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LTC1871升壓模組測試評測:3-35V輸入至3.5至35V輸出

LTC1871升壓模組測試評測:3-35V輸入至3.5至35V輸出

簡介

呢份指南會詳細評測同測試基於LTC1871嘅升壓(boost)轉換器模組。呢個裝置係一個多功能又強勁嘅解決方案,適合需要由低壓電源升到更高電壓嘅項目。佢接受3至35V DC嘅寬輸入範圍,可以升到穩定、可調節嘅最高35V DC輸出。由於採用外置功率MOSFET,佢嘅高電流能力令佢適合各種要求高嘅應用。

更正:

請將6.666µA更正為666µA

以下係呢類升壓模組嘅一啲實際用途:

  • 驅動LED燈帶:用一粒3.7V鋰離子電池或者5V USB充電寶,驅動高壓LED燈帶(例如12V或24V)。
  • 便攜電子產品:為便攜喇叭、顯示屏或者其他需要高過電池電壓嘅裝置,自製一個電源供應器。
  • 太陽能發電系統:將細型太陽能板嘅可變電壓升到穩定電壓,用嚟充電或者供電畀感測器。
  • 工作枱電源:用嚟做一個簡單、可調節嘅工作枱電源,用一個常見嘅12V適配器就可以測試其他電路,提供最高35V輸出。
  • 汽車項目:將汽車嘅12V電力系統升到24V或30V,供電畀專門設備。

呢次評測會涵蓋模組嘅硬件、主要零件,以及一系列負載測試,以確定佢喺實際應用嘅表現同電流極限。我哋亦會探討佢嘅用戶介面,包括顯示屏同按鈕。

硬件概覽

呢個模組設計緊湊、做工良好,佈局清晰,容易整合到你嘅項目入面。等我哋仔細睇下佢嘅物理特性同主要零件。

電路板長度大約67.2mm,寬度43.8mm。最高嘅零件係電容,令總高度大約11.8mm。模組重量大約20.7克,裝上附帶嘅散熱器之後會增加到25克。佢仲有四個螺絲安裝孔,並附帶銅柱,方便穩固安裝喺機箱或者外殼上面。(影片01:44位置)

以下係電路板上主要元件嘅詳細介紹:

  • 輸入/輸出端子:電路板有清楚標示嘅螺絲端子,分別係輸入(IN+)同輸出(OUT+)連接。輸入接受3-35V,輸出可以調節到最高35V。
  • 顯示屏同按鈕:一個三位數七段顯示屏顯示當前電壓。提供兩個按鈕:一個用嚟切換顯示輸入或輸出電壓,另一個用嚟完全關閉輸出。(影片01:00位置)
  • 電壓調節:電路板上有一個細型可變電阻,可以手動調節輸出電壓。順時針轉動會增加電壓。(影片05:36位置)
  • LTC1871控制器:呢個係主要嘅升壓轉換器IC。佢喺2.5V至36V嘅寬輸入範圍內運作,控制功率MOSFET嘅開關。(影片02:42位置)
  • 功率MOSFET:呢個係一個高電流N通道MOSFET(型號4184),負責處理開關電流嘅重活。佢額定最高40V同50A,但模組設計係提供最高6A。呢個就係需要安裝散熱器嘅元件。(影片03:20位置)
  • 肖特基二極管:使用一個雙肖特基二極管做反極性保護。如果你唔小心將輸入電源嘅極性接錯,呢個二極管會短路,保護控制器同MOSFET呢啲比較敏感嘅元件免受損壞。(影片03:53位置)

接線指南

接線呢個模組好簡單。佢有兩組螺絲端子,分別用於輸入同輸出。極性喺電路板上標示得好清楚。

要連接你嘅電源同負載:

  1. 連接輸入:將你嘅DC電源(3-35V)連接到標示「IN+」嘅端子排。確保正負極線正確對應。
  2. 連接輸出:將你嘅負載(你想供電嘅裝置)連接到標示「OUT+」嘅端子排。同樣要對應極性。
  3. 調節電壓:喺連接敏感負載之前,最好做法係先為模組通電,用按鈕顯示輸出電壓,然後調節可變電阻到你想要嘅電壓。

模組包含透過肖特基二極管實現嘅反極性保護,如果輸入接錯,二極管會短路,防止主要元件受損。咁樣畀你時間改正接線,而唔會整壞模組。(影片04:03位置)

實際項目/示範

呢次評測嘅核心係實際負載測試,睇下模組喺真實條件下嘅表現。測試使用12V輸入、電子負載同電流鉗嚟量度輸入電流。所有測試都喺MOSFET上安裝咗散熱器,呢個對得到有效結果嚟講好重要。(影片05:11位置)

測試1:12V輸入升至30V輸出

呢個測試旨在睇下模組喺高升壓比下,係咪可以輸出佢宣稱嘅6A。結果如下:

  • 6 安培:模組失敗咗。輸出電壓跌到 15V。(影片 07:35)
  • 5 安培:模組再次失敗,電壓明顯下跌。(影片 08:00)
  • 4 安培:模組都失敗咗。(影片 08:34)
  • 1 安培:模組成功以穩定嘅 30V 供應 1A。輸入電流測得 3.6A,表示輸入端消耗 43.2W 功率,以輸出 30W。(影片 08:48)

測試 2:12V 輸入轉 24V 輸出

喺較低輸出電壓下,電流能力有改善,但仍然未達到 6A 嘅聲稱。

  • 6 安培:模組失敗,輸出電壓跌到 14V。(影片 10:04)
  • 5 安培:模組失敗,電壓明顯下跌。(影片 10:23)
  • 4 安培:模組失敗,跌到 17V。(影片 10:30)
  • 3 安培:模組失敗。(影片 10:43)
  • 2 安培:模組成功以穩定嘅 24V 供應 2A。輸入電流測得 5.3A。(影片 10:47)

測試 3:12V 輸入轉 16V 輸出

呢個測試用咗較低嘅升壓比例,對轉換器嘅壓力較細。

  • 4.5 安培:模組成功以穩定嘅 16V 供應 4.5A。有輕微電壓下跌,所以將電流降到 4.2A,嗰陣時非常穩定。輸入電流係 6.5A。(影片 11:09)

測試 4:5V 輸入轉 12V 輸出

呢個測試示範咗一個常見用途:將 5V USB 電源升壓到 12V。

  • 2.4 安培:模組成功以穩定嘅 12V 供應 2.4A。輸入電流係 6.2A。呢個設定運行咗超過 10 分鐘,運作完全正常。(影片 12:20)

測試結論

測試顯示,雖然模組聲稱可以處理高達 6A,但呢個只係喺低升壓比例下先做到。佢可以供應嘅最大電流會隨住輸入同輸出電壓之間嘅差距增加而減少。結果如下:

  • 12V 轉 30V:最大電流係 1A。
  • 12V 轉 24V:最大電流係 2A。
  • 12V 轉 16V:最大電流約 4.5A。
  • 5V 轉 12V:最大電流係 2.4A。

所有呢啲結果都只係喺裝咗散熱器嘅情況下先有效。冇咗佢,性能會明顯差好多,而且 MOSFET 可能會過熱。(影片 13:07)

章節

  • [00:06] LTC1871 升壓模組介紹
  • [00:49] 硬件概覽同主要元件
  • [01:44] 物理尺寸同重量
  • [02:42] 深入探討 LTC1871 控制器
  • [03:20] 功率 MOSFET 同肖特基二極管
  • [05:35] 測試電壓調節同無負載運行
  • [07:35] 負載測試:12V 轉 30V 輸出
  • [10:04] 負載測試:12V 轉 24V 輸出
  • [11:09] 負載測試:12V 轉 16V 輸出
  • [12:20] 負載測試:5V 轉 12V 輸出
  • [12:56] 性能結論同總結

圖片

LTC1871-step-up-2
LTC1871-step-up-2
LTC1871-step-up-1
LTC1871-step-up-1
LTC1871-step-up-4
LTC1871-step-up-4
LTC1871-step-up-3
LTC1871-step-up-3
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資源與參考資料

暫時冇資源。

文件📁

数据表 (pdf)

  • ST5333BTS Datasheet
    Datasheet for the ST5333BTS component. The document provides electrical characteristics, pinout, and application information for this part. Specific specifications are not detailed in the filename.
    ST5333BTS_C324582_datasheet.pdf 0.81 MB
  • LTC1871 boost converter datasheet
    LTC1871 boost converter datasheet with specifications, pinout, and application information for DC-DC power supply design.
    LTC1871_boost_converter_datasheet.pdf 0.51 MB
  • PANJIT SD1020CS SD1060CS schottky barrier rectifier diode
    PANJIT SD1020CS and SD1060CS Schottky barrier rectifier diode datasheet with electrical characteristics and specifications. Vrms 20V DC blockign max Vds 20V Max If 10A
    PANJIT_SD1020CS_SD1060CS_schottky_barrier_rectifier.pdf 1.14 MB
  • Alpha & Omega D4184 AOB4184 40V N-channel mosfet
    The AOB4184 uses advanced trench technology and design to provide excellent RDS(ON) with low gate charge. With the excellent thermal resistance of the D2PAK package, this device is well suited for high current load applications. VDS (V) =40V ID = 50 A (VGS = 10V) RDS(ON) < 10 mΩ (VGS = 10V) RDS(ON) < 13 mΩ (VGS = 4.5V)
    Alpha_&_Omega_AOB4184_40V_N-channel_mosfet.pdf 0.30 MB
  • infineon-irfs3607-datasheet-en HEXFET Power MOSFE
    Datasheet for IRFB3607PbF, IRFS3607PbF, IRFSL3607PbF , Vdss 75V, Rds(on) typ. 7.34mΩ, Rds(on) max. 9.0mΩ, Drain current 80A
    infineon-irfs3607-datasheet-en.pdf 0.32 MB