Testbeoordeling van LTC1871 Step Up 3-35V ingang naar 3,5 tot 35V uitgang booster module

Testbeoordeling van LTC1871 Step Up 3-35V ingang naar 3,5 tot 35V uitgang booster module

Introductie

Deze handleiding biedt een gedetailleerde beoordeling en test van de op LTC1871 gebaseerde step-up (boost) convertermodule. Dit apparaat is een veelzijdige en krachtige oplossing voor projecten die een hogere spanning nodig hebben van een voedingsbron met een lagere spanning. Het accepteert een breed ingangsbereik van 3 tot 35V DC en kan dit verhogen naar een stabiele, instelbare uitgang van maximaal 35V DC. De hoge stroomcapaciteit, dankzij een externe power MOSFET, maakt het geschikt voor diverse veeleisende toepassingen.

Correctie:

Corrigeer 6.666µA naar 666µA

Hier zijn enkele praktische toepassingen voor dit type boostermodule:

• LED-strips voeden: Stuur hoogspannings-LED-strips (bijv. 12V of 24V) aan vanaf een enkele 3,7V lithium-ionbatterij of een 5V USB-powerbank.
• Draagbare elektronica: Maak een aangepaste voeding voor draagbare speakers, beeldschermen of andere apparaten die een hogere spanning nodig hebben dan uw batterij levert.
• Zonne-energiesystemen: Verhoog de variabele spanning van een klein zonnepaneel naar een stabiele spanning voor het opladen van batterijen of het voeden van sensoren.
• Laboratoriumvoeding: Gebruik het als een eenvoudige, instelbare laboratoriumvoeding voor het testen van andere circuits, die tot 35V levert vanaf een gangbare 12V-adapter.
• Automotive-projecten: Verhoog het 12V-elektrische systeem van een auto naar 24V of 30V voor gespecialiseerde apparatuur.

Deze beoordeling behandelt de hardware van de module, de belangrijkste componenten en een reeks belastingstests om de prestaties en stroomlimieten in de praktijk te bepalen. We verkennen ook de gebruikersinterface, inclusief het display en de knoppen.

Hardware-overzicht

De module is compact en goed gebouwd, met een duidelijke lay-out voor eenvoudige integratie in uw projecten. Laten we de fysieke kenmerken en belangrijkste componenten nader bekijken.

De printplaat meet ongeveer 67,2 mm in lengte en 43,8 mm in breedte. De hoogste componenten zijn de condensatoren, die de totale hoogte op ongeveer 11,8 mm brengen. De module weegt ongeveer 20,7 gram, en dit neemt toe tot 25 gram wanneer het meegeleverde koellichaam is bevestigd. Het heeft ook vier montagegaten voor schroeven en wordt geleverd met afstandhouders voor een veilige installatie op een chassis of behuizing. (in video op 01:44)

Hier is een uitsplitsing van de belangrijkste elementen op de printplaat:

• In-/uitgangsklemmen: De printplaat heeft duidelijk gemarkeerde schroefklemmen voor de ingang (IN+) en uitgang (OUT+). De ingang accepteert 3-35V en de uitgang kan worden ingesteld tot 35V.
• Display en knoppen: Een driecijferig zevensegmentdisplay toont de huidige spanning. Er zijn twee knoppen: één om het display te schakelen tussen het tonen van de in- of uitgangsspanning, en een andere om de uitgang volledig uit te schakelen. (in video op 01:00)
• Spanningsaanpassing: Een kleine potentiometer op de printplaat stelt u in staat om de uitgangsspanning handmatig aan te passen. Met de klok mee draaien verhoogt de spanning. (in video op 05:36)
• LTC1871-controller: Dit is de belangrijkste boostconverter-IC. Het werkt over een breed ingangsbereik van 2,5V tot 36V en regelt het schakelen van de power MOSFET. (in video op 02:42)
• Power MOSFET: Dit is een N-kanaals MOSFET met hoge stroomsterkte (model 4184) die het zware werk van het schakelen van stroom op zich neemt. Het is geschikt voor maximaal 40V en 50A, maar de module is ontworpen om tot 6A te leveren. Dit is het onderdeel dat het koellichaam vereist. (in video op 03:20)
• Schottky-diode: Een dubbele Schottky-diode wordt gebruikt voor bescherming tegen omgekeerde polariteit. Als u per ongeluk de ingangsvoeding met de verkeerde polariteit aansluit, zal deze diode kortsluiten en de gevoeligere componenten zoals de controller en MOSFET beschermen tegen schade. (in video op 03:53)

Bekabelingshandleiding

Het bedraden van deze module is eenvoudig. Het heeft twee sets schroefklemmen voor ingang en uitgang. De polariteit is duidelijk op de printplaat gemarkeerd.

