Ngunit Isa pang Pinakamaliit na Regulated Boost SMPS (Walang SMD): 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Buong pangalan ng proyekto:

Gayunpaman ang isa sa pinakamaliit na kinokontrol na boost DC sa DC converter switch mode power supply gamit ang THT (sa pamamagitan ng hole technology) at walang SMD (ibabaw na naka-mount na aparato)

OK, ok, Nakuha mo ako. Marahil hindi ito mas maliit kaysa sa isang ito na nilikha ng kumpanya ng Murata Manufacturing ngunit tiyak na isang bagay na Maaari mong buuin ng Sarili mo sa bahay gamit ang mga karaniwang maa-access na elemento at tool.

Ang aking ideya ay upang lumikha ng isang compact switch mode power supply para sa aking maliit na mga proyekto na batay sa microcontroller.

Ang proyektong ito ay isa ring uri ng tutorial kung paano lumikha ng mga landas sa isang PCB gamit ang solidong kawad sa halip na bumuo ng mga landas na may isang panghinang.

Gawin natin!

Hakbang 1: Disenyo

Maaari kang makahanap ng maraming sukat na sukat ng suplay ng kuryente na mga pasadyang disenyo, ngunit karamihan sa mga ito ay nahanap ko na mayroong 2 pinakamalaking kalamangan:

• Ang mga ito ay mga linear power supply, ibig sabihin hindi sila masyadong mabisa,
• Ang mga ito ay alinman sa hindi kinokontrol o kinokontrol sa mga hakbang

Ang aking step-up converter ay isang switch-mode power supply na may isang maayos na kinokontrol na boltahe ng output (sa pamamagitan ng regulated risistor). Kung nais mong basahin ang higit pa, mayroong isang mahusay na dokumento sa microchip.com na nagpapalabas ng iba't ibang mga arkitektura, kalamangan at kahinaan ng paggamit ng mga SMPS.

Bilang isang batayang IC chip para sa aking switch mode power supply pumili ako ng napakapopular at karaniwang magagamit na chip MC34063. Maaari itong magamit upang bumuo ng step-down (buck), step-up (boost) converter o boltahe inverter sa pamamagitan lamang ng pagdaragdag ng ilang mga panlabas na elemento. Napakagandang paliwanag kung paano idisenyo ang SMPS gamit ang MC34063 ay ginawa ni Dave Jones sa Kanyang video sa YouTube. Masidhi kong inirerekumenda na Panoorin mo ito at sundin ang mga kalkulasyon para sa mga halaga ng bawat elemento.

Kung hindi mo nais na gawin ito nang manu-mano, Maaari kang gumamit ng online calculator para sa MC34063 upang magkasya sa Iyong mga pangangailangan. Maaari mong gamitin ang isang ito sa pamamagitan ng Madis Kaal o ang isa na idinisenyo para sa mas mataas na mga voltages sa changpuak.ch.

Pinili ko ang mga elemento na halos dumikit lamang sa mga kalkulasyon:

Pinili ko ang pinakamalaking capacitor na maaaring magkasya sa board. Ang mga input at output capacitor ay 220µF 16V. I Kailangan mo ng mas mataas na boltahe ng output o kailangan ng mas mataas na boltahe ng pag-input, pumili ng mga capacitor na angkop

• Inductor L: 100µH, ito lamang ang nakuha ko sa laki ng chip mismo.
• Gumamit ako ng diode 1N4001 (1A, 50V) Sa halip na ilang Shotky diode. Ang dalas ng paglipat ng diode na ito ay 15kHz na mas mababa sa aking dalas ng paglipat na ginamit ko, ngunit sa paanuman ang buong circuit ay gumagana nang maayos.
• Paglipat ng capacitor Ct: 1nF (nagbibigay ito ng dalas ng paglipat ~ 26kHz)
• Kasalukuyang proteksyon ng risistor Rsc: 0.22Ω
• Variable risistor na kumakatawan sa ratio ng pagtutol R2 hanggang R1: 20kΩ

Mga Tip

• Piliin ang dalas ng paglipat (sa pamamagitan ng pagpili ng wastong switching capacitor) sa isang saklaw ng Iyong diode (sa pamamagitan ng pagpili ng diode ng Shotky sa halip na isang pangkalahatang layunin ng isa).
• Piliin ang mga capacitor na may higit na max boltahe kaysa sa Nais mong ibigay bilang input (input capacitor) o makarating sa output (output capacitor). Hal. 16V capacitor sa input (na may mas mataas na capacitance) at 50V capacitor sa output (na may mas kaunting capacitance), ngunit pareho pareho ang laki.

