Test Review modułu LTC1871 Step Up, wejście 3-35V, wyjście 3,5 do 35V, moduł podwyższający napięcie.

Test Review modułu LTC1871 Step Up, wejście 3-35V, wyjście 3,5 do 35V, moduł podwyższający napięcie.

Wprowadzenie

Ten przewodnik zawiera szczegółową recenzję i testy modułu podwyższającego napięcie (boost) opartego na układzie LTC1871. To urządzenie jest wszechstronnym i wydajnym rozwiązaniem dla projektów wymagających wyższego napięcia z niższego źródła zasilania. Akceptuje szeroki zakres napięcia wejściowego od 3 do 35 V DC i może podnieść je do stabilnego, regulowanego napięcia wyjściowego do 35 V DC. Jego wysoka wydajność prądowa, dzięki zewnętrznemu tranzystorowi MOSFET, czyni go odpowiednim do różnych wymagających zastosowań.

Korekta:

Proszę poprawić 6,666µA na 666µA

Oto kilka praktycznych zastosowań tego typu modułu podwyższającego napięcie:

• Zasilanie pasków LED: Zasilanie pasków LED o wysokim napięciu (np. 12 V lub 24 V) z pojedynczej baterii litowo-jonowej 3,7 V lub power banku USB 5 V.
• Elektronika przenośna: Tworzenie niestandardowego zasilacza dla przenośnych głośników, wyświetlaczy lub innych urządzeń wymagających napięcia wyższego niż zapewnia bateria.
• Systemy zasilania słonecznego: Podwyższanie zmiennego napięcia z małego panelu słonecznego do stabilnego napięcia do ładowania baterii lub zasilania czujników.
• Zasilacz laboratoryjny: Użycie jako prostego, regulowanego zasilacza warsztatowego do testowania innych układów, zapewniającego do 35 V z popularnego zasilacza 12 V.
• Projekty motoryzacyjne: Podwyższanie napięcia z 12 V instalacji samochodowej do 24 V lub 30 V dla specjalistycznego sprzętu.

Ta recenzja obejmie sprzęt modułu, jego kluczowe komponenty oraz serię testów obciążeniowych w celu określenia rzeczywistej wydajności i limitów prądowych. Zbadamy również interfejs użytkownika, w tym wyświetlacz i przyciski.

Przegląd sprzętu

Moduł jest kompaktowy i dobrze wykonany, z przejrzystym układem ułatwiającym integrację z projektami. Przyjrzyjmy się bliżej jego cechom fizycznym i głównym komponentom.

Płytka ma około 67,2 mm długości i 43,8 mm szerokości. Najwyższymi elementami są kondensatory, które zwiększają całkowitą wysokość do około 11,8 mm. Moduł waży około 20,7 grama, a po zamontowaniu dołączonego radiatora waga wzrasta do 25 gramów. Posiada również cztery otwory montażowe na śruby oraz dystanse do bezpiecznego montażu na obudowie lub chassis. (na filmie o 01:44)

Oto zestawienie kluczowych elementów na płytce:

• Zaciski wejścia/wyjścia: Płytka ma wyraźnie oznaczone zaciski śrubowe dla połączeń wejściowych (IN+) i wyjściowych (OUT+). Wejście akceptuje 3-35 V, a wyjście można regulować do 35 V.
• Wyświetlacz i przyciski: Trzycyfrowy wyświetlacz siedmiosegmentowy pokazuje aktualne napięcie. Dostępne są dwa przyciski: jeden do przełączania wyświetlania między napięciem wejściowym a wyjściowym, a drugi do całkowitego wyłączenia wyjścia. (na filmie o 01:00)
• Regulacja napięcia: Mały potencjometr na płytce umożliwia ręczną regulację napięcia wyjściowego. Obracanie go w prawo zwiększa napięcie. (na filmie o 05:36)
• Kontroler LTC1871: To główny układ scalony przetwornicy podwyższającej. Działa w szerokim zakresie napięcia wejściowego od 2,5 V do 36 V i steruje przełączaniem tranzystora MOSFET. (na filmie o 02:42)
• Tranzystor MOSFET: To wysokoprądowy tranzystor MOSFET z kanałem N (model 4184), który obsługuje główne przełączanie prądu. Jest przystosowany do napięcia do 40 V i prądu do 50 A, ale moduł jest zaprojektowany do dostarczania do 6 A. To ten element wymaga radiatora. (na filmie o 03:20)
• Dioda Schottky'ego: Podwójna dioda Schottky'ego służy do ochrony przed odwrotną polaryzacją. Jeśli przypadkowo podłączysz zasilanie wejściowe z niewłaściwą polaryzacją, dioda ta spowoduje zwarcie i ochroni bardziej wrażliwe komponenty, takie jak kontroler i tranzystor MOSFET, przed uszkodzeniem. (na filmie o 03:53)

Poradnik podłączania

Podłączenie tego modułu jest proste. Ma dwa zestawy zacisków śrubowych dla wejścia i wyjścia. Polaryzacja jest wyraźnie oznaczona na płytce.

Aby podłączyć źródło zasilania i obciążenie:

1. Podłącz wejście: Podłącz źródło zasilania DC (3-35 V) do listwy zaciskowej oznaczonej "IN+". Upewnij się, że przewody dodatni i ujemny są podłączone prawidłowo.
2. Podłącz wyjście: Podłącz obciążenie (urządzenie, które chcesz zasilać) do listwy zaciskowej oznaczonej "OUT+". Ponownie zwróć uwagę na polaryzację.
3. Wyreguluj napięcie: Przed podłączeniem wrażliwego obciążenia dobrą praktyką jest włączenie modułu, użycie przycisku do wyświetlenia napięcia wyjściowego, a następnie wyregulowanie potencjometru do żądanego napięcia.

