Универсальный автомобильный преобразователь (конвертер) «DC/DC».

Схема самодельного DC-DC преобразователя напряжения для питания ноутбука на 19В от источник питания на 12В. Напряжения питания ноутбуков и моноблоков обычно лежит в диапазоне 18-19V. В то время, как более доступным источником постоянного тока является источник напряжением 12V.

Это и автомобильный аккумулятор, и блок питания LCD-телевизора и блок питания для галогенных и светодиодных светильников. Да и относительно доступная точка получения достаточно мощного постоянного тока, — источник от стационарного компьютера типа АТХ, это тоже все те же 12V.

В результате, если что-то случилось со штатным блоком питания ноутбука или моноблока, найти ему замену среди того, что есть под рукой, оказывается довольно сложно.

Принципиальная схема

Один из возможных выходов из положения — сделать DC-DC преобразователь, повышающий входное напряжение, лежащее в пределах от 5 до 15V до необходимых 19V.

Сейчас существует много схем DC-DC преобразователей, изменяя соотношение резисторов делителя измерительного напряжения которых можно получить самые разные выходные напряжения, от единиц вольт до 30-50V.

Совсем не претендуя на оригинальность, хочу поделиться схемой своего самодельного DC-DC преобразователя для питания ноутбука. Преобразователь может питаться напряжением от 5 до15V, на выходе 19V при максимальном токе 2,5А.

Схема DC-DC преобразователя напряжения из 12В в 19В на микросхеме UC3843

Рис. 1. Схема DC-DC преобразователя напряжения из +12В в +19В на микросхеме UC3843.

Контроллер импульсов переменой скважности выполнен на специализированной микросхеме UC3843 (А1). Схема почти типовая. Выходные импульсы поступают на затвор мощного ключевого полевого транзистора VТ1. Преобразование происходит на частоте около 50 кГц. Накачка напряжения происходит на индуктивности L1.

Выпрямитель выполнен на диоде Шоттки VD2 (MBR1045). Пульсации сглаживает сначала конденсатор С6, затем следует фильтр из двух индуктивностей L2 и L3 и двух конденсаторов С7 и С8.

Величина выходного напряжения задается резисторами R4-R5. Они образуют делитель напряжения, соотношения плеч которого должно быть таким, чтобы при необходимом напряжении на выходе, на выводе 2 А1 было напряжение 2,5V. При указанных на схеме величинах R4 и R5 напряжение на выходе будет стабильно поддерживаться на уровне 18,75V.

Так как реальные резисторы всегда имеют разброс номиналов, то при налаживании величину R4 (и может быть R5) нужно подобрать так, чтобы на выходе было напряжение 19V. Или другое, например, 18V, если того требует конкретный ноутбук. Это можно сделать включая параллельно данным резисторам дополнительные сопротивления значительной большей величины.

Включая сопротивление параллельно R4 мы уменьшаем выходное напряжение, а параллельно R5 — увеличиваем выходное напряжение.

Мощный эффективный понижающий преобразователь

Если вам нужен мощный и эффективный преобразователь низкого напряжения, например нужно получить +12в из имеющихся на борту камаза +24в и при этом нужна защита от превышения выходного тока и ещё и нельзя разрывать минусовой, общий провод то эта статья для вас.

Входное напряжение 15….30в

Выходное напряжение 2…15в

Выходной ток 20а (легко поднять вплоть до 50а)

Эффективность более 90%

Основное ТЗ: преобразователь из +24в в +12в для питания нагрузки (10…250Вт) в грузовик с потерями на преобразование менее 10% и защитой выхода от перегрузки по току путём ограничения тока.

Сразу к делу, вот такая получилась у меня схемка:

Чтобы не было вопросов вроде «А почему тут такой компонент, почему тут такой номинал, почему тут такое количество ?» и тп. отвечу сразу: Делал из того что было в наличии по тем знаниям которые имел.

ШИМ U2 применён UC3843 как самый полнофункциональный и оптимальный по соотношению цена\возможности. Драйвер U4 IR2104 как самый дешёвый (надо всё же их куда то девать) вполне нормально прокачивает силовой ключь IRF3205 (почемуто люблю я именно их 110а 8мОм), выходной выпрямитель D3 я поставил MBR20100C который в паре с полевым транзистором (который управляется нижним плечём драйвера) и берёт на себя большую часть выходного тока. Такая парочка обеспечивает на выходе более чем достаточный для нагрузки ток, т.к. шоттки D3 работает только в короткий промежуток времени когда основной ключь Q1 уже закрылся а нижний ключ Q2 благодаря имеющейся в U4 задержке в 520 нсек ещё не открылся. Можно нижний ключь Q2 не ставить и всю работу на себя возмёт D2. В моём примере разводки платы предусмотрено два посадочных места для двух полевых транзисторов Q2, и я впаял на одно место полевик на другое место шоттки в аналогичном корпусе (ТО220). Короче, чтоб не загружать вам мозг ток диода D3 составляет менее 1\3 выходного тока.

{ads2}Немного о контроле выходного тока.

Как известно для контроля выходного тока в плюсовом проводе есть много разных способов, самы доступный это низкоомный резистор падение напряжения на котором в дальнейшем усиливают и подают в цепь ОС, есть две основные схемы:

Дифференцианальный усилитель и преобразователь ток-напряжение, поигравшись с дифференциональным усилителем я пришёл к выводу что искат для него точные резисторы с допуском 1% и потом подстраивать ещё и многооборотным подстроечником это слишком кропотливо для такого простого применения, поэтому применил преобразователь ток-напряжение. В таком случае нам не потребуется двухполярное питание и всё что нужно это простое однополярное питание главное чтобы оно было хотя бы на пару вольт выще контролируемого, т.е. при выходном напряжении например +12в питание ОУ должно быть не ниже +14в что очень легко обеспечить имея на входе +24в.

Коэффициент усиления такой схемы Ку = R6*(R10/R9), а напряжение на резисторе R10 = Ку*выходной ток. т.е. если R10 = 1.2кОм, R9 = 104ом, R6 = 0.0333ом, Ку = 0,3845 что при выходном токе 1,8а даст 0,7в на резисторе R10, соответственно при 18а на R10 будет .

Питание U3 производится через резистор R11 и ограничено стабилитроном D4 на 20в, это не обязательные элементы, я например D4 вообще не стал впаивать зная что входное напряжение не превысит 30в.

Токовый вход U2 имеет порог 1.0в, для настройки тока огранияения служит подстроечник RV1, на который поступает напряжение с повторителя напряжения выполненного на втором компараторе имеющемся в 8ногом корпусе LM358.

Цепь стабилизации напряжения это делитель выходного напряжения на резисторах R2 и R3 с выхода делителя напряжение поступает на вход ОС по напряжению U2 на этом входе напряжение сравнивается с ИОН имеющем потенциал 2,5в соответственно делитель расчитываем исходя из опорного 2,5в, для делителя R3 9.1кОм и R2 2.2кОм расчётное выходное напряжение преобразователя составляет 12,8в.

D2 показывает что сервисное питание +12в имеется

D5 показывает что выходное напряжение +13в также имеется

Диод D1 для тех кто любит путать полярность питающих проводов и задумка здесь в том чтобы летящие искры заствалили любителя путать полярность задуматся, впаивается вместо одного из входных электролитов.

Стабилизатор U1 на +12в обеспечивает питанием ШИМ U2 UC3843 и драйвер U4 IR2104. Есть 4 вида этого ШИМа что даёт вам дополнительные возможности:

  1. UC1842A — максимальный КЗ = 100% UVLO On = 16в UVLO Off = 10в
  2. UC1843A — максимальный КЗ = 100% UVLO On = 8,5в UVLO Off = 7,9в
  3. UC1844A — максимальный КЗ = 50% UVLO On = 16в UVLO Off = 10в
  4. UC1845A — максимальный КЗ = 50% UVLO On = 8,5в UVLO Off = 7,9в

UVLO Off — это напряжение питания при падении до которого ШИМ блокирует внутренюю логику, соответственно UVLO On — это напряжение при достижении которого выходная логика разблокируется это даёт вам возможность сделать БП который будет выключатся при падении напряжения питания до величины 10 или 7,9в и автоматического запуска при увеличении питающего напряжения до 16 и 8,5в соответственно, для этого нужно запитать ШИМ контролируемым напряжением, при этом учтите что высота выходных импульсов для UC384х в 8ногом корпусе будет равна напряжению на выводе питания (7я нога).

{ads1}

Пару слов о драйвере, здесь всё стандартно, нужно зашунтировать питание С17 и вольтодобавку С19, диод через который подпитывется конденстаор С19 должен успевать это делать поэтому лучше забудте о всяких там 1N4007.

С описанием схемы закончил, теперь немного о моём варианте разводки платы.

