Повышающий преобразователь с напряжения 3 в 12 Вольт - обзор и тестирование готового модуля . Достаточно часто электронное устройство требует такого напряжения питания, которое нельзя обеспечить от 1-2 гальванических элементов, а питание от батареи из большого числа элементов неприемлемо по тем или иным причинам, например в связи с массогабаритными ограничениями.

Еще одной проблемой батарей, собираемых из большого числа отдельных элементов, является снижение надежности. В случае если соединения между элементами выполнено чисто механически, без пайки или сварки, велика вероятность нарушение любого из многочисленных контактов. Причиной этого может быть окисление места контакта, выскальзывание гальванического элемента из колодки от вибрации и т.п. Если гальванические элементы соединены последовательно, а так чаще всего и бывает, то это приведет к обесточиванию устройства.

По этим причинам может оказаться выгодным питать радиоэлектронное устройство от небольшой батареи через повышающий преобразователь, который преобразует низкое постоянное напряжение источника тока в более высокое постоянное напряжение, подаваемое на вход электронного устройства. Примером такого преобразователя может служить модуль SX1308, приобретенный на ru.aliexpress.com

По заявлению продавца прибор работоспособен в диапазоне входных напряжений 2-24 В, давая при этом на выходе напряжение 2-28 В. Как заявляет производитель модуль может быть нагружен током до 2 А, что глядя на размеры модуля и полное отсутствие каких-либо специальных мер для охлаждения устройства вызывает определенные сомнения, во всяком случае если речь идет о более менее долговременной работе.

Конструктивно модуль представляет собой печатную плату размером 23 х 16 х 14 мм. Для подключения источника питания и нагрузки предусмотрены маркированные металлизированные отверстия.

Для тестирования устройства была собрана следующая схема:

В качестве нагрузки использован резистор ПЭВ-25, сопротивлением 510 Ом. Резистор такой мощности использован, чтобы протекающий через него ток не смог привести к заметному нагреванию резистора, а, следовательно, к изменению его сопротивления.

Результаты измерения представлены в таблицах 1 и 2

Таблица 1 Испытания модуля SX1308 с нагрузкой ПЭВ-25 510 Ом

• 7,3 3,14 3,17
• 12,3 3.13 4,09
• 18,9 3,13 5,02
• 29,7 3,11 6,03
• 42,0 3,10 7,01
• 56,5 3,07 8,05
• 76,7 3,05 9,05
• 100 3,03 10,01
• 130 3,00 11,00
• 147 2,95 12,02

Таблица 2 Испытания модуля SX1308 на холостом ходу

• Входной ток, мА Входное напряжение, В Выходное напряжение, В
• 8,7 3,08 15,1
• 16,4 3,07 20,2
• 28 3,06 25,1
• 42 3,05 30,8

Как видно из приведенных выше измерений, получить заявленное КПД в 95% не удалось. При этом следует иметь в виду, что при большом значении выходного напряжения сильно увеличивается ток, потребляемый самим преобразователем. Следует отметить, что это именно повышающий преобразователь, т.е. на его выходе напряжение всегда больше напряжения питания. Регулирование напряжения производится с помощью многооборотного подстроечного резистора. В целом благодаря малым размерам модуль хорошо подходит для портативных устройств с небольшим энергопотреблением. В частности при помощи модуля SX1308 можно организовать питание плат

Иногда надо получить высокое напряжение из низкого. Например, для высоковольтного программатора, питающегося от 5ти вольтового USB, надыбать где то 12 вольт.

Как быть? Для этого существуют схемы DC-DC преобразования. А также специализированные микросхемы, позволяющие решить эту задачу за десяток деталек.

Принцип работы
Итак, как сделать из, например, пяти вольт нечто большее чем пять? Способов можно придумать много — например заряжать конденсаторы параллельно, а потом переключать последовательно. И так много много раз в секунду. Но есть способ проще, с использованием свойств индуктивности сохранять силу тока.

Чтобы было предельно понятно покажу вначале пример для сантехников.

Фаза 1

Заслонка резко закрывается. Потоку больше деваться некуда, а турбина, будучи разогнанной продолжает давить жидкость вперед, т.к. не может мгновенно встать. Причем давит то она ее с силой большей чем может развить источник. Гонит жижу через клапан в аккумулятор давления. Откуда же часть (уже с повышеным давлением) уходит в потребитель. Откуда, благодаря клапану, уже не возвращается.

