Test Review modulu LTC1871 Step Up boostra s vstupom 3-35V na výstup 3,5 až 35V

Test Review modulu LTC1871 Step Up boostra s vstupom 3-35V na výstup 3,5 až 35V

Úvod

Táto príručka poskytuje podrobnú recenziu a testovanie modulu zvyšujúceho (boost) meniča založeného na LTC1871. Toto zariadenie je všestranným a výkonným riešením pre projekty, ktoré vyžadujú vyššie napätie z nízkonapäťového zdroja energie. Akceptuje široký rozsah vstupného napätia 3 až 35V DC a dokáže ho zvýšiť na stabilné, nastaviteľné výstupné napätie až do 35V DC. Jeho schopnosť vysokého prúdu, vďaka externému výkonovému MOSFETu, ho robí vhodným pre rôzne náročné aplikácie.

Oprava:

Prosím, opravte 6.666µA na 666µA

Tu je niekoľko praktických použití tohto typu boost modulu:

• Napájanie LED pásikov: Napájajte vysokonapäťové LED pásiky (napr. 12V alebo 24V) z jednej 3,7V lítium-iónovej batérie alebo 5V USB power banky.
• Prenosná elektronika: Vytvorte si vlastný napájací zdroj pre prenosné reproduktory, displeje alebo iné zariadenia, ktoré potrebujú vyššie napätie, než poskytuje vaša batéria.
• Solárne systémy: Zvýšte variabilné napätie z malého solárneho panelu na stabilné napätie pre nabíjanie batérií alebo napájanie senzorov.
• Laboratórny zdroj: Použite ho ako jednoduchý, nastaviteľný laboratórny zdroj pre testovanie iných obvodov, poskytujúci až 35V z bežného 12V adaptéra.
• Automobilové projekty: Zvýšte 12V elektrický systém auta na 24V alebo 30V pre špecializované zariadenia.

Táto recenzia pokryje hardvér modulu, jeho kľúčové komponenty a sériu záťažových testov na určenie jeho reálneho výkonu a prúdových limitov. Tiež preskúmame jeho používateľské rozhranie, vrátane displeja a tlačidiel.

Prehľad hardvéru

Modul je kompaktný a dobre vyrobený, s prehľadným rozložením pre jednoduchú integráciu do vašich projektov. Poďme sa bližšie pozrieť na jeho fyzické vlastnosti a hlavné komponenty.

Doska meria približne 67,2 mm na dĺžku a 43,8 mm na šírku. Najvyššími komponentmi sú kondenzátory, ktoré zvyšujú celkovú výšku na približne 11,8 mm. Modul váži okolo 20,7 gramov, čo sa zvýši na 25 gramov, keď je pripevnený priložený chladič. Má tiež štyri montážne otvory pre skrutky a je dodávaný so stĺpikmi pre bezpečnú inštaláciu na šasi alebo do krytu. (vo videu o 01:44)

Tu je rozpis kľúčových prvkov na doske:

• Vstupné/Výstupné svorky: Doska má jasne označené skrutkové svorky pre vstup (IN+) a výstup (OUT+). Vstup akceptuje 3-35V a výstup je možné nastaviť až do 35V.
• Displej a tlačidlá: Trojmiestny sedemsegmentový displej zobrazuje aktuálne napätie. Sú poskytnuté dve tlačidlá: jedno na prepínanie displeja medzi zobrazením vstupného alebo výstupného napätia a druhé na úplné vypnutie výstupu. (vo videu o 01:00)
• Nastavenie napätia: Malý potenciometer na doske umožňuje manuálne nastavenie výstupného napätia. Otáčaním v smere hodinových ručičiek sa napätie zvyšuje. (vo videu o 05:36)
• Radič LTC1871: Toto je hlavný integrovaný obvod boost meniča. Pracuje v širokom rozsahu vstupného napätia 2,5V až 36V a riadi spínanie výkonového MOSFETu. (vo videu o 02:42)
• Výkonový MOSFET: Toto je vysokoprúdový N-kanálový MOSFET (model 4184), ktorý zvláda hlavnú prácu spínania prúdu. Je dimenzovaný až na 40V a 50A, ale modul je navrhnutý na dodávku až 6A. Toto je komponent, ktorý vyžaduje chladič. (vo videu o 03:20)
• Schottkyho dióda: Dvojitá Schottkyho dióda sa používa na ochranu proti prepólovaniu. Ak omylom pripojíte vstupné napájanie s nesprávnou polaritou, táto dióda sa skratuje a ochráni citlivejšie komponenty, ako je radič a MOSFET, pred poškodením. (vo videu o 03:53)

Návod na zapojenie

Zapojenie tohto modulu je jednoduché. Má dve sady skrutkových svoriek pre vstup a výstup. Polarita je jasne označená na doske.

