Ce convertisseur élévateur DC-DC est conçu pour augmenter la tension du réseau de bord de la voiture (+12 V) jusqu'à 19 V, permettant ainsi de connecter un ordinateur portable au réseau câblé de bord de la voiture. Étant donné qu'un ordinateur portable n'est pas rare à notre époque, le circuit convertisseur présenté dans cet article est très pertinent pour les automobilistes.
Ce convertisseur automobile UC3845 est construit sur le principe d'un convertisseur élévateur asymétrique avec une self de stockage. Le circuit dispose d'une protection actuelle.
Schéma d'un convertisseur automobile de 12V à 19V sur UC3845
Le fonctionnement du circuit est décrit en détail dans l'article "". Dans le même article, vous découvrirez le fonctionnement de la protection actuelle, ainsi que d'autres informations intéressantes sur ce système.
La puce UC3845 est un contrôleur PWM et son fonctionnement est similaire à celui de l'UC3843 PWM.
Les circuits intégrés UC3845 et UC3843 ont un brochage identique et peuvent être interchangés dans ce circuit. Lors du remplacement de ces contrôleurs PWM, il convient de prendre en compte le fait qu'avec les mêmes éléments de synchronisation (R2, C6), la fréquence aux sorties de ces PWM (broche 6) doublera presque.
Le fait est que l'UC3845 dispose d'un déclencheur qui divise la fréquence en deux et limite également la largeur d'impulsion à 50 % (discuté ci-dessous). Et si vous réglez les générateurs des microcircuits UC3845 et UC3843 sur la même fréquence (nous nous trouvons avec un oscilloscope sur la broche 4), alors à la sortie même de l'UC3845 (broche 6), la fréquence sera la moitié de la fréquence de sortie de l'UC3843 . Ne confondez pas la fréquence de sortie avec la fréquence du générateur PWM, elle n'est pas toujours la même (comme dans notre cas).
Par exemple, j'ai réglé R2 = 10kΩ et C6 = 1nF, la fréquence de l'oscillateur de l'UC3845 était d'environ 160 kHz, tandis que celle de l'UC3843 était de 135 kHz. A la sortie de l'UC3845, la fréquence était d'environ 80 kHz (c'est-à-dire qu'elle a été réduite de moitié), tandis que la fréquence de l'UC3843 était égale à la fréquence du générateur (135 kHz).
Par conséquent, pour l'UC3845, le condensateur C6 doit être installé avec une capacité ne dépassant pas 500pF, et la résistance R2 à 10kΩ, afin d'obtenir une fréquence d'environ 160kHz en sortie. J'ai réglé 1nF et effectué tous les tests sur cette capacité.
Une autre différence entre ces microcircuits est que le rapport cyclique d'impulsion de l'UC3845 PWM est de 50 %, contrairement à l'UC3843, dont le rapport cyclique est de 100 %.
En bref, lors du réglage du rapport cyclique, la largeur d'impulsion de l'UC3843 peut être si grande qu'elle prend presque toute la période, et l'UC3845 seulement la moitié de la période. Comment pouvez-vous le ressentir, oui c'est facile ! Après avoir assemblé ce convertisseur boost de voiture de 12V à 19V sur l'UC3845, lors du réglage de la tension sous une charge de 3A, la tension à la sortie du convertisseur ne pourra pas monter de plus de 21V-22V (la tension dépend des paramètres de l’inductance), c’est-à-dire que la tension va « descendre ».
Cela semblait être un problème ! Mais non, notre convertisseur doit fournir du 19V DC, et il fait parfaitement son travail avec une charge de 3A et 5A. Pas étonnant que ce microcircuit soit l'un des leaders des circuits de conversion 12-19 Volts.
Quelques paramètres du microcircuit
Tension d'entrée maximale pas plus de .......... 30 V
Courant de sortie .......... 1A
Courant du signal d'erreur ......... 10 mA
Dissipation de puissance (boîtier DIP) .............. 1 W
Fréquence maximale du générateur .......... 500kHz
Facteur de service.......... 50 %
Courant de fonctionnement.......... 11mA
Vous trouverez d'autres paramètres et graphiques dans .
Éléments de circuits
Les résistances du circuit doivent être choisies pour un quart de watt (0,25W), à l'exception de R4 = 0,5W et R6 = 2W.
Les condensateurs C1, C2, C8, C9 doivent être évalués à 25 V. En sortie du circuit, un électrolyte pour 1000uF (C8 ou C9) suffit.
Diodes VD1 et VD2 - Schottky ou autres diodes ultrarapides. J'ai un montage de Schottky SB2040CT (20A, 40V), il vaut mieux ne pas installer moins de 40V. Vous pouvez installer une seule diode sur la carte, mais il est plus facile de fixer un dissipateur thermique à l'ensemble.
R9 est une résistance d'accord multitours de type 3296. Les résistances multitours permettent un réglage en douceur.
