cze 3, 2013 - Moduły, Zasilanie    Komentowanie nie jest możliwe

Przetwornica zamiast stabilizatora 7805 lub LDO (78M05 / AMS1117)

Z uwagi na to, że bardzo ale to bardzo często potrzeba mieć wygodne źródło zasilania +5V albo +3,3V postanowiłem sobie zrobić coś co zastąpi mi w 100% a nawet więcej typowe stabilizatory liniowe typu 78xx na +5V ale także typowe stabilizatory na +3,3V.

7600690400_1310312330[1]

Założenie było takie, żeby:
1. przetworniczka gabarytami nie była większa niż typowy 7805
2. wyprowadzenia odpowiadały stabilizatorom 78xx
3. można było wszędzie gdzie to jest konieczne zamienić 7805 na mój stabilizator
4. działało to w dużym zakresie napięć wejściowych od +8V do +24V

6703680600_1310313602[1]

Jako, że jest to przetworniczka, udało się osiągnąć rewelacyjne rezultaty jeśli chodzi o jakość pracy. Każdy dobrze zdaje sobie z tego sprawę, że układy 7805 niesamowicie się grzeją gdy przepływa przez nie ledwie 100mA. I pomimo to, że niby są wersje na 1A – to próba przepuszczenia chociażby 600mA przez 7805 powoduje, że bez radiatora układ prawie się topi – tak mocno się grzeje. Można to zminimalizować – no ale trzeba dać gigantyczny radiator.

Generalnie prawie wszyscy jak jeden mąż – we wszystkich popularnych schematach na necie to widać używają 7805. A potem znakomita większość tu i tam narzeka, że układ się mocno grzeje, że podwyższa to temperaturę w obudowie, że trzeba jakieś chłodzenie specjalnie zapewniać – co tak na prawdę powoduje koszty, stratę czasu (a to też pieniądz przecież !) albo kombinacje z przeróbką obudowy

Prezentowana tu przetworniczka nie dość, że pozbawiona jest tych wad opisanych powyżej to jeszcze ma dodatkowe zalety:

1. teoretycznie ma wydajność prądową 3A ale praktycznie przy tak małych gabarytach to udało mi się osiągnąć 1,8A.
2. przy 600-800mA przetworniczka jest ledwo wyczuwalnie ciepła !!!!
3. przy prądzie 1.0A – 1,2A zaczyna już być wyczuwalnie ciepła ale nadal ładnie pracuje i nie wymaga żadnych radiatorów.
4. Powyżej 1.2A – 1.5A robi się już gorąca – ale nadal pracuje  (mówię powyżej o stałym prądzie pobieranym z tej przetworniczki)
5. Zastosowałem jeden JUMPER dzięki któremu mam bez najmniejszego problemu dwa różne napięcia: +5V oraz +3.3V !!!
6. gabaryty są o kilka mm większe niż zwykłego 7805 zatem można swobodnie wymienić wszędzie stabilizator 7805 !!! albo jakiś na +3,3V z taką wydajnością prądową.
7. uzyskanie innego napięcia np +2,5V albo +4,2V to żaden problem – zmieniam sobie tylko ew dzielnik rezystorowy na płytce PCB
8. Napięcia wejściowe pięknie od +8V do +24V – chociaż dławik był dobierany dla optymalnego napięcia ok +12V
9. rozstaw nóżek to standardowo 2,54mm

Całość jest wykonana w technologii SMD a elementy są w większości rozmiarów 0603. Tylko kondesator wejściowy i dioda Shottky jest nieco większa a także dławik – co chyba zrozumiałe.

Obecnie na szybko stosuję dławiki gotowe na prąd 1,2A więc wydajność jest max do 1A ale na zdjęciach widać dławiki, które są przewinięte i są na większy prąd do 2,5A. Trzeba tylko było dobrać odpowiednią indukcyjność itp – żeby uzyskać dobre efekty. Generalnie jak się patrzy na oscyloskopie to przetworniczka generuje piękny sygnał w okolicach 200kHz.

Działają na tym już moje różne układy z mikrokontrolerami. Całość sprawuje się wyśmienicie.
Całość działa na układzie A8498. Wiadomo, że to wychodzi troszkę drożej od 7805 ale biorąc pod uwagę wszystkie zalety jakie wyżej opisałem oraz wady stabilizatoróe 78xx – to i tak jestem na tym mocno do przodu

Poniżej widać, że użyłem jej wręcz do zasilania całego zestawu uruchomieniowego, działa rewelacyjnie:

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

a tu inne jeszcze fotki:

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

płytki PCB i schematu nie daję bo nie ma co – wszystko jest praktycznie tak samo jak w nocie katalogowej PDF:

7825746900_1310312460[1]

Na zakończenie dodam, że wiem wprawdzie, że nie jest to może nic extra odkrywczego (to info dla potencjalnych malkontentów), jednak trzeba było się nieźle nagłówkować i nakombinować nie tylko, żeby gabaryty wyszły tak małe, ale jeszcze żeby ta przetworniczka działała zgodnie z założeniami. Wbrew pozorom przy projektowaniu płytki pod nią trzeba zachować pewien reżim, że tak powiem.

aha i jeszcze jedna zaleta – przepięknie pasuje taka przetworniczka do płytek stykowych. Poniżej natruralny rozmiar na płytce stykowej:

6595961800_1310320694[1]

LINKI:   01   02


Przetwornica zamiast stabilizatora 7805

 

atb_pwr_2_zd00_MINI[1]

Chciałbym dzisiaj przedstawić nowszą i udoskonaloną wersję przetwornicy jaką wykonałem po tym gdy sprawdziła się w 100% ta wcześniejsza: Link Jeśli chodzi o parametry pracy nie odbiega od poprzedniej. Jakość napięcia wyjściowego jest doskonała, tak doskonała jak mocno zadbała o to firma Allegro, producent układu przetwornicy A8498. Jest on bowiem jej sercem. Teraz po tym gdy minęło już sporo czasu od poprzedniej konstrukcji, mogę śmiało potwierdzić, że jest ona zdecydowanie lepszą alternatywą niż popularny stabilizator 7805 lub stabilizator LDO np> LM1117-3.3

Można ją zastosować wszędzie do zasilania każdego układu z mikrokontrolerem, czy cyfrowego bez żadnych obaw o jakieś wyimaginowane zakłócenia itp. Bardzo dobrze się sprawdza w układach gdzie korzystamy z przetwornika ADC.

Bardzo wysoka wydajność przetwornicy zapewnia nam to, że przetwornica nie nagrzewa się jak kaloryfer, tak jak to jest w przypadku stabilizatorów liniowych lub LDO. Mamy do tego szeroki zakres napięć wejściowych. W tym przypadku górna granica jest przeze mnie zawężona do 24V bo zastosowałem akurat na wejściu kondensator na 25V. Nie ma jednak problemu żeby zwiększyć jego napięcie np do 35V i już mamy szerszy zakres.

8594504400_1322253643[1]

Na wyjściu, dzięki jumperkowi mogę uzyskać swobodnie dwa różne napięcia wyjściowe, albo +3,3V albo +5V
Prąd wyjściowy z zastosowanym dławikiem to 1A bez mrugnięcia oka i praktycznie zimny układ do momentu poboru prądu rzędu 600-700mA. Potem już robi się lekko ciepły do 1A. Ale zaznaczam lekko ciepły.
Gabaryty przetwornicy są może o 2-3 mm większe niż sam scalak 7805 !!!!
Nie byłoby w tym układzie nic dziwnego gdyby nie to, że dodałem teraz proste sterowanie przetwornicą. Zrealizowane jest ono za pomocą dwóch zwykłych tranzystorów NPN (SMD w obudowach SOT323!). Dzięki temu, mamy np dwa piny, które po chwilowym zwarciu pozwalają na piękny start przetwornicy, o ile oczywiście na drugie wejście (OFF) podane jest napięcie wyjściowe. No właśnie i tu jest ciekawie, ponieważ to wejście OFF możemy podłączyć do dowolnego pinu mikrokontrolera, który z kolei ma możliwość programowego wyłączenia zasilania Wink

5706689500_1322253668[1]

Działa to rewelacyjnie i bardzo fajnie sprawdza się w praktyce. Jednym micro-switchem (kliknięciem) włączamy zasilanie. Natomiast procesor może dalej już sam wystawić stan wysoki na pinie OFF przetwornicy i układ działa.
Jeśli zajdzie taka potrzeba nie ma problemu aby logikę w prosty sposób przerobić na potrzeby WŁĄCZ/WYŁĄCZ za pomocą kliknięcia jednego klawisza. Wystarczy byle prosty przerzutnik czy cokolwiek w tym stylu.
Oczywiście, jak widać na fotkach, bardzo łatwo przerobić przetwornicę do zwykłego trybu bez tego sterowania, żeby wprost działała jak 7805 albo LM1117, wystarczy kropelką cyny zewrzeć dwa małe pola lutownicze i na stałe mamy układ zawsze włączony.
Schemat jest praktycznie identyczny jak w nocie PDF, tylko że jumperkiem zmieniam wartości rezystorów tak aby na wyjściu otrzymać dwa różne napięcia.
Podobnie wejście ENABLE scalaka nie jest podłączone wprost do GND, tylko do kolektorów dwóch tranzystorów NPN.
Reasumując można powiedzieć, że układ niesamowicie prosty a tysiąc razy lepszy niż stabilizatory liniowe. Dlatego zachęcam każdego do budowy we własnym zakresie takich przetworniczek, bo ich złożenie jest proste jak drut, a ze zdobyciem dławika np 100uH na prąd 1,3A czy większy także nie ma żadnych problemów na rynku.
Poniżej kilka fotek przetwornicy. Wykonana w całości (poza goldpinami oczywiście) w SMD. Użyte rezystory są rozmiarów od 0402 do 0603)
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
8697919400_1322253748[1]
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Poniżej filmik z porównaniem jakości zasilania z 3 różnych źródeł:
1. zasilanie USB
2. zasilanie z przetwornicy o której mowa
3. zasilanie ze stabilizatora 7805

Przy zasilaniu z przetwornicy pomiar stoi w miejscu jak zaczarowany. Stała wartość i się nie zmienia w ogóle. Czas pomiaru to 1ms.

Natomiast w przypadku zasilania z USB to musiałem zrobić opóźnienie i pomiar co 20ms żeby było widać jak szaleje wynik

Dziwne rzeczy dzieją się natomiast z 7805…. jak widać pomiar powolutku pływa raz w górę a raz w dół (chociaż na filmie widać tylko w górę)

LINKI:   01

Comments are closed.