Китайские стабилизаторы для "самоделкиных". Часть 2
Дата: 08.06.2012
Раздел: Электроника


Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций

Вторая часть статьи, посвященной выбору плат импульсных стабилизаторов из интернет-магазинов.
Рассмотрены платы понижающих импульсных стабилизаторов.






Начало. Часть 1.

Продолжаем обзор модулей импульсных стабилизаторов для самодельных разработок. В этой части статьи рассмотрены понижающие стабилизаторы.

В отличие от повышающих схем, где во всех моделях использовалась только одна классическая схема с одним ключом, дросселем и диодом, в понижающих используется не только классическая схема, но и синхронная, в которой диод заменен вторым ключом на транзисторе. Это обеспечивает более высокий КПД схемы, т.е. меньшие потери при работе.

Поэтому для понижающих стабилизаторов информативнее будет сделать разбивку на группы по использованной элементной базе.

Итак, участники обзора:

1. Классический стабилизатор на MC34063 с USB разъёмом.
2. Классический стабилизатор на MC34063 с внешним ключом.

3. Микросборка KIS-3R33S на микросхеме MP2307 (синхронный).
4. Модуль на основе сборки KIS-3R33S с регулируемым выходом (синхронный).
5. Модуль на микросхеме IR3802 с двойным выходом (синхронный).

6. Стабилизатор на LM2596 №1.
7. Стабилизатор на LM2596 №2 (с пониженными пульсациями).
8. Стабилизатор на LM2596 №3 (для зарядных устройств).

9. Мощный классический стабилизатор на TL594 с внешним ключом.

Фактически получилось 4 группы:

1. Первые две модели - это стабилизаторы на основе популярной микросхемы MC34063, один из которых использует её внутренний ключ, а второй - с внешним ключом на полевом транзисторе. Схемы примерно такие же, как в статье, выложенной на нашем сайте ранее.

2. Следующие три - синхронные стабилизаторы на микросхемах MP2307 и IR3802. Их особенностью являются относительно низкие напряжения питания, но большие выходные токе, а также более высокий КПД по сравнению с классической схемой.

3. Далее идут три схемы - вариации на основе интегрального стабилизатора LM2596. КПД его не слишком большой, т.к. в нем используется ключевой транзистор не полевой, а биполярный, который имеет большие потери. Однако, при напряжениях выше 10 В эти потери будут не слишком велики и общий КПД получается вполне приемлемым.
Положительным же качеством этой микросхемы является то, что она может работать от весьма высоковольтных источников, до 40В. Т.е. относительно "неубиваема".

4. Последняя же схема, тоже классическая с внешним ключом, который управляется "стандартным" ШИМ контроллером TL594.

В отличие от повышающих модулей, все понижающие имеют защиту от короткого замыкания на выходе, поэтому дальше о ней упоминать уже не будем. Но это именно защита, т.е. нештатная ситуация.

Однако в модулях №1 и №2 при превышении тока идет плавное снижение выходного напряжения, хотя они все равно будут перегреваться. А вот в модуле №8 ограничение тока - это рабочий режим и выходной ток можно даже регулировать.

Так же, как и для повышающих моделей, реальные размеры модулей были измерены при написании статьи, т.к. на сайтах они могут не соответствовать действительности.


1. Классический стабилизатор на MC34063 с USB разъёмом.
(Adjustable Step-down Power Supply Charger Module USB Output)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.1. Классический стабилизатор на MC34063 с USB разъёмом.

Характеристики:

Входное напряжение 7...16 В.
Выходное напряжение около 5.3 В
Выходной ток около 700 мА
Размеры 32х24х10 мм

Назначение и особенности:

1. Маломощный понижающий стабилизатор с ограничением выходного тока.
2. На ножках данных есть сигнал, поэтому от него можно корректно заряжать Айфоны и другую капризную технику.
3. Верхний предел входного напряжения ограничен установленным электролитом, если его заменить на более высоковольтный, то можно поднять напряжение питания до 40 В, хотя нежелательно, т.к. будут расти пульсации напряжения на выходе.

