Kod Ara

IC Station Buck dönüştürücü DC 9-35V - DC 5V 5A Test incelemesi

IC Station Buck dönüştürücü DC 9-35V - DC 5V 5A Test incelemesi

Bu kılavuz, 9-35V DC geniş giriş voltaj aralığını sabit, regüleli 5V çıkışa düşüren ve 5A'e (25W) kadar akım sağlayabilen IC Station DC-DC buck dönüştürücü modülünün kapsamlı bir testini ve incelemesini sunar. Bu tür bir dönüştürücü, bir pil bankası veya bir aracın elektrik sistemi gibi daha yüksek voltajlı bir kaynaktan sabit bir 5V besleme gerektiren projeler için gereklidir. Bu inceleme, modülün tasarımını, çeşitli giriş voltajları ve yükler altındaki performansını ve termal özelliklerini kapsayacak ve size yetenekleri ile sınırlamaları hakkında net bir resim verecektir. Bu modül, çeşitli elektronik projeler için pratik bir çözümdür. İşte onu nasıl kullanabileceğinize dair bazı fikirler:
  • Raspberry Pi veya Arduino'ya güç sağlama uzak veya mobil bir projede 12V veya 24V bir bataryadan.
  • Özel bir USB şarj merkezi oluşturma çalışma tezgahınız için, tek bir yüksek voltajlı kaynaktan beslenen.
  • Adanmış bir 5V güç kaynağı kurma daha büyük bir sistemde LED şeritler, sensörler veya diğer 5V mantık devreleri için.
  • 24V endüstriyel kontrol paneli voltajını düşürme mikrodenetleyicilere ve sensörlere güvenli bir şekilde güç sağlamak için.

Donanıma Genel Bakış

IC Station DC-DC dönüştürücü, verimli voltaj dönüşümü için tasarlanmış kompakt bir modüldür. Video sökümü, temel bileşenlerini ve bunların çalışmasındaki rollerini ortaya koyar (videoda 00:44'te).
  • Giriş/Çıkış Terminalleri: Modülün üç terminali vardır: pozitif giriş (VIN+), ortak toprak (GND) ve pozitif 5V çıkış (VOUT+).
  • Ters Polarite Koruması: Pozitif girişe seri olarak bir Schottky diyot (SS510) yerleştirilmiştir. Bu diyot, giriş polaritesi ters çevrilirse akım akışını engelleyerek devrenin geri kalanını hasardan korur. 5A için derecelendirilmiştir; bu yeterlidir çünkü voltaj düşürme nedeniyle giriş akımı her zaman çıkış akımından daha düşük olacaktır.
  • İndüktör: Buck dönüştürücü topolojisinde enerji depolama için 6,1 µH'lik bir indüktör (ML33) kullanılır. 12,5A'e kadar akımı kaldıracak şekilde derecelendirilmiştir ve iyi bir güvenlik marjı sağlar.
  • PWM Kontrol IC'si: Modülün çekirdeği, geniş girişli (8-40V) senkron bir buck denetleyicisi olan Texas Instruments TPS40057'dir. Bu çip, çıkış voltajını düzenlemek için MOSFET'lerin anahtarlamasını yönetir.
  • Güç MOSFET'leri: Çıkış aşamasında iki Toshiba TPC8016H MOSFET kullanılır. Bunlar, ana akım akışını yöneten yüksek verimli anahtarlardır. Her biri 25A drenaj akımı ve 45W güç dağılımı için derecelendirilmiştir; bu, ikisinin birlikte modülün 5A derecesi için iyi uyumlu olduğu anlamına gelir.

Bağlantı Kılavuzu

Modülü bağlamak basittir. Video bağlantıları açıkça gösterir (videoda 04:19'da). DC güç kaynağınızı (9-35V) giriş terminallerine ve 5V yükünüzü çıkış terminallerine bağlayın.
  • Giriş: Güç kaynağınızdan gelen pozitif kabloyu "IN+" terminaline ve negatif kabloyu "GND" terminaline bağlayın.
  • Çıkış: 5V yükünüzün pozitif kablosunu "OUT+" terminaline ve negatif kabloyu "GND" terminaline bağlayın. Toprak, giriş ve çıkış arasında ortaktır.

Performans Testi

İnceleme, modülün performansını farklı koşullar altında değerlendirmek için bir dizi test gerçekleştirdi. Sonuçlar aşağıda özetlenmiştir.

