IC станциясы Buck түрлендіргіші DC 9-35V-тен DC 5V 5A сынақ шолуы

IC станциясы Buck түрлендіргіші DC 9-35V-тен DC 5V 5A сынақ шолуы

Бұл нұсқаулық IC Station DC-DC төмендеткіш түрлендіргіш модулінің кешенді сынағы мен шолуын ұсынады, ол 9-35В тұрақты токтың кең кіріс кернеу диапазонын тұрақты, реттелетін 5В шығысқа түсіреді, 5А (25Вт) дейін жеткізуге қабілетті. Түрлендіргіштің бұл түрі жоғары кернеу көзінен, мысалы, батарея банкінен немесе көліктің электр жүйесінен тұрақты 5В қоректендіру қажет жобалар үшін маңызды. Бұл шолу модульдің дизайнын, әртүрлі кіріс кернеулері мен жүктемелердегі өнімділігін және оның жылу сипаттамаларын қамтиды, бұл сізге оның мүмкіндіктері мен шектеулерінің нақты бейнесін береді.

Бұл модуль әртүрлі электроника жобалары үшін практикалық шешім болып табылады. Міне, оны қалай пайдалануға болатыны туралы кейбір идеялар:

• Raspberry Pi немесе Arduino қуаттандыру қашықтағы немесе мобильді жобадағы 12В немесе 24В батареядан.
• Арнайы USB зарядтау хабын жасау жұмыс үстеліңіз үшін, бір жоғары кернеулі қоректендіру көзінен қуат алатын.
• Арнайы 5В қоректендіру көзін құру LED жолақтары, датчиктер немесе үлкен жүйедегі басқа 5В логикалық тізбектер үшін.
• 24В өнеркәсіптік басқару панелінің кернеуін төмендету микроконтроллерлер мен датчиктерді қауіпсіз қуаттандыру үшін.

Аппараттық құралға шолу

IC Station DC-DC түрлендіргіші тиімді кернеу түрлендіруге арналған ықшам модуль болып табылады. Бейнедегі бөлшектеу оның негізгі компоненттерін және олардың жұмыстағы рөлдерін ашады (бейнеде 00:44).

• Кіріс/Шығыс терминалдары: Модульде үш терминал бар: оң кіріс (VIN+), ортақ жер (GND) және оң 5В шығыс (VOUT+).
• Кері полярлықтан қорғау: Шоттки диоды (SS510) оң кіріспен тізбектей орналастырылған. Бұл диод кіріс полярлығы кері болса, ток ағынын блоктайды, тізбектің қалған бөлігін зақымданудан қорғайды. Ол 5А-ға бағаланған, бұл жеткілікті, өйткені кернеудің төмендеуіне байланысты кіріс тогы әрқашан шығыс тогынан төмен болады.
• Индуктор: 6.1 µH индуктор (ML33) төмендеткіш түрлендіргіш топологиясында энергия сақтау үшін қолданылады. Ол 12.5А-ға дейін өңдеуге бағаланған, жақсы қауіпсіздік маржасын қамтамасыз етеді.
• ШИМ басқарушы IC: Модульдің өзегі Texas Instruments TPS40057, кең кірісті (8-40В) синхронды төмендеткіш басқарушысы. Бұл чип шығыс кернеуін реттеу үшін MOSFET транзисторларының ауысуын басқарады.
• Қуат MOSFET транзисторлары: Шығыс сатысында екі Toshiba TPC8016H MOSFET транзисторы қолданылады. Бұл негізгі ток ағынын өңдейтін жоғары тиімділікті қосқыштар. Олар әрқайсысы 25А дренаждық токқа және 45Вт қуат диссипациясына бағаланған, яғни екеуі бірге модульдің 5А көрсеткішіне жақсы сәйкес келеді.

Сымды қосу нұсқаулығы

Модульді қосу қарапайым. Бейне қосылымдарды нақты көрсетеді (бейнеде 04:19).

Тұрақты ток қоректендіру көзін (9-35В) кіріс терминалдарына, ал 5В жүктемені шығыс терминалдарына қосыңыз.

• Кіріс: Қоректендіру көзінен оң сымды "IN+" терминалына, ал теріс сымды "GND" терминалына қосыңыз.
• Шығыс: 5В жүктеменің оң сымын "OUT+" терминалына, ал теріс сымын "GND" терминалына қосыңыз. Жер кіріс пен шығыс арасында ортақ.

