DC-DC конвертер 12В — 5В 3А 15Вт

• Цена: $3.75

Всем привет! Это не обзор, а так сказать, мини-тест DC-DC конвертера 12В — 5В 3А. Подобный преобразователь напряжения уже рассматривался на Mysku (к сожалению, я его не смог найти, но надеюсь, что всё-таки найду), и тот обзор склонил меня к покупке аналогичного DC-DC конвертера, но у другого продавца, и немного другого исполнения, поэтому речь пойдёт об различиях этих моделей. С момента заказа прошло ровно три недели, и преобразователи приехали ко мне в мелком пакете. Трэк-номера мне не дали. Вот фото:

Надо сказать, что заказывая эти преобразователи, я планировал их немного переделать, а именно изменить цепь, задающую выходное напряжение, чтобы получить на выходе напряжение 3,3в, при нужном мне токе не более 1А. Что мне удастся это сделать, я был просто уверен. Первым делом я снял с одного преобразователя заднюю крышку, чтобы вынуть печатную плату и надругаться над ней. И тут меня ждало горькое разочарование! Печатная плата со всем содержимым была залита жёстким непрозрачным компаундом, из которого торчали только входные и выходные провода! Это было очень неожиданно и неприятно. По этой причине фотографий с расчленёнкой не будет, как не будет и переделки преобразователя на 3,3 вольта. Но главное, что когда я ещё раз внимательно прочитал описание конвертера на сайте, то понял, что он и должен быть залитым, это указано прямым текстом. В общем сам дрова. Вот фотки со снятой нижней крышкой, правда фоткал на сей раз мобльником. Что там у преобразователя внутри, совершенно непонятно, а очень хотелось бы знать. Единственное, что удалось разглядеть, так это слегка выступающий из компаунда уголок электролитического конденсатора, зелёного с золотым, то есть вроде не самого плохого, но то, что он стоит так криво, совсем не радует. Общая глубина заливки порядка 12мм, то есть плата с элементами имеет высоту не более 10мм. Компаунд жёсткий, эпоксидный, как и говорится на сайте, но если заливка выполнена без предварительного обволакивания, то есть вероятность растрескивания элементов конвертера. Как правило производители даже пассивных компонентов запрещают прямую заливку «жёсткими» компаундами. Оставалось только испытать преобразователь как есть, так как применение для него, в принципе, уже найдено. Погонял я его в трёх режимах, на выходном токе в 1А, 2А и 3А, при входном напряжении от 12 до 17 вольт. При токе в 1А нагрев незначительный, при токе в 2А нагрев уже заметный, причём, видимо, теплопроводность компаунда выше, чем пластика, и снаружи преобразователь куда холоднее, чем если пощупать сам компаунд. Думаю, при токе в 2А преобразователь может работать неограниченно долго даже при повышенной до 40-50 градусов внешней температуре. При токе нагрузки в 3А преобразователь нагревался очень заметно снаружи, а прикосновение к компаунду уже обжигало, так что я бы не стал использовать его долгое время в таком режиме, да ещё при повышенной температуре. 2А для многих применений достаточно. Напряжение на выходе было очень стабильным, без нагрузки составляло 5,12в, с нагрузкой 1А — 5,10В, с нагрузкой 2А — 5,08В, с нагрузкой 3А — 5,07В. Думаю, это больше влияло сопротивление проводов, а у самого преобразователя просадка вообще практически нулевая. Испытал также, какое минимальное напряжение на входе преобразователя. Так, при токе нагрузки в 2А напряжение на выходе начинало снижаться при снижении входного напряжения ниже 7 вольт. По моему нормально.

4 ноября 2019, 15:57 | Подборки, перечисления, топ-10, и так далее

10 электронных модулей (DC-преобразователи, BMS-платы, контроллеры заряда и многое другое). В топике представлены самые востребованные платы и модуля для питания DIY-проектов и устройств, которые отличаются качеством и невысокой стоимостью…

Платы TP4056 для заряда Li-Ion аккумуляторов:

Ссылка на товар — 

Народные платки заряда литиевых (Li-Ion и Li-Pol) аккумуляторов. Имеют настраиваемый ток заряда до 1А, корректный алгоритм CC/CV (ограничение тока и отсечка), небольшие размеры 22мм*17мм и два индикатора зарядки. Пригодятся для заряда аккумуляторов в различных DIY-проектах, автономных устройствах и прочих девайсах. При необходимости можно убрать обвязку, что еще уменьшит габариты.

