Boostez le convertisseur DC-DC. Principe d'opération. Convertisseur DC-DC haute tension Boost Buck Convertisseur de tension DC

Tensions d'entrée jusqu'à 61 V, tensions de sortie à partir de 0,6 V, courants de sortie jusqu'à 4 A, possibilité de synchroniser et d'ajuster la fréquence en externe, ainsi que d'ajuster le courant limite, d'ajuster le temps de démarrage progressif, une protection complète de la charge, une large gamme plage de température de fonctionnement - toutes ces caractéristiques des sources d'alimentation modernes sont réalisables grâce à la nouvelle gamme de convertisseurs DC/DC produite par .

Actuellement, la gamme de microcircuits régulateurs à découpage produite par STMicro (Figure 1) permet de créer des alimentations (PS) avec des tensions d'entrée jusqu'à 61 V et des courants de sortie jusqu'à 4 A.

La tâche de conversion de tension n’est pas toujours facile. Chaque appareil spécifique a ses propres exigences pour le régulateur de tension. Parfois, le prix (électronique grand public), la taille (électronique portable), l’efficacité (appareils alimentés par batterie) ou même la rapidité de développement du produit jouent un rôle majeur. Ces exigences se contredisent souvent. Pour cette raison, il n’existe pas de convertisseur de tension idéal et universel.

Actuellement, plusieurs types de convertisseurs sont utilisés : linéaires (stabilisateurs de tension), convertisseurs DC/DC pulsés, circuits à transfert de charges, et même des alimentations à base d'isolateurs galvaniques.

Cependant, les plus courants sont les régulateurs de tension linéaires et les convertisseurs DC/DC à commutation abaisseur. La principale différence dans le fonctionnement de ces régimes ressort clairement de leur nom. Dans le premier cas, l'interrupteur d'alimentation fonctionne en mode linéaire, dans le second en mode clé. Les principaux avantages, inconvénients et applications de ces systèmes sont présentés ci-dessous.

Caractéristiques du régulateur de tension linéaire

Le principe de fonctionnement d'un régulateur de tension linéaire est bien connu. Le stabilisateur intégré classique μA723 a été développé en 1967 par R. Widlar. Même si l'électronique a beaucoup évolué depuis, les principes de fonctionnement sont restés pratiquement inchangés.

Un circuit régulateur de tension linéaire standard se compose d'un certain nombre d'éléments de base (Figure 2) : un transistor de puissance VT1, une source de tension de référence (VS) et un circuit de rétroaction de compensation sur un amplificateur opérationnel (OPA). Les régulateurs modernes peuvent contenir des blocs fonctionnels supplémentaires : circuits de protection (contre la surchauffe, contre la surintensité), circuits de gestion de l'énergie, etc.

Le principe de fonctionnement de tels stabilisateurs est assez simple. Le circuit de rétroaction sur l'ampli-op compare la valeur de la tension de référence avec la tension du diviseur de sortie R1/R2. Une discordance se forme à la sortie de l'ampli-op, qui détermine la tension grille-source du transistor de puissance VT1. Le transistor fonctionne en mode linéaire : plus la tension à la sortie de l'ampli-op est élevée, plus la tension grille-source est faible et plus la résistance du VT1 est élevée.

Ce circuit vous permet de compenser tous les changements de tension d'entrée. Supposons en effet que la tension d'entrée Uin ait augmenté. Cela entraînera la chaîne de changements suivante : Uin augmenté → Uout augmentera → la tension sur le diviseur R1/R2 augmentera → la tension de sortie de l'ampli-op augmentera → la tension grille-source diminuera → la résistance VT1 augmenter → Uout diminuera.

Par conséquent, lorsque la tension d’entrée change, la tension de sortie change légèrement.

Lorsque la tension de sortie diminue, des changements inverses des valeurs de tension se produisent.

Caractéristiques de fonctionnement d'un convertisseur DC/DC abaisseur

Un circuit simplifié d'un convertisseur DC/DC abaisseur classique (convertisseur de type I, convertisseur abaisseur, convertisseur abaisseur) se compose de plusieurs éléments principaux (Figure 3) : transistor de puissance VT1, circuit de commande (CS), filtre (Lph -Cph), diode inverse VD1.

Contrairement au circuit régulateur linéaire, le transistor VT1 fonctionne en mode commutation.