Om uw voedingsbron en belasting aan te sluiten:

1. Sluit de ingang aan: Sluit uw DC-voedingsbron (3-35V) aan op de klemmenstrook gemarkeerd met "IN+". Zorg ervoor dat u de positieve en negatieve draden correct aansluit.
2. Sluit de uitgang aan: Sluit uw belasting (het apparaat dat u wilt voeden) aan op de klemmenstrook gemarkeerd met "OUT+". Let ook hier op de polariteit.
3. Pas de spanning aan: Voordat u een gevoelige belasting aansluit, is het een goede gewoonte om de module in te schakelen, de knop te gebruiken om de uitgangsspanning weer te geven en vervolgens de potentiometer op uw gewenste spanning in te stellen.

De module bevat bescherming tegen omgekeerde polariteit via een Schottky-diode, die kortsluit als de ingang verkeerd is aangesloten, waardoor schade aan de belangrijkste componenten wordt voorkomen. Dit geeft u de tijd om de bedrading te corrigeren zonder de module te vernietigen. (in video op 04:03)

Live-project / Demonstratie

De kern van deze beoordeling is het praktische belastingstest om te zien hoe de module presteert onder realistische omstandigheden. De tests werden uitgevoerd met een 12V-ingang, een elektronische belasting en een stroomtang om de ingangsstroom te meten. Het koellichaam was voor alle tests op de MOSFET bevestigd, wat cruciaal is voor geldige resultaten. (in video op 05:11)

Test 1: 12V-ingang naar 30V-uitgang

Deze test was bedoeld om te zien of de module de geadverteerde 6A kon leveren bij een hoge boostverhouding. De resultaten waren als volgt:

• 6 Ampère: De module faalde. De uitgangsspanning daalde naar 15V. (in video op 07:35)
• 5 Ampère: De module faalde opnieuw, met een aanzienlijke spanningsval. (in video op 08:00)
• 4 Ampère: De module faalde ook. (in video op 08:34)
• 1 Ampère: De module leverde succesvol 1A bij een stabiele 30V. De ingangsstroom werd gemeten op 3,6A, wat duidt op een vermogensopname van 43,2W aan de ingang om 30W aan de uitgang te leveren. (in video op 08:48)

Test 2: 12V-ingang naar 24V-uitgang

Met een lagere uitgangsspanning verbeterde de stroomcapaciteit, maar bleef nog steeds achter op de claim van 6A.

• 6 Ampère: De module faalde, waarbij de uitgangsspanning daalde naar 14V. (in video op 10:04)
• 5 Ampère: De module faalde, met een aanzienlijke spanningsval. (in video op 10:23)
• 4 Ampère: De module faalde en daalde naar 17V. (in video op 10:30)
• 3 Ampère: De module faalde. (in video op 10:43)
• 2 Ampère: De module leverde succesvol 2A bij een stabiele 24V. De ingangsstroom werd gemeten op 5,3A. (in video op 10:47)

Test 3: 12V-ingang naar 16V-uitgang

Deze test gebruikte een lagere boostverhouding, wat minder belastend is voor de converter.

• 4,5 Ampère: De module leverde succesvol 4,5A bij een stabiele 16V. Er was een lichte spanningsval, dus de stroom werd verlaagd naar 4,2A, waarna het zeer stabiel was. De ingangsstroom was 6,5A. (in video op 11:09)

Test 4: 5V-ingang naar 12V-uitgang

Deze test toont een veelvoorkomend gebruik: het verhogen van een 5V USB-bron naar 12V.

• 2,4 Ampère: De module leverde succesvol 2,4A bij een stabiele 12V. De ingangsstroom was 6,2A. Deze opstelling werd meer dan 10 minuten laten draaien en werkte perfect. (in video op 12:20)

Conclusie uit de tests

De tests tonen aan dat, hoewel de module wordt geadverteerd om tot 6A aan te kunnen, dit alleen haalbaar is bij lage boostverhoudingen. De maximale stroom die het kan leveren neemt af naarmate het verschil tussen ingangs- en uitgangsspanning toeneemt. De resultaten waren als volgt:

• 12V naar 30V: Maximale stroom is 1A.
• 12V naar 24V: Maximale stroom is 2A.
• 12V naar 16V: Maximale stroom is ~4,5A.
• 5V naar 12V: Maximale stroom is 2,4A.

Al deze resultaten zijn alleen geldig met het koellichaam bevestigd. Zonder dit zal de prestatie aanzienlijk slechter zijn en kan de MOSFET oververhit raken. (in video op 13:07)

Hoofdstukken

• [00:06] Introductie tot de LTC1871 Boostermodule
• [00:49] Hardware-overzicht en belangrijkste componenten
• [01:44] Fysieke afmetingen en gewicht
• [02:42] Diepgaande blik op de LTC1871-controller
• [03:20] De power-MOSFET en Schottky-diode
• [05:35] Testen van de spanningsaanpassing en werking zonder belasting
• [07:35] Belastingstest: 12V naar 30V-uitgang
• [10:04] Belastingstest: 12V naar 24V-uitgang
• [11:09] Belastingstest: 12V naar 16V-uitgang
• [12:20] Belastingstest: 5V naar 12V-uitgang
• [12:56] Prestatieconclusie en samenvatting

Afbeeldingen

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