Благодаря развитию современной электроники, в большом количестве выпускаются специализированные микросхемы стабилизаторы тока и напряжения. Они делятся по функционалу на два основных вида, DC DC повышающий преобразователь напряжения и понижающие. Некоторые совмещают в себе оба типа, но это сказывается на КПД не в лучшую сторону.

Когда то многие радиолюбители мечтали о импульсных стабилизаторах, но они были редкими и дефицитными. Особенно радует ассортимент в китайских магазинах.

• 1. Применение
• 2. Популярные преобразования
• 3. Повышающие преобразователи напряжения
• 4. Примеры повышателей
• 5. Tusotek
• 6. На XL4016
• 7. На XL6009
• 8. MT3608
• 9. Высоковольтные на 220
• 10. Мощные преобразователи

Применение

Недавно я закупил много различных светодиодов на 1W, 3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Все они низкого качества, для сравнения их с качественными. Чтобы всю эту кучу подключить и запитать у меня есть блоки питания от ноутбуков на 12 В и 19V. Пришлось активно полистать Aliexpress в поисках низковольтных светодиодных драйверов.

Были куплены современные повышающие преобразователи напряжения DC DC и понижающие, на 1-2 Ампера и мощные на 5-7 ампер. К тому же они отлично подойдут для подключения ноутбука к 12В в автомобиле, 80-90 ватт потянут. Они вполне подойдут в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов на 12В и 24В.

В китайских интернет-магазинах немного подороже стабилизаторов напряжения.

Популярными микросхемами для повышающих импульсных стабилизаторов стали:

1. LM2577, устаревшая с низким КПД;
2. XL4016, в 2 раза эффективней 2577;
3. XL6009;
4. MT3608.

Стабилизаторы обозначаются таким образом AC-DC, DC-DC. АС – это переменный ток, DC – это постоянный. Это облегчит поиск, если указать в запросе.

Делать DC DC повышающий преобразователь своими руками не рационально, потрачу слишком много времени на сборку и настройку. У китайцев можно купить за 50-250руб, эта цена включает и доставку. За эту сумму получу почти готовое изделие, которое можно максимально быстро доработать.

Данные импульсные ИМС используются совместно с другими, написал характеристики и datasheet к популярным ИМС для питания , .

Популярные преобразования

Стабилизаторы-повышатели классифицируются на низковольтные и высоковольтные от 220 до 400 вольт. Конечно есть готовые блоки с фиксированным значением повышения, но я предпочитаю настраиваемые, у них более широкий функционал.

Чаще всего востребованы преобразования:

1. 12В — 19V;
2. 12 — 24 Вольт;
3. 5 — 12V;
4. 3 — 12В
5. 12 — 220В;
6. 24В — 220В.

Повышающие называют автомобильными инверторами.

Повышающие преобразователи напряжения

Мой лабораторный блок питания работает от блока ноутбука на 19V 90W, но этого не хватает для проверки последовательно подключенных светодиодов. Последовательная LED цепочка требует от 30В до 50В. Покупать готовый блок на 50-60 Вольт и 150W оказалось дороговато, около 2000 руб. Поэтому заказал первый повышающий стабилизатор за 500 руб. с повышением до 50В. После проверки оказалось, что он максимум до 32В, потому что на входе и выходе стоят конденсаторы на 35V. Убедительно написал продавцу своё возмущение, и через пару дней мне вернули денежку.

Заказал второй до 55V под брендом Tusotek за 280руб, повышатель оказался отличный. С 12В легко повышает до 60V, выше крутить построечный резистор не стал, вдруг сгорит. Радиатор приклеен на теплопроводящий клей, поэтому маркировку микросхемы посмотреть не удалось. Охлаждение сделано немного неправильно, теплоотводная площадка диода Шотки и контроллера прикреплена к плате, а не к радиатору.

Примеры повышателей

XL4016

Рассмотрим 4 модели, которые у меня есть в наличии. Тратить время на фото не стал, взял и продавцов.

Характеристики.

У меня большой опыт работы с китайскими товарами, большинство из них сразу имеют недостатки. Перед эксплуатацией их осматриваю и дорабатываю для увеличения надежности всей конструкции. В основном это проблемы сборки, которые возникают при быстрой сборке изделий. Дорабатываю светодиодные прожекторы, лампы для дома, автомобильные лампы ближнего и дальнего света, контроллеры для управления дневными ходовыми огнями ДХО. Рекомендую это делать всем, за минимум потраченного времени срок службы можно увеличить вдвое.