Le cycle de fonctionnement du circuit se compose de deux phases : la phase de pompage et la phase de refoulement (Figures 4...5).

En phase de pompage, le transistor VT1 est ouvert et le courant le traverse (Figure 4). L'énergie est stockée dans la bobine Lf et le condensateur Cf.

Pendant la phase de décharge, le transistor est fermé, aucun courant ne le traverse. La bobine Lf agit comme une source de courant. VD1 est une diode nécessaire au passage du courant inverse.

Dans les deux phases, une tension égale à la tension sur le condensateur Sph est appliquée à la charge.

Le circuit ci-dessus assure la régulation de la tension de sortie lorsque la durée de l'impulsion change :

Uout = Uin × (ti/T)

Si la valeur de l'inductance est faible, le courant de décharge à travers l'inductance a le temps d'atteindre zéro. Ce mode est appelé mode courant intermittent. Elle se caractérise par une augmentation de l'ondulation du courant et de la tension sur le condensateur, ce qui entraîne une détérioration de la qualité de la tension de sortie et une augmentation du bruit du circuit. Pour cette raison, le mode courant intermittent est rarement utilisé.

Il existe un type de circuit convertisseur dans lequel la diode « inefficace » VD1 est remplacée par un transistor. Ce transistor s'ouvre en antiphase avec le transistor principal VT1. Un tel convertisseur est dit synchrone et présente un plus grand rendement.

Avantages et inconvénients des circuits de conversion de tension

Si l'un des schémas ci-dessus avait une supériorité absolue, le second serait alors oublié en toute sécurité. Cependant, cela ne se produit pas. Cela signifie que les deux systèmes présentent des avantages et des inconvénients. L'analyse des régimes doit être effectuée selon un large éventail de critères (tableau 1).

Tableau 1. Avantages et inconvénients des circuits régulateurs de tension

Caractéristiques électriques. Pour tout convertisseur, les principales caractéristiques sont l'efficacité, le courant de charge, la plage de tension d'entrée et de sortie.

La valeur d'efficacité des régulateurs linéaires est faible et est inversement proportionnelle à la tension d'entrée (Figure 6). Cela est dû au fait que toute la tension « supplémentaire » chute aux bornes du transistor fonctionnant en mode linéaire. La puissance du transistor est libérée sous forme de chaleur. Un faible rendement conduit au fait que la plage de tensions d'entrée et de courants de sortie du régulateur linéaire est relativement petite : jusqu'à 30 V et jusqu'à 1 A.

L'efficacité d'un régulateur à découpage est beaucoup plus élevée et dépend moins de la tension d'entrée. Dans le même temps, il n'est pas rare que des tensions d'entrée supérieures à 60 V et des courants de charge supérieurs à 1 A.

Si un circuit convertisseur synchrone est utilisé, dans lequel la diode de roue libre inefficace est remplacée par un transistor, le rendement sera alors encore plus élevé.

Précision et stabilité de la tension de sortie. Les stabilisateurs linéaires peuvent avoir une précision et une stabilité des paramètres extrêmement élevées (fractions de pourcentage). La dépendance de la tension de sortie aux variations de la tension d'entrée et au courant de charge ne dépasse pas quelques pour cent.

Selon le principe de fonctionnement, un régulateur impulsionnel présente initialement les mêmes sources d'erreur qu'un régulateur linéaire. De plus, l’écart de la tension de sortie peut être considérablement affecté par la quantité de courant circulant.

Caractéristiques du bruit. Le régulateur linéaire a une réponse au bruit modérée. Il existe des régulateurs de précision à faible bruit utilisés dans la technologie de mesure de haute précision.

Le stabilisateur de commutation lui-même est une puissante source d'interférences, puisque le transistor de puissance fonctionne en mode commutation. Le bruit généré est divisé en bruit conduit (transmis par les lignes électriques) et inductif (transmis par des milieux non conducteurs).

Les interférences conduites sont éliminées à l'aide de filtres passe-bas. Plus la fréquence de fonctionnement du convertisseur est élevée, plus il est facile d'éliminer les interférences. Dans les circuits de mesure, un régulateur à découpage est souvent utilisé en conjonction avec un stabilisateur linéaire. Dans ce cas, le niveau d’interférence est considérablement réduit.