Le plus intéressant est le starter L1. Son inductance doit être comprise entre 40 et 50 μH. Bien que le convertisseur fonctionne même avec une inductance de 20 μH, seul le rendement sera inférieur à celui souhaité. Pour le fabriquer, vous devez trouver un anneau de fer en poudre jaune-blanc. Plus le diamètre de l'anneau est grand, mieux c'est. Ma bague a un diamètre extérieur de 27 mm, un diamètre intérieur de 14 mm et une épaisseur de 11 mm. Nous enroulons 20 à 22 tours avec du fil de cuivre double verni. Diamètre du noyau 1 mm. J'ai un diamètre de noyau de 1,4 mm, je l'ai enroulé avec un seul fil. Une telle self maintient longtemps un courant de 3A à une tension de sortie de + 19V.
Lors du bobinage avec un fil double (triple), le bobinage peut ne pas tenir en une seule couche, alors le bobinage doit être effectué en deux couches, c'est possible sans isolation (si l'émail du fil n'est pas endommagé).
Quelques mots sur la protection
Le fusible FU1 évitera un court-circuit (court-circuit). Le court-circuit résiste, mes expériences l'ont montré, l'essentiel est que la source de tension + 12V connectée à l'entrée du convertisseur soit protégée et soit assez puissante, mais il vaut mieux que ce soit une batterie de voiture.
Le fonctionnement de la protection actuelle est décrit en détail dans l'article sur l'UC3843 (voir le lien ci-dessus), ici tout fonctionne de la même manière. La seule chose que j'ajouterai c'est que pour le fonctionnement du convertisseur sur l'UC3845 pour un courant de sortie jusqu'à 5A, il faut diviser par deux la résistance de la résistance R6 (capteur de courant), ou connecter deux résistances de 0,1 Ohm en parallèle . Si vous ne faites pas ces manipulations, la puissance de sortie (tension et courant) sera limitée par la protection.
Deux manettes de tailles différentes...
Le convertisseur avec les paramètres de papillon décrits juste ci-dessus, j'ai fonctionné sur une charge avec une résistance de 6,2 Ohms. Le courant de charge était de 3 A, avec une tension de sortie de 19 V. Pendant trente minutes de fonctionnement, le papillon a chauffé jusqu'à 45 degrés Celsius et la montée en température s'est arrêtée, ce qui est très bien. À propos, l'efficacité à une telle charge était de 82 %.
Après cela, j'ai installé un deuxième starter, qui est enroulé sur un anneau d'un diamètre extérieur de 18 mm, d'un diamètre intérieur de 8 mm et d'une largeur de 7 mm. Fil unique, diamètre du fil 1,4 mm, 20 tours (40µH). Lorsqu'il fonctionne à un courant de sortie de 3 A pendant 30 minutes, l'inducteur chauffe jusqu'à une température de 50 degrés Celsius.
Vous savez désormais plus clairement quelles dimensions de base choisir. Bien sûr, si j'enroulais avec deux fils, l'échauffement diminuerait un peu, mais même 55 degrés sont tout à fait normaux.
Il est difficile pour une personne moderne de se passer d'un ordinateur. Aujourd'hui, les gens ne se séparent pas de l'électronique, même dans la salle de bain. Que dire des voyages longue distance, dans lesquels il faut absolument consulter la météo, la feuille de route sur son ordinateur portable et, par habitude, être en contact sur les réseaux sociaux. C’est dommage que la batterie de l’ordinateur portable dure plus d’une heure et que vous ne puissiez pas la brancher directement sur la prise allume-cigare de la voiture. Pour alimenter un ordinateur portable ou un netbook, une tension de 19 V est requise, avec un courant de 4 à 5 A.
Vous devrez assembler un convertisseur boost de 12 à 19 volts. Le courant de charge maximal atteignant 5 A, un multiplicateur de tension basse consommation est indispensable. Exactement puissant convertisseur d'impulsions inductif 12/19 V , par exemple, assemblé selon le schéma ci-dessous, est nécessaire pour alimenter un ordinateur portable.
Détails de l'adaptateur
Le cœur du convertisseur est puce KR1006VI1 . La fréquence de commutation de 40 kHz de ce registre RS est fixée par le condensateur C3. Le circuit est protégé contre la baisse de la tension d'entrée. Car s'il tombe en dessous de 9 V, alors l'inducteur, essayant de maintenir la tension réglée à la sortie, fonctionnera à la limite, tandis qu'un courant anormalement élevé circulera à travers l'interrupteur d'alimentation VT2.
Il existe également une protection contre les surtensions à la sortie au-dessus de 25 V. Une augmentation anormale de la tension peut être observée lorsque la ligne de retour dans le circuit est coupée. Ce qui n’est pas dangereux pour un portable, mais catastrophique pour un convertisseur.
Manette de Gaz L 1 avec une inductance de 25 μH doit être enroulé indépendamment sur un circuit magnétique toroïdal de taille TN27/15/11. Une telle bobine, comme sur la photo, recouverte d'une coque en plastique jaune, est disponible dans n'importe quelle alimentation d'ordinateur.
