Китайські модулі регульованих перетворювачів напруги. Радіодеталі та модулі з Aliexpress

Завдяки розвитку сучасної електроніки у великій кількості випускаються спеціалізовані мікросхеми стабілізатори струму та напруги. Вони діляться за функціоналом на два основних види, DC DC підвищує перетворювач напруги та знижуючі. Деякі поєднують у собі обидва типи, але це позначається на ККД не на краще.

Колись багато радіоаматорів мріяли про імпульсних стабілізаторів, але вони були рідкісними та дефіцитними. Особливо тішить асортимент у китайських магазинах.

1. Застосування
2. Популярні перетворення
3. Підвищувальні перетворювачі напруги
4. Приклади підвищувачів
5. Tusotek
6. На XL4016
7. На XL6009
8. MT3608
9. Високовольтні на 220
10. Потужні перетворювачі

Застосування

Нещодавно я купив багато різних світлодіодів на 1W, 3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Усі вони низької якості, для порівняння їх із якісними. Щоб всю цю купу підключити та запитати у мене є блоки живлення від ноутбуків на 12 В та 19V. Довелося активно погортати Aliexpress у пошуках низьковольтних світлодіодних драйверів.

Були куплені сучасні перетворювачі напруги DC DC, що підвищують, і знижувальні, на 1-2 Ампера і потужні на 5-7 ампер. До того ж вони відмінно підійдуть для підключення ноутбука до 12В в автомобілі, 80-90 Вт потягнуть. Вони цілком підійдуть як зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів на 12В і 24В.

У китайських інтернет-магазинах трохи дорожче за стабілізатори напруги.

Популярними мікросхемами для імпульсних стабілізаторів, що підвищують, стали:

LM2577, застаріла з низьким ККД;
XL4016, вдвічі ефективніше 2577;
XL6009;
MT3608.

Стабілізатори позначаються в такий спосіб AC-DC, DC-DC. АС – це змінний струм, DC – це незмінний. Це полегшить пошук, якщо вказати у запиті.

Робити DC DC підвищуючий перетворювач своїми руками не раціонально, витрачу занадто багато часу на складання та налаштування. У китайців можна купити за 50-250руб, ця ціна включає доставку. За цю суму отримаю майже готовий виріб, який можна максимально швидко доопрацювати.

Дані імпульсні ІМС використовуються спільно з іншими, написали характеристики і дані,що додаються до популярних ІМС для живлення.

Перетворювачі напруги, що підвищують

Мій лабораторний блок живлення працює від ноутбука на 19V 90W, але цього не вистачає для перевірки послідовно підключених світлодіодів. Послідовний LED ланцюжок вимагає від 30В до 50В. Купувати готовий блок на 50-60 Вольт та 150W виявилося дорого, близько 2000 руб. Тому замовив перший стабілізатор, що підвищує, за 500 руб. із підвищенням до 50В. Після перевірки виявилося, що він максимум до 32В, тому що на вході та виході стоять конденсатори на 35V. Переконливо написав продавцеві своє обурення, і через пару днів мені повернули гроші.

Замовив другий до 55V під брендом Tusotek за 280руб, підвищувач виявився відмінним. З 12В легко підвищує до 60V, вище крутити резистор не став, раптом згорить. Радіатор приклеєний на теплопровідний клей, тому маркування мікросхеми подивитися не вдалося. Охолодження зроблено трохи неправильно, тепловідвідний майданчик діода Шотки та контролера прикріплений до плати, а не до радіатора.

Приклади підвищувачів

XL4016

Розглянемо 4 моделі, які я маю в наявності. Витрачати час на фото не став, взяв продавців.

Характеристики.