Фаза 3

И вновь заслонка закрывается, а турбина начинает яростно продавливать жидкость в аккумулятор. Восполняя потери которые там образовались на фазе 3.

Назад к схемам
Вылезаем из подвала, скидываем фуфайку сантехника, забрасываем газовый ключ в угол и с новыми знаниями начинаем городить схему.

Вместо турбины у нас вполне подойдет индуктивность в виде дросселя. В качестве заслонки обычный ключ (на практике — транзистор), в качестве клапана естественно диод, а роль аккумулятора давления возьмет на себя конденсатор. Кто как не он способен накапливать потенциал. Усе, преобразователь готов!

Фаза 1

Ключ размыкается, но катушку уже не остановить. Запасенная в магнитном поле энергия рвется наружу, ток стремится поддерживаться на том же уровне, что и был в момент размыкания ключа. В результате, напряжение на выходе с катушки резко подскакивает (чтобы пробить путь току) и прорвавшись сквозь диод набивается в конденстор. Ну и часть энергии идет в нагрузку.

Фаза 3

Ключ размыкается и энергия из катушки вновь ломится через диод в конденсатор, повышая просевшее за время фазы 3 напряжение. Цикл замыкается.

Как видно из процесса, видно, что за счет большего тока с источника, мы набиваем напряжение на потребителе. Так что равенство мощностей тут должно соблюдаться железно. В идеальном случае, при КПД преобразователя в 100%:

U ист *I ист = U потр *I потр

Так что если наш потребитель требует 12 вольт и кушает при этом 1А, то с 5 вольтового источника в преобразователь нужно вкормить целых 2.4А При этом я не учел потерь источника, хотя обычно они не очень велики (КПД обычно около 80-90%).

Если источник слаб и отдать 2.4 ампера не в состоянии, то на 12ти вольтах пойдут дикие пульсации и понижение напряжения — потребитель будет сжирать содержимое конденсатора быстрей чем его туда будет забрасывать источник.

Схемотехника
Готовых решений DC-DC существует очень много. Как в виде микроблоков, так и специализированных микросхем. Я же не буду мудрить и для демонстрации опыта приведу пример схемы на MC34063A которую уже использовал в примере .

• SWC/SWE выводы транзисторного ключа микросхемы SWC — это его коллектор, а SWE — эмиттер. Максимальный ток который он может вытянуть — 1.5А входящего тока, но можно подключить и внешний транзистор на любой желаемый ток (подробней в даташите на микросхему).
• DRC — коллектор составного транзистора
• Ipk — вход токовой защиты. Туда снимается напряжение с шунта Rsc если ток будет превышен и напряжение на шунте (Upk = I*Rsc) станет выше чем 0.3 вольта, то преобразователь заглохнет. Т.е. для ограничения входящего тока в 1А надо поставить резистор на 0.3 Ом. У меня на 0.3 ома резистора не было, поэтому я туда поставил перемычку. Работать будет, но без защиты. Если что, то микросхему у меня убьет.
• TC — вход конденсатора, задающего частоту работы.
• CII — вход компаратора. Когда на этом входе напряжение ниже 1.25 вольт — ключ генерирует импульсы, преобразователь работает. Как только становится больше — выключается. Сюда, через делитель на R1 и R2 заводится напряжение обратной связи с выхода. Причем делитель подбирается таким образом, чтобы когда на выходе возникнет нужное нам напряжение, то на входе компаратора как раз окажется 1.25 вольт. Дальше все просто — напряжение на выходе ниже чем надо? Молотим. Дошло до нужного? Выключаемся.
• Vcc — Питание схемы
• GND — Земля

Все формулы по расчету номиналов приведены в даташите. Я же скопирую из него сюда наиболее важную для нас таблицу:

Вытравил, спаял…

Вот так вот. Простая схемка, а позволяет решить ряд проблем.

Всем привет. Хочу рассказать Вам, про повышающий модуль (Бустер) маленького размера… Подобные модули использовал, когда собирал . Потому взял еще «про запас», т.к применение в радиолюбительском хозяйстве всегда найдется, особенно где используется батарейное питание… Всем кому интересно, добро пожаловать под Кат.