Seuls 9 tours de 25 µH doivent être enroulés, en utilisant la bobine spécifiée d'un diamètre de 27 mm. Le fil PEV-2 d'un diamètre de 1 mm est idéal pour le bobinage. Il doit être réparti uniformément dans tout le circuit magnétique.
Pour redresser la tension de sortie pulsée, vous avez besoin Diode Schottky VD 2 et électrolytique condensateur C5 capacité 100-220 uF. A partir d'une alimentation informatique défectueuse, vous pouvez emprunter un assemblage de deux diodes Schottky MBR4045PT, dans lesquelles elles sont connectées en parallèle. Il s'agit d'un ensemble très puissant, conçu pour un courant allant jusqu'à 40 A à basse tension jusqu'à 45 V, de sorte que les diodes Schottky ne chaufferont jamais pendant le fonctionnement du convertisseur pour ordinateur portable.
Dans la clé de sortie du convertisseur, pour fournir un courant d'alimentation important, un champ puissant transistor Vermont 2 , comme dans le schéma, ou vous pouvez retirer le T60N02R de la carte mère.
Toutes les autres pièces de l'adaptateur pour ordinateur portable peuvent également être remplacées par des homologues nationaux ou importés.
Configuration du convertisseur
Pour tester la sortie du convertisseur, vous devez connecter une chaîne de résistances assemblées au total pour une résistance de 5 ohms et une puissance d'au moins 50 watts. Vous pouvez maintenant vérifier si le circuit maintient la tension entre 17 et 20 V à un courant de charge de 4 à 5 A.
Après cette configuration, il sera possible de connecter la plupart des moniteurs LCD alimentés en 19 volts via l'adaptateur. En cas d'organisation d'un cinéma en voiture.
Assemblage de l'appareil
Il est pratique de placer l'appareil fini pour la voiture dans un boîtier provenant d'une alimentation informatique défectueuse. La plupart des éléments sont situés sur son circuit imprimé. La source du transistor à effet de champ VT2 étant également son boîtier, il convient de l'isoler avec un mica ou un film synthétique lorsqu'il est installé sur un radiateur.
À pleine charge, le transistor sur le dissipateur thermique devient chaud. Le refroidissement peut être amélioré en utilisant le ventilateur de l'unité informatique. Un tel refroidisseur est connecté en usine via une thermistance installée à proximité du radiateur. La résistance de la thermistance à température ambiante est d'environ 400 ohms, à mesure que la température augmente, elle diminue et le ventilateur commence à tourner plus vite.
Il ne reste plus qu'à brancher la prise allume cigare pour se connecter au réseau de bord de la voiture.
Le circuit est également disponible sur //radiokot.ru/circuit/power/converter/45 et sur le site Web de l'auteur //microscheme.blogspot.ru/2011/03/blog-post.html
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Les objectifs ont été fixés comme suit :
1. Tout d'abord, l'auteur s'est fixé l'intérêt commercial de ce projet, le coût devrait donc tendre vers zéro.
2. Circuit simple et mise en œuvre pratique (répétabilité à 100 %).
3. Petites dimensions, faible chauffage (pas de radiateurs qui dépassent et refroidissement forcé), profil bas (ce dernier est dû au fait que l'auteur dispose de boîtiers d'imprimantes PSU, de scanners :).
4. Le convertisseur doit être adapté à TOUS LES ORDINATEURS PORTABLES (si nécessaire, il pourrait fournir une puissance d'au moins 120 W pendant un certain temps, ce qui est typique pour commencer à charger les batteries d'ordinateurs portables puissants).
J'ai commencé ma recherche sur Internet et voici ce qu'il m'a donné :
1. Schéma d'un auteur inconnu.
Après avoir assemblé ce circuit et confirmé nos hypothèses selon lesquelles le pilote de sortie UC3843 à une fréquence de commutation de 150 kHz (cette fréquence correspond aux valeurs nominales R2, C2 indiquées) donne de tels blocages des fronts des impulsions de commande au niveau de la porte VT1, ce qui conduit à un échauffement inacceptable (selon l'auteur) des touches en raison de pertes dynamiques lors de la commutation. En ajoutant un pilote externe sur des éléments discrets, la situation s'est améliorée, mais le résultat n'a toujours pas satisfait aux objectifs fixés. À température normale (pas supérieure à 60 degrés), plus de 3,5 A ne peuvent pas être extraits. Et les pertes dans la résistance de mesure de courant sont assez importantes, ce qui lui confère non seulement des dimensions, mais aussi un échauffement, et dans un boîtier fermé, cela en décidera beaucoup. Il est impossible de ne pas parler des avantages de cette solution de circuit. Une fréquence de commutation élevée réduit automatiquement les valeurs des condensateurs d'entrée et de sortie, même si en même temps elle impose des exigences élevées à leur qualité (faible résistance série équivalente) et la valeur de l'inductance est relativement faible, ce qui permet réduire ses dimensions avec du bon matériel.
