Satu lagi SMPS Peningkatan Terkawal (Tiada SMD): 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Nama projek penuh:

Namun, bekalan kuasa mod suis penukar DC ke DC terkawal terkawal lain di dunia menggunakan THT (melalui teknologi lubang) dan tidak ada SMD (peranti yang dipasang di permukaan)

OK, ok, awak dapat saya. Mungkin ia tidak lebih kecil daripada yang dibuat oleh syarikat Murata Manufacturing tetapi pasti sesuatu yang boleh anda bina sendiri di rumah dengan menggunakan elemen dan alat yang biasa diakses.

Idea saya adalah untuk membuat bekalan kuasa mod suis padat untuk projek berasaskan mikrokontroler kecil saya.

Projek ini juga merupakan jenis tutorial bagaimana membuat jalur pada PCB menggunakan wayar padat dan bukannya membina jalan dengan solder.

Mari lakukannya!

Langkah 1: Reka bentuk

Anda boleh menemui banyak reka bentuk khas bekalan kuasa saiz poket, tetapi kebanyakan yang saya dapati mempunyai 2 kelemahan terbesar:

• Mereka adalah bekalan kuasa linier, yang bermaksud tidak cekap,
• Mereka tidak diatur atau diatur secara bertahap

Penukar step-up saya adalah bekalan kuasa mod suis dengan voltan keluaran yang diatur dengan lancar (melalui perintang yang diatur). Sekiranya anda ingin membaca lebih banyak lagi, terdapat dokumen yang sangat baik di microchip.com yang menunjukkan seni bina, kebaikan dan keburukan menggunakan SMPS yang berbeza.

Sebagai cip IC asas untuk bekalan kuasa mod suis saya memilih cip MC34063 yang sangat popular dan biasa didapati. Ia dapat digunakan untuk membangun step-down (buck), step-up (boost) converter atau voltan inverter hanya dengan menambahkan beberapa elemen luaran. Penjelasan yang sangat bagus bagaimana merancang SMPS menggunakan MC34063 dilakukan oleh Dave Jones dalam video YouTube-Nya. Saya sangat mengesyorkan Anda untuk menontonnya dan mengikuti pengiraan untuk nilai setiap elemen.

Sekiranya Anda tidak mahu melakukannya secara manual, Anda boleh menggunakan kalkulator dalam talian untuk MC34063 untuk memenuhi keperluan anda. Anda boleh menggunakan yang ini oleh Madis Kaal atau yang direka untuk voltan yang lebih tinggi di changpuak.ch.

Saya memilih unsur-unsur yang hanya berpegang pada pengiraan:

Saya memilih kapasitor terbesar yang boleh dipasang di papan. Kapasitor input dan output adalah 220µF 16V. I Anda memerlukan voltan keluaran yang lebih tinggi atau memerlukan voltan input yang lebih tinggi, pilih kapasitor yang sesuai

• Induktor L: 100µH, ini adalah satu-satunya yang saya dapat dengan ukuran cip itu sendiri.
• Saya menggunakan diod 1N4001 (1A, 50V) Bukan beberapa dioda Shotky. Frekuensi pensuisan diod ini adalah 15kHz yang lebih rendah daripada frekuensi pensuisan yang saya gunakan, tetapi entah bagaimana keseluruhan litar berfungsi dengan baik.
• Kapasitor pensuisan Ct: 1nF (ia memberikan frekuensi pensuisan ~ 26kHz)
• Perintang perlindungan semasa Rsc: 0.22Ω
• Perintang boleh ubah yang mewakili nisbah rintangan R2 hingga R1: 20kΩ

Petua

• Pilih frekuensi pensuisan (dengan memilih kapasitor pensuisan yang betul) dalam julat diod Anda (dengan memilih dioda Shotky dan bukannya satu tujuan umum).
• Pilih kapasitor dengan voltan maksima daripada yang anda ingin berikan sebagai input (input kapasitor) atau dapatkan output (output kapasitor). Cth. Kapasitor 16V pada input (dengan kapasitansi yang lebih tinggi) dan kapasitor 50V pada output (dengan kapasitansi yang kurang), tetapi kedua-duanya mempunyai ukuran yang sama.