Çıkış Voltajı Regülasyonu (Yüksüz)

İlk test, çıkış voltajı stabilitesini tüm giriş voltaj aralığı boyunca kontrol etti (videoda 04:39'da). Giriş voltajı 30V'dan 9V'a değiştirildi ve çıkış, yalnızca yaklaşık %1'lik bir sapma ile 5,06V'da dikkat çekici şekilde sabit kaldı. Ayrıca, modülün yalnızca giriş en az 9V olduğunda sabit bir 5V çıkış üreteceği ve üreticinin spesifikasyonunu doğruladığı belirtildi. Bunun altında, çıkış kararsız hale geldi.

Yük Regülasyonu ve Dalgalanma

En kritik testler, çıkışa tam 5A yük uygulanmasını ve voltaj düşüşü ile dalgalanmanın ölçülmesini içeriyordu (videoda 07:02'de). Testler çeşitli giriş voltajlarında gerçekleştirildi.
  • 30V Girişte: Voltaj yalnızca 20mV düşerek 5,04V'a indi ve dalgalanma 106mV olarak ölçüldü.
  • 24V Girişte: İki dakika çalıştıktan sonra voltaj düşüşü benzerdi ve dalgalanma yaklaşık 104mV idi.
  • 15V Girişte: Voltaj düşüşü yaklaşık 60mV idi ve dalgalanma yük ile 94mV, yük olmadan 78mV idi.
  • 12V Girişte: Çıkış çok stabil kaldı.
  • 9V Girişte: Çıkış voltajı 5A yük ile 5V'da tutuldu. Dalgalanma yük ile 66mV olarak ölçüldü ve yük olmadan 54mV'a düştü.
Önemli bir bulgu, giriş voltajı çıkış voltajına daha yakın olduğunda dalgalanmanın daha düşük olduğuydu. Modül, maksimum dereceli akımda bile minimum düşüşle tutarlı bir şekilde stabil bir çıkış voltajı korudu.

Termal Performans

Modülün sıcaklığı, yük testleri sırasında izlendi (videoda 08:46'da). Ana ısı üreten bileşenler iki MOSFET ve indüktördür. Modül, özellikle daha yüksek giriş voltajlarında belirgin şekilde ısınır. 30V giriş ve 5A yükte modül dokunulamayacak kadar ısındı. İncelemeci, 24V ve üzerinde modülün uzun vadeli güvenilirlik için yeterli havalandırma veya azaltılmış akım çekişi gerektirdiğini belirtti.

Sonuç

Sonuç olarak, IC Station DC-DC buck dönüştürücü, amaçlanan rolünde çok iyi performans gösteriyor (videoda 13:03'te). Tam 5A yük altında bile ihmal edilebilir bir voltaj düşüşüyle temiz ve sabit bir 5V çıkış sağlıyor. Dalgalanma, çoğu dijital mantık devresi için kabul edilebilir sınırlar içinde. Birincil dikkat edilmesi gereken nokta termal yönetimdir; daha yüksek giriş voltajlarında ve maksimum yükte modül oldukça ısınabilir, bu nedenle muhafazanızda uygun hava akışı sağlamalı veya gerekirse çıkış akımını düşürmelisiniz.

Video Bölümleri

  • [00:00] Giriş ve ürün genel bakışı
  • [00:44] Modül donanımı ve bileşen analizi
  • [03:40] Üretici ve ürün listeleme bilgileri
  • [04:19] Test için kurulum ve giriş voltajı regülasyon testi
  • [07:02] 30V girişte yük testi
  • [08:27] 24V girişte yük testi ve termal kontrol
  • [09:57] 15V girişte yük testi
  • [11:13] 12V girişte yük testi
  • [11:42] Minimum 9V girişte yük testi
  • [13:03] Sonuç ve final değerlendirmeler

Görseller

IC Station Buck converter 1
IC Station Buck converter 1
Kod eklenmemiş.

Kaynaklar ve referanslar

Dosyalar📁

Veri Sayfası (pdf)

  • TPCA8016-H-Toshiba-datasheet-15949170[1]
    TPCA8016-H Toshiba datasheet with electrical characteristics, pinout, and packaging details for this MOSFET.
    TPCA8016-H-Toshiba-datasheet-15949170[1].pdf 0.14 MB
  • ss510_schottky_diode_datasheet
    SS510 Schottky diode SURFACE MOUNT SCHOTTKY BARRIER RECTIFIER VOLTAGE 100 Volts CURRENT 5.0 Ampere
    ss510_schottky_diode_datasheet.pdf 0.11 MB