IC நிலைய பக் மாற்றி DC 9-35V முதல் DC 5V 5A சோதனை மதிப்பாய்வு

IC நிலைய பக் மாற்றி DC 9-35V முதல் DC 5V 5A சோதனை மதிப்பாய்வு

இந்த வழிகாட்டி IC Station DC-DC buck converter தொகுதியின் விரிவான சோதனை மற்றும் மதிப்பாய்வை வழங்குகிறது, இது 9-35V DC இன் பரந்த உள்ளீட்டு மின்னழுத்த வரம்பை நிலையான, ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட 5V வெளியீட்டிற்கு குறைக்கிறது, இது 5A (25W) வரை வழங்கும் திறன் கொண்டது. அதிக மின்னழுத்த மூலத்திலிருந்து, பேட்டரி வங்கி அல்லது வாகனத்தின் மின்சார அமைப்பு போன்றவற்றிலிருந்து நிலையான 5V விநியோகம் தேவைப்படும் திட்டங்களுக்கு இந்த வகை மாற்றி அவசியம். இந்த மதிப்பாய்வு தொகுதியின் வடிவமைப்பு, பல்வேறு உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் சுமைகளின் கீழ் செயல்திறன் மற்றும் அதன் வெப்ப பண்புகளை உள்ளடக்கும், இது அதன் திறன்கள் மற்றும் வரம்புகள் பற்றிய தெளிவான படத்தை உங்களுக்கு வழங்கும்.

இந்த தொகுதி பல்வேறு மின்னணு திட்டங்களுக்கு ஒரு நடைமுறை தீர்வாகும். அதை நீங்கள் எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதற்கான சில யோசனைகள் இங்கே:

• Raspberry Pi அல்லது Arduino-க்கு மின்சாரம் வழங்குதல் தொலைதூர அல்லது மொபைல் திட்டத்தில் 12V அல்லது 24V பேட்டரியிலிருந்து.
• தனிப்பயன் USB சார்ஜிங் ஹப் உருவாக்குதல் உங்கள் பணிமேடைக்கு, ஒற்றை உயர் மின்னழுத்த விநியோகத்தால் இயக்கப்படும்.
• அர்ப்பணிக்கப்பட்ட 5V மின்சார விநியோகத்தை உருவாக்குதல் LED கீற்றுகள், சென்சார்கள் அல்லது பெரிய அமைப்பில் உள்ள பிற 5V லாஜிக் சுற்றுகளுக்கு.
• 24V தொழில்துறை கட்டுப்பாட்டு பேனல் மின்னழுத்தத்தை குறைத்தல் மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் மற்றும் சென்சார்களை பாதுகாப்பாக இயக்க.

வன்பொருள் கண்ணோட்டம்

IC Station DC-DC மாற்றி என்பது திறமையான மின்னழுத்த மாற்றத்திற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு கச்சிதமான தொகுதி ஆகும். வீடியோ பிரித்தெடுப்பு அதன் முக்கிய கூறுகளையும் அவற்றின் செயல்பாட்டில் அவற்றின் பங்குகளையும் வெளிப்படுத்துகிறது (வீடியோவில் 00:44 இல்).

