Yenə ən kiçik tənzimlənən gücləndirici SMPS (SMD yoxdur): 8 addım

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-23 12:54

Tam layihə adı:

THT (deşik texnologiyası vasitəsilə) və SMD (səthə quraşdırılmış cihaz) istifadə etmədən başqa bir dünyanın ən kiçik tənzimlənən gücləndiricisi DC -dən DC çeviriciyə keçid rejimində enerji təchizatı.

Tamam, tamam, başa düşdün. Bəlkə də Murata İstehsalat şirkəti tərəfindən yaradılandan daha kiçik deyil, ancaq əlçatan olan elementlərdən və vasitələrdən istifadə edərək evdə özünüz qura biləcəyiniz bir şeydir.

Fikrim kiçik mikrokontroller əsaslı layihələrim üçün kompakt keçid rejimində enerji təchizatı yaratmaq idi.

Bu layihə, bir lehim ilə yollar qurmaq əvəzinə möhkəm bir tel istifadə edərək bir PCB üzərində yolların necə yaradılacağına dair bir dərsdir.

Gəl edək!

Addım 1: Dizayn

Bir çox cib ölçülü enerji təchizatı üçün xüsusi dizayn tapa bilərsiniz, amma tapdığım əksəriyyətin 2 ən böyük dezavantajı var:

• Onlar xətti enerji təchizatıdır, yəni çox səmərəli deyillər,
• Ya tənzimlənmir, ya da addımlarla tənzimlənmir

Mənim addım çeviricim, hamar tənzimlənən çıxış gərginliyi olan (tənzimlənən müqavimət vasitəsi ilə) keçid rejimində enerji təchizatıdır. Daha çox oxumaq istəyirsinizsə, microchip.com saytında SMPS -lərin istifadəsinin fərqli memarlıqlarını, müsbət və mənfi cəhətlərini izah edən əla bir sənəd var.

Keçid rejimi enerji təchizatı üçün əsas IC çipi olaraq çox populyar və çox yayılmış MC34063 çipini seçdim. Yalnız bəzi xarici elementlər əlavə etməklə aşağı salınma (artırma), artırma (artırma) çeviricisi və ya gərginlik çeviricisi qurmaq üçün istifadə edilə bilər. MC34063 istifadə edərək SMPS -in necə dizayn ediləcəyini çox gözəl izah Dave Jones tərəfindən YouTube videosunda edildi. Bunu izləməyinizi və hər bir elementin dəyərləri üçün hesablamaları izləməyinizi şiddətlə tövsiyə edirəm.

Əl ilə etmək istəmirsinizsə, ehtiyaclarınıza uyğun MC34063 üçün onlayn kalkulyatordan istifadə edə bilərsiniz. Bunu Madis Kaal və ya changpuak.ch -də daha yüksək gərginlik üçün hazırlanmış birindən istifadə edə bilərsiniz.

Yalnız hesablamalara sadiq qalan elementləri seçdim:

Lövhəyə sığa biləcək ən böyük kondansatörləri seçdim. Giriş və çıxış kondansatörleri 220μF 16V -dir. Daha yüksək çıxış gərginliyinə və ya daha yüksək giriş gərginliyinə ehtiyacınız var, uyğun kondansatörləri seçin

• İndüktör L: 100µH, bu, çipin özünün ölçüsünə sahib olduğum tək şey idi.
• Bəzi Shotky diod yerinə 1N4001 (1A, 50V) diod istifadə etdim. Bu diodun keçid tezliyi istifadə etdiyim keçid tezliyindən 15 kHz -dir, amma nədənsə bütün dövrə yaxşı işləyir.
• Kondansatör Ct: 1nF (~ 26kHz keçid tezliyi verir)
• Cari qoruyucu müqavimət Rsc: 0.22Ω
• R2 - R1 müqavimət nisbətini təmsil edən dəyişkən müqavimət: 20kΩ

Məsləhətlər

• Diyotunuzun bir aralığında keçid tezliyini (uyğun keçid kondansatörünü seçərək) seçin (ümumi təyinat yerinə Şotkinin diodunu seçərək).
• Giriş (giriş kondansatörü) və ya çıxışa (çıxış kondansatörü) daxil etmək istədiyinizdən daha çox maksimum gərginlikli kondansatörləri seçin. Məsələn, Girişdə 16V kondansatör (daha yüksək tutumlu) və 50V kondansatörlü (daha az tutumlu), lakin hər ikisi də eyni ölçüdədir.