	Tusotek	XL4016	Драйвер	MT3608
Вхідне, В	6 - 35В	6 - 32В	5 – 32В	2-24V
Струм на вході	до 10А	до 10А	—	—
Вихід, В	6 - 55В	6 - 32В	6 - 60В	до 28В
Струм на виході	5А, макс 7А	5А, макс 8А	макс 2А	1А, макс 2А
Ціна	260руб	250руб	270руб	55руб

У мене великий досвід роботи з китайськими товарами, більшість із них одразу мають недоліки. Перед експлуатацією їх оглядаю та допрацьовую для збільшення надійності всієї конструкції. В основному це проблеми збирання, які виникають при швидкому збиранні виробів. Допрацьовую світлодіодні прожектори, лампи для дому, автомобільні лампи ближнього та далекого світла, контролери для керування ходовими денними вогнями ДХО. Рекомендую це робити всім, за мінімум витраченого часу термін служби можна збільшити вдвічі.

Будьте пильні, не всі мають захист від короткого замикання, перегріву, перевантаження та неправильного підключення.

Реальна потужність залежить від режиму, у специфікаціях вказують максимальну. Характеристики звичайно у кожного виробника відрізнятимуться, вони ставлять різні діоди, дросель мотають дротом різної товщини.

Tusotek

На мій погляд, найкращий з усіх стабілізаторів, що підвищують. У деяких буває елементи не мають запасу за характеристиками або вони нижчі ніж у ШІМ мікросхем, через що вони не можуть дати і половини обіцяного струму. У Tusotek на вході стоїть конденсатор 1000мФ 35V, на виході 470мФ 63V. Тепловідвідною стороною із металевою пластиною вони припаяні до плати. Але припаяно погано і косо, на платі лежить лише один край, під іншим щілина. Без розбору не зрозуміло, наскільки добре вони запаяні. Якщо зовсім погано, краще їх демонтувати і поставити цією стороною на радіатор, охолодження покращиться в 2 рази.

Змінним резистором виставляється необхідна кількість вольт. Воно залишиться незмінним, якщо змінювати напругу на вході, вона від нього не залежить. Наприклад, ставив на виході 50В, на вході з 5В підвищував до 12В, поставлені 50V не змінювалися.

На XL4016

Цей перетворювач має таку особливість, що може підвищувати до 50% від вхідної кількості вольт. Якщо підключити 12В, максимальне збільшення буде 18В. В описі було зазначено, що його можна використовувати для ноутбуків, які живляться максимум від 19V. Але його головне призначення виявилося робота з ноутбуками від автомобільного акумулятора. Напевно відмежування в 50% можна забрати, змінивши резистори, які задають цей режим. Вольти на виході залежать від кількості вхідних.

Відведення тепла зроблено набагато краще, радіатори поставлені правильно. Тільки замість термопасти теплопровідна прокладка, щоб уникнути електричного контакту з радіатором. На вході конденсатор 470мФ 50V, іншому кінці 470мФ на 35V.

На XL6009

Представник сучасних ефективних перетворювачів, як і застарілі моделі на LM2596, випускається з кількох варіантів, від мініатюрних до моделей з індикаторами напруги.

Приклад ефективності:

92% при перетворенні 12V на 19V, навантаження 2А.

У датасіті відразу вказана схема використання як живлення ноутбука в автомобілі від 10V до 30V. Також на XL6009 легко реалізувати двополярне живлення на +24 і -24В. Як у більшості перетворювачів ККД знижується, чим вища різниця напруг і більше Ампер.

MT3608

Мініатюрна модель з хорошим ККД до 97%, частота ШІМ 1,2 МГц. Ефективність підвищується зі збільшенням вхідної напруги і падає зі збільшенням струму. На перетворювачі MT3608, що підвищує, можна розраховувати на невеликий струм, внутрішньо обмеження 4А на випадок замикання. По вольтах бажано не перевищувати 24.

Високовольтні на 220

Блоки перетворення з 12, 24 вольт на 220 широко поширені у автолюбителів. Використовуються для підключення приладів із живленням на 220В. У китайців здебільшого продаються 7-10 моделей таких модулів, решта – це готові пристрої. Ціна від 400 руб. Окремо хочу відзначити, якщо, наприклад, на готовому блоці зазначено 500W, то це часто буде короткочасна максимальна потужність. Реальна довготривала буде близько 240W.