Il est beaucoup plus difficile de se débarrasser des effets néfastes des interférences inductives. Ce bruit provient de l'inducteur et est transmis par l'air et des milieux non conducteurs. Pour les éliminer, des inducteurs blindés et des bobines sur un noyau toroïdal sont utilisés. Lors de la pose du panneau, ils utilisent un remplissage continu de terre avec un polygone et/ou sélectionnent même une couche de terre distincte dans des panneaux multicouches. De plus, le convertisseur d'impulsions lui-même est aussi éloigné que possible des circuits de mesure.

Caractéristiques de performance. Du point de vue de la simplicité de mise en œuvre des circuits et de la disposition des circuits imprimés, les régulateurs linéaires sont extrêmement simples. En plus du stabilisateur intégré lui-même, seuls quelques condensateurs sont nécessaires.

Un convertisseur à découpage nécessitera au minimum un filtre LC externe. Dans certains cas, un transistor de puissance externe et une diode de roue libre externe sont nécessaires. Cela nécessite des calculs et des modélisations, et la topologie du circuit imprimé devient beaucoup plus compliquée. Une complexité supplémentaire de la carte est due aux exigences CEM.

Prix. Évidemment, en raison du grand nombre de composants externes, un convertisseur d'impulsions aura un coût élevé.

En conclusion, les domaines d'application avantageux des deux types de convertisseurs peuvent être identifiés :

• Les régulateurs linéaires peuvent être utilisés dans des circuits basse tension et faible puissance avec des exigences de précision, de stabilité et de faible bruit élevées. Un exemple serait les circuits de mesure et de précision. De plus, la petite taille et le faible coût de la solution finale peuvent être idéaux pour les appareils électroniques portables et les appareils peu coûteux.
• Les régulateurs à découpage sont idéaux pour les circuits basse et haute tension haute puissance dans l'électronique automobile, industrielle et grand public. Le rendement élevé fait souvent de l’utilisation du DC/DC une alternative aux appareils portables et alimentés par batterie.

Parfois, il devient nécessaire d'utiliser des régulateurs linéaires à des tensions d'entrée élevées. Dans de tels cas, vous pouvez utiliser des stabilisateurs produits par STMicroelectronics, qui ont des tensions de fonctionnement supérieures à 18 V (tableau 2).

Tableau 2. Régulateurs linéaires STMicroelectronics avec tension d'entrée élevée

Si la décision est prise de construire une alimentation pulsée, une puce de conversion appropriée doit être sélectionnée. Le choix se fait en tenant compte d'un certain nombre de paramètres fondamentaux.

Principales caractéristiques des convertisseurs DC/DC abaisseurs d'impulsions

Listons les principaux paramètres des convertisseurs d'impulsions.

Plage de tension d'entrée (V). Malheureusement, il existe toujours une limitation non seulement sur la tension d'entrée maximale, mais également sur la tension d'entrée minimale. La valeur de ces paramètres est toujours choisie avec une certaine marge.

Plage de tension de sortie (V). En raison des restrictions sur la durée d'impulsion minimale et maximale, la plage des valeurs de tension de sortie est limitée.

Courant de sortie maximum (A). Ce paramètre est limité par un certain nombre de facteurs : la puissance dissipée maximale admissible, la valeur finale de la résistance des interrupteurs de puissance, etc.

Fréquence de fonctionnement du convertisseur (kHz). Plus la fréquence de conversion est élevée, plus il est facile de filtrer la tension de sortie. Cela permet de lutter contre les interférences et de réduire les valeurs des éléments de filtre L-C externes, ce qui entraîne une augmentation des courants de sortie et une réduction de taille. Cependant, une augmentation de la fréquence de conversion augmente les pertes de commutation des commutateurs de puissance et augmente la composante inductive des interférences, ce qui est clairement indésirable.

L'efficacité (%) est un indicateur intégral de l'efficacité et est donnée sous forme de graphiques pour différentes tensions et courants.

D'autres paramètres (résistance des canaux des interrupteurs de puissance intégrés (mOhm), consommation de courant propre (µA), résistance thermique du boîtier, etc.) sont moins importants, mais ils doivent également être pris en compte.

Les nouveaux convertisseurs de STMicroelectronics ont une tension d'entrée et un rendement élevés, et leurs paramètres peuvent être calculés à l'aide du logiciel gratuit eDesignSuite.

