Säätimien vaihtaminen nukkeihin

Säätimien vaihtaminen nukkeihin

Aikaleima: 22. tammikuuta 2024 1
Lähdesolmu: 3078533

Käytämme suunnittelussamme usein lineaarisia säätimiä. Ne ovat halpoja ja yksinkertaisia ​​– laitat itse säädinsirun levylle, lisäät kaksi kondensaattoria ja saat jännitteen. Lineaarisäätimet ovat tietysti epätäydellisiä – ne eivät voi muuta kuin hukata jännite-eroa lämmönä aluksi, mikä sulkee ne suoraan pois korkeavirran tarkoituksiin tai merkittävien jännite-erojen muunnoksiin, ellei sinulla ole näppärää jäähdytyselementtiä. Ne eivät myöskään voi lisätä jännitettä, mikä tarkoittaa, että voit siirtyä vain korkeasta matalaan - pieni pettymys.

Emme tietenkään ole vain nostaneet käsiämme ilmaan, jos lineaarinen säädin ei sovi tarkoitukseemme. Kytkentäsäätimillä ei ole mitään näistä haitoista, minkä vuoksi pelkästään matkapuhelimessasi on näitä muutamia kymmeniä. Ne ovat paljon tehokkaampia ja huipputeknisiä, pystyvät muuttamaan jännitteen toiseksi menettäen tuskin tehoa lämmöksi. Kaikki mitä sinun tarvitsee tehdä, on vaihtaa induktori hieman korkealla taajuudella!

Joillekin säätimien vaihtaminen saattaa kuitenkin näyttää hieman pelottavalta. Niillä on yleensä korkeammat standardit levyasettelulle verrattuna lineaarisiin säätimiin, ja ne tarvitsevat induktorin - joskus myös muutaman komponentin. Pelkästään kelat ovat jokseenkin pelottavia komponentteja, joissa on muutama enemmän parametreja kuin odotimme, ja saatat hämmentyä, kun harkitset kytkentäsäätimen lisäämistä piiriisi.

Ei enempää! Tässä artikkelissa annan sinulle kytkentäsäätimen perusasiat, poistan kaikki sodan sumu, joka saattaa hämärtää näkemystäsi, ja näytän sinulle, kuinka helposti saat muutaman ampeerin suosikkijännitteelläsi aina kun tarvitset sitä.

Löytää suosikkisi

On olemassa lukemattomia kytkentäsäätimiä, joita voit käyttää moniin eri tarkoituksiin! Esimerkiksi buck-säätimet voivat vain alentaa jännitettä, boost-säätimet voivat vain lisätä sitä, kun taas buck-boost voi tehdä molempia, jolloin voit saada esimerkiksi 12 V LiIon-pakkauksesta, joka vaihtelee 10 V:sta 14.4 V:iin. Voit löytää itsellesi kahdella tavalla vaihtosäätimen ystäviä – joko hankkimalla osanumeroita jonkun muun piireistä tai käymällä läpi Digikey/Mouser/etc ja katsomalla heidän tarjontaansa.

On olemassa vaihtosäätimiä useimpiin tarkoituksiin, joita voit ajatella. Haluatko muuntaa 12V muutamaksi ampeeriksi 5V tai 3.3V? Sinulla on täällä paljon vaihtoehtoja! Haluatko tehdä 5V tai 3.3V LiIon-jännitteestä? On olemassa hyvä määrä säätimiä juuri tätä tarkoitusta varten! Erittäin pienitehoinen säädin, joka tuottaa 3.3 V ESP8266:lle kahdesta AA-paristosta? Tajusit sen! Ja yksinkertaisin vaihtoehto on lainata piiri olemassa olevasta kohtuullisen avoimesta tai vain julkisesti näkyvästä mallista.

Verkosta löytyy esimerkiksi paljon erilaisia ​​"DC-DC"-kortteja – pelkästään Aliexpressistä löytyy kymmeniä suosittuja malleja ja myös paljon epäselvämpiä. Syötä vain "step-down DC-DC 5V", mikä tahansa haluamasi kokoonpano/jännite, etsi muutama luettelo, jotka ovat todella tarkkoja, ja katso, mitä sirua he käyttävät. Löydätkö datalehden? Voitko ostaa sen helposti? Jotkut listaukset valehtelevat nykyisistä arvoista, joten voiko siru todella tuottaa mitä tarvitset? Jos näin on, olet valmis!

Tietenkin voit käyttää näitä moduuleja useisiin tarkoituksiin uudelleen, eikä tarvitse huolehtia edes omien malliesi etsimisestä. Useimmiten kuitenkin oman kytkentäsäädinpiirin tekeminen kannattaa – sekä hinnassa että piirisi vakaudessa! Esimerkiksi avoin salaisuus on, että näissä moduuleissa on yleensä huonosti sopivat kelat, joko halvimpia mahdollisia osia tai vain väärin laskettuja arvoja. Niin usein sinun tarvitsee vain vaihtaa kela nähdäksesi lähtövirran pilviin ja nähdäksesi myös lämmöntuoton laskevan yleisesti!

Usein näissä moduuleissa käytetyt kytkentäsäätimen IC:t ovat myös halvimpia mahdollisia siruja, ja parempia IC:itä on saatavilla tuskin suuremmalla rahalla. Joten mene kytkinsäätimen osien poimijaan suosikkiosien verkkosivustollasi – Digikey/LCSC/Mouser tai mikä tahansa muu. Aseta haluamasi tulo- ja lähtöjännitealueet, maksimivirta hieman liikkumavaraa, tarkista "Varastossa", lajittele hinnan mukaan ja katso kuinka pitkälle voit päästä alle 1 dollarin!

Henkilökohtaisia ​​suosikkejani viime aikoina on hyvä muutama. PAM2306 on kaksikiskoinen 3.3V/1A buck-säädin, joka pystyy suorittamaan 100 %:n käyttösuhteen, mikä auttaa paljon, kun tavaroita syötetään LiIon- tai LiFePO4-akusta. AP63200 voi tuottaa 5V tai 3.3V 2A jännitteellä jopa 30V, mikä on USB-PD-huijauksilleni todella hyvä! Ja itärintamalla SY8089 on hyvä valinta yleisille pienjännitekiskoille. Onko sinulla säätäjiä, joita voisit suositella muille? Jaa ne kanssamme kommenttiosiossa!

Löysitkö sirun, josta pidät? Kippis! Suurin osa niistä tarvitsee kelan. Älä tuhlaa aikaa ja opi niistä.

Tutustu Induktoriin

Induktorit ovat tietyllä tavalla valmistettuja lankakeloja, jotka pystyvät varastoimaan hyvän määrän sähkömagneettista energiaa oikeissa olosuhteissa. Ne vastustavat myös virran muutoksia tuottamalla päinvastaisen jännitteen. Joku minua enemmän induktoritaitava voisi kertoa sinulle paljon siitä, kuinka induktorit ovat todella siistejä, ja ne ovat ehdottomasti erittäin siistejä! Ja säätimen käyttöä varten sinun ei tarvitse tietää paljoa induktoreista käyttääksesi niitä. Sinun on tiedettävä, että kytkentäsäätimen siru käyttää näitä ominaisuuksia muuntaessaan jännitteen toiseksi, ja sinun on todella seurattava vain kolmea parametria.

Ensimmäinen on induktanssi, yleensä uH (mikroHenry) -alueella. Kytkentäsäätimen tietolehti kertoo joko suoraan, mikä induktanssiarvo sopii hyvin, ehkä esimerkkikaaviossa tai "suositellut parametrit" -osiossa, tai se antaa sinulle kaavan tarvitsemasi induktanssin laskemiseksi. Jos se ei anna sinulle kumpaakaan näistä kahdesta, tutki arvoja, joita muut ihmiset käyttävät tällä sirulla, tai valitse toinen siru – useammin kuin ei, on muitakin kytkentäsäädinsiruja, joita voit käyttää yhtä helposti ja joilla on itse asiassa hyvä tietolomakkeita.