Продавец на сайте дает такие характеристики:
1. Module Свойства:неизолированный модуль повышающий (BOOST) 2. Входное напряжение:1-5 В 3. Выходное напряжение:5.1 ~ 5.2 В 4. Выходной Ток:номинальная 1А ~ 1.5A (Один вход литиевая батарея) 5. эффективность Преобразования:до 96% (входное напряжение, тем выше эффективность) 6. Частота Переключения:500 КГц 7. пульсация Выходного сигнала:мв (Макс) 20 М Пропускная Способность (Вход 4 В, Выход 5.1 В 1А) 8. индикация Напряжения:СВЕТОДИОДНЫЕ фонари с нагрузкой (входное напряжение ниже, чем 2.7 В СВЕТОДИОДНЫЙ индикатор выключен) 9. Рабочая температура:промышленного класса (-40 По Цельсию до + 85цельсия) 10. повышение температуры при Полной нагрузке:30цельсия 11. Ток покоя:130uA 12. регулирование нагрузки:± 1% 13. регулирование напряжения:± 0.5% 14. динамическая скорость отклика:5% 200uS 15. защита от короткого замыкания:нет
Модуль доехал ко мне за месяц. Трек не отслеживался… Упакован был в стандартный желтый конверт с «пупыркой» внутри…
Вот реальная фотография модуля:


Модуль реально маленький, вот сравнение с другим повышающим модулем на XL6009


На микросхеме SOT23-6 имеется маркировка 31=N10 По этой маркировке поиск приводит на этот Похоже, что это именно этот Step-up DC/DC Converter RT9266
Вот принципиальная схема данного модуля (взята из Даташит):


Проверяем напряжение на выходе. Чуть больше 5В… Напряжение держит в диапазоне от 0.8В и до 4.5В (выше не ставил)






Теперь проверим максимальный ток, что способен выдавать модуль… На выход подключаем амперметр и переменный проволочный резистор… Выставляем напряжение заряженного литиевого аккумулятора - 3.9В.


При токе на выходе 200мА - потребление от аккумулятора будет 370мА


При токе в 300мА потребление от АКБ будет 610мА


При токе на выходе в 370мА - микросхема ушла в защиту… Собственно никакого 1 Ампера на выходе я не увидел… О чем, в принципе, догадывался заранее… Но для питания маломощных устройств требующих 5В от литиевого аккумулятора подойдет…

Вот собственно и всё… Выводы делайте сами.
Из плюсов:
1.) Мне понравился маленький размер модуля.
2.) На выходе особых помех осциллографом не увидел, обычные иглы…
Из минусов:
Заявленный китайцами ток в 1А не выдает…
Всем мира и добра… С наступающим Праздником Днем 1 Мая!!! Ура, товарищи!!!

Планирую купить +9 Добавить в избранное Обзор понравился +34 +55

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.

Желтый пакет


Пенополиэтилен


Антистатический пакет


Сама плата, размеры продублирую: 66*48*21 мм


Используются довольно мощные мосфеты и


Для охлаждения которых в комплект подкинули алюминиевый радиатор


С обратной стороны из интересного LCD контроллер , контроллер , усилитель и, насколько я могу судить, контроллер


Пайка аккуратная, в комплекте есть четыре клипсы, которые приподнимают плату над столом, дабы избежать замыканий.


Конденсаторы подобраны с небольшим запасом, на 35 Вольт при максимальных 30 на выходе.

Рассмотрели модуль, пора протестировать его на практике


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

Тестирование.

Регулировка напряжения и тока осуществляется подстроечными резисторами, тут ничего нового и сложного нет.
Давайте разберемся с кнопочным управлением. Всего имеется две кнопки, IN/OUT и ON/OFF . Первая переключает отображение напряжение на входе или выходе, вторая включает или выключает выходное питание. Помимо этого есть еще две скрытые возможности, которые активируются при долгом зажатии.
IN/OUT - включает отображение мощности вместо силы тока


ON/OFF - настраивает триггер выходного напряжения после включения питания устройства


Довольно полезная опция, которую не так часто встретишь в бюджетном сегменте.

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

Занятная модель. Совсем немного не дотягивает до максимума по заявленным характеристикам - на 2 Вольта по напряжению и около 0,3 Ампера по току, но в остальном неплохо. Нарисовать еще корпус, да добавить вентилятор, было бы вообще замечательно.

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.

Планирую купить +54 Добавить в избранное Обзор понравился +77 +119

Повышающий модуль sx1308. Является высокочастотным, а потому отличается малыми размерами, привлекательной ценой и низким потреблением холостого хода. На этот раз, доставка в RU - бесплатная, но не для KZ =(
Самая низкая цена, что на момент публикации существует на Ali.
В приложении и для фанатов, как я понял, цена еще ниже =)
Ну а поскольку, кидать ссылку на акцию скушно, мало текста, и нечего делать, то под спойлером, можно поглядеть на предмет скидки немношк пристальнее для того, что бы вы смогли прикинуть и решить – надо это вам или нет =)

необязательная информация

Предварительно, при входном 4.2v я выставил напряжение на выходе sx1308 - 4,99v.

