Test pregled LTC1871 Step Up 3-35V ulaz na 3.5 do 35V izlazni pojačivački modul

Test pregled LTC1871 Step Up 3-35V ulaz na 3.5 do 35V izlazni pojačivački modul

Uvod

Ovaj vodič pruža detaljan pregled i testiranje step-up (boost) pretvaračkog modula zasnovanog na LTC1871. Ovaj uređaj je svestrano i moćno rješenje za projekte koji zahtijevaju viši napon iz izvora napajanja nižeg napona. Prihvata širok raspon ulaza od 3 do 35V DC i može ga podići na stabilan, podesiv izlaz do 35V DC. Njegova sposobnost visoke struje, zahvaljujući vanjskom power MOSFET-u, čini ga pogodnim za različite zahtjevne primjene.

Ispravka:

Molimo ispravite 6.666µA kao 666µA

Evo nekoliko praktičnih upotreba za ovu vrstu boost modula:

• Napajanje LED traka: Pokrenite LED trake visokog napona (npr. 12V ili 24V) iz jedne 3.7V litijum-jonske baterije ili 5V USB power bank-a.
• Prijenosna elektronika: Napravite prilagođeno napajanje za prijenosne zvučnike, ekrane ili druge uređaje kojima je potreban napon viši od onog koji vaša baterija pruža.
• Solarni energetski sistemi: Podignite promjenjivi napon s malog solarnog panela na stabilan napon za punjenje baterija ili napajanje senzora.
• Laboratorijsko napajanje: Koristite ga kao jednostavno, podesivo laboratorijsko napajanje za testiranje drugih kola, pružajući do 35V iz uobičajenog 12V adaptera.
• Automobilski projekti: Podignite 12V električni sistem automobila na 24V ili 30V za specijaliziranu opremu.

Ovaj pregled će pokriti hardver modula, njegove ključne komponente i niz testova opterećenja kako bi se utvrdile njegove stvarne performanse i strujna ograničenja. Također ćemo istražiti njegovo korisničko sučelje, uključujući ekran i tipke.

Pregled hardvera

Modul je kompaktan i dobro izrađen, s jasnim rasporedom za laku integraciju u vaše projekte. Pogledajmo bliže njegove fizičke karakteristike i glavne komponente.

Ploča je dugačka otprilike 67.2mm i široka 43.8mm. Najviše komponente su kondenzatori, koji podižu ukupnu visinu na oko 11.8mm. Modul teži oko 20.7 grama, a to se povećava na 25 grama kada je priloženi hladnjak pričvršćen. Također ima četiri montažne rupe za vijke i dolazi s odstojnicima za sigurnu instalaciju na šasiju ili kućište. (u videu na 01:44)

Evo pregleda ključnih elemenata na ploči:

• Ulazni/izlazni terminali: Ploča ima jasno označene vijčane terminale za ulaz (IN+) i izlaz (OUT+) veze. Ulaz prihvata 3-35V, a izlaz se može podesiti do 35V.
• Ekran i tipke: Trocifreni sedmosegmentni ekran prikazuje trenutni napon. Dostupne su dvije tipke: jedna za prebacivanje ekrana između prikaza ulaznog ili izlaznog napona, i druga za potpuno isključivanje izlaza. (u videu na 01:00)
• Podešavanje napona: Mali potenciometar na ploči omogućava ručno podešavanje izlaznog napona. Okretanje u smjeru kazaljke na satu povećava napon. (u videu na 05:36)
• LTC1871 kontroler: Ovo je glavni boost pretvarački IC. Radi u širokom rasponu ulaza od 2.5V do 36V i kontrolira prebacivanje power MOSFET-a. (u videu na 02:42)
• Power MOSFET: Ovo je N-kanalni MOSFET visoke struje (model 4184) koji obavlja teški posao prebacivanja struje. Ocijenjen je za do 40V i 50A, ali modul je dizajniran da isporučuje do 6A. Ovo je komponenta koja zahtijeva hladnjak. (u videu na 03:20)
• Schottky dioda: Dvostruka Schottky dioda koristi se za zaštitu od obrnutog polariteta. Ako slučajno spojite ulazno napajanje s pogrešnim polaritetom, ova dioda će se kratko spojiti i zaštititi osjetljivije komponente poput kontrolera i MOSFET-a od oštećenja. (u videu na 03:53)

Vodič za povezivanje

Povezivanje ovog modula je jednostavno. Ima dva seta vijčanih terminala za ulaz i izlaz. Polaritet je jasno označen na ploči.

Za povezivanje vašeg izvora napajanja i opterećenja:

1. Spojite ulaz: Spojite vaš DC izvor napajanja (3-35V) na terminalni blok označen s "IN+". Provjerite da li pravilno spajate pozitivne i negativne žice.
2. Spojite izlaz: Spojite vaše opterećenje (uređaj koji želite napajati) na terminalni blok označen s "OUT+". Ponovo provjerite polaritet.
3. Podesite napon: Prije povezivanja osjetljivog opterećenja, dobra je praksa uključiti modul, koristiti tipku za prikaz izlaznog napona, a zatim podesiti potenciometar na željeni napon.

