Ulasan Tes Modul Booster LTC1871 Step Up input 3-35V ke output 3,5 hingga 35V

Ulasan Tes Modul Booster LTC1871 Step Up input 3-35V ke output 3,5 hingga 35V

Pendahuluan

Panduan ini memberikan tinjauan rinci dan pengujian modul step-up (boost) berbasis LTC1871. Perangkat ini adalah solusi serbaguna dan bertenaga untuk proyek yang membutuhkan tegangan lebih tinggi dari sumber daya bertegangan rendah. Modul ini menerima rentang input lebar 3 hingga 35V DC dan dapat menaikkannya ke output stabil yang dapat disesuaikan hingga 35V DC. Kemampuan arus tingginya, berkat MOSFET daya eksternal, membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi yang menuntut.

Koreksi:

Mohon koreksi 6.666µA menjadi 666µA

Berikut adalah beberapa penggunaan praktis untuk modul booster jenis ini:

• Menyalakan strip LED: Menggerakkan strip LED bertegangan tinggi (misalnya, 12V atau 24V) dari satu baterai lithium-ion 3.7V atau power bank USB 5V.
• Elektronik portabel: Membuat catu daya khusus untuk speaker portabel, layar, atau perangkat lain yang membutuhkan tegangan lebih tinggi dari yang disediakan baterai Anda.
• Sistem tenaga surya: Menaikkan tegangan variabel dari panel surya kecil ke tegangan stabil untuk mengisi baterai atau memberi daya pada sensor.
• Catu daya bangku: Menggunakannya sebagai catu daya bangku sederhana yang dapat disesuaikan untuk menguji sirkuit lain, menyediakan hingga 35V dari adaptor 12V umum.
• Proyek otomotif: Menaikkan sistem kelistrikan 12V mobil ke 24V atau 30V untuk peralatan khusus.

Tinjauan ini akan mencakup perangkat keras modul, komponen utamanya, dan serangkaian uji beban untuk menentukan kinerja dunia nyata dan batas arusnya. Kami juga akan mengeksplorasi antarmuka penggunanya, termasuk layar dan tombol.

Ikhtisar Perangkat Keras

Modul ini ringkas dan dibuat dengan baik, menampilkan tata letak yang jelas untuk integrasi mudah ke dalam proyek Anda. Mari kita lihat lebih dekat karakteristik fisik dan komponen utamanya.

Papan ini berukuran sekitar 67.2mm panjang dan 43.8mm lebar. Komponen tertinggi adalah kapasitor, yang membawa total tinggi menjadi sekitar 11.8mm. Modul ini beratnya sekitar 20.7 gram, dan ini meningkat menjadi 25 gram ketika heatsink yang disertakan dipasang. Modul ini juga memiliki empat lubang pemasangan untuk sekrup dan dilengkapi dengan standoff untuk pemasangan yang aman pada sasis atau penutup. (di video pada 01:44)

Berikut adalah rincian elemen kunci di papan:

• Terminal Input/Output: Papan ini memiliki terminal sekrup yang diberi label jelas untuk koneksi input (IN+) dan output (OUT+). Input menerima 3-35V, dan output dapat disesuaikan hingga 35V.
• Layar dan Tombol: Layar tujuh-segmen tiga digit menampilkan tegangan saat ini. Dua tombol disediakan: satu untuk mengalihkan layar antara menampilkan tegangan input atau output, dan yang lain untuk mematikan output sepenuhnya. (di video pada 01:00)
• Penyesuaian Tegangan: Potensiometer kecil di papan memungkinkan Anda menyesuaikan tegangan output secara manual. Memutarnya searah jarum jam meningkatkan tegangan. (di video pada 05:36)
• Kontroler LTC1871: Ini adalah IC boost converter utama. Ini beroperasi pada rentang input lebar 2.5V hingga 36V dan mengontrol switching MOSFET daya. (di video pada 02:42)
• MOSFET Daya: Ini adalah MOSFET saluran-N arus tinggi (model 4184) yang menangani pekerjaan berat switching arus. Ini diberi peringkat hingga 40V dan 50A, tetapi modul dirancang untuk memberikan hingga 6A. Ini adalah komponen yang membutuhkan heatsink. (di video pada 03:20)
• Dioda Schottky: Dioda Schottky ganda digunakan untuk perlindungan polaritas terbalik. Jika Anda secara tidak sengaja menghubungkan daya input dengan polaritas yang salah, dioda ini akan korsleting dan melindungi komponen yang lebih sensitif seperti kontroler dan MOSFET dari kerusakan. (di video pada 03:53)

Panduan Pengkabelan

Pengkabelan modul ini mudah. Ini memiliki dua set terminal sekrup untuk input dan output. Polaritas ditandai dengan jelas di papan.