2. Schéma de l'auteur Michael Schon.
Tout irait bien (à l'exception du rendement déclaré de 96 % dans l'efficacité, bien que l'auteur n'ait trouvé de telles données possibles dans aucune littérature de référence sur la conception et la mise en œuvre pratique de ces convertisseurs, et partout la barre était indiquée à 89 % avec laquelle Je suis tout à fait d'accord), mais ce projet et surtout sa mise en œuvre pratique ne répondaient à aucune exigence. Par conséquent, l’auteur ne l’a pas collecté ni expérimenté. Peut-être qu'à l'étranger, vous pouvez tout acheter ou même le commander, mais où pouvez-vous vous procurer autant de condensateurs, et la taille de l'accélérateur avec radiateurs n'était pas satisfaisante.
Il a été décidé de le faire soi-même et à partir de ce qui est ! Et comme l'auteur s'occupe à temps partiel de la réparation d'ordinateurs, il y avait alors quelque chose à faire. L'orientation principale de la construction du circuit était d'augmenter la fréquence de fonctionnement des filtres d'entrée et de sortie afin de réduire respectivement leur capacité et leurs dimensions, ainsi que la répartition de la charge et, par conséquent, les pertes de chaleur, dues à l'introduction d'une seconde alimentation. canal. Une telle technique de circuit a été motivée par l'étude de la formation multiphasée de l'alimentation des processeurs sur les cartes mères. Où, en principe, tous les détails nécessaires ont été pris. Seul le TL494, très utilisé, a été choisi comme contrôleur PWM (il est présent dans presque tous les blocs d'alimentation pour PC de plus de 2-3 ans), mais pas le SC2643VX 4 phases de la carte mère. Presque tous les composants nécessaires ont été extraits de la carte mère EPOX (l'auteur en a une pile sous le plafond). Eh bien, voici ce qui s'est passé :
La tuyauterie du TL494 est quasiment identique à la tuyauterie standard d'une alimentation PC, sauf que l'oscillateur a une fréquence de fonctionnement d'environ 290 kHz (malheureusement, la barre des 300 kHz est indiquée dans la documentation du microcircuit). Je voudrais noter que le circuit de démarrage progressif (R12, C7) dans tout convertisseur élévateur ayant une telle technique de circuit est tout simplement obligatoire, puisque le convertisseur fonctionne en mode continu du courant d'inductance (le code stocke l'énergie dans l'inductance est stockée jusqu'au prochain cycle de charge) a une réponse transitoire lente, la probabilité de surtension est alors très grande. Un démarrage progressif élimine les surtensions sur T1 et T2, bien qu'il existe une possibilité de surtension due au délestage, mais c'est un désastre pour tous les convertisseurs de ce type. Heureusement, ce convertisseur ne peut entrer dans ce mode qu'à un rapport cyclique de 50 % ou plus, mais cela est limité par le microcircuit lui-même, il n'y a donc rien à craindre, mais cela ne fait pas de mal de jouer la sécurité. Quant à la mesure et à la limitation du courant, un morceau de fil shunt provenant d'un vieux Tseshka d'environ 10 à 15 mm de long (10 à 12 mOhm) a été utilisé pour la mesure. L'amplificateur supérieur, qui fait partie de IC1, assure la limitation du courant, et en faisant varier les résistances R3, R4, vous pouvez régler le niveau souhaité. Je voudrais noter que dans tout convertisseur boost non isolé galvaniquement, la notion de limitation de courant est plutôt relative, car en cas de court-circuit dans la charge, le courant ne peut pas être limité à l'aide d'un contrôleur PWM - après tout, même avec les clés privées T1 et T2, un courant de court-circuit traversera les diodes D1 et D2, et le "niveau de limitation de courant" implique que le circuit limitera le courant à travers l'inductance et les commutateurs, et par conséquent, lorsque la charge est exorbitante, la tension de sortie du convertisseur va tout simplement chuter. Par conséquent, le fusible F1 est simplement obligatoire en cas d'urgence.
Le convertisseur utilise des microcircuits SC1211 spécialisés, qui sont des pilotes pour un convertisseur abaisseur avec une fonction de rectification synchrone (pour ceux qui n'ont pas de carte mère avec eux, vous pouvez en utiliser d'autres adaptés tels que RT9601, RT9602 et bien d'autres, qui, par le manière, sont également sur les cartes vidéo, avec la correction de circuit correspondante, mais en dessous il y aura un circuit pilote sur des éléments discrets). Il y avait une idée pour implémenter un redressement synchrone dans cet appareil, mais comme le SC1211 est un pilote pour un convertisseur abaisseur, il n'implémente pas le verrouillage de la clé synchrone supérieure en fonction du sens du courant d'inductance, mais est plutôt implémenté pour celui du bas (l'auteur utilise la notion de "supérieur" et "inférieur" en tenant compte du fait qu'à la place de D1 et D2 il y a des transistors MOS et avec les touches T1 et T2 ils forment des demi-ponts). Et sans cette fonction de pilote en mode courant intermittent de l'inducteur, il viendra certainement un moment où l'énergie stockée dans l'inducteur s'épuisera et le moment où le condensateur de sortie fonctionnera viendra, seule cette étape ne sera pas surveillée, et le le courant du condensateur circulera non seulement dans la charge, mais également dans le bus + 12V via un commutateur redresseur synchrone et une self. C'est le mode indésirable. Par conséquent, ce projet est encore en développement et son utilisation à faible capacité n’est pas économiquement justifiée.