Будьте бдительны, не все имеют защиту от короткого замыкания, перегрева, перегрузки и неправильного подключения.

Реальная мощность зависит от режима, в спецификациях указывают максимальную. Характеристики конечно у каждого производителя будут отличаться, они ставят разные диоды, дроссель мотают проводом разной толщины.

Tusotek

На мой взгляд, самый лучший из всех повышающих стабилизаторов. У некоторых бывает элементы не имеют запаса по характеристикам или они ниже чем у ШИМ микросхем, из-за чего они не могут дать и половины обещанного тока. У Tusotek на входе стоит конденсатор 1000мФ 35V, на выходе 470мФ 63V. Теплоотводной стороной с металлической пластиной они припаяны к плате. Но припаяны плохо и косо, на плате лежит только один край, под другим щель. Без разбора не понятно, насколько хорошо они запаяны. Если совсем плохо, то лучше их демонтировать и поставить этой стороной на радиатор, охлаждение улучшится в 2 раза.

Переменным резистором выставляется необходимое количество вольт. Оно останется неизменным, если менять напряжение на входе, оно от него не зависит. Например, ставил на выходе 50В, на входе с 5В повышал до 12В, поставленные 50V не менялись.

На XL4016

Этот преобразователь имеет такую особенность, что может повышать только до 50% от входного количества вольт. Если подключить 12В, то максимальное увеличение будет 18В. В описании было указано, что его можно применять для ноутбуков, которые питаются максимум от 19V. Но его главное предназначение оказалось работа с ноутбуками от автомобильного аккумулятора. Наверное отграничение в 50% можно убрать, изменив резисторы, которые задают этот режим. Вольты на выходе напрямую зависят от количества входящих.

Отвод тепла сделан гораздо лучше, радиаторы поставлены правильно. Только вместо термопасты теплопроводящая прокладка, чтобы избежать электрического контакта с радиатором. На входе конденсатор 470мФ 50V, на другом конце 470мФ на 35V.

На XL6009

Представитель современных эффективных преобразователей, как и устаревшие модели на LM2596 выпускается с нескольких вариантах, от миниатюрных до моделей с индикаторами напряжения.

Пример эффективности:

• 92% при преобразовании 12V в 19V, нагрузка 2А.

В даташите сразу указана схема использования в качестве питания ноутбука в автомобиле от 10V до 30V. Так же на XL6009 легко реализовать двуполярное питания на +24 и -24В. Как у большинства преобразователей КПД снижается, чем выше разница напряжений и больше Ампер.

MT3608

Миниатюрная модель с хорошим КПД до 97%, частота ШИМ 1,2 МГц. Эффективность повышается при увеличении входящего напряжения и падает при увеличении тока. На повышающем преобразователе MT3608 можно рассчитывать на небольшой ток, внутренне ограничение 4А на случай замыкания. По вольтам желательно не превышать 24.

Высоковольтные на 220

Блоки преобразования с 12, 24 вольт на 220 широко распространены у автолюбителей как . Используются для подключения приборов с питанием на 220В. У китайцев в основном продаются 7-10 моделей таких модулей, остальное это готовые устройства. Цена от 400 руб. Отдельно хочу отметить, если например на готовом блоке указано 500W, то это часто будет кратковременная максимальная мощность. Реальная долговременная будет около 240W.

Мощные преобразователи

Для особых случаев бывают нужны мощные DC-DC повышающие преобразователи на 10-20А и до 120В. Покажу несколько популярных и доступных моделей. Они в основном не имеют маркировки или продавец её скрывает, чтобы не покупали в другом месте. Лично не тестировал, по вольтажу они сосуществуют по обещанным характеристикам. А вот ампер будет немного поменьше. Хотя изделия такой ценовой категории у меня всегда держат заявленную нагрузку, покупал похожие аппараты только с ЖК экранами.

600W

Мощный №1:

1. power 600W;
2. 10-60V преобразует в 12-80V;
3. цена от 800руб.

Найти можно по запросу «600W DC 10-60V to 12-80V Boost Converter Step Up»

400W

Мощный №2:

1. power 400W;
2. 6-40V преобразует в 8-80V;
3. на выходе до 10А;
4. цена от 1200руб.

Для поиска укажите в поисковике «DC 400W 10A 8-80V Boost Converter Step-Up»

B900W

Мощный №3:

1. power 900W;
2. 8-40V преобразует в 10-120V;
3. на выходе до 15А.
4. цена от 1400руб.