Hakbang 2: Mga Materyales at Tool

Mga materyal na ginamit ko, ngunit ang eksaktong mga halaga ng stronly ay nakasalalay sa Iyong mga pangangailangan:

• Chip MC34063 (Amazon)
• Lumilipat ng kapasitor: 1nF
• Input capacitor: 16V, 220µF
• Output capacitor: 16V, 220µF (Inirerekumenda ko ang 50V, 4.7µF)
• Mabilis na switching diode: 1N4001 (Ang ilang Shotky diode ay mas mabilis)
• Resistor: 180Ω (di-makatwirang halaga)
• Resistor: 0.22Ω
• Variable risistor: 0-20kΩ, ngunit Maaari mong gamitin ang 0-50kΩ
• Inductor: 100µH
• Prototype PCB board (BangGood.com)
• Ang ilang mga maikling cable

Kailangan ng mga tool:

• Istasyon ng paghihinang (at mga kagamitan sa paligid nito: solder wire, dagta kung kinakailangan, isang bagay upang linisin ang isang tip, atbp…)
• Mga pllier, diagonal pliers / tagaputol ng gilid
• Saw o paikot na tool upang i-cut ang board
• File
• Duct tape (oo, bilang isang tool, hindi bilang materyal)
• Ikaw

Hakbang 3: Paglalagay ng Mga Elemento - Simula

Gumugugol ako ng maraming oras upang ayusin ang mga elemento sa board sa isang pagsasaayos, kaya't sumasakop ito ng mas kaunting puwang hangga't maaari. Pagkatapos ng maraming pagsubok at pagkabigo, ipinakita ng proyektong ito kung ano ang napunta ako. Sa sandaling ito, sa palagay ko ito ang pinakamainam na pagkakalagay ng mga elemento na gumagamit lamang ng 1 gilid ng board.

Isinasaalang-alang ko ang paglalagay ng mga elemento sa magkabilang panig, ngunit pagkatapos:

• magiging kumplikado talaga ang paghihinang
• Hindi talaga ito sumasakop sa mas kaunting espasyo
• Ang SMPS ay magkakaroon ng iregular na hugis, ginagawa itong pag-mount sa hal. isang bog o sa isang 9V na baterya na napakahirap makamit

Upang ikonekta ang mga node Gumamit ako ng isang pamamaraan ng paggamit ng isang hubad na kawad, yumuko ito sa isang inaasahang hugis ng isang landas at pagkatapos ay ihihinang ito sa pisara. Mas gusto ko ang diskarteng ito sa halip na gumamit ng isang panghinang, dahil sa:

• Ang paggamit ng solder upang "ikonekta ang mga tuldok" sa isang PCB Isinasaalang-alang ko na mabaliw at kahit papaano ay hindi naaangkop. Sa panahong ito ang soldering wire ay naglalaman ng isang dagta na ginagamit upang i-deoxidize ang solder at ang ibabaw. Ngunit ang paggamit ng solder bilang isang tagabuo ng landas, ay ginagawang vaporize ang dagta at iniiwan ang ilang mga oxidized na bahagi na nakalantad, na isinasaalang-alang ko na hindi napakahusay para sa circuit mismo.
• Sa PCB na ginamit ko, ang pag-link ng 2 "tuldok" sa isang panghinang ay halos imposible. Ang mga solder ay dumidikit sa "mga tuldok" nang hindi gumagawa ng isang inilaan na koneksyon sa pagitan nila. Kung gagamitin mo ang PCB kung saan ang "mga tuldok" ay gawa sa tanso at ang mga ito ay napakalapit sa bawat isa, kung gayon mas madali itong makagawa ng mga koneksyon.
• Ang paggamit ng solder upang lumikha ng mga landas ay gumagamit lamang… sa maraming solder. Ang paggamit ng isang kawad ay mas mababa "mahal" lamang.
• Sa kaso ng isang pagkakamali, maaaring talagang mahirap alisin ang lumang landas ng panghinang at palitan ito ng bago. Ang paggamit ng wire-path ay mas madali ang gawain.
• Ang paggamit ng mga wire ay ginagawang mas maaasahan ang koneksyon.

Ang kawalan ay tumatagal ng mas maraming oras upang mahubog ang kawad at maghinang ito. Ngunit kung Nakakuha ka ng ilang karanasan hindi na ito mahirap gawain. Atleast sanay lang ako.