  • Основные требования исходя из которых я разводил плату:
  • обеспечить 4 посадочных места для входных электролитов диаметром до 13мм каждый
  • обеспечить 4 посадочных места для входных электролитов диаметром до 13мм каждый
  • обеспечить 4 посадочных места для низкоомных резисторов шунта в стандартном керамическом корпусе 5Вт
  • микросхемы ШИМа, драйвера и ОУ в корпусах SO8, резисторы smd 0603 и 1206
  • силовые ключи паралельно плате фланцем наружу для возможности закрепления их в виже «бутерброда» плата — ключ — радиатор
  • обеспечить возможность применения резистора R3 как в smd исполнении так и в виде подстроечника

Не скажу что плата получилась совершенно оптимальной, многое можно было ещё более оптимизировать, но в итоге имеем вот что:

Скажу предупрежу что первый вариант платы был разведён по схеме имеющейся только в голове что вылилось в банальную ошибку, были перепутаны выводы 2 и 3 ОУ, пришлось исправлять на уже готовой плате, после чего разводка была исправлена но пока больше не повторялась, поэтому возможно имеются недоделки и в принципиальной схеме, поэтому просьба если кто заметит косяки сразу сообщайте буду оперативно исправлять.

{ads1}

{ads1}

На этом всё.
Вложения:

ФайлОписаниеРазмер файла:
PCBпечатная плата42 Кб

Детали

Катушки намотаны на ферритовых кольцах. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце внешним диаметром 23 мм, она содержит 60 витков провода ПЭВ 0,61. Катушки L2 и L3 намотаны на ферритовых кольцах внешним диаметром 16 мм, они содержат по 120 витков провода ПЭВ 0,43.

Катушки L1-L3 установлены вертикально. Первоначально они держатся на собственных выводах, а после завершения налаживания они приклеиваются к плате клеем. Все конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже 25V.

Диод 1N4007 можно заменить на КД209 или вообще исключить из схемы, но в этом случае, при неправильной полярности подключения входного напряжения схема может выйти из строя раньше предохранителя FS1. Диоды 1N4148 можно заменить на КД522.

Каравкин В. РК-01-18.

Импульсный повышающий стабилизатор на 24В

Поделиться Твитнуть Pin Отпр. по эл. почте SMS

Здравствуйте уважаемые посетители. На ебэй заказал ультразвуковой туманообразователь. Предполагается его использовать для увлажнения воздуха в закрытом объеме, в данном случае в инкубаторе. Так как предполагается питать всю электронику инкубатора от 12 вольт, что даст возможность использовать блок бесперебойного питания, включающего в свой состав автомобильный аккумулятор, а питание ультразвукового туманообразователя 24 вольта, и был разработан импульсный повышающий преобразователь напряжения DC-DC.

Схема устройства показана на рисунке 1. Основой всей схемы является контроллер UC3843. Схема взята из документации на эту микросхему и является типовой. Вообще схема аналогична схеме описанной в статье «Импульсный регулируемый стабилизатор напряжения»

Преобразователь DC-DC 12 - 24,

Преобразователь DC-DC 12 — 24,

Диапазон входных напряжений находится от 9,5 вольт до 15 вольт. Так как я заказывал туманообразователь с током потребления 0,5 ампера, то номинальный ток нагрузки преобразователя был выбран вдвое большим — 1 ампер. Выходное напряжение равно естественно 24 вольта. Внешний вид собранного устройства показан на фото 1, а рисунок печатной платы на рисунке 2.

Импульсный стабилизатор, печатная плата,plata1

В качестве мощного диода с барьером Шоттки применен один из диодов диодной сборки S10C40C. Конечно, можно применить и другие диоды Шоттки с прямым током не менее пяти ампер и обратным напряжением порядка 40 вольт. В качестве переключательного транзистора подойдет любой полевой с каналом типа n, рассчитанных на напряжение сток-исток порядка 50 вольт. Лучше выбирать транзисторы, у которых наименьшее сопротивление открытого канала. Выбрать нужный полевой транзистор можно здесь . У меня в данной схеме использован транзистор NDP603AL.

Дроссель имеет сердечник Ч22, внешний диаметр чашек равен 22мм. Сердечник собирается с зазором 0,2мм. Обмотка дросселя содержит 18 витков любого эмалированного обмоточного провода диаметром 1,0 мм. Крепится дроссель к плате через изолирующую шайбу. Вместо сердечника из ферритовых чашек с зазором можно применить желто-белое кольцо. Такие кольца применяются в блоках питания персональных компьютеров. В этом случае внешний диаметр кольца равен 20,2 мм, внутренний -12,6 мм, высота — 6,35 мм. Количество витков = 33 того же провода. Можно применить кольцо и большего диаметра, уменьшив число витков до 25. Корпуса транзистора и диода крепятся непосредственно к корпусу устройства обязательно через изоляционные прокладки. Вообще, при данной выходной мощности преобразователя, транзистор и диод благодаря импульсному режиму могут работать без радиаторов. Но внештатные ситуации еще никто не отменял, поэтому лучше будет, если в качестве теплоотводов будут применены, хотя бы небольшие металлические пластинки. При условии правильного монтажа и исправных деталях преобразователь начинает работать сразу. Успехов. К.В.Ю.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: