Чи може бути побудований комутаційний блок живлення на дошці?


17

Я граю з ідеєю з'єднати джерело живлення комутації (перший мій), використовуючи щось на зразок LT1076-5 або контролерів LM2576 контролера. Ці ІМС мають низький підрахунок зовнішніх частин та відносно низьку частоту комутації (56 кГц-100 кГц). Провівши деякий час, читаючи таблиці даних для ІС контролерів, мені зрозуміло, що деякі компоненти розташування мають вирішальне значення для дизайну. Мені цікаво, якщо це доцільно або навіть можливо створити та протестувати джерело живлення на дошці, а пізніше перенести його на прототип макету дошки.

Якщо я не вимагаю надвисокої ефективності (будь-який комутатор повинен бути кращим, ніж лінійний при падінні ~ 35V, правда?), Чи має це значення? Або більше шансів просто не працювати взагалі?


Низька частота має перевагу випромінювання менше, але також потребує більших котушок. 2 ~ 3MHz часто мають досить 3,3 H. Може бути важливо , якщо у вас мало місця. μ
Федеріко Руссо

Мій партнер із електропостачання завжди будує те, що я називаю «Вежа влади». Він кладе все, що може, на макетну дошку і кладе великі струмові частини на важких дротяних пайках у повітря.
kenny

1
Ви отримуєте тут широкий спектр відповідей. Я пропоную ретельно розрізнити вхід :-).
Рассел Макмахон

Відповіді:


15

Якщо побудовано обережно і розумно з найменшими мінімальними довжинами відведення, короткими шляхами до силових рейок та належним роз'єднанням і фільтруванням, то дошка може не надто відрізнятися від постачання на основі друкованої плати. Можна очікувати хороших результатів, і шум не повинен бути набагато гіршим, ніж типова схема на основі друкованої плати.

Якщо побудована так само, як часто, це схеми дощових плат, тоді можна очікувати поганих результатів. Однак низька частота (50 - 100 кГц МОЖЕ врятувати вас навіть у цих випадках.

Вимикачі містять у собі певну магію. У деяких випадках / місцеположеннях декілька пФ заблокованої ємності можуть призвести до того, що все піде не так. АЛЕ

Я успішно побудував численні комутатори на макетних дошках (плагін в стилі).

LT1076 Лист даних:

LM2576 таблиця даних

Спеціальні аркуші кажуть, що вони працюють на частотах 100 кГц і 52 кГц, тому обидва відносно "зручні для дошки".

Фіксована напруга LM2575 має незначну перевагу в захищеності від стійкості, оскільки вона має дільник критичного зворотного зв’язку всередині, але я б рекомендував перейти зі змінною версією вихідної напруги як більш корисною та гнучкою та здатною навчити вас більше. LT-частина виглядає загалом більш здатною.

Більш висока частота може бути успішнішою на макетній дошці, тому близько 100 кГц є хорошою початковою частотою. Старі технології для більшості ІМС. Навіть 1 МГц може бути гаразд, але ємнісна муфта збільшується на 10X wrt 100 кГц. A 1 pF - 10 pF екв. 10 pF - 100 pF екв. Кілька pF рідко болять занадто сильно на 100 кГц.

Тримайте короткий потенціал. Групуйте компоненти разом, які поділяють загальні важкі шляхи струму. Обхід свердловини. Робіть найкращу роботу, яку можете зробити. Уникайте довгих петельних дротів, таких як зазвичай взагалі не має значення. Подумайте заздалегідь і сплануйте це хоча б трохи. Шанси, що це спрацює.

Пастка - це мережа розділювача зворотного зв'язку (R1 та R2 у кожному випадку на діаграмі сторінки сторінки 1, але змінюється верхня / нижня). Тут у вас є контактний вхідний контакт і дільник від виходу для регулювання напруги. Жоден аркуш не показує цього, але невеликий конденсатор через верхній резистор дільника (зворотний зв'язок ping до Vout) зазвичай допомагає імпульсному реагуванню. Невеликий ковпачок від центральної точки = контактний контакт до будь-якого іншого місця часто є катастрофою. Запитайте мене, як я знаю :-). Це МОЖЕ бути найчутливішим місцем у багатьох схемах.