Langkah 2: Bahan dan Alat

Bahan yang saya gunakan, tetapi nilai yang tepat bergantung pada keperluan anda:

• Cip MC34063 (Amazon)
• Kapasitor pensuisan: 1nF
• Kapasitor input: 16V, 220µF
• Kapasitor output: 16V, 220µF (saya cadangkan 50V, 4.7µF)
• Diod beralih pantas: 1N4001 (Beberapa dioda Shotky jauh lebih pantas)
• Perintang: 180Ω (nilai sewenang-wenang)
• Perintang: 0.22Ω
• Perintang boleh ubah: 0-20kΩ, tetapi Anda boleh menggunakan 0-50kΩ
• Induktor: 100µH
• Papan prototaip PCB (BangGood.com)
• Beberapa kabel pendek

Alat yang diperlukan:

• Stesen pematerian (dan utiliti di sekitarnya: wayar pateri, resin jika diperlukan, sesuatu untuk membersihkan hujung, dll.)
• Tang, tang pepenjuru / pemotong sisi
• Gergaji atau alat putar untuk memotong papan
• Fail
• Pita saluran (ya, sebagai alat, bukan sebagai bahan)
• Anda

Langkah 3: Meletakkan Elemen - Permulaan

Saya menghabiskan banyak masa untuk menyusun elemen-elemen di papan dalam konfigurasi sedemikian, jadi ia memerlukan ruang yang kurang mungkin. Setelah banyak cubaan dan kegagalan, projek ini menyajikan apa yang saya akhirnya selesaikan. Pada masa ini, saya rasa ini adalah penempatan elemen yang paling optimum dengan hanya menggunakan 1 sisi papan.

Saya sedang mempertimbangkan untuk meletakkan elemen di kedua-dua belah pihak, tetapi kemudian:

• pematerian akan menjadi sangat rumit
• Ia sebenarnya tidak mempunyai ruang yang lebih sedikit
• SMPS mempunyai beberapa bentuk yang tidak teratur, menjadikannya memasangkannya menjadi mis. bog atau bateri 9V yang sukar dicapai

Untuk menyambung node, saya menggunakan teknik menggunakan wayar kosong, bengkokkannya dalam bentuk jalan yang diharapkan dan kemudian pasangkannya ke papan. Saya lebih suka teknik ini daripada menggunakan solder, kerana:

• Menggunakan pateri untuk "menyambungkan titik" pada PCB saya anggap gila dan entah bagaimana tidak sesuai. Pada masa ini wayar pematerian mengandungi resin yang digunakan untuk menyahtoksidkan pateri dan permukaannya. Tetapi menggunakan solder sebagai pembangun jalan, membuat resin menguap dan membiarkan beberapa bahagian teroksida terdedah, yang saya anggap tidak begitu baik untuk litar itu sendiri.
• Pada PCB yang saya gunakan, menghubungkan 2 "titik" dengan solder hampir mustahil. Solder melekat pada "titik" tanpa membuat hubungan yang dimaksudkan di antara mereka. Sekiranya Anda menggunakan PCB di mana "titik" terbuat dari tembaga dan ia sangat berdekatan satu sama lain, maka hubungannya lebih mudah.
• Menggunakan solder untuk membuat jalan menggunakan hanya … untuk banyak solder. Menggunakan wayar lebih kurang "mahal".
• Sekiranya berlaku kesilapan, sukar untuk membuang jalan solder lama dan menggantinya dengan jalan baru. Menggunakan jalur wayar adalah tugas yang lebih mudah.
• Menggunakan wayar menjadikan sambungan lebih dipercayai.

Kelemahannya ialah memerlukan lebih banyak masa untuk membentuk wayar dan menyoldernya. Tetapi jika anda mendapat pengalaman, itu bukan tugas yang sukar lagi. Paling tidak saya biasa.