Quant à la liaison du SC1211, je ne recommande pas d'augmenter les valeursde R5 et R6, car à une valeur de 10 kOhm, le signal à l'entrée de commutation CO (4) -SC1211 a une forme en dents de scie (en raison à la capacité de l'entrée), ce qui entraîne un retard dans le front arrière de la touche d'arrêt et, par conséquent, introduit un zéro supplémentaire dans la caractéristique de transfert de la boucle de commande, et de ce fait, une instabilité et une excitation du système peut se produire. Les capacités C8 et C9 doivent être suffisantes pour assurer une charge garantie de la capacité des portes des clés, sinon tout le travail retombera sur la source interne de tension stabilisée SC1211 avec sa surchauffe ultérieure (lors de la mise en service travail, un condensateur tombé accidentellement a conduit à la formation instantanée d'un trou dans le SC1211) .
Détails.
Comme je l'ai dit, presque toutes les pièces nécessaires proviennent des cartes mères. Je joins une photo du donateur (modèle de carte mère Elitegroup K7S5A, bien que l'auteur préfère utiliser des cartes avec des pilotes SC1211, il suppose simplement que ceux qui souhaitent assembler le convertisseur ne pourront peut-être pas se procurer de telles cartes) :
La flèche verte sur la photo n°5 indique les "organes" souhaités. Cette instance a des selfs embarquées et en anneau, des commutateurs, des diodes Schottky et des condensateurs d'entrée avec un bon ESR (ATTENTION ! Sur K7S5A, la tension du condensateur d'entrée, selon la version de la carte, peut être de 6,3 V), et même du TL494, et les ovales verts sur la photo n°6 des transistors à effet de champ planaire sont marqués (marquage sur le boîtier sSG25 ou 702, ce sont tous des 2N7002 de différents fabricants) pour une utilisation dans un pilote discret. Tel sur n'importe quel arbre "mère", il suffit de regarder de près. À propos, dans la zone de la puce sonore (généralement marquée ALC668 : selon celle installée), il y a également un stabilisateur 78L05 qui peut être utilisé pour alimenter les portes des interrupteurs d'alimentation. Vous pouvez augmenter le niveau à l'aide de deux ensembles de diodes marqués A7W jusqu'au niveau de 7-8 V, car de nombreuses sources indiquent une tension de 8,5 V comme optimale pour les commutateurs de bas niveau en termes de réduction des pertes dynamiques. Dans le schéma, ce nœud est dans la ligne pointillée rouge, il peut également être implémenté avec un stabilisateur paramétrique classique. Je ne recommande pas de le rendre supérieur à 8V, car la différence entre +11V à l'entrée (dans le pire des cas "la batterie est faible") et +8V sera faible, et ce niveau servira à contrôler le demi-pont supérieur clé du conducteur.
Je voudrais m'attarder un peu sur la fabrication des selfs élévateurs parallèles L2 et L3. Sur les cartes mères, il y en a en anneau et en broches dans un boîtier anti-sonnerie (carré). De préférence en anneau, car le processus de fabrication sera plus facile. Il faut enrouler le fil existant et l'enrouler, deux sont câblés en parallèle (je n'ai pas pu en mettre plus de deux) d'un diamètre de 0,6 mm chacun, environ 18-20 tours (cela peut être difficile car la fenêtre est petite ). Pendant le fonctionnement de l'inducteur, ils chauffent, mais pas le fer lui-même, mais le fil, ce qui indique un manque de section de conducteur et un effet de peau décent, mais, malheureusement, c'est le prix d'un profil bas , d'ailleurs, c'est l'une des raisons pour lesquelles la décision a été prise d'utiliser deux bobines parallèles. La répétabilité des bobines est de 100% puisqu'elles se trouvaient toutes au même endroit et travaillaient également en parallèle. Et la recherche d'un cœur répondant aux exigences n'a rien apporté, car la plupart de ceux disponibles fonctionnaient dans la plage de 60 à 100 kHz, et sur la carte mère, chacun des cœurs fonctionnait à environ une fréquence de commutation de 300 kHz et avec un rapport cyclique ne dépassant pas 20 %, ce qui indique ses bonnes propriétés magnétiques.
