Обзор платы понижающего стабилизатора с регулировкой напряжения и тока. Приведена схема, проведено тестирование.
Поделиться этой страницей в:
На этот раз полноценного тестирования не получилось ввиду выхода устройства из строя :( Представляет собой понижающий преобразователь напряжения с дополнительной функцией регулируемого токоограничения и контроля. Это может быть полезно не только для зарядки аккумуляторов, но и для защиты от перегрузки и КЗ.
Собран на базе XL4005E1 от XLSEMI, которая по параметрам выгодно отличается от популярной LM2596S
На сдвоенном операционном усилителе LM358 собрана схема регулируемого токоограничения и компаратор для индикации окончания заряда.
Реальная принципиальная схема устройства
Выходное напряжение регулируется в пределах от 0,8В до почти входного. Точность установки малых напряжений (менее 3В) невысока — слишком резко оно меняется при вращении подстроечника. Если необходима высокая точность установки малых выходных напряжений — придётся заменить подстроечник 10кОм на меньший номинал: 1,0кОм — 1,4-3,5В 1,5кОм — 1,4-5В 2,2кОм — 1,4-7В
Выходной ток регулируется в пределах от 0,03А до 5,5А В качестве датчика тока применён шунт на базе резистора SMD 2512 0,05Ом. Очень часто производители в качестве шунта используют печатную дорожку, что является плохим тоном (ток плавает с нагревом). Подключение входа и выхода универсальное — клеммник + контакты под пайку. Имеются дополнительные контакты блокировки работы преобразователя.
Отдельно стоящий красный светодиод показывает работу в режиме ограничения тока. Синий светодиод показывает режим заряда аккумулятора, красный рядом с ним — режим окончания заряда (уменьшение тока до 10% от уставки).
Дроссель явно сделан не под этот преобразователь, т.к. не тянет 5А, намотан в один провод и имеет повышенную индуктивность (40мкГн). Скорее всего это дроссель для преобразователя на LM2596S (3А 150кГц). Реальная ёмкость конденсаторов 470мкФ оказалась 360мкФ, ESR довольно плохой 0,10 Ом. Ещё одна особенность: падение напряжения на шунте не компенсировано, т.е. выходное напряжение немного зависит от нагрузки — на максимальном токе 5А выходное напряжение снижается на 0,25В
Естественно китайцы не смогли не накосячить в схеме :) 1. При установленном напряжении менее 1,4В некорректно работает схема токоограничения, т.к. операционник уже не может корректировать напряжение на управляющем входе XL4005E1. Решение — просто не надо устанавливать настолько малое выходное напряжение. Также, при малом выходном напряжении перестаёт светиться синий светодиод. 2. Напряжение с шунта идёт на входы операционников напрямую без токоограничивающих резисторов. Это может привести к кратковременному повышению напряжения на их входах свыше 5В при замыкании выхода. Решение — добавить резистор 10кОм в разрыв между входами ОУ и шунтом. 3. Уменьшить индуктивность дросселя, просто отмотав с него 6 витков. После всех доработок схема получается такая:
Проверку производил при входном напряжении 12,5В и выходном напряжении 5В. На выходном токе 3A XL4005 разогрелась до 65ºС, дроссель до 91ºС, нагрев в допустимых пределах На выходном токе 4A А XL4005 разогрелась до 82ºС, дроссель до 106ºС, нагрев великоват и приемлем только для открытой платы при хорошем охлаждении На выходном токе 5A XL4005 разогрелась до 97ºС, дроссель до 132ºС, быстро перегреваются все силовые элементы включая даже шунт и конденсаторы. Через 3 минуты такой работы, ток пропал и тестирование пришлось прекратить. Ну, думаю, хорошо, заявленная термозащита XL4005 сработала, но после остывания преобразователь не заработал :( Остальные элементы не пострадали. Видимо, не стоило максимально нагружать преобразователь без дополнительного радиатора. Надеюсь, это дефект конкретного экземпляра, а не всей партии. Преобразователь в дальнейшем буду ремонтировать, как придут заказанные микросхемы. Претензий продавцу не предъявлял.
Вывод: интересная железка, но заявленный ток 5A совершенно не держит, лучше ограничиться током не более 3A
Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А | 5 Комментариев
Спасибо за проявленный интерес
Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.
Re: Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А Разместил: LeonidS Дата: 22.07.2015
Боюсь, без радиатора там стоит ограничиться где-то 2А - это если при выходном напряжении более 5В... Мой опыт рассеивания тепла даже на весьма эффективных преобразователях в сколько-нибудь замкнутом пространстве говорит о том, что более или менее максимальная "безопасная" выходная мощность находится где-то в пределах 20-25Вт (помним закон Ома, и умножаем ток на напряжение для калькуляции мощности) - но это реальный предел в большинстве практических ситуаций! Чем КПД преобразователя хуже, тем, естественнее, безопасная граница мощности меньше.
А дальше/больше - уже, таки, необходимо задумываться над системой охлаждения :(
Re: Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А Разместил: ispitatel Дата: 04.05.2016
Как поднять вых напряжение стабилизатора на 1-1.5В? Нужно запитать группу СД матриц и не хватает буквально 1В напряжения.
Есть ли повышающие стабилизаторы с токовой стабилизацией?
Re: Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А Разместил: nik34 Дата: 04.05.2016
У данной микросхемы XL4005 максимальное напряжение на выходе может быть равно входному. Если у Вас плата выдает меньше, то можно изменить сопротивление задающих резисторов.
Повышающие платы с ограничением тока существуют.
Re: Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А Разместил: ispitatel Дата: 05.05.2016
А поконкретнее какие резисторы и насколько изменять. И на повышающие платы с ограничением тока укажите плиз - сколько не рылся - не нашел. Спасибо.
Re: Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А Разместил: nik34 Дата: 06.05.2016
Уменьшить номинал резистора 270 Ом. Посчитать, думаю, сможете сами - там школьный закон Ома. Чтобы на выходе делителя было ниже 0.8В.
Но, вообще, думаю этот стабилизатор Вам не подойдет. У него (по описанию) на выходе можно ставить до 30В, а подавать 32В. Но 32В это предельный режим и работать около него смысла нет - легко можем спалить.
Значит, Вам нужен какой-то более высоковольтный стабилизатор.
По поводу повышающих. Готовых ссылок у меня нет. Точно так же нужно идти искать. Загляните на сайт Алиэкспресс, найдется - хорошо, нет - и я так же не найду. Вроде бы видел, но не гарантирую.
---
В крайнем случае, можете питать не током, а напряжением, но поставив последовательный резистор, чтобы ограничивать ток.
На главную
