แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์สามารถสร้างขึ้นบนเขียงหั่นขนมได้หรือไม่?


17

ฉันกำลังคิดที่จะรวมแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง (ครั้งแรกของฉัน) โดยใช้บางอย่างเช่นLT1076-5หรือไอซีคอนโทรลเลอร์LM2576 ไอซีเหล่านี้มีจำนวนชิ้นส่วนภายนอกต่ำและความถี่สวิตชิ่งค่อนข้างต่ำ (56kHz-100kHz) การใช้เวลาอ่านเอกสารข้อมูลเกี่ยวกับตัวควบคุมไอซีนั้นชัดเจนสำหรับฉันว่าตำแหน่งองค์ประกอบบางอย่างมีความสำคัญต่อการออกแบบ ฉันสงสัยว่าถ้าเป็นแนะนำหรือเป็นไปได้ที่จะสร้างและทดสอบพาวเวอร์ซัพพลายบนเขียงหั่นขนมจากนั้นก็ย้ายไปที่โปรโตบอร์ดรูปแบบเขียงหั่นขนม

ถ้าฉันไม่ต้องการประสิทธิภาพที่สูงเป็นพิเศษ (สวิตช์ใด ๆ ต้องดีกว่าเส้นตรงเมื่อลด ~ 35V ใช่ไหม) มันสร้างความแตกต่างใช่มั้ย หรือมีแนวโน้มที่จะไม่ทำงานเลยเหรอ?


ความถี่ต่ำมีข้อได้เปรียบในการแผ่คลื่นน้อยกว่า แต่ก็ต้องมีขดลวดที่ใหญ่กว่าด้วย 2 ~ 3MHz มักจะมีเพียงพอกับ 3.3 H. อาจมีความสำคัญหากคุณมีพื้นที่น้อย μ
Federico Russo

พันธมิตรด้านพลังงานของฉันจะสร้างสิ่งที่ฉันเรียกว่า 'Tower of Power' เสมอ เขาวางสิ่งที่เขาสามารถทำได้บนเขียงหั่นขนมและวางส่วนที่เป็นกระแสสูงบนสายไฟที่มีน้ำหนักมากบัดกรีขึ้นไปในอากาศ
kenny

1
คุณได้รับคำตอบที่หลากหลายที่นี่ ฉันขอแนะนำให้พิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับอินพุต :-)
รัสเซลแม็คมาฮอน

คำตอบ:


15

หากสร้างอย่างรอบคอบและสมเหตุสมผลด้วยความยาวต่ำสุดที่สั้นที่สุดเส้นทางสั้น ๆ ไปยังรางไฟฟ้าและดีคัปปลิ้งและการกรองที่เหมาะสมจากนั้นเขียงหั่นขนมอาจไม่แตกต่างจากแหล่งจ่ายไฟแบบ PCB มากนัก ผลลัพธ์ที่ดีสามารถคาดหวังและเสียงไม่ควรเลวร้ายยิ่งกว่าวงจรตาม PCB ทั่วไป

หากสร้างขึ้นอย่างคร่าวๆเช่นวงจรแผงวงจรไฟฟ้ามักจะเป็นผลลัพธ์ที่ไม่ดี อย่างไรก็ตามความถี่ต่ำ (50 - 100 kHz MAY ยังช่วยให้คุณประหยัดได้ในกรณีเหล่านั้น

สวิทช์มีเวทมนตร์อยู่ในนั้น ในบางกรณี / สถานที่ความสามารถในการพลัดหลงของ pF ไม่กี่ pF สามารถทำให้สิ่งต่าง ๆ ผิดไปมาก แต่

ฉันได้สร้าง switchers จำนวนมากที่สำเร็จบน breadboard (เสียบแบบ)

เอกสารข้อมูล LT1076:

แผ่นข้อมูล LM2576

แผ่นข้อมูลจำเพาะบอกว่าสิ่งเหล่านี้ทำงานที่ 100 kHz และ 52 kHz ดังนั้นทั้งสองจึงค่อนข้าง "เป็นมิตรกับเขียงหั่นขนม"