Ligne DC/DC pulsée de ST Microelectronics

La gamme DC/DC de STMicroelectronics est en constante expansion. Les nouveaux microcircuits convertisseurs ont une plage de tension d'entrée étendue jusqu'à 61 V ( / / ), des courants de sortie élevés, des tensions de sortie à partir de 0,6 V ( / / ) (tableau 3).

Tableau 3. Nouveau DC/DC STMicroelectronics

Tous les nouveaux microcircuits convertisseurs d'impulsions ont des fonctions de démarrage progressif, de protection contre les surintensités et la surchauffe.

Les appareils alimentés par piles ne surprendront plus personne : il existe des dizaines de jouets et de gadgets de toutes sortes alimentés par des piles dans chaque maison. Pendant ce temps, peu de gens ont pensé au nombre de convertisseurs différents utilisés pour obtenir les tensions ou les courants nécessaires à partir de batteries standard. Ces mêmes convertisseurs sont répartis en plusieurs dizaines de groupes différents, chacun avec ses propres caractéristiques, mais on parle actuellement de convertisseurs abaisseurs et élévateurs de tension, qui sont le plus souvent appelés convertisseurs AC/DC et DC/DC. . Dans la plupart des cas, pour construire de tels convertisseurs, des microcircuits spécialisés sont utilisés, qui permettent de construire un convertisseur d'une certaine topologie avec un minimum de câblage, heureusement, il existe actuellement un grand nombre de microcircuits d'alimentation sur le marché ;

Vous pouvez considérer les caractéristiques de l'utilisation de ces microcircuits pendant une période infiniment longue, en particulier en tenant compte de l'ensemble de la bibliothèque de fiches techniques et d'annexes des fabricants, ainsi que d'un nombre incalculable de critiques publicitaires conditionnelles de représentants d'entreprises concurrentes, dont chacune tente de présenter leur produit comme étant de la plus haute qualité et le plus polyvalent. Cette fois, nous utiliserons des éléments discrets sur lesquels nous assemblerons plusieurs convertisseurs DC/DC élévateurs simples qui servent à alimenter un petit appareil de faible consommation, par exemple une LED, à partir d'une batterie d'une tension de 1,5 volts. Ces convertisseurs de tension peuvent facilement être considérés comme un projet de week-end et sont recommandés pour l'assemblage par ceux qui font leurs premiers pas dans le monde merveilleux de l'électronique.

Ce schéma montre un auto-oscillateur à relaxation, qui est un oscillateur bloquant avec contre-connexion des enroulements du transformateur. Le principe de fonctionnement de ce convertisseur est le suivant : lorsqu'il est allumé, le courant circulant dans l'un des enroulements du transformateur et la jonction émetteur du transistor l'ouvrent, ce qui entraîne son ouverture et davantage de courant commence à circuler à travers le deuxième enroulement du transformateur et le transistor ouvert. En conséquence, une FEM est induite dans l'enroulement connecté à la base du transistor, ce qui coupe le transistor et le courant qui le traverse est interrompu. À ce moment, l'énergie stockée dans le champ magnétique du transformateur, suite au phénomène d'auto-induction, est libérée et un courant commence à circuler à travers la LED, la faisant briller. Ensuite, le processus est répété.

Les composants à partir desquels ce simple convertisseur élévateur de tension peut être assemblé peuvent être complètement différents. Un circuit assemblé sans erreurs a de fortes chances de fonctionner correctement. Nous avons même essayé d'utiliser le transistor MP37B : le convertisseur fonctionne parfaitement ! Le plus difficile est de fabriquer un transformateur - il doit être enroulé avec un double fil sur un anneau de ferrite, alors que le nombre de tours ne joue pas un rôle particulier et varie de 15 à 30. Moins ne fonctionne pas toujours, plus ne fonctionne pas avoir du sens. Ferrite - peu importe, cela n'a pas beaucoup de sens de prendre un N87 d'Epcos, tout comme de chercher un M6000NN produit dans le pays. Les courants circulant dans le circuit sont négligeables, la taille de l'anneau peut donc être très petite ; un diamètre extérieur de 10 mm sera largement suffisant. Une résistance d'une valeur nominale d'environ 1 kilo ohm (aucune différence n'a été trouvée entre les résistances d'une valeur nominale de 750 ohms et de 1,5 kohms). Il est conseillé de choisir un transistor avec une tension de saturation minimale ; plus elle est faible, plus la batterie peut être utilisée déchargée. Les éléments suivants ont été testés expérimentalement : MP 37B, BC337, 2N3904, MPSH10. LED - n'importe laquelle disponible, avec la mise en garde qu'une puissante multi-puce ne brillera pas à pleine puissance.

L'appareil assemblé ressemble à ceci :

La taille de la carte est de 15 x 30 mm et peut être réduite à moins de 1 centimètre carré à l'aide de composants CMS et d'un transformateur suffisamment petit. Sans charge, ce circuit ne fonctionne pas.

Le deuxième circuit est un convertisseur élévateur typique composé de deux transistors. L'avantage de ce circuit est que lors de sa fabrication, il n'est pas nécessaire d'enrouler le transformateur, mais simplement de prendre un inducteur prêt à l'emploi, mais il contient plus de pièces que le précédent.

Le principe de fonctionnement se résume au fait que le courant traversant l'inducteur est périodiquement interrompu par le transistor VT2 et que l'énergie d'auto-induction est dirigée à travers la diode vers le condensateur C1 et transférée à la charge. Encore une fois, le circuit peut fonctionner avec des composants et des valeurs d’éléments complètement différents. Le transistor VT1 peut être BC556 ou BC327, et VT2 BC546 ou BC337, la diode VD1 peut être n'importe quelle diode Schottky, par exemple 1N5818. Condensateur C1 - n'importe quel type, d'une capacité de 1 à 33 µF, n'a plus de sens, d'autant plus qu'on peut s'en passer complètement. Résistances - d'une puissance de 0,125 ou 0,25 W (bien que vous puissiez également fournir des résistances bobinées puissantes, environ 10 watts, mais c'est plus de gaspillage que nécessaire) des valeurs nominales suivantes : R1 - 750 Ohm, R2 - 220 KOhm, R3 - 100 KOhms. Dans le même temps, toutes les valeurs de résistance peuvent être remplacées en toute liberté par celles disponibles dans une plage de 10 à 15 % de celles indiquées ; cela n'affecte pas les performances d'un circuit correctement assemblé, mais cela affecte la tension minimale à laquelle notre convertisseur peut fonctionner.

La partie la plus importante est l'inductance L1, sa valeur nominale peut également différer de 100 à 470 μH (des valeurs jusqu'à 1 mH ont été testées expérimentalement - le circuit fonctionne de manière stable) et le courant pour lequel il doit être conçu ne dépasse pas 100 mA. N'importe quelle LED, encore une fois en tenant compte du fait que la puissance de sortie du circuit est très faible, un appareil correctement assemblé commence à fonctionner immédiatement et n'a pas besoin d'être configuré.

La tension de sortie peut être stabilisée en installant une diode Zener de la valeur requise en parallèle avec le condensateur C1, cependant, il ne faut pas oublier que lors de la connexion d'un consommateur, la tension peut s'affaisser et devenir insuffisante.ATTENTION! Sans charge, ce circuit peut produire des tensions de plusieurs dizaines voire centaines de volts ! S'il est utilisé sans élément stabilisateur en sortie, le condensateur C1 sera chargé à la tension maximale, ce qui, si la charge est connectée ultérieurement, peut conduire à sa panne !

Le convertisseur est également réalisé sur une carte de 30 x 15 mm, ce qui permet de le fixer sur un compartiment à piles de taille AA. La disposition du PCB ressemble à ceci :

Les deux circuits de convertisseur boost simples peuvent être réalisés de vos propres mains et peut être utilisé avec succès dans des conditions de camping, par exemple dans une lanterne ou une lampe pour éclairer une tente, ainsi que dans divers produits électroniques faits maison, pour lesquels l'utilisation d'un nombre minimum de piles est essentielle.

Les convertisseurs DC-DC abaisseurs sont de plus en plus utilisés dans la vie quotidienne, dans les ménages, dans les applications automobiles, ainsi que comme alimentations régulées dans un laboratoire domestique.

Par exemple, sur un véhicule lourd, la tension du réseau câblé de bord peut être de +24 V, mais vous devez connecter un autoradio ou un autre appareil avec une tension d'entrée de +12 V, puis un tel convertisseur abaisseur vous sera très utile.

