Totuși, un alt SMPS de reglare mai mic (fără SMD): 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Numele complet al proiectului:

Cu toate acestea, alimentarea cu energie a modului de comutare a convertorului de curent continuu la curent continuu din lume, utilizând THT (tehnologia prin găuri) și fără SMD (dispozitiv montat la suprafață)

OK, ok, m-ai prins. Poate că nu este mai mic decât cel creat de compania Murata Manufacturing, dar cu siguranță ceva ce puteți construi singur în casă folosind elemente și instrumente accesibile în mod obișnuit.

Ideea mea a fost să creez o sursă de alimentare compactă în modul comutator pentru micile mele proiecte bazate pe microcontroler.

Acest proiect este, de asemenea, un fel de tutorial despre cum să creați căi pe un PCB folosind sârmă solidă în loc să creați căi cu o lipire.

Hai să o facem!

Pasul 1: Proiectare

Puteți găsi multe modele personalizate de alimentare cu buzunar, dar cele mai multe dintre ele pe care le-am găsit au 2 mari dezavantaje:

• Sunt surse de alimentare liniare, ceea ce înseamnă că nu sunt foarte eficiente,
• Ele nu sunt reglementate sau reglementate în etape

Convertorul meu step-up este o sursă de alimentare cu comutare, cu o tensiune de ieșire reglată lin (prin rezistență reglată). Dacă doriți să citiți mai multe, există un document excelent pe microchip.com care explică diferite arhitecturi, argumente pro și contra utilizării SMPS-urilor.

Ca cip IC de bază pentru alimentarea cu modul de comutare, am ales un cip MC34063 foarte popular și disponibil în mod obișnuit. Poate fi folosit pentru a construi convertor step-down (buck), step-up (boost) sau invertor de tensiune doar prin adăugarea unor elemente externe. O explicație foarte frumoasă despre cum să proiectezi SMPS folosind MC34063 a fost făcută de Dave Jones în videoclipul Său de pe YouTube. Vă recomand cu tărie să îl urmăriți și să urmați calculele pentru valorile fiecărui element.

Dacă nu doriți să o faceți manual, puteți utiliza calculatorul online pentru MC34063 pentru a se potrivi nevoilor dvs. Puteți să o utilizați de Madis Kaal sau cea proiectată pentru tensiuni mai mari pe changpuak.ch.

Am ales elemente care se țin doar de calcule:

Am ales cei mai mari condensatori care se pot încadra pe placă. Condensatoarele de intrare și ieșire sunt 220µF 16V. I Aveți nevoie de tensiune de ieșire mai mare sau aveți nevoie de tensiune de intrare mai mare, alegeți condensatori care se potrivesc

• Inductor L: 100µH, acesta a fost singurul pe care l-am obținut cu dimensiunea cipului în sine.
• Am folosit dioda 1N4001 (1A, 50V) în loc de niște diode Shotky. Frecvența de comutare a acestei diode este de 15 kHz, care este mai mică decât frecvența mea de comutare pe care am folosit-o, dar cumva întregul circuit funcționează foarte bine.
• Condensator de comutare Ct: 1nF (oferă frecvența de comutare ~ 26kHz)
• Rezistor de protecție curent Rsc: 0,22Ω
• Rezistor variabil care reprezintă raportul de rezistență R2 la R1: 20kΩ

Sfaturi

• Alegeți frecvența de comutare (alegând un condensator de comutare adecvat) într-un interval al diodei dvs. (alegând dioda lui Shotky în loc de una de uz general).
• Alegeți condensatorii cu tensiune maximă mai mare decât doriți să furnizați ca intrare (condensator de intrare) sau intrați pe ieșire (condensator de ieșire). De exemplu. Condensator de 16V la intrare (cu capacitate mai mare) și condensator de 50V la ieșire (cu capacitate mai mică), dar ambele relativ de aceeași dimensiune.

Pasul 2: Materiale și instrumente

Materiale pe care le-am folosit, dar valorile exacte depind strict de nevoile tale:

• Chip MC34063 (Amazon)
• Condensator de comutare: 1nF
• Condensator de intrare: 16V, 220µF
• Condensator de ieșire: 16V, 220µF (recomand 50V, 4.7µF)
• Diodă cu comutare rapidă: 1N4001 (unele diode Shotky sunt mult mai rapide)
• Rezistor: 180Ω (valoare arbitrară)
• Rezistor: 0,22Ω
• Rezistor variabil: 0-20kΩ, dar puteți utiliza 0-50kΩ
• Inductor: 100µH
• Placă prototip PCB (BangGood.com)
• Câteva cabluri scurte

Instrumente necesare:

• Stație de lipit (și utilități din jurul său: sârmă de lipit, rășină, dacă este necesar, ceva pentru a curăța un vârf etc.)
• Cleste, cleste diagonale / freze laterale
• Fierăstrău sau instrument rotativ pentru tăierea plăcii
• Fişier
• Bandă adezivă (da, ca instrument, nu ca material)
• Tu

Pasul 3: Plasarea elementelor - Început

Îmi petrec mult timp să organizez elemente pe tablă într-o astfel de configurație, astfel încât să ocupe cât mai puțin spațiu posibil. După multe încercări și eșecuri, acest proiect prezintă cu ce am ajuns. În acest moment, cred că aceasta este cea mai optimă plasare a elementelor folosind doar o parte a plăcii.