Addım 2: Materiallar və Alətlər

İstifadə etdiyim materiallar, lakin dəqiq dəyərlər birbaşa ehtiyaclarınızdan asılıdır:

• Çip MC34063 (Amazon)
• Kondansatör keçid: 1nF
• Giriş kondansatörü: 16V, 220µF
• Çıxış kondansatörü: 16V, 220µF (50V, 4.7µF tövsiyə edirəm)
• Sürətli keçid diyotu: 1N4001 (Bəzi Shotky diodları daha sürətli)
• Rezistor: 180Ω (ixtiyari dəyər)
• Rezistor: 0.22Ω
• Dəyişən müqavimət: 0-20kΩ, ancaq 0-50kΩ istifadə edə bilərsiniz
• İndüktör: 100µH
• PCB lövhəsinin prototipi (BangGood.com)
• Bəzi qısa kabellər

Lazımi alətlər:

• Lehim stansiyası (və ətrafındakı kommunal xidmətlər: lehim teli, lazım olduqda qatran, ucu təmizləmək üçün bir şey və s.)
• Kəlbətinlər, diaqonal kəlbətinlər/yan kəsicilər
• Lövhəni kəsmək üçün mişar və ya fırlanan alət
• Fayl
• Yapışqan bant (bəli, alət kimi deyil, material kimi)
• Sən

Addım 3: Elementlərin Yerləşdirilməsi - Başlanğıc

Lövhədə elementləri belə bir konfiqurasiyada təşkil etmək üçün çox vaxt sərf edirəm, buna görə də mümkün qədər az yer tutur. Bir çox cəhddən və uğursuzluqdan sonra bu layihə başa çatdığımı təqdim edir. Bu anda, düşünürəm ki, bu, lövhənin yalnız 1 tərəfini istifadə edərək elementlərin ən optimal yerləşdirilməsidir.

Hər iki tərəfə elementlər qoymağı düşünürdüm, amma sonra:

• lehimləmə həqiqətən çətin olacaq
• Əslində daha az yer tutmur
• SMPS düzensiz bir forma sahib olardı, buna görə də onu montaj edir. bataqlıqda və ya 9V batareyada əldə etmək çox çətindir

Düyünləri bağlamaq üçün çılpaq bir tel istifadə etmək, gözlədiyiniz bir yol şəklində əymək və sonra lövhəyə lehimləmək texnikasından istifadə etdim. Bir lehim istifadə etmək əvəzinə bu texnikaya üstünlük verirəm:

• Bir PCB -də "nöqtələri birləşdirmək" üçün lehimdən istifadə edərək dəli və nədənsə uyğun olmadığını düşünürəm. Hal -hazırda lehimləmə telində lehim və səthi deoksidləşdirmək üçün istifadə olunan bir qatran var. Ancaq bir yol qurucusu olaraq lehimi istifadə edərək, qatranı buxarlandırır və dövrənin özü üçün o qədər də yaxşı olmadığını düşündüyüm bəzi oksidləşdirilmiş hissələri buraxır.
• İstifadə etdiyim PCB -də 2 "nöqtəni" lehimlə bağlamaq demək olar ki, mümkün deyil. Lehim, aralarında nəzərdə tutulan bir əlaqə yaratmadan "nöqtələrə" yapışır. "Nöqtələrin" misdən hazırlandığı və bir -birinə çox yaxın olduğu PCB -dən istifadə edirsinizsə, əlaqələr qurmaq daha asan görünür.
• Yollar yaratmaq üçün lehimdən istifadə etmək çox lehimdən istifadə edir. Bir tel istifadə etmək daha ucuzdur.
• Bir səhv olarsa, köhnə lehim yolunu çıxarmaq və yenisi ilə əvəz etmək çox çətin ola bilər. Tel yolu istifadə etmək nisbətən daha asan bir işdir.
• Tellərin istifadəsi daha etibarlı bir əlaqə yaradır.

Dezavantajı teli formalaşdırmaq və lehimləmək üçün daha çox vaxt tələb etməsidir. Ancaq bir az təcrübə əldə etsəniz, artıq çətin iş deyil. Ən azından buna alışmışdım.

