IC Station Buck converter DC 9-35V hadi DC 5V 5A Mapitio ya majaribio

IC Station Buck converter DC 9-35V hadi DC 5V 5A Mapitio ya majaribio

Mwongozo huu unatoa majaribio na uhakiki wa kina wa moduli ya IC Station DC-DC buck converter, ambayo inashusha anuwai pana ya voltage ya kuingiza ya 9-35V DC hadi pato la kudumu, lililodhibitiwa la 5V, lenye uwezo wa kutoa hadi 5A (25W). Aina hii ya converter ni muhimu kwa miradi ambapo unahitaji usambazaji thabiti wa 5V kutoka kwa chanzo cha voltage ya juu, kama vile betri au mfumo wa umeme wa gari. Uhakiki huu utashughulikia muundo wa moduli, utendaji wake chini ya voltages mbalimbali za kuingiza na mizigo, na sifa zake za joto, kukupa picha wazi ya uwezo na mapungufu yake.

Moduli hii ni suluhisho la vitendo kwa miradi mbalimbali ya elektroniki. Hapa kuna mawazo kadhaa kuhusu jinsi unavyoweza kuitumia:

• Kuwezesha Raspberry Pi au Arduino kutoka kwa betri ya 12V au 24V katika mradi wa mbali au wa simu.
• Kuunda kitovu cha kuchaji USB cha kawaida kwa benchi yako ya kazi, kinachotumia usambazaji mmoja wa voltage ya juu.
• Kujenga usambazaji maalum wa nguvu wa 5V kwa vipande vya LED, sensorer, au saketi nyingine za mantiki za 5V katika mfumo mkubwa.
• Kushusha voltage ya jopo la udhibiti wa viwanda la 24V ili kuwezesha microcontrollers na sensorer kwa usalama.

Muhtasari wa Vifaa

IC Station DC-DC converter ni moduli ndogo iliyoundwa kwa ajili ya ubadilishaji wa voltage kwa ufanisi. Uchambuzi wa video unafichua vipengele vyake muhimu na majukumu yake katika uendeshaji wake (katika video saa 00:44).

• Terminals za Kuingiza/Kutoa: Moduli ina terminals tatu: kuingiza chanya (VIN+), ardhi ya kawaida (GND), na pato chanya la 5V (VOUT+).
• Ulinzi wa Polarity Kinyume: Diode ya Schottky (SS510) imewekwa kwa mfululizo na kuingiza chanya. Diode hii inazuia mtiririko wa sasa ikiwa polarity ya kuingiza imebadilishwa, kulinda sehemu nyingine ya saketi kutokana na uharibifu. Imekadiriwa kwa 5A, ambayo inatosha kwani sasa ya kuingiza itakuwa chini kila wakati kuliko sasa ya pato kutokana na kushusha voltage.
• Inductor: Inductor ya 6.1 µH (ML33) inatumika kwa uhifadhi wa nishati katika topolojia ya buck converter. Imekadiriwa kushughulikia hadi 12.5A, ikitoa kiwango kizuri cha usalama.
• IC ya Kidhibiti cha PWM: Kiini cha moduli ni Texas Instruments TPS40057, kidhibiti cha buck cha usawazishaji cha kuingiza pana (8-40V). Chip hii inasimamia ubadilishaji wa MOSFETs ili kudhibiti voltage ya pato.
• MOSFETs za Nguvu: MOSFETs mbili za Toshiba TPC8016H zinatumika katika hatua ya pato. Hizi ni swichi za ufanisi wa juu zinazoshughulikia mtiririko mkuu wa sasa. Zimekadiriwa kwa sasa ya drain ya 25A na uharibifu wa nguvu wa 45W kila moja, kumaanisha kwamba mbili pamoja zinafaa kwa kiwango cha 5A cha moduli.

Mwongozo wa Uunganishaji

Kuunganisha moduli ni rahisi. Video inaonyesha miunganisho kwa uwazi (katika video saa 04:19).

Unganisha chanzo chako cha nguvu cha DC (9-35V) kwenye terminals za kuingiza, na mzigo wako wa 5V kwenye terminals za pato.

• Kuingiza: Unganisha waya chanya kutoka kwa chanzo chako cha nguvu kwenye terminal ya "IN+" na waya hasi kwenye terminal ya "GND".
• Pato: Unganisha waya chanya ya mzigo wako wa 5V kwenye terminal ya "OUT+" na waya hasi kwenye terminal ya "GND". Ardhi ni ya kawaida kati ya kuingiza na pato.