แรงดันไฟฟ้าคงที่ LM2575 มีขอบเล็กน้อยในการป้องกันการสะสมเนื่องจากมีตัวแบ่งข้อเสนอแนะที่สำคัญภายใน แต่ฉันขอแนะนำให้ไปกับรุ่นแรงดันเอาท์พุทแบบแปรผันว่ามีประโยชน์และยืดหยุ่นมากกว่าและสามารถสอนคุณได้มากขึ้น ส่วน LT ดูค่อนข้างมีความสามารถโดยรวม

ความถี่ที่ต่ำกว่าความถี่ที่สูงขึ้นนั้นมีแนวโน้มที่จะประสบความสำเร็จมากกว่าบนเขียงหั่นขนมดังนั้นประมาณ 100 kHz จึงเป็นความถี่เริ่มต้นที่ดี เทคโนโลยีเก่าสำหรับไอซีส่วนใหญ่ แม้แต่ 1 MHz อาจใช้ได้ แต่การเชื่อมต่อแบบ capacitive เพิ่มขึ้น 10X wrt 100 kHz 1 pF คือ 10 pF equiv 10 pF คือ 100 pF equiv pF ไม่กี่คนที่เจ็บน้อยเกินไปที่ 100 kHz

ทำให้โอกาสในการขายสั้น จัดกลุ่มส่วนประกอบเข้าด้วยกันที่แบ่งปันเส้นทางที่ใช้งานหนักในปัจจุบัน บายพาสได้ดี ทำผลงานเขียงหั่นขนมที่ดีที่สุดที่คุณสามารถ หลีกเลี่ยงสายที่มีวงแหวนยาวเช่นปกติไม่สำคัญ คิดล่วงหน้าและวางแผนอย่างน้อยสักหน่อย อัตราต่อรองมันจะทำงาน

กับดักคือเครือข่ายตัวแบ่งความคิดเห็น (R1 & R2 ในแต่ละกรณีบนแผ่นข้อมูลหน้า 1 แผนภาพ แต่สลับบน / ล่าง) ที่นี่คุณมีหมุดป้อนข้อมูลป้อนกลับและตัวแบ่งจากเอาต์พุตไปควบคุมแรงดันไฟฟ้า แผ่นข้อมูลไม่แสดง แต่ตัวเก็บประจุขนาดเล็กข้ามตัวต้านทานสูงสุดของตัวแบ่ง (ping ข้อเสนอแนะถึง Vout) มักจะช่วยกระตุ้นการตอบสนอง หมวกเล็ก ๆ จากจุดศูนย์กลาง = พินความคิดเห็นไปยังที่อื่น ๆ มักเป็นภัยพิบัติ ถามฉันว่าฉันรู้ :-) นั่นอาจเป็นจุดที่บอบบางที่สุดในหลาย ๆ วงจร

คิดถึงเส้นทางปัจจุบัน ฝาเหนี่ยวนำ / สวิตช์ / ไดโอด / ตัวกรอง (ด้านเข้าและออก), กราวด์และด้านพลังงาน

หากขับทรานซิสเตอร์ภายนอก (ไม่เกี่ยวข้องที่นี่) จะทำให้เกิดการลัดวงจร ใช้ซีเนอร์ย้อนกลับข้ามแหล่งเกตหากใช้ FET

การเลือก IC ทำให้ชีวิตง่ายขึ้นด้วยต้นทุนของความยืดหยุ่น สำหรับการ "เล่น" ดูที่ MC34063 - ฉันแนะนำให้ใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง เก่า ข้อบกพร่องบางอย่าง ถูก มีความสามารถและมีความยืดหยุ่นและสนุกและนับชิ้นส่วนต่ำ สร้างขึ้นในขีด จำกัด กระแสสูงด้านข้าง สามารถทำเกี่ยวกับโทโพโลยีใด ๆ (เพิ่ม, เจ้าชู้, เจ้าชู้เพิ่ม, CUK, SEPIC, ...