2. Классический стабилизатор на MC34063 с внешним ключом.
(DC to DC Step Down Adjustable Power Supply Module)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.2. Классический стабилизатор на MC34063 с внешним ключом.

Характеристики:

Входное напряжение 4.5...25 В
Выходное напряжение 3…25 В
Выходной ток максимальный 3 А
Размеры 31х17х20 мм

Назначение и особенности:

1. Универсальный понижающий стабилизатор.
2. Его мощность повышена по сравнению с первой схемой за счет использования внешнего ключа на полевом транзисторе.


3. Микросборка KIS-3R33S на микросхеме MP2307 (синхронный).
(MP2307 3A DC to DC Step-down Power Module KIS-3R33S)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкцийОбзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций

Рис.3. Микросборка KIS-3R33S на микросхеме MP2307 (синхронный).

Характеристики:

Входное напряжение 4.75...23 В
Выходное напряжение 0.925...20 В
Выходной ток 3А (кратко 4А)
КПД до 95%
Размеры 21х20х7 мм

Назначение и особенности:

1. Синхронный стабилизатор.
2. Достаточно низковольтный стабилизатор, выше 12...15 В на вход желательно не подавать.
3. Разница между входом и выходом должна быть больше 2 В.
4. Более подробно эта сборка описана на страничке http://we.easyelectronics.ru/part/preobrazovatel-napryazheniya-kis-3r33s-mp2307.html
5. Все модули, что предлагаются в интернет-магазинах, являются б/у, т.е. откуда-то выпаяными.
6. Модуль имеет фиксированное выходное напряжение, для его изменения нужно вскрывать модуль, удалять некоторые элементы и т.д.

4. Модуль на основе сборки KIS-3R33S с регулируемым выходом (синхронный).
(Kis-3r33s DC-DC Step-Down Power Module 4A up to 98% Efficiency)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.4. Модуль на основе сборки KIS-3R33S с регулируемым выходом (синхронный).

Характеристики:

Входное напряжение 4.75...24 В
Выходное напряжение 0.93...18 В
Выходной ток 3А (кратко 4А)
КПД до 98%
Размер 45х32х16 мм

Назначение и особенности:

1. Плата на которой установлен модуль KIS-3R33S, описанный выше. Добавлен резистор для регулировки выходного напряжения, дополнительные электролиты и входные/выходные колодки.


5. Модуль на микросхеме IR3802 с двойным выходом (синхронный).
(DC-DC Adjustable Step-down Power Module 7-20V to 1-16V)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций

Рис.5. Модуль на микросхеме IR3802 с двойным выходом (синхронный).

Характеристики:

Входное напряжение 7...20 В
Выходное напряжение 1…16 В
Макс. выходной ток по каналу №1 до 6А
Макс. выходной ток по каналу №2 до 5.5А
Размеры 53х47х14 мм

Назначение и особенности:

1. Двухканальный понижающий синхронный стабилизатор на двух микросхемах IR3802.
2. Конструкция аналогична модулю п.5, т.е. микросборка установлена на плату, выведены два резистора для регулировки выходного напряжения каждого канала, а также электролиты и колодки.

6. Стабилизатор на LM2596 №1.
(LM2596 DC-DC Step-down Adjustable Power Supply Module)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.6. Стабилизатор на LM2596 №1.

Характеристики:

Входное напряжение 4.5...40 В
Выходное напряжение 1.5...35 В
Выходной ток 2А, макс. 3А с внешним радиатором
КПД до 92%
Размеры 43х20х14 мм

Назначение и особенности:

1. Самый простой импульсный стабилизатор на микросхеме LM2596.
2. Входное напряжение должно быть на 1.5В и более выше выходного.
3. Простой, "неубиваемый" импульсный стабилизатор для чего угодно, если не стремиться к супердостижениям в части КПД или размеров (веса).

7. Стабилизатор на LM2596 №2 (с пониженными пульсациями).
(LM2596S DC-DC Adjustable Step-down Power Supply Module)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.7. Стабилизатор на LM2596 №2 (с пониженными пульсациями).