Majaribio ya Utendaji

Uhakiki ulifanya mfululizo wa majaribio kutathmini utendaji wa moduli chini ya hali tofauti. Matokeo yamefupishwa hapa chini.

Udhibiti wa Voltage ya Pato (Bila Mzigo)

Jaribio la kwanza liliangalia utulivu wa voltage ya pato katika anuwai yote ya voltage ya kuingiza (katika video saa 04:39). Voltage ya kuingiza ilibadilishwa kutoka 30V hadi 9V, na pato lilibaki thabiti kwa kushangaza kwa 5.06V, ambayo ni mkengeuko wa takriban 1% tu.

Pia ilibainika kwamba moduli ingetoa pato thabiti la 5V tu wakati kuingiza kulikuwa angalau 9V, ikithibitisha vipimo vya mtengenezaji. Chini ya hii, pato likawa lisilo thabiti.

Udhibiti wa Mzigo na Ripple

Majaribio muhimu zaidi yalihusisha kuweka mzigo kamili wa 5A kwenye pato na kupima kushuka kwa voltage na ripple (katika video saa 07:02). Majaribio yalifanywa kwa voltages mbalimbali za kuingiza.

• Kwa Kuingiza 30V: Voltage ilishuka kwa 20mV tu hadi 5.04V, na ripple ilipimwa kwa 106mV.
• Kwa Kuingiza 24V: Baada ya kukimbia kwa dakika mbili, kushuka kwa voltage kulikuwa sawa, na ripple ilikuwa karibu 104mV.
• Kwa Kuingiza 15V: Kushuka kwa voltage kulikuwa karibu 60mV, na ripple ilikuwa 94mV na mzigo na 78mV bila.
• Kwa Kuingiza 12V: Pato lilibaki thabiti sana.
• Kwa Kuingiza 9V: Voltage ya pato ilishikilia 5V na mzigo wa 5A. Ripple ilipimwa kwa 66mV na mzigo na ikapungua hadi 54mV bila.

Matokeo muhimu yalikuwa kwamba ripple ilikuwa chini wakati voltage ya kuingiza ilikuwa karibu na voltage ya pato. Moduli ilidumisha pato thabiti la voltage na kushuka kidogo, hata kwa kiwango cha juu cha sasa kilichokadiriwa.

Utendaji wa Joto

Joto la moduli lilifuatiliwa wakati wa majaribio ya mzigo (katika video saa 08:46). Vipengele vikuu vinavyozalisha joto ni MOSFETs mbili na inductor. Moduli inakuwa moto sana, hasa kwa voltages za juu za kuingiza.

Kwa kuingiza 30V na mzigo wa 5A, moduli ikawa moto sana kwa kuguswa. Mhakiki alibainisha kwamba kwa 24V na zaidi, moduli inahitaji uingizaji hewa wa kutosha au kupunguza kiwango cha sasa ili kuhakikisha kuegemea kwa muda mrefu.

Hitimisho

Kwa muhtasari, kibadilishaji cha IC Station DC-DC buck kinafanya kazi vizuri sana katika jukumu lake lililokusudiwa (katika video saa 13:03). Kinatoa pato safi na thabiti la 5V na kushuka kwa voltage kidogo sana, hata chini ya mzigo kamili wa 5A. Mzunguko wa ripple uko ndani ya mipaka inayokubalika kwa nyaya nyingi za mantiki za dijitali. Jambo kuu la kuzingatia ni usimamizi wa joto; kwa viwango vya juu vya voltage ya kuingiza na mzigo wa juu zaidi, moduli inaweza kuwa moto sana, kwa hivyo unapaswa kuhakikisha mtiririko mzuri wa hewa kwenye kifungo chako au kupunguza mkondo wa pato ikiwa ni lazima.

Sehemu za Video

• [00:00] Utangulizi na muhtasari wa bidhaa
• [00:44] Uchambuzi wa vifaa na sehemu za moduli
• [03:40] Mtengenezaji na taarifa za orodha ya bidhaa
• [04:19] Kujiandaa kwa majaribio na jaribio la udhibiti wa voltage ya kuingiza
• [07:02] Jaribio la mzigo kwa kuingiza 30V
• [08:27] Jaribio la mzigo na ukaguzi wa joto kwa kuingiza 24V
• [09:57] Jaribio la mzigo kwa kuingiza 15V
• [11:13] Jaribio la mzigo kwa kuingiza 12V
• [11:42] Jaribio la mzigo kwa kuingiza kiwango cha chini cha 9V
• [13:03] Hitimisho na mawazo ya mwisho

Bilder

IC-Station-Buck-converter-1

IC-Station-Buck-converter-1