Mga Tip

• Pangunahing panuntunan upang ilagay ang mga elemento ay upang i-cut ang excesive binti sa kabilang panig ng board, na malapit sa board hangga't maaari. Tutulungan tayo nito sa paglaon kapag inilalagay natin ang kawad upang makabuo ng mga landas.
• Huwag gumamit ng mga binti ng elemento upang lumikha ng mga landas. Sa pangkalahatan magandang ideya na gawin ito, ngunit kung nagkamali ka, o ang iyong elemento ay kailangang mapalitan (hal. Sira ito) kung gayon talagang mahirap gawin ito. Kakailanganin mong i-cut pa rin ang path-wire at dahil ang mga binti ay nakayuko, maaari itong maging hamon na hilahin ang elemento mula sa board.
• Subukang bumuo ng mga landas mula sa loob ng circuit hanggang sa labas, o mula sa isang gilid patungo sa kabilang panig. Subukang iwasan ang sitwasyon, kapag Kailangan mong lumikha ng isang landas, ngunit ang iba pang mga landas sa paligid ay nalikha na. Maaari itong maging mahirap hawakan ang path-wire.
• Huwag gupitin ang path-wire sa huling haba / hugis bago maghinang. Kumuha ng mas mahabang path-wire, hubugin ito, gumamit ng isang tape upang hawakan ang path-wire sa isang posisyon sa board, solder ito at sa wakas ay gupitin ito sa nais na punto (suriin ang mga larawan).

Hakbang 4: Paglalagay ng Mga Elemento - Pangunahing Gawain

Kailangan mo lamang sundin ang eskematiko at ilagay ang elemento nang paisa-isa, gupitin ang labis na mga binti, solder ito hangga't maaari sa board, hugis ang path-wire, solder ito at gupitin. Ulitin sa ibang elemento.

Tip:

Maaari mong suriin sa isang larawan kung paano ko inilagay ang bawat elemento. Subukan lamang na sundin ang ibinigay na pamamaraan. Sa ilang mga kumplikadong mga circuit na nakikipag-usap sa mga mataas na frequency atbp, ang mga inductor ay inilalagay na nakahiwalay sa board dahil sa magnetic field na maaaring makagambala sa iba pang mga elemento. Ngunit sa aming proyekto wala lamang kaming pakialam sa kasong ito. Iyon ang dahilan kung bakit inilagay ko ang inductor nang direkta lamang sa tuktok ng MC34063 chip at wala akong pakialam sa anumang mga pagkagambala

Hakbang 5: Pagputol sa Lupon

Kailangan mong malaman dati, ang mga board ng PCB ay talagang mahirap at dahil sa mahirap na gupitin ito. Sinubukan ko munang gumamit ng isang rotary tool (larawan). Napakakinis ng linya ng paggupit, ngunit napakatagal upang gupitin ito. Napagpasyahan kong lumipat sa isang regular na gabas upang gupitin ang metal at para sa akin gumagana ito sa pangkalahatan ok.

Mga Tip:

• Gupitin ang board bago maghinang ng lahat ng mga elemento. Una ilagay ang lahat ng mga elemento (walang paghihinang), markahan ang mga puntos ng paggupit, alisin ang lahat ng mga elemento, gupitin ang board at pagkatapos ay ibalik ang mga elemento at solder ang mga ito. Sa panahon ng paggupit Kailangan mong alagaan ang mga na-solder na elemento.
• Mas gusto kong gumamit ng lagari sa halip na umiinog na tool, ngunit marahil ito ay isang indibidwal na bagay.

Hakbang 6: Paghubog

Pagkatapos ng paggupit, gumamit ako ng isang file upang makinis ang mga gilid at bilugan ang mga sulok.

Ang huling laki ng board ay 2.5cm ang haba, 2cm ang lapad at 1.5cm ang taas.

Ang proyekto sa magaspang na anyo nito ay tapos na. Oras para sa pagsubok …

Hakbang 7: Pagpapatakbo ng Pagsubok

Isinaksak ko ang board sa isang LED stripe (12 LEDs) na nangangailangan ng 12V power supply. Itinakda ko ang 5V input (privided ng USB port) at gamit ang kinokontrol na risistor naitakda ko ang 12V output. Ito ay gumagana nang perpekto. Dahil sa medyo mataas na kasalukuyang iginuhit, ang MC34063 chip ay nag-iinit. Iniwan ko ang circuit na may LED guhitan sa loob ng ilang minuto at ito ay matatag.

Hakbang 8: Pangwakas na Resulta

Isinasaalang-alang ko ito bilang isang malaking tagumpay na ang isang maliit na SMPS ay maaaring mapalakas ang ganitong uri ng kasalukuyang pagguhit ng bagay tulad ng 12 LEDs.