Conversores de voltagem intensivos com fonte de alimentação de baixa voltagem são frequentemente implementados em uma variedade de produtos caseiros. Agora, o mercado nos oferece boas soluções prontas, mas pegar e usar uma placa pronta é algo desinteressante. Muito melhor quando você faz isso faça você mesmo.
O autor deste produto caseiro é AKA KASYAN (canal do YouTube "AKA KASYAN"). O conversor proposto pode estar envolvido na construção de bancos de potência caseiros, conversores para um multímetro, alimentar uma linha de LEDs ou faixa de LEDs de uma fonte de baixa tensão e assim por diante.
Com o chip mc34063, talvez, todo amador de rádio esteja familiarizado. Este é um chip especializado com base no qual você pode construir bons conversores de tensão CC-CC que aumentam, diminuem ou inversam.
Um simples circuito conversor de impulso neste chip terá a seguinte aparência:
O microcircuito é bom porque já possui um transistor de potência, de modo que a corrente de saída pode subir até 1,5A.
Mas, para ser justo, deve-se notar que, a uma corrente de 1A, o microcircuito já está começando a esquentar muito. Este microcircuito possui comparadores internos e sua própria fonte de tensão de referência, o que possibilita organizar o feedback de tensão, ou seja, estabilizar a tensão de saída no nível desejado.
A tensão de saída dependerá da razão das resistências do divisor de tensão.
O microcircuito possui muitas vantagens, das quais falaremos outra vez, mas hoje consideraremos um circuito conversor de impulso.
Este conversor é bastante simples e permitirá que você carregue seu smartphone com, por exemplo, baterias de lítio.
Mas há uma desvantagem - eficiência. O fato é que, apesar de trabalhar no modo pulsado, com uma proporção de tensão de entrada e saída, a eficiência do conversor é muito pequena e atinge de 60 a 65% na melhor das hipóteses, e isso não é bom para um dispositivo portátil.
O chip desse circuito é que a saída do microcircuito é amplificada por um transistor adicional. No nosso caso, é bipolar.
Isso melhorará as características de saída do conversor e descarregará o chip. Em outras palavras, o circuito permitirá a construção de conversores de alta potência.O chip mc34063 começa a funcionar com uma tensão de entrada a partir de 3V, ou seja, o circuito acima pode ser usado como um conversor de impulso em um banco de potência caseiro. Portanto, o autor possui uma porta USB dupla na placa.
Agora sobre a placa de circuito. Inicialmente, o autor desenvolveu a placa para um circuito diferente com um transistor de efeito de campo, mas a esperança não era justificada. Com transistores bipolares, o circuito funciona melhor. A placa saiu muito boa, com qualidade de fábrica certamente não pode ser comparada, mas para casa A tecnologia não é ruim e, se você deseja que seus produtos caseiros pareçam produtos de fábrica, você pode solicitar uma placa de circuito impresso.
Vá em frente. Não vamos nos aprofundar na operação do conversor dc-dc. Mas esse chip é um pouco diferente dos controladores PWM comuns. O microcircuito gera uma sequência de pulsos retangulares que entram na base da chave e funciona, fechando a fonte de energia ao indutor. Como resultado, o acúmulo de energia ocorre no último. Em seguida, as teclas são fechadas, o aumento na tensão de auto-indução do indutor é retificado pelo diodo e acumula-se no capacitor, e a partir do capacitor já está indo para o consumidor.
O divisor resistivo gera uma certa tensão, que é aplicada a uma das entradas do comparador interno do microcircuito. Lá, essa tensão é comparada com a tensão da fonte de referência. Com base na diferença de tensão, o microcircuito aumenta ou diminui a duração e a frequência do pulso, e a frequência também, pois o microcircuito controla simultaneamente o modo PWM (modulação por largura de pulso) e o modo PFM (modulação por frequência de pulso).
O princípio é claramente visível na tela do osciloscópio:
Quanto mais potente a carga, maior o rebaixamento da tensão de saída. Um sistema de feedback responde a isso, e o microcircuito aumenta a duração do pulso e a frequência de chaveamento das teclas.
Diodo retificador de saída. Em princípio, qualquer diodo Schottky com uma corrente de 3 ex amperes é adequado. O autor decidiu fazer um conjunto de diodo duplo do retificador de saída da fonte de alimentação do computador. Os diodos estão em paralelo.
Tomamos capacitores de armazenamento na saída com uma tensão nominal de 10-16V. É altamente recomendável usar capacitores com baixa resistência interna, eles também podem ser encontrados em fontes de alimentação de computadores.
O indutor é enrolado em anéis de ferro em pó, não ferrita, ou seja, ferro em pó.
O anel de ferrite não é adequado aqui. O tamanho do anel está agora na sua frente:
O enrolamento contém apenas 6 voltas, enrolado com um fio de 1,2 mm e pode ser milimétrico.
Foi com esse indutor que a EMF máxima de autoindução atingiu 20V. Portanto, graças ao resistor de sintonia, que, a propósito, é fornecido na placa, é possível ajustar a tensão de saída em uma faixa bastante ampla.
O autor colocou o transistor TIP41 como a opção mais acessível. A corrente do coletor é de apenas 6A, se possível, coloque as chaves com uma corrente do coletor de 10 amperes ou mais. Mas mesmo com um transistor não tão íngreme, é possível obter uma corrente de cerca de 2A na saída do conversor.
Naturalmente, o transistor aquece, de modo que a chave e o diodo são instalados em um radiador comum. Não se esqueça de isolar os substratos desses componentes do radiador com juntas condutoras de calor.
O desvio de corrente pode ser excluído do circuito se a proteção não for necessária.
Uma das vantagens desse circuito é a escassa corrente de inatividade (menos de 10 mA). A corrente de saída 2A indicada não é o limite para esse circuito. Você pode aumentar ainda mais, mas não há sentido nisso devido à baixa eficiência de conversão.
Só isso. O arquivo com o circuito e a placa de circuito impresso pode ser encontrado na descrição no vídeo original do autor (link SOURCE).
Obrigado pela atenção. Até breve!
Vídeo: