлению, потребление холостого хода всего 15-20 миллиампер.

Используя осциллограф мы можем увидеть, как меняется скважность импульсов на затворе полевого транзистора в зависимости от выходной нагрузки, чем больше выходная мощность, тем больше длиться рабочий цикл транзистора, то есть в дроссель поступает больше энергии, а следовательно больше и энергия самоиндукции.

Теперь о конструкции… Микросхема — ШИМ установлена на панельку для без паечного монтажа, если собираетесь использовать такой преобразователь в автомобиле, то советую микросхему запаять непосредственно на плату, так как в машине всегда есть вибрация.

Полевой транзистор… Тут большой выбор, использовать можно ключи с током от 20 ампер напряжением не менее 50 вольт. Я просто воткнул мой любимый IRFZ44, которого с головой хватит.

Кстати о мощности…, В принципе схема может отдать 150 вт без проблем, но естественно для этого нужен более мощный транзистор скажем irf3205 и соответствующий дроссель, в моём варианте схема будет под нагрузкой не более 50 Ватт, хотя с таким раскладом компонентов 100 Ватт снять можно.

Далее по счёту идёт накопительный дроссель, его индуктивность 40 мкГн, ничего не мотал, просто взял один из дросселей выходного фильтра компьютерного блока питания. Диаметр провода 0,9 мм. Количество витков 25. В принципе он особо не критичен, индуктивность может отличаться, размеры кольца и количество витков тоже.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Выходной выпрямитель — это сдвоенный Диод шоттки, подойдут сборки с током от 10 ампер с обратным напряжением не менее 40-45 Вольт.
Схема имеет защиту от коротких замыканий, она построена на базе датчика тока в лице низкоомного резистора подключённого в цепь истока полевого ключа, в моём случае это 2-х ваттный резистор сопротивлением 0,1 Ом.После окончательной сборки транзистор и выпрямитель устанавливают на общий теплоотвод не забываем и про изоляцию между ними. Печатная плата довольно компактная, монтаж плотный.

Печатную плату в формате lay. можно скачать здесь.

Источник