» » Преобразователь 3,7-5V для POWER BANK-a

Преобразователь 3,7-5V для POWER BANK-a

Приветствую, Самоделкины!
Повышающие преобразователи напряжения с низковольтным питанием, очень часто внедряются в самые разные самоделки. Сейчас рынок предлагает нам весьма неплохие готовые решения, но взять и использовать готовую плату, это как-то неинтересно. Гораздо приятнее, когда вы это делаете своими руками.


Автором данной самоделки является AKA KASYAN (YouTube канал «AKA KASYAN»). Предлагаемый преобразователь может быть задействован в конструкциях самодельных powerbank’oв, преобразователей для мультиметра, питания линейки светодиодов или светодиодной ленты от низковольтного источника и так далее.
С микросхемой mc34063, пожалуй, знаком каждый радиолюбитель. Это специализированная микросхема, на базе которой можно построить довольно неплохие dc-dc преобразователи напряжения, повышающие, понижающие или инверсные.


Простая схема повышающего преобразователя на этой микросхеме будет выглядеть следующим образом:

Микросхема хороша тем, что внутри уже имеет силовой транзистор, благодаря чему выходной ток может выходить до 1,5А.


Но справедливости ради нужно заметить, что при токе в 1А микросхема уже начинает сильно нагреваться. Данная микросхема имеет внутренние компараторы и собственный источник опорного напряжения, что дает возможность организовать обратную связь по напряжению, или иначе говоря - стабилизировать выходное напряжение на нужном уровне.


Выходное напряжение будет зависеть от соотношения сопротивлений делителя напряжения.


Микросхема имеет множество плюшек, о которых мы поговорим в другой раз, ну а сегодня рассмотрим схему повышающего преобразователя.

Этот преобразователь довольно прост и позволит зарядить ваш смартфон от, например, литиевых аккумуляторов.

Но есть недостаток – КПД. Дело в том, что несмотря на работу в импульсном режиме, с таким соотношением входного и выходного напряжения, КПД преобразователя очень мал и составляет в лучшем случае 60-65%, и это не есть хорошо для портативного устройства.
Фишка данной схемы заключается в том, что выход микросхемы усилен дополнительным транзистором. В нашем случае - он биполярный.

Это позволит улучшить выходные характеристики преобразователя и разгрузить микросхему. Иными словами, схема позволит построить преобразователи на большую мощность. Микросхема mc34063 начинает работать при входном напряжении начиная от 3В, то есть приведенную схему можно использовать в качестве повышающего преобразователя в самодельном пауэрбанке. Поэтому на плате у автора установлен сдвоенный USB порт.

Теперь на счет печатной платы. Изначально плату автор разрабатывал под другую схему с полевым транзистором, но надежда не была оправдана. С биполярным транзисторам схема работает лучше. Плата вышла довольно неплохой, с заводским качеством конечно же не сравнится, но для домашней технологии совсем неплохо, а если хотите, чтобы ваши самоделки выглядели как заводской продукт, то вы можете заказать печатную плату.


Идем дальше. Сильно углубляться в процесс работы dc-dc конвертора не будем. Но данная микросхема легонько отличается от обычных шим-контроллеров. Микросхема вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, которые поступают на базу ключа, а тот срабатывает, замыкая источник питания на дроссель. Вследствие чего в последнем происходит накапливание энергии. Затем ключи закрывается, всплеск напряжения самоиндукции с дросселя выпрямляется диодом и накапливается в конденсаторе, а от конденсатора уже идет к потребителю.



Резистивный делитель формирует определенное напряжение, которое поступает на один из входов внутреннего компаратора микросхемы. Там это напряжение сравнивается с напряжением опорного источника. Исходя из разницы напряжений, микросхема увеличивает или уменьшает длительность импульсов и частоту, да и частоту тоже, так как микросхема одновременно осуществляет управление как в режиме ШИМ (широтно-импульсной модуляции), так и в режиме ЧИМ (частотно-импульсной модуляции).