Mă gândeam să pun elemente pe ambele părți, dar apoi:

• lipirea ar fi cu adevărat complicată
• De fapt, nu ocupă mai puțin spațiu
• SMPS ar avea o formă neregulată, făcând montarea acestuia de ex. o mlaștină sau pe o baterie de 9V foarte greu de realizat

Pentru a conecta nodurile am folosit o tehnică de utilizare a unui fir gol, îndoiți-l într-o formă așteptată a unei căi și apoi lipiți-l pe placa. Prefer această tehnică în loc să folosesc o lipire, din cauza:

• Folosind lipirea pentru a „conecta punctele” pe un PCB, consider nebun și cumva nepotrivit. În zilele noastre sârma de lipit conține o rășină care este utilizată pentru a dezoxida lipirea și suprafața. Dar folosirea lipirii ca constructor de trasee face ca rășina să se vaporizeze și lăsând expuse unele părți oxidate, ceea ce consider că nu este atât de bun pentru circuitul în sine.
• Pe PCB pe care l-am folosit, legarea a 2 „puncte” cu o lipire este aproape imposibilă. Lipirea se lipeste de „puncte” fără a face o legătură între ele. Dacă utilizați PCB-ul în care „punctele” sunt făcute din cupru și sunt foarte apropiate unele de altele, atunci ar fi mai ușor să faceți conexiuni.
• Utilizarea lipirii pentru a crea căi folosește doar … la mult lipire. Utilizarea unui fir este doar mai puțin „scumpă”.
• În cazul unei greșeli, poate fi foarte greu să eliminați vechea cale de lipire și să o înlocuiți cu una nouă. Utilizarea cablului-cale este o sarcină relativ mai ușoară.
• Folosirea firelor face o conexiune mult mai fiabilă.

Dezavantajul este că este nevoie de mai mult timp pentru a modela firul și a-l lipi. Dar dacă aveți ceva experiență, nu mai este o sarcină grea. Cel puțin tocmai am obișnuit.

sfaturi

• Regula principală pentru plasarea elementelor este tăierea picioarelor excesive pe cealaltă parte a plăcii, cât mai aproape de placă. Ne va ajuta mai târziu când vom așeza firul pentru a construi căi.
• Nu utilizați picioarele elementului pentru a crea căi. În general, este o idee bună să o faci, dar dacă faci o greșeală sau dacă elementul tău trebuie înlocuit (de exemplu, este rupt), atunci este foarte greu să o faci. Va trebui oricum să tăiați firul de cale și, deoarece picioarele sunt îndoite, poate fi dificil să scoateți elementul de pe tablă.
• Încercați să construiți căi din interiorul circuitului spre exterior sau dintr-o parte în alta. Încercați să evitați situația, când trebuie să creați o cale, dar alte căi din jur sunt deja create. Poate fi greu să țineți firul de cale.
• Nu tăiați firul de cale până la lungimea / forma finală înainte de lipire. Luați firul de cale mai lung, formați-l, folosiți o bandă pentru a ține firul de cale într-o poziție pe tablă, lipiți-l și, în cele din urmă, tăiați-l într-un punctul dorit (verificați fotografiile).

Pasul 4: Plasarea elementelor - Sarcina principală

Trebuie doar să urmați schema și să așezați elementul unul câte unul, tăind picioarele excesive, lipiți-l cât mai aproape de placă, formați firul de cale, lipiți-l și tăiați. Repetați cu un alt element.

Bacsis:

Puteți verifica pe o fotografie cum am plasat fiecare element. Încercați doar să urmați schema furnizată. În unele circuite complexe care se ocupă de frecvențe înalte etc., inductoarele sunt plasate separate pe placă datorită câmpului magnetic care poate interfera cu alte elemente. Dar în proiectul nostru pur și simplu nu ne pasă de acest caz. De aceea am plasat inductorul direct pe partea superioară a cipului MC34063 și nu-mi pasă de interferențe

Pasul 5: tăierea tabloului

Trebuie să știți înainte că plăcile PCB sunt foarte dure și din această cauză sunt greu de tăiat. Am încercat mai întâi să folosesc un instrument rotativ (foto). Linia de tăiere este foarte netedă, dar a durat foarte mult să o tai. Am decis să trec la un ferăstrău obișnuit pentru a tăia metal și pentru mine funcționează în general ok.

Sfaturi:

• Tăiați placa înainte de a lipi toate elementele. Plasați mai întâi toate elementele (fără lipire), marcați punctele de tăiere, îndepărtați toate elementele, tăiați placa și apoi puneți elementele înapoi și lipiți-le. În timpul tăierii Trebuie să aveți grijă de elementele deja lipite.
• Aș prefera să folosesc ferăstrăul în loc de unealtă rotativă, dar acesta este probabil un lucru individual.

Pasul 6: modelare

După tăiere, am folosit un fișier pentru a netezi marginile și rotunji colțurile.

Dimensiunea finală a plăcii a fost de 2,5 cm lungime, 2 cm lățime și 1,5 cm înălțime.

Proiectul în forma sa brută este terminat. Timp pentru testare …

Pasul 7: Testarea operațiunii

Am conectat placa la o bandă LED (12 LED-uri) care are nevoie de alimentare de 12V. Am setat intrarea de 5V (împărțită de portul USB) și folosind rezistorul reglat am configurat ieșirea de 12V. Functioneaza perfect. Datorită curentului relativ ridicat, cipul MC34063 se încălzea. Am lăsat circuitul cu bandă LED aprins câteva minute și a fost stabil.

Pasul 8: Rezultatul final

Consider că este un mare succes faptul că un SMPS atât de mic poate alimenta acest tip de curent, cum ar fi 12 LED-uri.