Есть вариант этой платы с защитой от переразряда и рабочего тока

Основное достоинство — защита от переразряда, что идеально подойдет для приборов и РУ-моделей.

Платы TP5000/5100 для заряда Li-Ion аккумуляторов:

Ссылка на товар — 

Обновленные платы для зарядки литиевых аккумуляторов. Имеют настраиваемый ток заряда до 2А, корректный алгоритм CC/CV (ограничение тока и отсечка), небольшие размеры и индикаторы степени заряда. Являются продолжение линейки плат TP, которые зарекомендовали себя сугубо с положительной стороны. На выбор три различных варианта под любые нужды.

Понижающий DC-DC модуль XL4015:

Ссылка на товар — 

Также являются «народными» понижающими платами. Заявлен рабочий ток до 5А, но использовать лучше с радиатором. До 3А выдерживают спокойно. На выходе всегда чуть меньше, чем на входе. Применение самое разнообразное: питание самоделок, различных устройств, постройка простенького блока питания, зарядка батареи шуруповерта и многое другое. Присутствует режим ограничения тока (СС).

Мощный понижающий DC-DC модуль XL4015:

Ссылка на товар — 

Мощный аналог с максимальной мощностью в 300 ватт. Заявлен выходной ток до 8А, но использовать лучше с активным охлаждением, например, простеньким вентилятором. Используется для питания мощных самоделок, различных устройств, для постройки блока питания с режим ограничения тока (СС). Многие используют для питания ноутбуков и прочей техники.

Понижающий регулируемый DC-DC преобразователь:

Ссылка на товар — 

Еще одни «народные» платки. Благодаря хорошей схемотехнике, греются несильно, имеют высокий КПД. Многие покупают их для питания гаджетов в автомобиле (12V->5V), например, регистраторы, навигаторы, модуляторы и прочие. Удобны тем, что благодаря маленьким размерам можно встроить куда угодно, а также подстроить напряжение для компенсации потерь в кабеле.

Понижающие DC-DC преобразователи с USB выходом:

Ссылка на товар — 

Очень удобные платки для различных DIY-проектов. Могут использоваться для питания гаджетов в автомобиле. Входное напряжение варьируется от 6 до 24 вольт, на выходе 5 вольт с максимальным током не более 3А. Платки хорошо себя зарекомендовали. Можно собрать свою зарядку и не бояться выхода ее из строя, в отличие от китайских зарядок. на нее также есть обзоры.

Повышающий DC-DC преобразователь MT3608:

Ссылка на товар — 

Также не менее популярный преобразователь, только в отличие от предыдущих, уже повышает напряжение. К примеру, имеется источник с выходом 5V (внешний аккумулятор или зарядка), а необходимо получить 12V. Этот модуль поможет решить эту задачу легко и просто. Применение самое разнообразное, одни из немногих удачных платок. На них есть куча обзоров, кому интересно.

Мощный повышающий DC-DC преобразователь 150W:

Ссылка на товар — 

Более мощный аналог предыдущего, который может повышать напряжение до 35 вольт. Рабочие токи составляют до 6 ампер на выходе. Из-за особенностей схемотехники повышающих преобразователей, подъем напряжения осуществляется за счет тока, поэтому на входе ток всегда больше. Здесь он ограничен 10А, но желательно уже активное охлаждение. В общем, плата хорошая.

Плата XH-M229 для запуска блока питания:

Ссылка на товар — 

Если у вас завалялся старенький блок питания, не спешите выбрасывать его. С помощью этой платки можно легко превратить его в полезное устройства для питания различных приборов. Если требуется отличное от 5V и 12V напряжение, используйте платы выше. Грубо говоря, за копейки можно собрать простой регулируемый БП. Подойдет также и для проверки и тестирования блоков питания. 

На этом заканчиваю. Если тема будет интересной, сделаю вторую часть, где присутствуют новые и более интересные модули. Кое-какие уже получил, будет время проверю в работе…

Микросхема МС34063 представляет собой импульсный конвертор, поэтому она обладает высокой эффективностью (КПД) и имеет три схемы включения (инверторную, повышающую и понижающую). В этой статье будет описан исключительно повышающий (Step Up) вариант.

МС34063 выполняется в корпусах DIP-8 и SO-8. Расположение выводов показано ниже.

Основные технические параметры MC34063.