De nombreuses personnes commandent des convertisseurs DC-DC abaisseurs sur divers sites chinois, mais leur puissance est assez limitée, en raison des économies chinoises sur la section transversale du fil de bobinage, des dispositifs semi-conducteurs et des noyaux d'inductance, car plus le convertisseur est puissant, plus c'est cher. Par conséquent, je vous suggère d'assembler vous-même un DC-DC abaisseur, qui surpassera les analogues chinois en puissance et sera également plus économique. D'après mon reportage photo et le schéma présenté, force est de constater que le montage ne prendra pas beaucoup de temps.

La puce LM2596 n'est rien de plus qu'un régulateur de tension abaisseur de commutation. Il est disponible en tension fixe (3,3 V, 5 V, 12 V) et en tension réglable (ADJ). Notre convertisseur DC-DC abaisseur sera construit sur la base d'un microcircuit réglable.

Circuit convertisseur

Paramètres de base du régulateur LM2596

Tension d'entrée………. jusqu'à +40V

Tension d'entrée maximale………. +45V

Tension de sortie………. de 1,23V à 37V ±4%

Fréquence du générateur………. 150 kHz

Courant de sortie………. jusqu'à 3A

Consommation de courant en mode veille………. 80uA

Température de fonctionnement de -45°С à +150°С

Type de boîtier TO-220 (5 broches) ou TO-263 (5 broches)

Efficacité (à Vin= 12V, Vout= 3V Iout= 3A).......... 73%

Bien que le rendement puisse atteindre 94 %, il dépend de la tension d'entrée et de sortie, ainsi que de la qualité du bobinage et du choix correct de l'inductance de l'inducteur.

Selon le graphique tiré de, avec une tension d'entrée de +30 V, une tension de sortie de +20 V et un courant de charge de 3 A, le rendement devrait être de 94 %.

De plus, la puce LM2596 dispose d'une protection contre le courant et la surchauffe. Je note que sur les microcircuits non originaux, ces fonctions peuvent ne pas fonctionner correctement ou être totalement absentes. Un court-circuit à la sortie du convertisseur entraîne une défaillance du microcircuit (testé sur deux LM), bien qu'il n'y ait rien d'étonnant ici ; le constructeur n'écrit pas dans la fiche technique sur la présence d'une protection contre les courts-circuits.

Éléments schématiques

Toutes les valeurs nominales des éléments sont indiquées sur le schéma du circuit électrique. La tension des condensateurs C1 et C2 est choisie en fonction de la tension d'entrée et de sortie (tension d'entrée (sortie) + marge de 25%), j'ai installé les condensateurs avec une marge de 50V.

Le condensateur C3 est en céramique. Sa dénomination est choisie selon le tableau de la fiche technique. Selon ce tableau, la capacité C3 est sélectionnée pour chaque tension de sortie individuelle, mais comme le convertisseur dans mon cas est réglable, j'ai utilisé un condensateur de capacité moyenne 1nF.

La diode VD1 doit être une diode Schottky, ou une autre diode ultra-rapide (FR, UF, SF...). Il doit être conçu pour un courant de 5A et une tension d'au moins 40V. J'ai installé une diode impulsionnelle FR601 (6A 50V).

La self L1 doit être conçue pour un courant de 5 A et avoir une inductance de 68 μH. Pour ce faire, prenez un noyau en poudre de fer (jaune-blanc), diamètre extérieur 27 mm, intérieur 14 mm, largeur 11 mm, vos dimensions peuvent varier, mais plus elles sont grandes, mieux c'est. Ensuite, nous enroulons deux fils (le diamètre de chaque fil est de 1 mm) sur 28 tours. J'ai enroulé un seul noyau d'un diamètre de 1,4 mm, mais avec une puissance de sortie élevée (40 W), l'inducteur est devenu très chaud, également à cause de la section insuffisante du noyau. Si vous enroulez deux fils, vous ne pourrez pas mettre le bobinage en une seule couche, vous devez donc l'enrouler en deux couches, sans isolation entre les couches (si l'émail du fil n'est pas endommagé).

Un petit courant traverse la résistance R1, sa puissance est donc de 0,25 W.

La résistance R2 est réglée, mais peut être remplacée par une constante ; pour cela, sa résistance est calculée pour chaque tension de sortie selon la formule :

Où R1 = 1kOhm (selon la fiche technique), Vref = 1,23V. Calculons ensuite la résistance de la résistance R2 pour la tension de sortie Vout = 30V.