Na pripojenie zdroja energie a záťaže:

1. Pripojte vstup: Pripojte váš DC zdroj energie (3-35V) k svorkovnici označenej "IN+". Uistite sa, že správne pripájate kladný a záporný vodič.
2. Pripojte výstup: Pripojte vašu záťaž (zariadenie, ktoré chcete napájať) k svorkovnici označenej "OUT+". Opäť dbajte na správnu polaritu.
3. Nastavte napätie: Pred pripojením citlivej záťaže je dobrým zvykom napájať modul, pomocou tlačidla zobraziť výstupné napätie a potom nastaviť potenciometer na požadované napätie.

Modul obsahuje ochranu proti prepólovaniu pomocou Schottkyho diódy, ktorá sa skratuje, ak je vstup pripojený nesprávne, čím zabráni poškodeniu hlavných komponentov. To vám dáva čas na opravu zapojenia bez zničenia modulu. (vo videu o 04:03)

Živý projekt / Demonštrácia

Jadrom tejto recenzie je praktické záťažové testovanie, aby sme videli, ako modul funguje v reálnych podmienkach. Testy boli vykonané s 12V vstupom, elektronickou záťažou a prúdovou sondou na meranie vstupného prúdu. Chladič bol pripevnený k MOSFETu pre všetky testy, čo je kľúčové pre platné výsledky. (vo videu o 05:11)

Test 1: 12V vstup na 30V výstup

Tento test mal za cieľ zistiť, či modul dokáže dodať svoj inzerovaný prúd 6A pri vysokom pomere zvýšenia napätia. Výsledky boli nasledovné:

• 6 ampérov: Modul zlyhal. Výstupné napätie kleslo na 15 V. (vo videu o 07:35)
• 5 ampérov: Modul opäť zlyhal, s výrazným poklesom napätia. (vo videu o 08:00)
• 4 ampéry: Modul tiež zlyhal. (vo videu o 08:34)
• 1 ampér: Modul úspešne dodal 1A pri stabilných 30 V. Vstupný prúd bol nameraný na 3,6 A, čo naznačuje príkon 43,2 W na vstupe na dodanie 30 W na výstupe. (vo videu o 08:48)

Test 2: Vstup 12 V na výstup 24 V

Pri nižšom výstupnom napätí sa prúdová schopnosť zlepšila, ale stále zaostávala za deklarovanými 6A.

• 6 ampérov: Modul zlyhal, výstupné napätie kleslo na 14 V. (vo videu o 10:04)
• 5 ampérov: Modul zlyhal, s výrazným poklesom napätia. (vo videu o 10:23)
• 4 ampéry: Modul zlyhal, napätie kleslo na 17 V. (vo videu o 10:30)
• 3 ampéry: Modul zlyhal. (vo videu o 10:43)
• 2 ampéry: Modul úspešne dodal 2A pri stabilných 24 V. Vstupný prúd bol nameraný na 5,3 A. (vo videu o 10:47)

Test 3: Vstup 12 V na výstup 16 V

Tento test použil nižší pomer zvýšenia napätia, ktorý je pre menič menej zaťažujúci.

• 4,5 ampéra: Modul úspešne dodal 4,5A pri stabilných 16 V. Došlo k miernemu poklesu napätia, preto bol prúd znížený na 4,2 A, pri ktorom bol veľmi stabilný. Vstupný prúd bol 6,5 A. (vo videu o 11:09)

Test 4: Vstup 5 V na výstup 12 V

Tento test demonštruje bežné použitie: zvýšenie napätia z 5V USB zdroja na 12 V.

• 2,4 ampéra: Modul úspešne dodal 2,4A pri stabilných 12 V. Vstupný prúd bol 6,2 A. Toto zapojenie bežalo viac ako 10 minút a fungovalo perfektne. (vo videu o 12:20)

Záver z testovania

Testy ukazujú, že hoci je modul inzerovaný na zvládnutie až 6A, je to dosiahnuteľné len pri nízkych pomeroch zvýšenia napätia. Maximálny prúd, ktorý dokáže dodať, klesá so zvyšujúcim sa rozdielom medzi vstupným a výstupným napätím. Výsledky boli nasledovné:

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

Všetky tieto výsledky platia len s pripevneným chladičom. Bez neho bude výkon výrazne horší a MOSFET sa môže prehriať. (vo videu o 13:07)

Kapitoly

• [00:06] Úvod do zvyšovacieho modulu LTC1871
• [00:49] Prehľad hardvéru a kľúčové komponenty
• [01:44] Fyzické rozmery a hmotnosť
• [02:42] Hlbší pohľad na radič LTC1871
• [03:20] Výkonový MOSFET a Schottkyho dióda
• [05:35] Testovanie nastavenia napätia a prevádzky bez záťaže
• [07:35] Záťažový test: Výstup 12 V na 30 V
• [10:04] Záťažový test: Výstup 12 V na 24 V
• [11:09] Záťažový test: Výstup 12 V na 16 V
• [12:20] Záťažový test: Výstup 5 V na 12 V
• [12:56] Záver o výkone a zhrnutie

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