Toinen arvo on tasavirta. Jälleen monet tietolomakkeet pitävät kädestäsi kiinni, kun ohjaat sinua induktorin valinnassa, ja yllä näytämäni PAM2306-tietolehti kertoo, että tasavirta on maksimivirtasi plus aaltoiluvirta, ja voit olettaa aaltoiluvirran olevan 40 %. haluamasi enimmäisvirran määrä. Jos haluat tietää varmuuden, lomakkeessa on kaava tarkemman arvon laskemiseksi, mutta yleensä tarkastamissani taulukoissa kerrotaan, että lisää 40-50%. Joten jos valitset kelan DC-virran olevan 1.5 kertaa suurempi kuin haluamasi enimmäisvirta, et todennäköisesti mene pieleen.

Saatat myös nähdä tietyn parametrin, DC-resistanssin. Mitä pienempi, sen parempi tietysti – vähemmän virtaa hukataan lämpönä. Se ei myöskään ole pelkkää hukkaa – säätimen kytkentäsovelluksissa käytettävien kelojen ominaisuudet huononevat nopeasti kuumentuessaan. Lisäksi jotkin induktorit eivät ole parhaimmillaan käytettäessä säätimen vaihtamiseen, vaikka ne näyttävätkin osalta. Tässä on esimerkki sellaisesta kelasta. Tämä on tehokiskon suodatuskela, ja jos törmäsit siihen, on todennäköisesti saatavana tehoinduktori (sellainen, jota käytät kytkentätarkoituksiin) paremmilla teknisillä ominaisuuksilla, joka sopii paljon paremmin sovellukseesi – ei sillä, että se olisi 100 % käyttökelvoton, mutta hyödyt katsomalla pidemmälle.

Tehdään yhteenvetona, kuinka helppoa on löytää kela. Kolme parametria – induktanssi, tasavirta ja tasavirtavastus. Induktanssi on teknisissä tiedoissa, DC virta on haluamasi maksimivirta kertaa 1.5 antaa tai ottaa, ja kolmas on niin pieni kuin voit mennä rahoillesi. Tarkista lisäksi, että kela soveltuu säätimen kytkentäsovelluksiin. Haluatko oppia lisää? Tässä muutamia lisäyksiä – tässä Wurthin ohje induktorien monimutkaisuudesta, ja TI-liite säätimen vaihtamisen perusteista.

Mene suosikkikomponenttien poimijasi verkkosivustolle – Digikey, Mouser, LCSC tai jokin muu – laita induktanssi- ja tasavirtaparametrit kelan osien poimijaan, etsi rahoillesi paras tasavirtavastus, ja olet valmis. Helvetti, voit jopa löytää kelat Aliexpressistä! Heillä ei ole tapana luetella tasavirta-/resistanssiparametreja, ja tietolomakkeita on vähän, mutta jos tarvitset jotain yksinkertaista ja halpaa, se on pöydällä.

Löytyikö induktori? Hanki tietolomake, katso onko KiCadilla jo sopiva jalanjälki, jos ei, ota olemassa oleva jalanjälki ja säädä sitä, ja siinä kaikki. Saimme säädinsirun, saimme kelan poimittua, nyt on aika suunnitella kortti!

Jos eksyt

Jos säätäjäsi tietolehti on hyvä, olet jo valmis. Parhaat tietolomakkeet tarjoavat esimerkkiasettelun, näyttävät käytettävät vastukset, mainitsevat mahdolliset lisäkomponentit, kondensaattorivaatimukset ja opettavat sinulle kaiken muun, mitä haluat tietää.

Kaikki tietolomakkeet eivät kuitenkaan sisällä kaikkea, mitä haluat tietää. Se on ikävää, mutta se ei tarkoita, ettet voisi tehdä sitä! On vain muutamia huomioitavia seikkoja - levyn asettelu, palautevastukset ja kaikki mahdollisesti tarvitsemasi lisäkomponentit. Seuraavalla kerralla käydään nämä läpi, niin näytän sinulle myös vaihtosäätimen vinkkejä ja temppuja!

Aikaleima:

Lisää aiheesta Hack päivä