Входное напряжение ………. от 3 до 40 Вольт

Выходное напряжение ………. от 1.25 до 38 Вольт

Максимальный ток на выходе ………. 1.5 Ампер

Максимальная частота ………. 100кГц

Максимальный ток на выходе это пиковый ток на внутреннем транзисторе и он значительно больше тока нагрузки, поэтому не стоит надеяться, что преобразователь будет держать 1.5A на выходе. Ниже представлен калькулятор, который позволит правильно посчитать ток.

Другую интересующую информацию по параметрам и внутреннему устройству микросхемы можно найти в Datasheet.

Схема повышающего DC-DC преобразователя на MC34063.

Опишу работу простыми словами.  В микросхеме MC34063 есть генератор, генерирующий импульсы с определенной частотой. Генератор, взаимодействуя с другими узлами, управляет выходным транзистором, коллектор которого соединен с выводом 1, а эмиттер с выводом 2.

Когда выходной транзистор открыт, дроссель L1 заряжается входным напряжением через резистор R3.

После закрытия выходного транзистора, дроссель отключается от земли и в этот момент происходит его разряд (самоиндукция). Энергия дросселя уже с противоположной полярностью и большая по силе поступает на диод VD1. После выпрямления напряжения диодом, оно поступает на выход схемы, накапливаясь в конденсаторе C3. Помимо накопления, данный конденсатор сглаживает пульсации.

Схема конвертирует напряжение постоянного тока с 5В до 12В. Чуть ниже пойдёт речь об изменении номиналов элементов под нужные напряжения.

Резисторами R1 и R2 задается напряжение на выходе. Резистор R3 ограничивает выходной ток до минимума, при превышении определенной мощности.

Конденсатор C2 задает частоту преобразования.

Элементы.

Все резисторы мощностью 0.25Вт кроме R3 (0.5-1 Ватт).

В качестве L1 я взял готовый дроссель на 470мкГн, намотанный медным эмалевым проводом на гантель из феррита и отмотал три слоя, уменьшив тем самым индуктивность до 75мкГн (индуктивность больше расчетной допускается, а меньше нельзя).

Дроссель должен выдерживать пиковый выходной ток (в моем случае 1.5А).

Также можно взять кольцо из порошкового железа (жёлтого цвета) наружным диаметром 18мм, внутренним 8мм, толщиной 8мм и намотать медным проводом (диаметром 0.6мм и более) 30-40 витков (при 30 витках индуктивность получилась 55мкГн). Кольцо можно взять больше моего, но меньше не рекомендую.

Диод VD1- Шоттки, либо быстродействующий (типа SF, UF, MUR, HER и т.д.) на ток не менее 1А и обратное напряжение в два раза больше выходного (в моем случае 40В).

У микросхемы МС34063 есть отечественный аналог КР1156ЕУ5, они полностью взаимозаменяемы.

Расчет преобразователя на MC34063 под другое напряжение и ток.

Расчет займет не более одной минуты. Для этого необходимо воспользоваться On-line калькулятором расчета параметров МС34063. Помимо номиналов программа высчитает пиковый выходной ток, и в случае его превышения выдаст сообщение.

Калькулятор считает минимальную индуктивность, поэтому ее можно брать с положительным запасом (произойдут незначительные изменения лишь в КПД).

Пару слов…

Расчетная частота (50кГц в моем случае) является минимальной и может значительно отличаться и изменяться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки.

При выходном токе 200мА происходит достаточно сильный нагрев микросхемы MC34063, и работать в таком режиме долгое время возможно не сможет.

Рекомендую использовать MC34063 в тех случаях, когда нужно питать слаботочную часть схемы или отдельную нагрузку током до 150-250мА, а для нагрузки 3-5А предлагаю обратить внимание на повышающие DC-DC преобразователи, построенные на базе UC3843 и UC3845.

Печатная плата повышающего преобразователя на MC34063 (из 5В в 12В) СКАЧАТЬ

Datasheet на MC34063 СКАЧАТЬ

Используемые источники:

• https://mysku.ru/blog/aliexpress/24745.html
• https://www.ixbt.com/live/topcompile/top-10-elektronnyh-moduley-dc-preobrazovateli-bms-platy-kontrollery-zaryada-i-mnogoe-drugoe.html
• https://audio-cxem.ru/shemyi/istochniki-pitaniya/povyishayushhiy-dc-dc-preobrazovatel-na-mc34063-iz-5v-v-12v.html