MC34063 แผ่นข้อมูล

  • ดูรูปตัวอย่างที่ 15, 20, 21 ในแผ่นข้อมูล

  • รูปที่ 15 ใช้สวิตช์ภายใน มากถึง 0.5A ออก - อาจมากกว่า

  • รูปที่ 20 ใช้ NPN ภายนอก แต่ฉันจะใช้ N Channel FET

  • รูปที่ 21 ใช้ PNP ภายนอก - ฉันจะใช้ P Channel FET

ฉันต้องการรูปที่ 20 ด้วย N-Channel FET

สิ่งนี้จะทำ 36V + โดยตรง (จัดอันดับ 40 V) แต่เริ่มต้นที่ 12V ถึง 5V เพื่อเล่น พลังงานมากขึ้นและสิ่งที่ผิดพลาดที่ 36V ใน

ถามคำถามเพิ่มเติมหากสนใจ


เพิ่ม: 20 กรกฎาคม (NZT)

ตัวอย่างของวงจรรวมที่มีพินทั้งหมดเป็นเส้นตรงจะให้ผลลัพธ์ที่ดีทุกครั้งหากใช้ตามแนวทางด้านบนและแนวทางของแผ่นข้อมูล

IC สามารถติดตั้งเพื่อให้รางพลังงานถูกป้อนจากแถบเขียงหั่นขนมห่างออกไปเพียงไม่กี่สิบนิ้วและแยกออกจากกันด้วยความยาวของตะกั่วที่น้อยที่สุด มีส่วนประกอบอื่น ๆ อยู่เล็กน้อยและสิ่งเหล่านี้อาจถูกวางไว้ด้วยโอกาสในการขายที่สั้นมาก

อย่างไรก็ตามนี่เป็นวงจรง่าย ๆ ที่ใช้ "vectorboard" / veroboard / ... ฯลฯ แผ่นทองแดงแถบจะช่วยให้การดำเนินการเป็นระเบียบเรียบร้อยและใช้งานง่ายด้วยเล็กน้อยน้อยไปผิด

เมื่อใช้ปลั๊กเขียงเขี้ยวส่วนนำบางส่วนมีความหนามากจนไม่สามารถใส่ได้หรือจะ "ตั้งค่า" เขียงใส่สปริงอย่างถาวรหากใส่ สิ่งเหล่านี้สามารถจัดการได้โดยการบัดกรีลวดความยาว SHORT ให้พวกเขาเป็นส่วนขยายนำและเสียบเข้ากับบอร์ด ทำอย่างถูกต้องและมีไฟ LED ตัดผลดู OK และมีแนวโน้มที่จะมีผลบังคับใช้

ลวดที่บางเกินไปอาจมีปัญหาในการติดต่อ


เพิ่มการอ้างอิงไปยังวงจรที่เกี่ยวข้องในบันทึกการใช้งาน
รัสเซลแม็คมาฮอน

ฉันได้เพิ่มข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับไอซีคอนโทรลเลอร์ที่มีศักยภาพถ้ามันช่วยได้
Mark

1
หาก "โอกาสที่ดี" คือ> 50% แสดงว่า"โอกาสที่ดีในการทำงานและโอกาสที่ดีในการไม่ทำงาน"จะไม่สมเหตุสมผล probabilistically
Federico Russo

1
1. หลังจากนั้นข้อมูลชิปที่เพิ่มเข้ามาอาจอธิบายได้ว่าทำไมฉันถึงสงสัยว่าฉันพลาดข้อมูลนั้นได้อย่างไร :-) 2. ข้อความของฉันเกี่ยวกับ "โอกาสที่ดี" ยังคงมีความสุข ทำได้ดีและด้วยความระมัดระวังและเข้าใจมันมีโอกาสประสบความสำเร็จ คุณอาจโชคดีได้หากไม่มีการดูแลและทำความเข้าใจอย่างรอบคอบ ฉันคิดว่าบริบททำให้ชัดเจน หวังว่างั้น :-)
รัสเซลแม็คมาฮอน