• உள்ளீடு/வெளியீடு முனையங்கள்: தொகுதியில் மூன்று முனையங்கள் உள்ளன: நேர்மறை உள்ளீடு (VIN+), ஒரு பொதுவான தரை (GND), மற்றும் நேர்மறை 5V வெளியீடு (VOUT+).
• தலைகீழ் துருவ பாதுகாப்பு: ஒரு Schottky டையோடு (SS510) நேர்மறை உள்ளீட்டுடன் தொடரில் வைக்கப்படுகிறது. உள்ளீட்டு துருவமுனைப்பு தலைகீழாக இருந்தால் இந்த டையோடு மின்னோட்ட ஓட்டத்தைத் தடுக்கிறது, மீதமுள்ள சுற்றுக்கு சேதம் ஏற்படாமல் பாதுகாக்கிறது. இது 5A க்கு மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது போதுமானது, ஏனெனில் மின்னழுத்தம் குறைவதால் உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் எப்போதும் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை விட குறைவாக இருக்கும்.
• தூண்டி: buck மாற்றி அமைப்பில் ஆற்றல் சேமிப்பிற்காக 6.1 µH தூண்டி (ML33) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது 12.5A வரை கையாளும் திறன் கொண்டது, நல்ல பாதுகாப்பு விளிம்பை வழங்குகிறது.
• PWM கட்டுப்படுத்தி IC: தொகுதியின் மையமானது Texas Instruments TPS40057 ஆகும், இது பரந்த உள்ளீடு (8-40V) ஒத்திசைவான buck கட்டுப்படுத்தி ஆகும். இந்த சிப் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை ஒழுங்குபடுத்த MOSFET களின் மாற்றத்தை நிர்வகிக்கிறது.
• பவர் MOSFET கள்: வெளியீட்டு நிலையில் இரண்டு Toshiba TPC8016H MOSFET கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை முக்கிய மின்னோட்ட ஓட்டத்தை கையாளும் உயர் திறன் கொண்ட சுவிட்சுகள். அவை ஒவ்வொன்றும் 25A வடிகால் மின்னோட்டம் மற்றும் 45W மின் சிதறலுக்கு மதிப்பிடப்பட்டுள்ளன, அதாவது இரண்டும் சேர்ந்து தொகுதியின் 5A மதிப்பீட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமானவை.

வயரிங் வழிகாட்டி

தொகுதியை இணைப்பது நேரடியானது. வீடியோ இணைப்புகளை தெளிவாக நிரூபிக்கிறது (வீடியோவில் 04:19 இல்).

உங்கள் DC மின்சார மூலத்தை (9-35V) உள்ளீட்டு முனையங்களுடனும், உங்கள் 5V சுமையை வெளியீட்டு முனையங்களுடனும் இணைக்கவும்.

• உள்ளீடு: உங்கள் மின்சார மூலத்திலிருந்து நேர்மறை கம்பியை "IN+" முனையத்துடனும் எதிர்மறை கம்பியை "GND" முனையத்துடனும் இணைக்கவும்.
• வெளியீடு: உங்கள் 5V சுமையின் நேர்மறை கம்பியை "OUT+" முனையத்துடனும் எதிர்மறை கம்பியை "GND" முனையத்துடனும் இணைக்கவும். தரையானது உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டிற்கு இடையில் பொதுவானது.

செயல்திறன் சோதனை

மதிப்பாய்வு வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் தொகுதியின் செயல்திறனை மதிப்பிடுவதற்கு தொடர்ச்சியான சோதனைகளை நடத்தியது. முடிவுகள் கீழே சுருக்கப்பட்டுள்ளன.

வெளியீட்டு மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை (சுமை இல்லை)

முதல் சோதனை முழு உள்ளீட்டு மின்னழுத்த வரம்பிலும் வெளியீட்டு மின்னழுத்த நிலைத்தன்மையை சரிபார்த்தது (வீடியோவில் 04:39 இல்). உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 30V முதல் 9V வரை மாறுபட்டது, மேலும் வெளியீடு 5.06V இல் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் நிலையாக இருந்தது, இது சுமார் 1% விலகல் மட்டுமே.

உள்ளீடு குறைந்தபட்சம் 9V ஆக இருக்கும்போது மட்டுமே தொகுதி நிலையான 5V வெளியீட்டை உருவாக்கும் என்பதும் குறிப்பிடப்பட்டது, இது உற்பத்தியாளரின் விவரக்குறிப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது. இதற்குக் கீழே, வெளியீடு நிலையற்றதாக மாறியது.

சுமை ஒழுங்குமுறை மற்றும் சிற்றலை

மிக முக்கியமான சோதனைகள் வெளியீட்டில் முழு 5A சுமையைப் பயன்படுத்துவதும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி மற்றும் சிற்றலையை அளவிடுவதும் அடங்கும் (வீடியோவில் 07:02 இல்). சோதனைகள் பல்வேறு உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களில் நடத்தப்பட்டன.