Өнімділікті сынау

Шолу әртүрлі жағдайларда модульдің өнімділігін бағалау үшін бірқатар сынақтар жүргізді. Нәтижелер төменде жинақталған.

Шығыс кернеуін реттеу (жүктемесіз)

Бірінші сынақ бүкіл кіріс кернеу диапазонында шығыс кернеуінің тұрақтылығын тексерді (бейнеде 04:39). Кіріс кернеуі 30В-тан 9В-қа дейін өзгертілді, ал шығыс 5.06В-та өте тұрақты болып қалды, бұл шамамен 1% ғана ауытқу.

Сондай-ақ, модуль кіріс кемінде 9В болғанда ғана тұрақты 5В шығыс шығаратыны атап өтілді, бұл өндірушінің сипаттамасын растайды. Осыдан төмен шығыс тұрақсыз болды.

Жүктемені реттеу және толқын

Ең маңызды сынақтар шығысқа толық 5А жүктемені қолдануды және кернеудің төмендеуі мен толқынды өлшеуді қамтыды (бейнеде 07:02). Сынақтар әртүрлі кіріс кернеулерінде жүргізілді.

• 30В кірісте: Кернеу 5.04В-қа тек 20мВ-ға төмендеді, ал толқын 106мВ өлшенді.
• 24В кірісте: Екі минут жұмыс істегеннен кейін кернеудің төмендеуі ұқсас болды, ал толқын шамамен 104мВ болды.
• 15В кірісте: Кернеудің төмендеуі шамамен 60мВ болды, ал толқын жүктемемен 94мВ және жүктемесіз 78мВ болды.
• 12В кірісте: Шығыс өте тұрақты болып қалды.
• 9В кірісте: Шығыс кернеуі 5А жүктемемен 5В-та сақталды. Толқын жүктемемен 66мВ өлшенді және жүктемесіз 54мВ-қа дейін төмендеді.

Негізгі тұжырым: кіріс кернеуі шығыс кернеуіне жақын болғанда толқын төмен болды. Модуль максималды номиналды токта да ең аз төмендеумен тұрақты шығыс кернеуін дәйекті түрде сақтады.

Жылу өнімділігі

Модульдің температурасы жүктеме сынақтары кезінде бақыланды (бейнеде 08:46). Негізгі жылу шығаратын компоненттер екі MOSFET транзисторы мен индуктор болып табылады. Модуль, әсіресе жоғары кіріс кернеулерінде, айтарлықтай қызады.

30В кірісте 5А жүктемемен модуль тиюге өте ыстық болды. Рецензент 24В және одан жоғары кезде модуль ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз ету үшін тиісті желдетуді немесе ток тұтынуды азайтуды қажет ететінін атап өтті.

Қорытынды

Қорытындылай келе, IC Station DC-DC төмендеткіш түрлендіргіш өзінің мақсатты рөлінде өте жақсы жұмыс істейді (бейнеде 13:03). Ол толық 5A жүктеме кезінде де елеусіз кернеу төмендеуімен таза, тұрақты 5V шығысты қамтамасыз етеді. Толқын деңгейі көптеген цифрлық логикалық схемалар үшін қолайлы шектерде. Негізгі назар аударатын мәселе — жылуды басқару; жоғары кіріс кернеулерінде және максималды жүктемеде модуль айтарлықтай қызуы мүмкін, сондықтан корпуста тиісті ауа ағынын қамтамасыз етіңіз немесе қажет болса, шығыс тогын төмендетіңіз.

Бейне бөлімдері

• [00:00] Кіріспе және өнімге шолу
• [00:44] Модуль аппараттық құралы мен компоненттерін талдау
• [03:40] Өндіруші және өнім тізімі туралы ақпарат
• [04:19] Сынаққа дайындық және кіріс кернеуін реттеу сынағы
• [07:02] 30V кірісте жүктеме сынағы
• [08:27] 24V кірісте жүктеме сынағы және жылуды тексеру
• [09:57] 15V кірісте жүктеме сынағы
• [11:13] 12V кірісте жүктеме сынағы
• [11:42] Минималды 9V кірісте жүктеме сынағы
• [13:03] Қорытынды және соңғы ойлар

Суреттер

IC-Station-Buck-converter-1

IC-Station-Buck-converter-1