วิธีการเกี่ยวกับ PCB ลวดลายเขียงหั่นขนมเช่นนี้หรือไม่ ฉันคิดว่าคุณยังต้องจัดการกับความจุระหว่างร่องรอย แต่อย่างน้อยคุณก็มีการเชื่อมต่อที่ดี ...
มาร์ก

7

ที่ความถี่นั้นมันอาจจะทำงานได้ แต่ยังฉายแสงเหมือนนรกมีประสิทธิภาพต่ำและปฏิเสธระลอกที่ไม่ดี ไม่มีสิ่งใดที่เกี่ยวข้องเมื่อคุณย้ายไปยัง PCB และเนื่องจากประสิทธิภาพที่ไม่ดีฉันจะไม่ใช้มันเพื่อจ่ายไฟให้กับวงจร แต่ติดอยู่กับแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะของฉัน คุณสามารถใช้มันเป็นหลักฐานพิสูจน์แนวคิดได้หากคุณรู้สึกว่าต้องการ
โดยส่วนตัวฉันจะข้ามเขียงหั่นขนมไปเลยและไปหา PCB โดยตรง


4

ฉันลองใช้อินเวอร์เตอร์ 5V ขนาดเล็ก (-5V จากแหล่งจ่าย + 5V) บนเขียงหั่นขนม

โดยพื้นฐานแล้วนี่เป็นตัวสลับพลังงานต่ำขนาดเล็กในชิปที่มีตัวต้านทานตัวเก็บประจุและขดลวดเพียง 47µH เพียงคู่เดียว (ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดที่ฉันพบคือกับ toroid ที่ฉันทำแผลตัวเอง)

ในขณะที่ทำงานมันก็มีเสียงดังราวกับนรก มันแผ่กระจายไปทั่วบอร์ดทำให้เกิดเสียงแหลมเสียงแหลมสูงในทุกแอมป์ของฉัน

ไม่ดี.


คุณคิดว่าเขียงหั่นขนมเป็นปัจจัยสำคัญในการกระจายเสียงรบกวนหรือไม่? หากวงจรเดียวกันอยู่บน PCB และเชื่อมต่อที่จุดเดียวกันผลลัพธ์เสียงจะแตกต่างกันอย่างมาก
รัสเซลแม็คมาฮอน

บน PCB คุณสามารถสร้างสิ่งต่าง ๆ เช่นการ์ดป้องกันและวางส่วนประกอบเพื่อให้แทร็คนั้นสั้นมาก ฯลฯ คุณไม่สามารถทำเช่นนั้นบนเขียงหั่นขนม
Majenko

... เว้นเสียแต่ว่าคุณจะใช้ลวดบัดกรีและลวดที่มีน้ำหนักมากสำหรับห่วงกำลังและเขียงหั่นขนมเป็นสิ่งที่ไม่สำคัญ หากิน แต่เป็นไปได้
Mike DeSimone

3

อาจมีเสียงดังและฉันจะไม่พยายามและดึงพลังงานจำนวนมากผ่านแหล่งจ่ายไฟใด ๆ แต่ฉันไม่เห็นว่าทำไมมันจึงไม่ทำงาน แน่นอนฉันจะให้มันไปถ้าฉันรู้สึกปรารถนา


โดย "พลังมาก" เรากำลังพูดอะไรอยู่ที่นี่? PS ที่ฉันออกแบบมีกระแสสูงสุด 2A ที่ 5VDC แต่ในทางปฏิบัติฉันจะดึงมันได้น้อยกว่ามาก (~ 100mA-500mA)
Mark