Le mode de fonctionnement du convertisseur est mixte. Chaque canal fonctionne séparément en mode courant intermittent, ce qui assure une réponse transitoire rapide et une diminution des pertes lors de l'allumage de la clé, car lorsqu'il se ferme, il ne coupe pas le courant de son inducteur qui circule dans la charge (à ce moment-là un autre canal fonctionne déjà et la diode de ce canal est polarisée en sens inverse). Et travaillant ensemble pour une charge, deux canaux fournissent un courant continu dans la charge en raison de leurs courants d'inductance, pratiquement sans recourir à l'aide d'un condensateur en sortie. Le condensateur de sortie ne fonctionne de manière significative qu'à un faible rapport cyclique, lorsqu'il y a des creux entre les courants d'inductance. Je voudrais noter que les calculs d'inductance ont été effectués comme pour un convertisseur monocanal fonctionnant en mode courant de self intermittent, et les calculs de capacité de sortie ont été effectués comme pour un convertisseur monocanal avec fréquence doublée et courant de self continu. Des tests ont montré que le système à deux canaux a absorbé les avantages des deux modes. A savoir : le mode courant discontinu de l'inductance de chacune des voies donne une réponse transitoire rapide et de faibles pertes sur la touche, et comme les courants des deux inductances se superposent, le résultat est un courant continu des deux doubles- les inductances de fréquence et le condensateur de sortie sont nécessaires très petits (selon les calculs, environ 50 uF par ondulation de 100 mV à la sortie). Mais l'auteur a décidé de ne pas lésiner, donc un condensateur de sortie de 100-470uF avec un ESR ne dépassant pas 0,3 Ohm suffira, d'autant plus que la taille sera petite (l'ESR peut être légèrement réduit en le mettant en parallèle avec un céramique ou condensateur polymère).
Quant aux commutateurs T1 et T2, ce sont des UltraFEET à canal N avec un très faible Rdson (résistance de canal ouvert) et ils proviennent tous du même endroit, et leurs paramètres typiques sont une tension drain-source de 30 V et un courant de crête de 50 à 80 A. Attention sur certaines cartes il y a des instances 20V, ce qui sera lourd : je propose IRFL44 en remplacement (le choix est déterminé par le prix et la disponibilité).
Les inducteurs L1, C18 et C19 constituent un filtre de suppression du bruit haute fréquence en option dans le réseau de bord de la voiture et, si la conception est économique, ils peuvent être omis.
L'appareil peut être complété par des circuits pour signaler la présence d'une sortie +19V et avertir que la batterie est faible. Voici mes options :
Il peut être nécessaire de faire correspondre la tension Zener du ZD6 au niveau d'allumage de la LED rouge, en fonction de vos préférences d'avertissement. Avec une LED qui a une chute directe d'environ deux volts et une diode Zener de 6 V, le seuil est d'environ 11 V aux bornes de la batterie (car la sortie est stabilisée).
Dans le circuit avec des pilotes basés sur des éléments discrets, un circuit de commutation de champ biphasé classique est utilisé (n'importe quel transistor moderne à canal N de faible puissance peut être utilisé). L'auteur n'a délibérément pas utilisé le pilote sur les touches des canaux N et P, car il n'y a pas beaucoup de canaux P sur les mères et les médias non grand public n'inspirent pas confiance.
Et voici le circuit avec drivers sur éléments discrets :
Assemblage et réglage
1. Nous reproduisons la carte en séparant les circuits d'alimentation des circuits de signal.
2. Nous soudons tous les composants et vérifions la fréquence aux portes des interrupteurs de puissance (environ 145 kHz), et examinons également la pente des fronts.
3. Nous enroulons l'accélérateur (18 à 20 tours, mais laissons une extrémité d'environ 10 cm de long).
4. Soudez un inducteur, allumez et vérifiez la sortie + 19 V (ajustez à l'aide de R7-R11.).
5. Nous trouvons une charge appropriée et chargeons l'ampère de 3.
6. Avec des manipulations simples, nous mesurons l'efficacité (avec une charge et une tension d'entrée stables, vous pouvez vous concentrer sur le courant d'entrée) et s'il est compris entre 88 et 89 %, alors tout est normal.
7. Éteignez et remontez, s'il y a où, trois tours. Nous répétons le point 6 et concluons que c'est mieux.
Ayant ainsi choisi la meilleure valeur de l'inductance pour cette bobine, on la dessoude et effectuons les mêmes manipulations pour l'autre, en égalisant leurs relevés. Cela est nécessaire pour répartir uniformément la charge et les pertes.
8. Nous soudons les deux bobines et allumons, chargeons, vérifions :
9. Après nous être assurés que tout fonctionne, nous avons fixé la limite actuelle. Cela se fait en appliquant la charge maximale sélectionnée (courant de sortie 8A, 6A, 5A :) et en réduisant la valeur de R3 jusqu'à ce que la tension de sortie commence à chuter. Ce sera le seuil limite actuel. Si un shunt très court et à faible résistance est utilisé, il est alors possible que R3 soit court-circuité et que la tension de sortie n'ait pas chuté. Ensuite, il faut augmenter la valeur de R4 de deux à trois fois et répéter le réglage.