Единственный блок который обозначают как B900W и его можно легко найти.

Всем привет. Сегодня рассмотрим очередной Step Up + Step Down модуль. Отличается от своих младших собратьев возможностью регулировки тока, которая заметно расширяет варианты применения данного преобразователя. Так же используется ЖК экран, но этим уже мало кого удивишь.
Подробнее под катом.

Доставка заняла чуть больше двух недель

Характеристики

Входное напряжение: 5,5-30 В

Выходное напряжение: 0,5-30 В

Выходной ток: Долгосрочная стабильная работа в 3А, при активном охлаждении до 4А

Выходная мощность: 35 Вт натуральное охлаждение, при активном охлаждении до 50 Вт

Разрешение отображения напряжения: 0,05 В

Разрешение отображения тока: 0.005A

Эффективность преобразования: около 88%

Софт-старт: Да

Входная обратная Защита: да

Защита от обратного напряжения: Да

Защита от короткого замыкания: Да

Рабочая частота: 180 кГц

Размер: Д * Ш * В: 66*48*21 мм

Вес: 46 г

Распаковка и внешний вид.

Рассмотрели модуль, пора протестировать его на практике


И да, для самых внимательных - при таком подключении мультиметра ничего страшного не произойдет, ниже поймете почему.

Тестирование.

Мне было интересно по какому принципу работает ограничение тока, поэтому с него и начнем. У меня есть нагрузка на 35 Ватт, поэтому для начала настроил на выход 5 Вольт и 1 Ампер. Как только значение превысило данный порог, загорелся красный индикатор и напряжение начало проседать. Таким образом сработала защита и не дала превысить мощность выше 5 ватт.


Во многих модулях с защитой по току, при превышении нагрузки питание выключается полностью. Текущее поведение мне больше нравится, т.к. оно позволяет использовать данный модуль в качестве зарядного устройства.
Теория:
Задаем конечное напряжение, для лития пусть будет 4.2 Вольта, уменьшаем ток, подключаем аккумулятор и поднимаем ток, в моем случае до 750 мАч. Батарея будет потреблять явно больше, поэтому ток останется на нужном нам уровне, а напряжение просядет и будет подниматься по мере накопления заряда. Это как раз то что нам нужно.
Практика:
На создание данной гифки ушло около 5 часов времени, 1 час на запись и 4 на монтаж)


Отлично. К тому же по мере выравнивания напряжения, начал снижаться ток заряда. Прямо как в полноценном ЗУ.
Правда не обошлось без косяков. Я не сверил показатели напряжения и при 4.2 на мультметре, модуль только дошел до 4.15. Отключил аккумулятор, оказалось действительно есть расхождение в 64 мВ, что не критично, но грустно…


Поправил до нужного.


При изменении значения на 60+ мВ ток заряда упал ниже 100 мА


Минимум, что я увидел в строке амперметра, это 40 мА. До нуля ждать не стал, уже так была поздняя ночь.

Проверил заявленную защиту от обратного напряжения. При подключенном полностью заряженном аккумуляторе выключил модуль, ток разряда составил 4мА, что немного больше значения саморазряда этого же аккумулятора. Это значит, что можно не бояться за аккумуляторы при прекращении подачи основного питания, например при использовании сабжа совместно с солнечными панелями.

После зарядки сверил показания встроенного вольтметра. Расхождение есть во всем диапазоне.

Нормальный ток выдает даже на самом низком значении напряжения, правда защита не срабатывает даже при замыкании.


А вот при напряжении выше 1 Вольта, при КЗ полностью обрубается выход

Нагрузка только на 35 Ватт, так что радиатора должно было впритык хватить


Для 5 Вольт смог выжать только 3.7 А, после чего началась просадка напряжения.


После пяти минут прогрева при 35 Ваттах, температура радиатора поднялась чуть выше 40 градусов.

Ну и напоследок тестирование стабильности выставленных значений при скачках на входе.
Для этого использовал блок питания с регулируемым напряжением от 9 до 24 Вольта.
Выставил 5 Вольт на выходе, поднял нагрузку до 3 Ампер. Влияние на результат оказалось минимальным.

Итоги

Я показал функционал и нюансы работы устройства. Нужно оно или нет и стоит ли своих денег, решать вам.
Если где-то ошибся или забыл что-то проверить - пишите об этом в комментариях, исправлю. Всем добра =)

P.S. Может кто подскажет куда лезть, чтобы поправить погрешность встроенного вольтметра?

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.