R2 = 1 kOhm * (30V/1,23V - 1) = 23,39 kOhm (en réduisant à la valeur standard, on obtient une résistance R2 = 22 kOhm).

De plus, connaissant la résistance de la résistance R2, vous pouvez calculer la tension de sortie.

Test d'un convertisseur DC-DC abaisseur sur LM2596

Lors des tests, un radiateur d'une superficie de ≈ 90 cm² a été installé sur la puce.

J'ai effectué des tests sur une charge d'une résistance de 6,8 Ohms (une résistance constante plongée dans l'eau). Initialement, j'ai appliqué une tension de +27V à l'entrée du convertisseur, le courant d'entrée était de 1,85A (puissance d'entrée 49,95W). J'ai réglé la tension de sortie sur 15,5 V, le courant de charge était de 2,5 A (puissance de sortie 38,75 W). Le rendement était de 78 %, ce qui est très bien.

Après 20 minutes. Pendant le fonctionnement du convertisseur abaisseur, la diode VD1 s'est chauffée jusqu'à une température de 50°C, l'inducteur L1 s'est chauffé jusqu'à une température de 70°C et le microcircuit lui-même s'est chauffé jusqu'à 80°C. C'est-à-dire que tous les éléments ont une réserve de température, à l'exception du papillon, 70 degrés, c'est trop pour cela.

Par conséquent, pour faire fonctionner ce convertisseur à une puissance de sortie de 30 à 40 W ou plus, il est nécessaire d'enrouler l'inducteur avec deux (trois) fils et de sélectionner un noyau plus grand. La diode et le microcircuit peuvent maintenir longtemps une température de 100-120°C sans aucune crainte (sauf pour chauffer tout ce qui se trouve à proximité, y compris le boîtier). Si vous le souhaitez, vous pouvez installer un radiateur plus grand sur le microcircuit et laisser de longs fils sur la diode VD1, la chaleur sera alors mieux dissipée, ou fixer (souder à l'un des fils) une petite plaque (radiateur). Vous devez également étamer au mieux les pistes du circuit imprimé ou souder un noyau de cuivre le long d'elles, cela garantira moins d'échauffement des pistes lors d'un fonctionnement à long terme à une puissance de sortie élevée.

J'ai récemment assemblé un appareil numérique sur un microcontrôleur, et la question s'est posée de son alimentation en conditions de terrain, il a besoin d'une tension de 12 volts et d'un courant d'environ 50 mA ; De plus, il est très sensible aux ondulations de tension et à partir de plusieurs alimentations à découpage, il ne voulait pas fonctionner à partir de certains équipements. Après avoir cherché sur Internet, j'ai trouvé l'une des options les plus optimales et les moins chères : Convertisseur élévateur DC-DC sur une puce MC34063. Pour calculer, vous pouvez utiliser un programme de calcul. J'ai inséré les paramètres nécessaires (cela peut fonctionner comme une augmentation ou une diminution) et j'ai obtenu ce résultat :

La tension d'alimentation du microcircuit ne doit pas dépasser 40 volts et le courant ne doit pas dépasser 1,5 A. Il existe des circuits imprimés en ligne et pour les pièces CMS, mais je ne les ai pas en stock, j'ai donc décidé de fabriquer les miens. Veuillez noter qu'il y a deux résistances de 0,2 ohm qui y sont dessinées. Je n'en avais qu'un de 5 watts, alors je l'ai fait pour ça, mais si j'en avais trouvé un plus petit, je l'aurais soudé à un autre endroit et coupé l'excédent.

Au lieu d'une résistance à R1- 1,5 kOhm, j'ai installé un trimmer à 5 kOhm pour réguler la tension de sortie. D'ailleurs, il régule dans une plage assez décente de 7 à 16, plus est possible, mais le condensateur de sortie est réglé sur 16 volts, donc je ne l'ai pas augmenté davantage.

Et maintenant brièvement sur le fonctionnement du convertisseur. J'ai appliqué 3 volts, ajusté (R1) la sortie à 12 volts - et il maintient cette tension lorsque la puissance est réduite à 2,5 volts et augmentée à 11 volts !

Reste à ajouter qu'alimenté en 2,5 V et avec une charge de 20 mA, le circuit consomme 220 mA. Vous pouvez consulter d'autres caractéristiques, ainsi qu'un dessin du circuit imprimé, sur le forum.

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