Régime thermique
Je tiens surtout à souligner que les principales pertes et échauffements sont assez localisés et limités par les diodes D1 et D2 et les pertes réelles dans les bobines de cuivre. À une charge de 6A (19V), les diodes chauffent progressivement et régulièrement jusqu'à environ 40-50 degrés (montage plan). Par conséquent, en soudant de petites plaques de cuivre à proximité des diodes, vous pouvez légèrement améliorer leur état, en tenant compte du fait qu'avec une augmentation de leur température, les pertes sur eux augmentent également (le courant de fuite inverse augmente, ce qui à une telle fréquence et à de tels courants n'est déjà pas petit), d'où découle le pourcentage de perte d'efficacité. J'espère que la rectification synchrone résoudra ces problèmes.
La photo montre l'un des côtés de la planche finie. Malgré les écarts admissibles par rapport aux valeurs nominales et aux méthodes de fabrication recommandées, cet exemplaire a montré toutes ses performances avec un courant de sortie de 8 A et une tension de sortie de 19 V. Également sur la photo, vous pouvez voir les mêmes plaques près de l'un des ensembles de diodes. Ne soyez pas surpris que l'assemblage de diodes soit en D2PAC et que la clé soit en DPAC. A une charge inférieure à 100 W, la clé ne chauffe pratiquement pas, et le cuivre auquel elle est soudée suffit amplement à la refroidir.
Résultat
Ainsi, il s'est avéré qu'à partir d'une carte mère dotée d'une alimentation de processeur à 4 phases et utilisant SC1211, vous pouvez assembler deux de ces convertisseurs, même si vous gravez quelques trois clés lors de la mise en service (il y en a au moins 12 sur la carte). , 3 pour chaque phase) et il reste encore tout un tas d'autres détails. Vous pouvez obtenir de telles planches au service informatique le plus proche pour quelques bouteilles de valériane, mais l'auteur préfère annoncer l'achat de déchets informatiques qui ne fonctionnent pas et elles lui sont livrées directement à domicile pour 1,5 à 2 USD.
Que montre la comparaison technique et économique de cette option ? Pour quelques c.u. après avoir acheté une carte et acheté deux TL494, deux morceaux de textolite 6x10cm, deux boîtiers, deux paires de connecteurs et environ 5 m de fil adapté, vous pouvez assembler deux convertisseurs en une journée, qui sont vendus dans le magasin le plus proche pour au moins 30 -35 USD. chaque. Et ceci malgré le fait que le coût total de deux convertisseurs ne dépasse généralement pas 6 à 8 USD. Il est possible de gagner ou d'économiser décemment là-dessus, et ce n'est plus une question pour l'auteur. Mais le ferez-vous ? Cela reste une question.
La photo montre un appareil fini dans un boîtier provenant d'une imprimante HP avec des circuits d'alarme et une mise à l'échelle
Section : [Convertisseurs de tension (onduleurs)]
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Un ordinateur portable est sans aucun doute un appareil nécessaire, mais le problème est que sa batterie ne vous permet pas de travailler avec lui hors ligne pendant plus de 2 à 3 heures.
Il sera donc logique, lors d'un déplacement en voiture, d'alimenter et de recharger l'ordinateur portable depuis le réseau de bord de la voiture. Malheureusement, la plupart des ordinateurs portables fonctionnent en 19 volts et non en 12 volts.
Il y a peu d'options ici... La solution à ce problème peut être adaptateur de voiture à faire soi-même pour ordinateur portable sous la forme d'un convertisseur de tension continue (DC - DC), qui augmente la tension de la batterie de 12 à 19 volts.
À ce jour, il existe de nombreux circuits électriques de convertisseurs DC-DC qui modifient le rapport de la résistance du diviseur de tension de mesure. lequel il est possible d'obtenir différentes valeurs de la tension de sortie, pratiquement de zéro à 50 V.
Description de l'adaptateur pour ordinateur portable
Cet adaptateur de voiture pour ordinateur portable peut fonctionner de 10 à 15 V et, en sortie, il pourra fournir 19 V à un courant de charge allant jusqu'à 2,5 ampères. Avec l'adaptateur, il existe également un circuit électrique de protection contre la baisse de la tension d'entrée. inférieure à 10 V et contre les surcharges de sortie.
Le contrôleur de signal de rapport cyclique est réalisé sur une puce spéciale UC3843 (A2). Le circuit électrique de l'adaptateur de voiture est presque standard. Les signaux de sortie vont à la grille d'un puissant transistor à effet de champ clé VT1. La conversion s'effectue à une fréquence d'environ 50 kHz. Pompage de tension se déroule en L1. Le redresseur adaptateur est réalisé sur une diode Schottky VD5. Les ondulations sont d'abord lissées par C10, après quoi on place un filtre de 2 inductances L2 et L3 et 2 condensateurs C9 et C8.