• 30V உள்ளீட்டில்: மின்னழுத்தம் 20mV மட்டுமே 5.04V ஆக குறைந்தது, மேலும் சிற்றலை 106mV ஆக அளவிடப்பட்டது.
• 24V உள்ளீட்டில்: இரண்டு நிமிடங்கள் இயங்கிய பிறகு, மின்னழுத்த வீழ்ச்சி ஒத்ததாக இருந்தது, மேலும் சிற்றலை சுமார் 104mV ஆக இருந்தது.
• 15V உள்ளீட்டில்: மின்னழுத்த வீழ்ச்சி சுமார் 60mV ஆக இருந்தது, மேலும் சிற்றலை சுமையுடன் 94mV மற்றும் இல்லாமல் 78mV ஆக இருந்தது.
• 12V உள்ளீட்டில்: வெளியீடு மிகவும் நிலையாக இருந்தது.
• 9V உள்ளீட்டில்: வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் 5A சுமையுடன் 5V இல் நிலைத்திருந்தது. சிற்றலை சுமையுடன் 66mV ஆக அளவிடப்பட்டது மற்றும் அது இல்லாமல் 54mV ஆக குறைந்தது.

உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கு நெருக்கமாக இருக்கும்போது சிற்றலை குறைவாக இருந்தது என்பது ஒரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பு. அதிகபட்ச மதிப்பிடப்பட்ட மின்னோட்டத்தில் கூட, தொகுதி குறைந்தபட்ச வீழ்ச்சியுடன் நிலையான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை தொடர்ந்து பராமரித்தது.

வெப்ப செயல்திறன்

சுமை சோதனைகளின் போது தொகுதியின் வெப்பநிலை கண்காணிக்கப்பட்டது (வீடியோவில் 08:46 இல்). வெப்பத்தை உருவாக்கும் முக்கிய கூறுகள் இரண்டு MOSFET கள் மற்றும் தூண்டி ஆகும். குறிப்பாக அதிக உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களில் தொகுதி குறிப்பிடத்தக்க அளவில் சூடாகிறது.

30V உள்ளீடு மற்றும் 5A சுமையில், தொகுதி தொடுவதற்கு மிகவும் சூடாக மாறியது. 24V மற்றும் அதற்கு மேல், நீண்ட கால நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த தொகுதிக்கு போதுமான காற்றோட்டம் அல்லது குறைக்கப்பட்ட மின்னோட்ட இழுப்பு தேவைப்படுகிறது என்று மதிப்பாய்வாளர் குறிப்பிட்டார்.

முடிவு

முடிவில், IC ஸ்டேஷன் DC-DC பக் மாற்றி அதன் நோக்கமான பாத்திரத்தில் மிகச் சிறப்பாக செயல்படுகிறது (வீடியோவில் 13:03 இல்). இது முழு 5A சுமையின் கீழும் கூட, மிகக் குறைந்த மின்னழுத்த வீழ்ச்சியுடன், சுத்தமான, நிலையான 5V வெளியீட்டை வழங்குகிறது. பெரும்பாலான டிஜிட்டல் லாஜிக் சுற்றுகளுக்கு ஏற்ற வரம்புகளுக்குள் ரிப்பிள் உள்ளது. முதன்மையான கருத்தில் கொள்ள வேண்டியது வெப்ப மேலாண்மை; அதிக உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் அதிகபட்ச சுமையில், தொகுதி மிகவும் சூடாகலாம், எனவே உங்கள் உறையில் சரியான காற்றோட்டத்தை உறுதி செய்ய வேண்டும் அல்லது தேவைப்பட்டால் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை குறைக்க வேண்டும்.

வீடியோ அத்தியாயங்கள்

• [00:00] அறிமுகம் மற்றும் தயாரிப்பு கண்ணோட்டம்
• [00:44] தொகுதி வன்பொருள் மற்றும் கூறு பகுப்பாய்வு
• [03:40] உற்பத்தியாளர் மற்றும் தயாரிப்பு பட்டியல் தகவல்
• [04:19] சோதனைக்கான அமைப்பு மற்றும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை சோதனை
• [07:02] 30V உள்ளீட்டில் சுமை சோதனை
• [08:27] 24V உள்ளீட்டில் சுமை சோதனை மற்றும் வெப்ப சரிபார்ப்பு
• [09:57] 15V உள்ளீட்டில் சுமை சோதனை
• [11:13] 12V உள்ளீட்டில் சுமை சோதனை
• [11:42] குறைந்தபட்ச 9V உள்ளீட்டில் சுமை சோதனை
• [13:03] முடிவு மற்றும் இறுதி எண்ணங்கள்

படங்கள்

IC-Station-Buck-converter-1

IC-Station-Buck-converter-1