Moduł zawiera ochronę przed odwrotną polaryzacją za pomocą diody Schottky'ego, która spowoduje zwarcie, jeśli wejście zostanie podłączone nieprawidłowo, zapobiegając uszkodzeniu głównych komponentów. Daje to czas na poprawienie okablowania bez zniszczenia modułu. (na filmie o 04:03)

Projekt na żywo / Demonstracja

Sednem tej recenzji są praktyczne testy obciążeniowe mające na celu sprawdzenie, jak moduł zachowuje się w rzeczywistych warunkach. Testy przeprowadzono przy napięciu wejściowym 12 V, z obciążeniem elektronicznym i cęgami prądowymi do pomiaru prądu wejściowego. Radiator był zamontowany na tranzystorze MOSFET podczas wszystkich testów, co jest kluczowe dla wiarygodnych wyników. (na filmie o 05:11)

Test 1: Wejście 12 V do wyjścia 30 V

Ten test miał na celu sprawdzenie, czy moduł może dostarczyć reklamowane 6 A przy wysokim współczynniku podwyższenia napięcia. Wyniki były następujące:

• 6 amperów: Moduł uległ awarii. Napięcie wyjściowe spadło do 15 V. (na filmie o 07:35)
• 5 amperów: Moduł ponownie uległ awarii, z znacznym spadkiem napięcia. (na filmie o 08:00)
• 4 ampery: Moduł również uległ awarii. (na filmie o 08:34)
• 1 amper: Moduł z powodzeniem dostarczył 1 A przy stabilnym napięciu 30 V. Prąd wejściowy zmierzono na 3,6 A, co wskazuje na pobór mocy 43,2 W na wejściu, aby dostarczyć 30 W na wyjściu. (na filmie o 08:48)

Test 2: Wejście 12 V na wyjście 24 V

Przy niższym napięciu wyjściowym wydajność prądowa się poprawiła, ale nadal nie osiągnęła deklarowanych 6 A.

• 6 amperów: Moduł uległ awarii, a napięcie wyjściowe spadło do 14 V. (na filmie o 10:04)
• 5 amperów: Moduł uległ awarii, z znacznym spadkiem napięcia. (na filmie o 10:23)
• 4 ampery: Moduł uległ awarii, spadając do 17 V. (na filmie o 10:30)
• 3 ampery: Moduł uległ awarii. (na filmie o 10:43)
• 2 ampery: Moduł z powodzeniem dostarczył 2 A przy stabilnym napięciu 24 V. Prąd wejściowy zmierzono na 5,3 A. (na filmie o 10:47)

Test 3: Wejście 12 V na wyjście 16 V

Ten test wykorzystał niższy współczynnik podbicia napięcia, co jest mniej obciążające dla przetwornicy.

• 4,5 ampera: Moduł z powodzeniem dostarczył 4,5 A przy stabilnym napięciu 16 V. Wystąpił niewielki spadek napięcia, więc prąd zmniejszono do 4,2 A, przy którym był bardzo stabilny. Prąd wejściowy wynosił 6,5 A. (na filmie o 11:09)

Test 4: Wejście 5 V na wyjście 12 V

Ten test pokazuje typowe zastosowanie: podbicie napięcia z źródła USB 5 V do 12 V.

• 2,4 ampera: Moduł z powodzeniem dostarczył 2,4 A przy stabilnym napięciu 12 V. Prąd wejściowy wynosił 6,2 A. Ta konfiguracja działała przez ponad 10 minut i działała bez zarzutu. (na filmie o 12:20)

Wnioski z testów

Testy pokazują, że chociaż moduł jest reklamowany jako obsługujący do 6 A, jest to osiągalne tylko przy niskich współczynnikach podbicia. Maksymalny prąd, jaki może dostarczyć, maleje wraz ze wzrostem różnicy między napięciem wejściowym a wyjściowym. Wyniki były następujące:

• 12 V do 30 V: Maksymalny prąd wynosi 1 A.
• 12 V do 24 V: Maksymalny prąd wynosi 2 A.
• 12 V do 16 V: Maksymalny prąd wynosi ~4,5 A.
• 5 V do 12 V: Maksymalny prąd wynosi 2,4 A.

Wszystkie te wyniki są ważne tylko z zamocowanym radiatorem. Bez niego wydajność będzie znacznie gorsza, a tranzystor MOSFET może się przegrzać. (na filmie o 13:07)

Rozdziały

• [00:06] Wprowadzenie do modułu podbijającego LTC1871
• [00:49] Przegląd sprzętu i kluczowych komponentów
• [01:44] Wymiary fizyczne i waga
• [02:42] Szczegółowa analiza kontrolera LTC1871
• [03:20] Tranzystor MOSFET mocy i dioda Schottky'ego
• [05:35] Testowanie regulacji napięcia i pracy bez obciążenia
• [07:35] Test obciążenia: wyjście 12 V do 30 V
• [10:04] Test obciążenia: wyjście 12 V do 24 V
• [11:09] Test obciążenia: wyjście 12 V do 16 V
• [12:20] Test obciążenia: wyjście 5 V do 12 V
• [12:56] Wnioski dotyczące wydajności i podsumowanie

Obrazy

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