Поехали вниз .
Итак, на входе 1.6v на выходе напряжение чуть меньше:


Но уже при входном напряжении 1.7v-1.8v напряжение на выходе достигает установленного ранее значения:


Но, есть ли при таком входном напряжении стабилизация? Из справочного листа доступны два интересных графика зависимости выходных токов и напряжений от входных, и как стало ясно на опыте, при подключении нагрузки (15.7ом в холодном состоянии), напряжение на выходе падает:


Нагрузка была отключена, напряжение на выходе установилось в прежнее значение, и я поднял входное до 2.0v


Подключаю нагрузку, чтобы проверить стабилизацию, и


Отличный результат. При токе потребления от источника напряжения выше одного ампера, выходное напряжение отдаваемое модулем упало всего лишь 0.02v и это учитывая то, что мои измерения не лабораторные , а показательные .
Я подзакоротил свою самодельную нагрузку до примерных горячих 8ом и, напряжение на выходе модуля – упало


Далее я небольшими шагами поднимал напряжение на входе модуля, выходное, как вы можете видеть – оставалось на установленном ранее уровне.


Я решил почти закоротить свою нагрузку, а за тем, заменить ее отрезком провода 60см, результаты, ниже:


Как видите, в первом случае, напряжение на выходе ожидаемо просело, но это экстремальный случай.
Во втором случае, глубокое снижение на выходе модуля, немного коснулось и входного, но не очень существенно, к моей радости =)
За время этих манипуляций, обратная сторона модуля ощутимо нагрелась.

Другое .
Ток холостого хода при входном напряжении 4.1v -4.2v и выходном 5v не достиг и одного миллиампера, что в общем, намекает на то, что модуль можно и не отключать от(допустим) литиевого элемента


Однако, если напряжение на элементе снизилось бы до 2.6v, то при тех же 5v на выходе, - ток холостого хода возрос в полтора раза, и (OMG), достиг бы уровня потребления настенных кварцевых часов с массивной секундной стрелкой.
Впрочем, это уже забота платы защиты аккумулятора от глубокого разряда.


Уже заканчивая эту писанину, я вспомнил, что ранее как придумал портативный источник +12v собранный на двух параллельно соединенных литиевых элементах и одном MT3608 модуле.
Я решил проверить, а какая картина меня ожидала бы, если бы я нагородил ИБП для роутера, что требует 0.7 (враки на самом деле) ампера при 9 вольтах?


при нагрузке на туже спираль 17ом


charmant - charmant
Как видно, просадка напряжения составила всего 0.2v.

sub_tota l:
- в общем, именно такой модуль я пристраивал для регулировки оборотов USB вентилятора, и это отдельная песня. один такой модуль (как и писал вначале), я спалил. но и это, как раз подвигло меня на последующие эксперименты и они, положительные;
- как я боролся с «неконтактом» переменного резистора – если хватит терпения какнить напишу;
- в измерениях я пользовался тем, что сделал сам. речь о любительских замерах, не лабораторных.
- думается мне, что этого достаточно для беглого представления о том, что собой представляет этот модуль на практике.

total .
- у меня нет осциллографа, но есть TECSUN pl 660 - помех при питании от этого модуля приемник не получил;
- хотя и без осциллографа, но по току холостого хода видно, что микросхема в зависимости от уровня входного напряжения меняет скважность управляющего импульса, как это и описано в справочном листке;
- микросхема выдерживает заявленные амперы, правда, охлаждение модуля все же потребуется;
- низкий ток холостого хода, в отличии от MT3608, что отбирает запросто так 8ма;
- производителем заявлена термическая защита - отчего бы ей и не быть?
- эта микросхема та самая, что описана в справочном листке =)
je suis si heureux, mon bébé.

p.c.
Акция (я имею такие подозрения), продлится некоторое время – очень возможно, что некоторое продолжительное.
Но, это как вы понимаете, зависит от количества таких модулей имеющихся в наличии у торгующего.
Практику вы знаете – как только товар подходит к концу, продавец поднимает цену чтобы оставить некоторое количество товара до следующего пополнения.

Так он себя показал при