Потужні перетворювачі

Для особливих випадків бувають необхідні потужні DC-DC підвищують перетворювачі на 10-20А і до 120В. Покажу кілька популярних та доступних моделей. Вони переважно не мають маркування або продавець її приховує, щоб не купували в іншому місці. Особисто не тестував, з вольтажу вони співіснують за обіцяними характеристиками. А ось ампер буде трохи меншим. Хоча вироби такої цінової категорії у мене завжди тримають заявлене навантаження, купував схожі апарати лише з РК екранами.

600W

Потужний №1:

power 600W;
10-60V перетворює на 12-80V;
ціна від 800руб.

Знайти можна за запитом «DC 600W 10-60V to 12-80V Boost Converter Step Up»

400W

Потужний №2:

power 400W;
6-40V перетворює на 8-80V;
на виході до 10А;
ціна від 1200 руб.

Для пошуку вкажіть у пошуковій системі «DC 400W 10A 8-80V Boost Converter Step-Up»

B900W

Потужний №3:

power 900W;
8-40V перетворює на 10-120V;
на виході до 15А.
ціна від 1400 руб.

Єдиний блок, який позначають як B900W і його можна легко знайти.

Китайські модулі регульованих перетворювачів напруги

Тут представлений невеликий огляд популярних модулів знижувальних, що підвищують та універсальних імпульсних перетворювачів напруги, з регулювальною і без. Їх зручно використовувати для живлення портативних саморобних пристроїв від літієвих акумуляторів та не тільки.

Регульований понижувальний перетворювач на LM2596

Вхідна напруга: 4,5 – 35 вольт, вихідна – 1,25 – 35 вольт. Вхідна напруга має перевищувати вихідну хоча б на 1,5...3 вольта (у різних джерелах вказано різні значення). Добре працює при вихідному струмі до 1,5А (заявлений - 3А), вище цього сильно нагрівається. Говорять, що на цих модулях стоять несправжні LM2596. Тому на великому навантаженні слід забезпечити відведення тепла та замінити діод Шоттки на потужніший (у датасіті рекомендують 1N5825). Якщо під час роботи модуль видає шум, слід встановити відсутній конденсатор в ланцюг зворотного зв'язку, достатньо на 1 нФ. Підстроювальний резистор бажано замінити більш якісним. При короткому замиканні мікросхема йде на захист перегріву, вимикаючись на якийсь час.

Підвищуючий перетворювач, що регулюється, на XL6009

Вхідна напруга: 5 – 35 вольт, вихідна – до 50 вольт. Однак, діод SS34 розрахований на 40 вольт, і перевищувати це значення не слід. Крім цього, швидше за все, діод встановлений перемаркований, від чого було б розумно не перевищувати вихідний струм більше 1,5 - 2 ампер (заявлено - 4А, але це, ймовірно, по входу). Кажуть, що мікросхема – також несправжня XL6009, а щось, що працює на вдвічі меншій частоті. З доробок можна рекомендувати заміну діода на потужніший, заміну вихідного конденсатора та додавання паралельно кераміки на 10 мкФ. При короткому замиканні згоряє діод.

Регульований універсальний перетворювач на XL6019

Цей модуль відрізняється тим, що може працювати і як знижуючий, і як підвищує, що досягається застосуванням топології buck-boost (SEPIC). Саме тому він має два силові дроселі. Вхідна напруга: 5 – 35 вольт при струмі до 4А, вихідна – 1,2 – 35 вольт при струмі 1,5А.

Регульований підвищуючий перетворювач на SX1308

Вхідна напруга – 2 – 24 вольт, вихідна – 5 – 28 вольт при струмі до 2 ампер. Такі параметри досягаються застосуванням мікросхеми SX1308, що працює на високій частоті – 1,2 МГц, звідси й такі маленькі габарити дроселя.

Підвищуючий перетворювач без регулювання напруги, ймовірно, на BL8530

А цей маленький модуль перетворювача, що підвищує, призначений для підвищення напруги в діапазоні від 0,9 до 5 вольт в 5 вольт зі струмом до 600 мА, без можливості регулювання, тому що на виході встановлено гніздо USB. Цей модуль містить світлодіод, який спалахує при вхідній напрузі вище 1,8...2,7 вольт (у різних джерелах вказана різна інформація). Тому якщо модуль живиться від літієвого акумулятора і не горить світлодіод, значить акумулятор пішов у глибокий розряд. Маркування на чіпі - E50D/E5 0D/E5oD/E5oD. Ймовірно, це – BL8530 або CE8301. З доробок - потрібно перевірити ємність вхідного керамічного конденсатора, і якщо вона виявиться занадто малою, замінити його. Паралельно виходу слід додати керамічний конденсатор для згладжування пульсацій. Встановити його можна із нижньої сторони плати.