Modul uključuje zaštitu od obrnutog polariteta putem Schottky diode, koja će se kratko spojiti ako je ulaz pogrešno spojen, sprječavajući oštećenje glavnih komponenti. Ovo vam daje vremena da ispravite povezivanje bez uništavanja modula. (u videu na 04:03)

Praktični projekat / Demonstracija

Srž ovog pregleda je praktično testiranje opterećenja kako bi se vidjelo kako se modul ponaša u stvarnim uvjetima. Testovi su provedeni s 12V ulazom, elektronskim opterećenjem i strujnom kliještom za mjerenje ulazne struje. Hladnjak je bio pričvršćen na MOSFET za sve testove, što je ključno za valjane rezultate. (u videu na 05:11)

Test 1: 12V ulaz na 30V izlaz

Ovaj test je imao za cilj vidjeti može li modul isporučiti svojih reklamiranih 6A pri visokom omjeru podizanja. Rezultati su bili sljedeći:

• 6 Ampera: Modul nije uspio. Izlazni napon je pao na 15V. (u videu na 07:35)
• 5 Ampera: Modul je ponovo zakazao, sa značajnim padom napona. (u videu na 08:00)
• 4 Ampera: Modul je također zakazao. (u videu na 08:34)
• 1 Amper: Modul je uspješno isporučio 1A pri stabilnih 30V. Ulazna struja je izmjerena na 3,6A, što ukazuje na potrošnju od 43,2W na ulazu za isporuku 30W na izlazu. (u videu na 08:48)

Test 2: 12V ulaz na 24V izlaz

Sa nižim izlaznim naponom, sposobnost struje se poboljšala, ali je i dalje zaostajala za tvrdnjom od 6A.

• 6 Ampera: Modul je zakazao, sa padom izlaznog napona na 14V. (u videu na 10:04)
• 5 Ampera: Modul je zakazao, sa značajnim padom napona. (u videu na 10:23)
• 4 Ampera: Modul je zakazao, pao je na 17V. (u videu na 10:30)
• 3 Ampera: Modul je zakazao. (u videu na 10:43)
• 2 Ampera: Modul je uspješno isporučio 2A pri stabilnih 24V. Ulazna struja je izmjerena na 5,3A. (u videu na 10:47)

Test 3: 12V ulaz na 16V izlaz

Ovaj test je koristio niži omjer pojačanja, što je manje stresno za pretvarač.

• 4,5 Ampera: Modul je uspješno isporučio 4,5A pri stabilnih 16V. Došlo je do blagog pada napona, pa je struja smanjena na 4,2A, pri čemu je bila vrlo stabilna. Ulazna struja je bila 6,5A. (u videu na 11:09)

Test 4: 5V ulaz na 12V izlaz

Ovaj test prikazuje uobičajenu upotrebu: pojačavanje 5V USB izvora na 12V.

• 2,4 Ampera: Modul je uspješno isporučio 2,4A pri stabilnih 12V. Ulazna struja je bila 6,2A. Ova postavka je ostavljena da radi preko 10 minuta i radila je savršeno. (u videu na 12:20)

Zaključak iz testiranja

Testovi pokazuju da, iako se modul reklamira da može podnijeti do 6A, to je ostvarivo samo pri niskim omjerima pojačanja. Maksimalna struja koju može isporučiti opada kako se razlika između ulaznog i izlaznog napona povećava. Rezultati su bili sljedeći:

• 12V na 30V: Maksimalna struja je 1A.
• 12V na 24V: Maksimalna struja je 2A.
• 12V na 16V: Maksimalna struja je ~4,5A.
• 5V na 12V: Maksimalna struja je 2,4A.

Svi ovi rezultati vrijede samo sa pričvršćenim hladnjakom. Bez njega, performanse će biti znatno lošije i MOSFET se može pregrijati. (u videu na 13:07)

Poglavlja

• [00:06] Uvod u LTC1871 pojačivački modul
• [00:49] Pregled hardvera i ključne komponente
• [01:44] Fizičke dimenzije i težina
• [02:42] Detaljna analiza LTC1871 kontrolera
• [03:20] Power MOSFET i Schottky dioda
• [05:35] Testiranje podešavanja napona i rada bez opterećenja
• [07:35] Test opterećenja: 12V na 30V izlaz
• [10:04] Test opterećenja: 12V na 24V izlaz
• [11:09] Test opterećenja: 12V na 16V izlaz
• [12:20] Test opterećenja: 5V na 12V izlaz
• [12:56] Zaključak o performansama i sažetak

Images

LTC1871-step-up-2

LTC1871-step-up-1

LTC1871-step-up-4

LTC1871-step-up-3

LTC1871-step-up-2

LTC1871-step-up-1

LTC1871-step-up-4

LTC1871-step-up-3