İpuçları

• Elementləri yerləşdirməyin əsas qaydası, lövhənin digər tərəfindəki həddindən artıq ayaqları lövhəyə mümkün qədər yaxın kəsməkdir. Yollar qurmaq üçün məftil yerləşdirəcəyimiz zaman bizə kömək edəcək.
• Yol yaratmaq üçün elementin ayaqlarından istifadə etməyin. Ümumiyyətlə bunu etmək yaxşı bir fikirdir, amma bir səhv etsəniz və ya elementinizin dəyişdirilməsi lazımdırsa (məsələn, pozulmuşsa) bunu etmək həqiqətən çətindir. Hər halda yol telini kəsməlisiniz və ayaqları əyildiyindən elementi lövhədən çıxarmaq çətin ola bilər.
• Dövrün içərisindən kənara və ya bir tərəfdən digərinə yollar qurmağa çalışın. Bir yol yaratmalı olanda vəziyyətdən qaçmağa çalış, amma ətrafdakı digər yollar artıq yaradılıb. Yol telini tutmaq çətin ola bilər.
• Yol telini lehimdən əvvəl son uzunluğa/şəklə kəsməyin. Daha uzun yol telini düzəldin, şəkil verin, lenti lövhədə bir mövqedə tutun, lehimləyin və nəhayət kəsin İstədiyiniz nöqtə (fotoşəkilləri yoxlayın).

Addım 4: Elementlərin Yerləşdirilməsi - Əsas Vəzifə

Yalnız sxemə riayət etmək və elementi bir-bir yerləşdirmək, həddindən artıq ayaqları kəsmək, lövhəyə mümkün qədər yaxın bir şəkildə lehimləmək, yol telini formalaşdırmaq, lehimləmək və kəsmək lazımdır. Başqa bir elementlə təkrarlayın.

İpucu:

Hər bir elementi necə yerləşdirdiyimi fotoşəkillərdən öyrənə bilərsiniz. Yalnız göstərilən sxemə riayət etməyə çalışın. Yüksək tezliklər və s. İlə əlaqəli bəzi kompleks sxemlərdə, induktorlar digər elementlərə müdaxilə edə bilən maqnit sahəsi səbəbiylə lövhədə ayrılır. Ancaq layihəmizdə bu işlə maraqlanmırıq. Məhz bu səbəbdən induktoru birbaşa MC34063 çipinin üstünə qoydum və heç bir müdaxiləyə əhəmiyyət vermirəm

Addım 5: Lövhənin kəsilməsi

PCB lövhələrinin həqiqətən çətin olduğunu və bu səbəbdən kəsilməsinin çətin olduğunu əvvəlcədən bilməlisiniz. Əvvəlcə fırlanan bir alət istifadə etməyə çalışdım (şəkil). Kəsmə xətti çox hamardır, lakin onu kəsmək çox uzun çəkirdi. Metal kəsmək üçün adi bir mişara keçmək qərarına gəldim və mənim üçün ümumiyyətlə yaxşı işləyirdi.

Məsləhətlər:

• Bütün elementləri lehimləmədən əvvəl lövhəni kəsin. Əvvəlcə bütün elementləri (lehimləmə olmadan) qoyun, kəsmə nöqtələrini qeyd edin, bütün elementləri çıxarın, lövhəni kəsin və sonra elementləri geri qoyun və lehimləyin. Kəsmə zamanı artıq lehimli elementlərə diqqət yetirməlisiniz.
• Dönər alət əvəzinə mişardan istifadə etməyi üstün tutardım, amma bu, yəqin ki, fərdi məsələdir.

Addım 6: Formalaşdırma

Kəsdikdən sonra kənarları hamarlamaq və küncləri yuvarlamaq üçün bir fayl istifadə etdim.

Lövhənin son ölçüsü uzunluğu 2,5 sm, eni 2 sm və hündürlüyü 1,5 sm idi.

Layihə kobud formada aparılır. Test üçün vaxt…

Addım 7: Əməliyyatın yoxlanılması

Lövhəni 12V enerji təchizatı tələb edən bir LED şeridinə (12 LED) bağladım. 5V girişini (USB portu ilə ayrılmış) təyin etdim və tənzimlənən rezistordan istifadə edərək 12V çıxışı qurdum. Mükəmməl işləyir. Nisbətən yüksək cərəyan səbəbiylə MC34063 çipi istilənirdi. Bir neçə dəqiqə LED şeridi olan dövrəni tərk etdim və sabit oldu.

Addım 8: Son nəticə

Belə kiçik bir SMPS -in 12 LED kimi bu cür cazibədar şeyi gücləndirə biləcəyini böyük bir uğur hesab edirəm.