Характеристики:

Входное напряжение 4...40 В
Выходное напряжение 1.5...35 В
Выходной ток 2 А, макс.3 А (с внешним радиатором)
Размеры 52х20х14 мм

Назначение и особенности:

1. Схема аналогична вышеприведенной, с теми же самыми выходными характеристиками. Отличие лишь в том, что на выходе стоит не просто один электролитический конденсатор, а П-образный фильтр из 2-х электролитов и дросселя между ними. Это позволяет снизить уровень пульсаций на выходе.
2. Улучшенный вариант схемы №6.

8. Стабилизатор на LM2596 №3 (для зарядных устройств).
(DC-DC Adjustable Step-down Power Module 7-20V to 1-16V)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.8. Стабилизатор на LM2596 №3 (для зарядных устройств).

Характеристики:

Входное напряжение 5...35 В
Выходное напряжение 1.25...30 В
Выходной ток 3 А, кратковременно 4 А.
Размеры 48х24х14 мм

Индикаторы:
- индикатор ограничителя тока (красный),
- индикатор зарядки (красный),
- индикатор окончания зарядки (зеленый).

Назначение и особенности:

1. Очень интересный импульсный стабилизатор, совмещающий в себе функции источника тока и напряжения, а также зарядного устройства с индикацией.
Т.е. с помощью переменных резисторов можно установить не только выходное напряжение, но и выходной ток, а третьим резистором устанавливается напряжение, когда зажигается светодиод, сообщающий, что зарядка закончена.
2. Может использоваться для питания мощных светодиодов постоянным током.
3. Т.е. во всех других стабилизаторах ограничение тока - это нештатная ситуация, и поведение при этом не нормируется (может быть перегрев, отключения и т.д.). В данном же стабилизаторе, ограничение тока - рабочий режим и порог выходного тока регулируется.


9. Мощный классический стабилизатор на TL594.
(Input AC/ DC 12~48V to Output AC / DC1.5~38V 5A Converter Board Step-Down Voltage Regulator Module)

Обзор DC-DC модулей из интернет-магазинов для самодельных конструкций 

Рис.9. Мощный классический стабилизатор на TL594.

Характеристики:

Входное напряжение 12...48 В
Выходное напряжение 1.5...38 В
Максимальное входное напряжение 60 В
Выходной ток 5 А
Размеры 76х53х38 мм


Назначение и особенности:

1. Мощный, весьма высоковольтный импульсный стабилизатор классического типа с внешним ключом.
2. Входное напряжение может быть как переменным, так и постоянным. На входе стоит диодный мост. С одной стороны, это хорошо, а с другой, лишние потери в диодах.
3. Под черным пластиковым кожухом находятся плата стабилизатора и дроссель на тороидальном сердечнике.

Выводы.

Итак, мы кратко описали некоторые модели импульсных стабилизаторов напряжения, а один из них может работать и источником тока.

Думаю, что разделение на группы
- повышающие-понижающие,
- классические-синхронные,
- с дискретными ключами - на интегральной схеме
и т.д., позволят лучше ориентироваться в той куче плат стабилизаторов, что продаются в интернет-магазинах.

Напоследок, несколько характерных черт каждых типов:

- Синхронные обычно будут иметь лучший КПД из всех плат.
  Однако, они и самые низковольтные.

- С дискретным ключом обычно имеют лучший КПД, чем с интегральным в микросхеме.

- Если нужны "неубиваемые", то стоит обратить внимание на платы на LM2596, но они имеют не слишком большой КПД и хорошо работают при относительно высоких напряжениях - десяток вольт и выше.




Автор: Носов Николай                               08.06.12

Все статьи на сайте разрешены к копированию, но с обязательным указанием ссылки на нас www.mobipower.ru.






Реклама:





Это статья с сайта: Всё о мобильной энергии - солнечные батареи и другая электроника для туристов
http://www.mobipower.ru

URL этой статьи:
http://www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=497