Перетворювач, що підвищує, з USB на kB3429 (HXN-Xh)

Параметри мікросхеми kB3429:

корпус: SOT-23
ККД: до 96%
низька напруга запуску: 0.82 В
струм спокою: вхідна напруга: 0.5 В - 4.4 В
вихідна напруга 2.5 В - 4.3 В (до 5В з діодом Шоттки)
низька напруга вбудованого ключа RDS(ON): 0.35 Ом
фіксована частота роботи: 500 кГц
високий струм роботи: 1 A
захист від короткого замикання

Маркування мікросхеми:
після 2007-3-15: HX-Xh
до 2007-3-15: XF

Перетворювач забезпечує струм до 260 мА від 1 батареї АА та до 600 мА від двох батарей.

Підвищуючий перетворювач на MT3608

Параметри мікросхеми MT3608

ККД до 97%
корпус SOT23-6
вихідний струм: 2 А
вбудований силовий полівик із опором 80 мОм
вхідна напруга: від 2 до 24 В
регульована вихідна напруга: до 28 В
фіксована частота: 1.2 МГц
вбудоване обмеження струму: до 4 A
режим автоматичної імпульсної модуляції на малих навантаженнях

Знижувальний перетворювач на MP2307

Параметри мікросхеми MP2307:

ККД до 95%
корпус: 8-Pin SOIC
вихідний струм: 3 А (4 А піковий)
вхідна напруга: від 4.75 до 23 В
силовий полівик із опором 100 мОм
вихідна напруга: від 0.925 до 20 В
програмований м'який запуск
для застосування з вихідними керамічними Low ESR конденсаторами
фіксована частота: 340 кГц
захист від перевищення струму Cycle-by-Cycle

Якщо ти можеш щось додати про особистий досвід роботи з перетворювачами, представленими в цьому огляді, ласкаво просимо в коментарі.

Як прикро, коли компактну схему псує величезний блок батарейок. Більша частина плат вимагає стабілізованої напруги 5 В, тому доводиться використовувати щонайменше 4 алкалінових батарейок AA або 6 NiMH-акумуляторів і підключати їх через знижувальний стабілізатор. Вирішити цю проблему можна скориставшись стабілізатором, що підвищує напругу і одночасно зробить його стабільним.

За допомогою цього модуля ви можете зібрати мініатюрний пристрій, що живиться хоч від годинникової батареї на 3 В. Аби вистачило струмовіддачі батареї. З тим самим успіхом можна замінити малоємну «Крону» на блок із двох пальчикових або мізинчикових батарейок.

Вихідна напруга задається тримером. Діапазон вихідної напруги - 5-28 В. Розмітки на тримера немає, тому для перевірки правильності завдання напруги знадобиться вольтметр .

Мінімальна вхідна напруга модуля - 2,7, що дозволяє запитувати пристрої всього від одного елемента Li-Ion або двох алкалінових батарейок.

Будь-які перетворення енергії у реальних умовах супроводжуються втратами. Але ми постаралися отримати якомога вищий ККД. Для нашого модуля він становить 0,8…0,9 залежно від різниці напруги на вході і виході, і струму споживача.

Щоб легко було зрозуміти, чи є на виході напруга чи ні, ми передбачили світлодіод. Його яскравість майже залежить від вихідної напруги, т.к. запитується через спеціальну схему.

Основою модуля є мікросхема.

Підключення

Підключення цього Troyka-модуля відрізняється від стандартного: замість трипровідного роз'єму він має два двоконтактні клемники. Один з них – це вхідні живлення та земля, інший – вихідні. Землі входу та виходу електрично з'єднані один з одним. Для зручності ми помістили позначення "GND", "Vin" і "Vout" прямо на плату поряд з клемниками.