Принцип хорошо виден на экране осциллографа:




Чем мощнее нагрузка, тем большая просадка выходного напряжения. На это реагирует система обратной связи, и микросхема увеличивает длительность импульсов и частоту переключений ключа.
Выходной выпрямительный диод. В принципе, подойдет любой диод Шоттки с током от 3-ех ампер. Автор решил взять сдвоенную диодную сборку от выходного выпрямителя компьютерного блока питания. Диоды стоят параллельно.



Накопительные конденсаторы на выходе берем с расчётным напряжением 10-16В. Очень желательно использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением, их также можно найти в компьютерных блоках питания.


Дроссель намотан на колечки из порошкового железа, не феррит, а именно порошковое железо.


Ферритовое кольцо здесь не подойдет. Размер кольца сейчас перед вами:

Обмотка содержит всего 6 витков, намотана проводом 1,2мм, можно и миллиметровым.

Именно с таким дросселем максимальная ЭДС самоиндукции доходило до 20В. Так что благодаря подстроечному резистору, который, кстати, на плате предусмотрен, можно регулировать выходное напряжение в довольно широких пределах.



Транзистор автор поставил TIP41, как наиболее доступный вариант. Ток коллектора всего 6А, при возможности ставьте ключи с током коллектора 10 и более ампер. Но даже с таким не самым крутым транзистором удается получить на выходе преобразователя ток около 2А.

Естественно транзистор греется, поэтому и ключик, и диод установлены на общий радиатор. Не забываем также изолировать подложки указанных компонентов от радиатора теплопроводящими прокладками.

Токовый шунт может быть исключен из схемы, если защита не нужна.

Одно из достоинств приведенной схемы - это мизерный ток холостого хода (менее 10 ма). Указанные 2А выходного тока - не предел для такой схемы. Выкачивать можно и больше, но смысла в этом особого нет из-за малого КПД преобразования.

На этом все. Архив со схемой и печатной платой вы найдете в описании под оригинальным видеороликом автора (ссылка ИСТОЧНИК).
Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как сделать простые электрические «роликовые коньки» своими руками!

Доработка преобразователя MT3608

10
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
10
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
10
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 3 / История оценок)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
8 комментариев
  1. Иван_Похмельев
    Зачем приведена без всяких пояснений эта в принципе не работоспособная схема?
    1. Ruslic
      Драсьте, в плане ?=))
      1. Иван_Похмельев
        Неужели не понятно?
      2. Иван_Похмельев
        Уточню, чтобы было понятно: схема неработоспособна при предложенном напряжении питания. Начиная примерно с 5 В работать будет.
        1. Ruslic
          спасибо за ответ =)
  2. Иван_Похмельев
    Цитата: Ruslic
    спасибо за ответ =)
    Судя по смайлу Вы, возможно, не поняли, где "собака порылась".
    Если проанализировать напряжение, которое может прийти на затвор полевика, при питании от литий-ионного аккумулятора и даташит этого полевика, то получается, что работать схема может только при удачном сочетании параметров, причём не самом вероятном.
    1. Ruslic
      Спасибо за "разжевывание" - мне этого и нужно было =)
      1. Иван_Похмельев
        Если поподробней, то напряжение на затворе полевика не может быть выше (Uпит - 2 В), а пороговое напряжение полевика 1...2 В, причём типовые характеристики из даташита показывают, что оно ближе к 2 В. Причём это в статике, без учёта динамических параметров.
        Вот и получается, что при типовом полевике, возможно, но не гарантировано, схема будет работать только при полностью заряженной батарее.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Не могли бы Вы поделиться схемой потдключения? Ссылка на схему в статье не работает....
Видел на ж/д проверку сварщиков. Даются образцы (полосы) заготовок, их надо сварить внахлест... А затем в лаборатории проверяются образцы на разрыв. Так у разных сварщиков были разные результаты! ...
Я в 75-м в политех поступил, гордости-то было!...
Тоже завидую, белой завистью! Устами младенца......
это моя 9-ти месячная дочь подсказывала...
Все комментарии