Untuk menghubungkan sumber daya dan beban Anda:

1. Hubungkan Input: Hubungkan sumber daya DC Anda (3-35V) ke blok terminal yang diberi label "IN+". Pastikan Anda mencocokkan kabel positif dan negatif dengan benar.
2. Hubungkan Output: Hubungkan beban Anda (perangkat yang ingin Anda beri daya) ke blok terminal yang diberi label "OUT+". Sekali lagi, cocokkan polaritasnya.
3. Sesuaikan Tegangan: Sebelum menghubungkan beban sensitif, praktik yang baik adalah memberi daya pada modul, gunakan tombol untuk menampilkan tegangan output, lalu sesuaikan potensiometer ke tegangan yang Anda inginkan.

Modul ini mencakup perlindungan polaritas terbalik melalui dioda Schottky, yang akan korsleting jika input terhubung secara tidak benar, mencegah kerusakan pada komponen utama. Ini memberi Anda waktu untuk memperbaiki pengkabelan tanpa merusak modul. (di video pada 04:03)

Proyek Langsung / Demonstrasi

Inti dari tinjauan ini adalah pengujian beban praktis untuk melihat bagaimana modul berperforma dalam kondisi dunia nyata. Pengujian dilakukan menggunakan input 12V, beban elektronik, dan penjepit arus untuk mengukur arus input. Heatsink dipasang ke MOSFET untuk semua pengujian, yang sangat penting untuk hasil yang valid. (di video pada 05:11)

Uji 1: Input 12V ke Output 30V

Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah modul dapat memberikan 6A yang diiklankan pada rasio boost tinggi. Hasilnya adalah sebagai berikut:

• 6 Ampere: Modul gagal. Tegangan keluaran turun menjadi 15V. (di video pada 07:35)
• 5 Ampere: Modul gagal lagi, dengan penurunan tegangan yang signifikan. (di video pada 08:00)
• 4 Ampere: Modul juga gagal. (di video pada 08:34)
• 1 Ampere: Modul berhasil memasok 1A pada 30V yang stabil. Arus masukan diukur pada 3,6A, menunjukkan daya yang ditarik sebesar 43,2W pada input untuk menghasilkan 30W pada output. (di video pada 08:48)

Uji 2: Input 12V ke Output 24V

Dengan tegangan keluaran yang lebih rendah, kemampuan arus meningkat, tetapi masih di bawah klaim 6A.

• 6 Ampere: Modul gagal, dengan tegangan keluaran turun menjadi 14V. (di video pada 10:04)
• 5 Ampere: Modul gagal, dengan penurunan tegangan yang signifikan. (di video pada 10:23)
• 4 Ampere: Modul gagal, turun menjadi 17V. (di video pada 10:30)
• 3 Ampere: Modul gagal. (di video pada 10:43)
• 2 Ampere: Modul berhasil memasok 2A pada 24V yang stabil. Arus masukan diukur pada 5,3A. (di video pada 10:47)

Uji 3: Input 12V ke Output 16V

Pengujian ini menggunakan rasio boost yang lebih rendah, yang kurang memberatkan konverter.

• 4,5 Ampere: Modul berhasil memasok 4,5A pada 16V yang stabil. Ada sedikit penurunan tegangan, sehingga arus dikurangi menjadi 4,2A, di mana titik itu sangat stabil. Arus masukan adalah 6,5A. (di video pada 11:09)

Uji 4: Input 5V ke Output 12V

Pengujian ini menunjukkan kasus penggunaan umum: menaikkan sumber USB 5V menjadi 12V.

• 2,4 Ampere: Modul berhasil memasok 2,4A pada 12V yang stabil. Arus masukan adalah 6,2A. Pengaturan ini dibiarkan berjalan selama lebih dari 10 menit dan bekerja dengan sempurna. (di video pada 12:20)

Kesimpulan dari Pengujian

Pengujian menunjukkan bahwa meskipun modul diiklankan mampu menangani hingga 6A, ini hanya dapat dicapai pada rasio boost yang rendah. Arus maksimum yang dapat disuplai menurun seiring dengan meningkatnya perbedaan antara tegangan input dan output. Hasilnya adalah sebagai berikut:

• 12V ke 30V: Arus maksimum adalah 1A.
• 12V ke 24V: Arus maksimum adalah 2A.
• 12V ke 16V: Arus maksimum adalah ~4,5A.
• 5V ke 12V: Arus maksimum adalah 2,4A.

Semua hasil ini hanya valid dengan heatsink terpasang. Tanpa itu, kinerja akan jauh lebih buruk dan MOSFET dapat menjadi terlalu panas. (di video pada 13:07)

Bab

• [00:06] Pengenalan Modul Booster LTC1871
• [00:49] Tinjauan Perangkat Keras dan Komponen Utama
• [01:44] Dimensi Fisik dan Berat
• [02:42] Pembahasan Mendalam tentang Kontroler LTC1871
• [03:20] MOSFET Daya dan Dioda Schottky
• [05:35] Menguji Penyesuaian Tegangan dan Operasi Tanpa Beban
• [07:35] Uji Beban: Output 12V ke 30V
• [10:04] Uji Beban: Output 12V ke 24V
• [11:09] Uji Beban: Output 12V ke 16V
• [12:20] Uji Beban: Output 5V ke 12V
• [12:56] Kesimpulan Kinerja dan Ringkasan

Gambar

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