Характеристики

Вхідна напруга: 2,7-14 В
Вихідна напруга: 5-28 В
Максимальний вихідний струм: 0,8 А
ККД: 0,8…0,9 залежно від різниці напруги на вході і виході, і струму
Габарити: 25,4×25,4 мм

Підвищує перетворювач з напруги 3 в 12 Вольт - огляд та тестування готового модуля. Досить часто електронний пристрій вимагає такої напруги живлення, яку не можна забезпечити від 1-2 гальванічних елементів, а живлення від батареї з великої кількості елементів неприйнятне з тих чи інших причин, наприклад, у зв'язку з масогабаритними обмеженнями.

Ще однією проблемою батарей, що збираються з великої кількості окремих елементів, є зниження надійності. Якщо з'єднання між елементами виконано чисто механічно, без паяння або зварювання, велика ймовірність порушення будь-якого з численних контактів. Причиною цього може бути окислення місця контакту, вислизання гальванічного елемента з колодки від вібрації тощо. Якщо гальванічні елементи з'єднані послідовно, а так найчастіше і буває, це призведе до знеструмлення пристрою.

З цих причин може бути вигідним живити радіоелектронний пристрій від невеликої батареї через підвищуючий перетворювач, який перетворює низьку постійну напругу джерела струму на більш високу постійну напругу, що подається на вхід електронного пристрою. Прикладом такого перетворювача може бути модуль SX1308, придбаний на www.aliexpress.com

За заявою продавця прилад працездатний в діапазоні вхідної напруги 2-24 В, даючи при цьому на виході напругу 2-28 В. Як заявляє виробник, модуль може бути навантажений струмом до 2 А, що дивлячись на розміри модуля і повну відсутність яких-небудь спеціальних заходів для охолодження пристрою викликає певні сумніви, у разі якщо йдеться про довгостроковій роботі.

Конструктивно модуль є друкованою платою розміром 23 х 16 х 14 мм. Для підключення джерела живлення та навантаження передбачені марковані металізовані отвори.

Для тестування пристрою було зібрано таку схему:

Як навантаження використаний резистор ПЕВ-25, опором 510 Ом. Резистор такої потужності використаний, щоб струм, що протікає через нього, не зміг привести до помітного нагрівання резистора, а, отже, до зміни його опору.

Результати вимірювання представлені у таблицях 1 та 2

Таблиця 1 Випробування модуля SX1308 з навантаженням ПЕВ-25510 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

Таблиця 2 Випробування модуля SX1308 на холостому ході

Вхідний струм, мА Вхідна напруга, Вихідна напруга, В
8,7 3,08 15,1
16,4 3,07 20,2
28 3,06 25,1
42 3,05 30,8

Як видно з наведених вище вимірювань, отримати заявлене ККД у 95% не вдалося. У цьому слід пам'ятати, що з великому значенні вихідної напруги сильно збільшується струм, споживаний самим перетворювачем. Слід зазначити, що це підвищує перетворювач, тобто. на його виході напруга завжди більша за напругу живлення. Регулювання напруги здійснюється за допомогою багатооборотного підстроювального резистора. Загалом завдяки малим розмірам модуль добре підходить для портативних пристроїв із невеликим енергоспоживанням. Зокрема, за допомогою модуля SX1308 можна організувати живлення плат

Підвищує модуль sx1308. Є високочастотним, тому відрізняється малими розмірами, привабливою ціною і низьким споживанням холостого ходу. На цей раз, доставка в RU - безкоштовна, але не для KZ = (
Найнижча ціна, що на момент публікації існує на Ali.
У додатку та для фанатів, як я зрозумів, ціна ще нижча =)
Ну а оскільки, кидати посилання на акцію скушно, мало тексту, і нічого робити, то під спойлером, можна подивитися на предмет знижки трохи уважніше для того, щоб ви змогли прикинути і вирішити - треба це вам чи ні =)

необов'язкова інформація

Попередньо, при вхідному 4.2v я виставив напругу на виході sx1308 – 4,99v.