ในที่สุดเมื่อขุดแผ่นข้อมูลสำหรับ breadboard แบบสุ่มในที่สุดก็บอกว่ามันเป็นเรื่องดีที่ 36V @ 2A ความกังวลของฉันเริ่มแรกสำหรับปัจจุบันที่คุณกำลังวาด แต่ดูเหมือนว่าคุณมีระยะขอบมากมาย หากคุณกำลังปล่อย 35V แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของคุณอาจเป็นปัญหา บอร์ดสุ่มบางตัวอาจได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าที่ฉันพบ (ไม่แน่ใจว่า EE.SE เชิงความปลอดภัยเป็นอย่างไร แต่ ... ) กรณีที่เลวร้ายที่สุดคุณอาจละลายพลาสติกและทำลายบอร์ดของคุณ ฉันจะลองบนกระดานขนาดเล็กของฉัน
Jay Kominek

@Jay - เราไม่ได้มีความรู้ด้านความปลอดภัยมากเกินไปที่นี่ ความคิดเห็นของคุณว่าคุณจะไม่พยายามดึงพลังจำนวนมากผ่านทางเขียงหั่นขนมก็เพียงพอแล้วการขุดแผ่นข้อมูลนั้นยอดเยี่ยม ฉันจะไม่เดาเลยว่ามันเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก!
Kevin Vermeer

1

การออกแบบตัวสลับบนเขียงหั่นขนมทำให้ชีวิตยากขึ้น สามารถทำได้ (ดูคำตอบอื่น ๆ ) แต่ทำไมต้องทำงานให้ตัวเอง?

โดยทั่วไปแล้วเขียงหั่นขนมเพิ่มความสามารถในการนับสิบหรือหลายร้อย pF ระหว่างโหนดที่อยู่ติดกันทั้งหมด (ลองคิดถึงมัน: หน้าสัมผัสในสองแถวที่อยู่ติดกันคือแผ่นพลาสติกและในระหว่างนั้นก็คือ dieletric) พื้นที่ผิวขนานขนาดใหญ่ของหน้าสัมผัสเป็นนักฆ่าที่นี่ บน PCB ร่องรอยขนานจะมีค่าความจุของขอบ ("การหมุน") ซึ่งต่ำกว่ามากและความจุของชั้นระนาบถัดไปจะลดลง (โดยทั่วไปคือพื้นดิน) ซึ่งง่ายต่อการคาดเดาและจัดการ

ฉันอยากจะแนะนำแทนว่าคุณดูที่เรียกว่า "โมดูลพลังงานปลั๊กอิน" เช่นที่ขายโดย TIที่มีแผงวงจรรวมสิ่งที่ดีทั้งหมดในสถานที่แรกและเพียงต้องการตัวเก็บประจุอินพุตและเอาต์พุตและอื่น ๆ ชิ้นส่วนเล็ก ๆ (เช่นตัวต้านทานเพื่อตั้งค่าแรงดันขาออก) พวกเขาเจ็บปวดน้อยกว่ามากที่จะไป

แม้ว่าจะมีไม่ได้เป็นโมดูลที่มีอยู่คุณยังต้องการจะดีกว่าทำให้มีขนาดเล็ก 2 ฝั่งไม่มีประสานหน้ากาก PCB (ประมาณ $ 100 สำหรับ 10 หรือคุณอาจจะพยายามรวบรวมเหมือนDorkbotPDX ) ที่มีเพียงอำนาจ จัดหาและมีหมุดบน 0.1 "ศูนย์ (สายรถบัสทำงานได้ดีที่นี่) สำหรับเชื่อมต่อกับเขียงหั่นขนมของคุณสิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับเรื่องนี้คือคุณสามารถนำคณะกรรมการพลังงานนี้กลับมาใช้ใหม่ในการออกแบบจริง

(ในรายการ "สิ่งที่ต้องทำเมื่อฉันยึดครองโลก" ของฉันคือการสร้างแผงวงจรพื้นฐานสำหรับหน่วยงานกำกับดูแล LinearModule ของ Linear Techดังนั้นคุณเพียงแค่ซื้อบอร์ดด้วย µModule และ 0.1 "หมุดกลางที่มันเพิ่มที่จำเป็น ตัวเก็บประจุและตัวต้านทานกับมันและ voila แหล่งจ่ายไฟ)

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.