Petua

• Peraturan utama untuk meletakkan unsur-unsur adalah memotong kaki yang terlalu banyak di seberang papan, sedekat mungkin dengan papan. Ini akan membantu kita kelak apabila kita meletakkan wayar untuk membina jalan.
• Jangan gunakan kaki elemen untuk membuat jalan. Secara amnya adalah idea yang baik untuk melakukannya, tetapi jika Anda melakukan kesilapan, atau elemen anda perlu diganti (mis. Itu sudah rosak) maka sangat sukar untuk melakukannya. Anda tetap perlu memotong wayar jalan dan kerana kaki dibengkokkan, sukar untuk mengeluarkan elemen dari papan.
• Cuba bina jalan dari bahagian dalam litar ke luar, atau dari satu sisi ke sisi lain. Cuba elakkan situasi, ketika Anda perlu membuat jalan, tetapi jalan lain di sekitar sudah dibuat. Sukar menahan wayar jalan.
• Jangan memotong wayar jalur ke panjang / bentuk akhir sebelum pematerian. Ambil wayar jalur yang lebih panjang, bentuknya, gunakan pita untuk menahan wayar jalur pada kedudukan di papan, pasangkannya dan akhirnya potong pada titik yang dikehendaki (semak foto).

Langkah 4: Meletakkan Elemen - Tugas Utama

Anda hanya perlu mengikuti skema dan meletakkan elemen satu demi satu, memotong kaki yang berlebihan, mematerinya sedekat mungkin dengan papan, membentuk wayar jalur, menyoldernya dan memotong. Ulangi dengan elemen lain.

Petua:

Anda boleh menyemak foto bagaimana saya meletakkan setiap elemen. Cuba ikuti skema yang disediakan. Dalam beberapa litar kompleks yang berurusan dengan frekuensi tinggi dan lain-lain, induktor diletakkan terpisah pada papan kerana medan magnet yang boleh mengganggu unsur-unsur lain. Tetapi dalam projek kami, kami tidak peduli dengan kes ini. Itulah sebabnya saya meletakkan induktor tepat di atas cip MC34063 dan saya tidak peduli dengan gangguan

Langkah 5: Memotong Papan

Anda perlu tahu sebelumnya bahawa papan PCB sangat keras dan kerana ini sukar dipotong. Saya mula-mula mencuba menggunakan alat putar (foto). Garis pemotongannya sangat halus, tetapi memakan masa yang sangat lama untuk memotongnya. Saya memutuskan untuk beralih ke gergaji biasa untuk memotong logam dan bagi saya ia berfungsi secara umum ok.

Petua:

• Potong papan sebelum memateri semua elemen. Mula-mula letakkan semua elemen (tanpa pematerian), tandakan titik pemotongan, lepaskan semua elemen, potong papan dan kemudian masukkan kembali elemen dan pateri. Semasa memotong anda perlu menjaga elemen yang sudah dipateri.
• Saya lebih suka menggunakan gergaji dan bukannya alat putar, tetapi ini mungkin satu perkara individu.

Langkah 6: Membentuk

Selepas memotong, saya menggunakan fail untuk melicinkan tepi dan membelok.

Ukuran akhir papan adalah panjang 2.5cm, lebar 2cm dan ketinggian 1.5cm.

Projek dalam bentuk kasar selesai. Masa untuk ujian …

Langkah 7: Menguji Operasi

Saya memasang papan ke jalur LED (12 LED) yang memerlukan bekalan kuasa 12V. Saya Tetapkan input 5V (dibahagi dengan port USB) dan menggunakan perintang yang dikawal selia, saya menyediakan output 12V. Ia berfungsi dengan sempurna. Kerana arus yang agak tinggi, cip MC34063 semakin panas. Saya membiarkan litar dengan jalur LED menyala selama beberapa minit dan ia stabil.

Langkah 8: Keputusan Akhir

Saya menganggapnya sebagai kejayaan besar bahawa SMPS kecil dapat menguatkan jenis gambar semasa seperti 12 LED.