Поїхали вниз.
Отже, на вході 1.6v на виході напруга трохи менша:

Але вже при вхідній напрузі 1.7v-1.8v напруга на виході досягає встановленого значення:

Але, чи є за такої вхідної напруги стабілізація? З довідкового листа доступні два цікаві графіки залежності вихідних струмів і напруг від вхідних, і як стало зрозуміло на досвіді, при підключенні навантаження (15.7ом у холодному стані), напруга на виході падає:

Навантаження було відключено, напруга на виході встановилася у колишнє значення, і я підняв вхідний до 2.0v

Підключаю навантаження, щоб перевірити стабілізацію, та

Відмінний результат. При струмі споживання від джерела напруги вище одного ампера, вихідна напруга віддається модулем впала всього лише 0.02v і це враховуючи те, що мої вимірювання не лабораторні, а показові.
Я підкоротив своє саморобне навантаження до зразкових гарячих 8ом і, напруга на виході модуля – впала

Далі я невеликими кроками піднімав напругу на вході модуля, вихідне, як ви можете бачити, – залишалося на встановленому раніше рівні.

Я вирішив майже закоротити своє навантаження, а за тим, замінити його відрізком дроту 60см, результати нижче:

Як бачите, у першому випадку напруга на виході очікувано просіла, але це екстремальний випадок.
У другому випадку, глибоке зниження на виході модуля, трохи торкнулося і вхідного, але не дуже суттєво, на мою радість =)
За час цих маніпуляцій, зворотний бік модуля відчутно нагрівся.

інше.
Струм холостого ходу при вхідній напрузі 4.1v -4.2v і вихідному 5v не досяг і одного міліампера, що загалом, натякає на те, що модуль можна і не відключати від (допустимо) літієвого елемента

Однак, якщо напруга на елементі знизилася б до 2.6v, то при тих же 5v на виході - струм холостого ходу зріс у півтора рази, і (OMG), досягнув би рівня споживання настінного кварцового годинника з масивною секундною стрілкою.
Втім, це турбота плати захисту акумулятора від глибокого розряду.

Вже закінчуючи цю писанину, я згадав, що раніше як вигадав портативне джерело +12v зібране на двох паралельно з'єднаних літієвих елементах і одному модулі MT3608.
Я вирішив перевірити, а яка картина на мене чекала б, якби я нагородив ДБЖ для роутера, що вимагає 0.7 (брехня насправді) ампера при 9 вольтах?

при навантаженні на тугіше спіраль 17ом

charmant - charmant
Як видно, просідання напруги склала всього 0.2v.

sub_tota l:
- загалом саме такий модуль я прилаштовував для регулювання обертів USB вентилятора, і це окрема пісня. один такий модуль (як і писав спочатку), я спалив. але і це, якраз спонукало мене на наступні експерименти і вони, позитивні;
- як я боровся з «неконтактом» змінного резистора – якщо вистачить терпіння як писати напишу;
- У вимірах я користувався тим, що зробив сам. мова про аматорські виміри, не лабораторні.
- думається мені, що цього достатньо для побіжного уявлення про те, що собою являє цей модуль на практиці.

total.
- у мене немає осцилографа, але є TECSUN pl 660 – перешкод при живленні від цього модуля приймач не отримав;
- хоч і без осцилографа, але по струму холостого ходу видно, що мікросхема в залежності від рівня вхідної напруги змінює шпаруватість імпульсу, що управляє, як це і описано в довідковому листку;
- мікросхема витримує заявлені ампери, правда, охолодження модуля все ж таки знадобиться;
- низький струм холостого ходу, на відміну від MT3608, що відбирає просто так 8ма;
- виробником заявлено термічний захист - чому б їй і не бути?
- ця мікросхема та сама, що описана в довідковому листку =)
je suis si heureux, mon bebé.

p.c.
Акція (я маю такі підозри), триватиме якийсь час – дуже можливо, що деякий тривалий час.
Але, це як ви розумієте, залежить від кількості таких модулів, які є у торговця.
Практику ви знаєте – як тільки товар добігає кінця, продавець піднімає ціну щоб залишити деяку кількість товару до наступного поповнення.

Так він себе показав при