Подумайте про поточні шляхи. Індуктор / вимикач / діод / кришки фільтра (вхід і виход), заземлення та потужність сторони.

Якщо ви керуєте зовнішнім транзистором (тут не актуально), тримайте відводи коротко. Використовуйте зворотну стабілітрону через джерело воріт, якщо використовуєте FET.

Вибрані ІК полегшують життя ціною певної гнучкості. Для "гри" подивіться на MC34063 - рекомендую їх усім і всім. Старий. Деякі дефекти. Дешево. здатні та гнучкі, веселі та низькі кількості деталей. Вбудований у високу межу бічного струму. Можна зробити про будь-яку топологію (boost, долар, buck boost, CUK, SEPIC, ....

MC34063 лист

  • Див. Рисунки 15, 20, 21 у таблиці даних для прикладних прикладів.

  • Фіг.15 - з внутрішнім перемикачем. До 0,5A назовні - може бути і більше.

  • Рис. 20 використовує зовнішню мережу NPN, але я б використовував NET F Channel.

  • На рис. 21 використовується зовнішній PNP - я б використовував ПЕТ-канал FET.

Я вважаю за краще фіг.20 з N-канальним FET.

Це зробить 36 В + пряме (за рейтингом 40 В), АЛЕ почніть із скажімо 12В на 5В, щоб грати. МНОГО більше енергії, і щось піде не так на 36 В.

Задайте більше питань, якщо вас цікавить.


ДОДАТО: 20 липня (NZT)

Приклади ІМС, які мають усі штифти по прямій лінії, дають будь-які перспективи хороших результатів, якщо їх використовувати, дотримуючись наведених вище вказівок та інструкцій з опису.

ІМС може бути розміщений таким чином, що силові рейки подаються з полос дошки лише в декількох десятих дюймах і з’єднуються з мінімальною довжиною свинцю. Інших компонентів небагато, і їх можна розмістити з дуже короткими відводами.

Однак це така проста схема, що використання дошки мідної смуги "vektorboard" / veroboard / ... і т. Д. Дозволило б охайну та просту реалізацію з трохи меншою помилкою.

При використанні штепсельних дощок деякі компоненти проводів настільки товсті, що вони або не помістяться, або будуть постійно "встановлювати" пружини дошки, якщо їх вставити. З цим можна вирішити, паяючи КОРОТКІ довжини дроту до них як розширення свинцю та підключивши їх до плати. Правильно виконаний та з підстриженими світлодіодами результат виглядає нормально і може бути ефективним.

Занадто тонкий провід також може мати проблеми з контактом.


Додані посилання на відповідні схеми в примітці до програми.
Рассел Макмахон

Я додав інформацію про потенційні ІМ-контролери, якщо це допоможе.
Марк

1
Якщо "хороший шанс"> 50%, то "хороший шанс працювати, а хороший шанс не працювати" не має сенсу. Імовірнісно.
Федеріко Руссо

1
1. Згодом додана інформація про чіп може пояснити, чому я задумався, як я пропустив ці дані :-). 2. Мої заяви про "хороший шанс" досі радісно стоять. Зроблено добре і з увагою та розумінням має хороші шанси на успіх. Без уважної турботи та розуміння МОЖЕ пощастить. Я думаю, що контекст це робить зрозумілим. Сподіваюсь, все одно :-).
Рассел Макмахон

Як щодо PCB з малюнком, такого як цей ? Я думаю, вам все-таки доведеться мати справу з ємністю між слідами, але принаймні у вас будуть хороші зв'язки ...
Марк

7

На такій частоті він, ймовірно, спрацює, але випромінює як пекло, матиме низьку ефективність та погану відхилення пульсацій . Нічого з нього не буде актуальним, коли ви переміщуєте його на друковану плату. І через його погані показники я б не використовував його для живлення ланцюга, а скоріше дотримувався мого живлення на лавці. Ви можете використовувати його як доказ концепції , якщо ви вважаєте, що це потрібно.
Особисто я б пропустив макет і зовсім пішов на друковану плату.


4

Я спробував запустити невеликий 5 В інвертор (-5 В від джерела живлення + 5 В) на дошці.

Це в основному невеликий комутатор малої потужності в мікросхемі, що містить лише пару резисторів, конденсаторів та одну котушку 47 мкГн (найкращі результати, які я знайшов, були з тороїдом, який я намотав).

Поки це працювало, насправді було шумно як пекло. Він випромінювався прямо по всій дошці, викликаючи сильний виск у всіх моїх підсилювачах.

Недобре.


Ви вважаєте, що дошка була головним фактором шумового випромінювання? Якби одна і та ж схема була на друкованій платі і підключена в одних і тих же точках, результати шуму були б істотно різними.
Рассел Макмахон

На друкованій платі ви можете вбудовувати такі речі, як захисні кільця, і розміщувати компоненти, щоб доріжки були дуже короткими тощо. Цього не можна робити на дошці.
Majenko

... якщо ви не використовуєте припой та важкий провід для силового циклу та макетних матеріалів нечутливі речі. Хитрий, але можливий.
Майк Десімоне

3

Можливо, це буде шумно, і я б не намагався витягнути багато енергії через будь-яке джерело живлення, але не розумію, чому це не повинно працювати. Я б, звичайно, поїхав би, якби відчув бажання.


"Багато сил", про що ми тут говоримо? ПС, який я проектую, має максимальний струм 2А на 5В постійного струму, але на практиці я би тягнув набагато менше, ніж через нього (~ 100mA-500mA)
Марк

Нарешті викопавши аркуш даних для випадкової дошки, він говорить, що це добре для 36V @ 2A. Моє занепокоєння спочатку стосувалося течії, яку ти малюєш, але це здається, що ти маєш багато запасу. Якщо ви падаєте 35 В, вхідна напруга може бути проблематичною. Деякі випадкові плати можуть бути оцінені навіть за меншу напругу, ніж та, яку я знайшов. (Не впевнений, наскільки безпечний педантичний EE.SE, але ...) Найгірший випадок, напевно, ви розплавите пластик і зіпсуєте дошку. Я б спробував це на одній з моїх менших дощок.
Джей Комінек

@Jay - Ми тут не надто педантичні щодо безпеки. Ваш коментар про те, що ви б не намагалися витягнути багато енергії через дошку, є достатнім, викопати таблицю даних є відмінною. Я б не здогадався, що вони такі низькі напруги!
Кевін Вермер

1

Проектування комутатора на дошці просто ускладнює життя. Це можна зробити (див. Інші відповіді), але навіщо робити роботу над собою?

В основному, дошка додає ємності в десятки або сотні пФ між усіма сусідніми вузлами. (Подумайте над цим: контакти в двох сусідніх рядах - це пластини, а пластик між ними - діелектрик.) Велика паралельна поверхня контактів тут є вбивцею; на друкованій платі паралельні сліди просто мають крайню ("окантовку") ємність для вирішення, яка набагато нижча, і ємність до наступного рівня площини вниз (зазвичай земля), що легше передбачити і мати справу з цим.

Я б рекомендував замість цього поглянути на так звані "модулі живлення плагінів", такі як продані TI , у яких в першу чергу є плати, що інтегрують всі хороші речі, і просто потрібні вхідні та вихідні конденсатори та деякі інші невеликі деталі (як резистор для встановлення вихідної напруги). Вони набагато менше болю, щоб піти.

Навіть якщо немає доступного модуля, вам все-таки краще зробити невелику двостороння плату без припою (приблизно 100 доларів за 10, або ви можете спробувати агрегатор на зразок DorkbotPDX ), який має лише потужність живлення та має штифти на 0,1-дюймових центрах (тут добре працює провід шини) для з'єднання з вашою дошкою. Чудова річ у тому, що ви можете використовувати цю плату електроживлення на реальному дизайні, а також на майбутніх проектах.

(У моєму списку "Що робити, коли я переймаю світ" є створення базових плат для регуляторів µModule Linear Tech , тому ви просто придбаєте плату з центральними штифтами µModule та 0,1 ", додайте необхідні конденсатори та резистори до нього, і вуаля, джерело живлення.)

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.