Taille de la tension de sortie L'adaptateur de voiture pour ordinateur portable est déterminé par les résistances R11-R12. Ils créent un diviseur de tension dont le rapport des épaules doit être tel qu'à la tension souhaitée. en sortie, sur la broche 2 A2, il y avait une tension de 2,5 V. Avec les valeurs des résistances R11 et R12 indiquées sur le circuit adaptateur, la tension de sortie sera constamment au niveau de 18,75 V.
Étant donné que les instances de résistances, comme d'habitude, ont des valeurs nominales différentes, lors de l'ajustement de la taille de R11 (et peut-être de R12), il est nécessaire de choisir de telle sorte que la tension de sortie soit de 19 V. Cela peut être fait en incluant des résistances supplémentaires d'une valeur significative. valeur plus grande en parallèle avec cette résistance. Sur le circuit imprimé de l'adaptateur pour ordinateur portable, il y a des emplacements pour eux. En incluant des résistances en parallèle avec R11, on réduit la tension de sortie, et en parallèle avec R12, on augmente la tension de sortie.
Les bobines sont assemblées à la main sur des anneaux en ferrite. La bobine L1 est réalisée sur un anneau de ferrite d'un diamètre de 23 mm. Il dispose de 60 tours de fil PEV 0,61. Les bobines L2 et L3 sont montées sur des anneaux de ferrite d'un diamètre de 16 mm. Ils comportent 120 tours de fil PEV 0,43.
Les bobines L1-L3 sont disposées verticalement. Initialement, ils reposent sur leurs propres conclusions et, à la fin du réglage, ils sont fixés avec un scellant. Toutes les capacités doivent être conçues pour des tensions supérieures à 25 V. Les diodes 1N4148 peuvent être remplacées par KD522. La diode 1N4007 peut être remplacée par KD209 ou complètement retirée du circuit, cependant, dans ce cas, si la polarité de la tension d'entrée est mal connectée. le circuit électrique peut griller avant le fusible FS1.
PCB avec composants et instructions dans l'emballage.
Ce kit vous permettra d'assembler un convertisseur à découpage avec une tension de sortie de 19 V et un courant de sortie maximum de 5 A pour alimenter des ordinateurs portables : ordinateurs portables, netbooks dans une voiture. Lors de longs trajets et de longs embouteillages en ville, votre équipement ne s'éteindra pas brusquement à cause d'une batterie à plat.
L'appareil est un puissant convertisseur DC-DC destiné à alimenter les ordinateurs portables à partir du réseau de bord de la voiture, de la batterie de la voiture ou de toute autre source de tension 12...14 V d'alimentation appropriée.
Le convertisseur est basé sur la puce de contrôleur SG3845 PWM, qui convertit la tension d'entrée CC en tension CA haute fréquence. Fréquence de conversion - 90 kHz. Pour contrôler l'inductance de sortie, un puissant transistor à effet de champ VT1 est utilisé. La stabilisation de la tension de sortie est également réalisée par le microcircuit, pour lequel un signal d'erreur du diviseur R9, R10 est appliqué à la broche 2.
La tension alternative de sortie est redressée par l'ensemble de diodes VD2 et lissée par les condensateurs C7 ... C9.
La self d'entrée L1 est nécessaire pour empêcher la pénétration d'interférences haute fréquence dans le réseau de bord du véhicule.
Caractéristiques:
Plage de tension d'alimentation : 12...14 V CC ;
Tension de sortie nominale : 19 V CC (± 5 %) ;
Courant de charge maximal : 5 A ;
Consommation de courant maximale : 10 A ;
Fréquence de conversion : 90 kHz.
Complexité de l'assemblage : 2 points ;
Temps de montage : environ 3 heures ;
Plage de température de fonctionnement : -10...+50 degrés Celsius ;
Humidité relative : 5...95 % (sans condensation) ;
Emballage : Blister ;
Dimensions du colis : 200 x 122 x 38 mm ;
Dimensions de l'appareil : 91 x 61 x 48 mm ;
Poids total de l'ensemble : ~96 g.
Contenu de la livraison :
circuit imprimé;
Un ensemble de composants radio ;
Bobine de soudure tubulaire POS-61 (0,5 m) ;
Bobine de fil PTV-2, 0,8 mm (2 m) ;
Un ensemble de matériel (M3);
Manuel d'instructions.
Note:
Attention! Il est fortement déconseillé de connecter le convertisseur à la prise allume-cigare de la voiture ! L'appareil est connecté directement aux bornes de la batterie via un fusible de 30 A inclus dans l'espace du fil positif d'une section d'au moins 6 mm. 2
.
Connectez la charge (ordinateur portable) au convertisseur avec un fil d'une section d'au moins 1,5 mm 2
.
Le fabricant de ce jeu de construction n'est PAS responsable des conséquences sur votre voiture ou vos appareils électroniques portables résultant de l'utilisation de cet appareil.
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