Kurs elektroniki II - #12 - przetwornice impulsowe

[jd123]

Chciałem się zapytać, czy w ładowarce USB można wykorzystać stabilizator liniowy zamiast przetwornicy impulsowej; zmieniając zasilanie z 6V na 9V, żeby spełnić minimalny dropout 2V, prąd wyjściowy mieści się w dopuszczalnym przedziale, czy poza stratami mocy rzędu 50% jest jakiś inny haczyk, który uniemożliwia zbudowanie takiego układu?

[Gieneq]

@jd123 nie ma problemu, nawet ciekawostka kiedyś rozebrałem starą ładowarkę samochodową a tam układ LM7805  

[jd123]

Układ złożony ze stabilizatorem liniowym też działał, dzięki.

[moriraaca]

Krotkie pytanie, pierwszy uklad nie dzialal: po wlaczeniu diody sie nie swieca, VOUT 0.7V. dopiero kiedy wcisne jeden z przyciskow zaczynaja, wtedy VOUT~=5V, i potem swieca nawet jak przycisk zostanie spuszczony - co ciekawe, wtedy VOUT~=1.4V, i powoli spada.

Sprawdzilem uklad 10x - wszystko sie zgadza. I wtedy wpadlem na pomysl gdzie jest problem: V baterii to w tym momencie  niecale 5.2V. 4 diody x0.7V => 2.8V. A wiec napiecie wejsciowe nagle robi sie okolo 2.3V wg obliczen, a mierzac okazuje sie ze w z rzeczywistosci ledwo ponad 2V - duzo ponizej "minimalnego" na przetwornice. Gdy wcisne przycisk rosnie o 0.7V i wszystko smiga jak powinno.

Zlozylem uklad z 3 przyciskami i diodami, i zaczal dzialac "normalnie", poniekad potwierdzajac moja teorie.

Pytanie, czy dobrze rozumiem czemu uklad z 4 przyciskami nie dzialal? I drugie w sumie, skad to dziwne zachowanie gdy przy 4 przyciskach wcisne i spuszcze jeden - dobrze rozumiem ze to po prostu mniej lub bardziej niezdefiniowane dzialanie? Tzn dla VIN << 2.7V dzialanie ukladu jest niezdefiniowane, i przed wcisnieciem przycisku nie wypuszcza nic (tzn VOUT=7V) a po juz "cos" (VOUT=1.4V)?

[Gieneq]

@moriraaca wydaje mi się, że problem leży w bateriach. Nie sa przypadkiem mocno rozładowane?

[moriraaca]

@Gieneq Nie dosc ze byly troche rozladowane, to jeszcze choc uzywam standardowego zestawu z botlandu to podmienilem baterie na akumulatorki, ktore chyba co do zasady maja mniejsze napiecie, nawet swieze?

Kolejna ciekawostka - zbadalem teraz, i okazuje sie ze kazda z moich diod zabiera mniej wiecej 0.81-0.82V, a nie 0.7. Tak wiec nawet po naladowaniu akumulatorow na maksa (pokazywaly wtedy 5.8V) w dalszym ciagu uklad nie dzialal "idealnie", bo jak rozumiem napiecie na wejsciu wynioslo ~2.4V czyli dalej za malo jak na przetwornice. Uklad dzialal "lepiej", na wyjsciu przetwornicy bylo jesli dobrze pamietam jakies 4 z kawalkiem V, czyli nie tyle ile powinno ale diody swiecily - wciskanie przyciskow, choc jednego, podnosilo napiecie do ~5.1 i dalej nie wzrastalo bez wzgledu na ilosc wcisnietych przyciskow, jak nalezy.

[Gieneq]

5 godzin temu, moriraaca napisał:

akumulatorki, ktore chyba co do zasady maja mniejsze napiecie

Tak ogniwa wodorkowe mają napięcie znamionowe 1,2V, podczas gdy baterie mają 1,5V. W rzeczywistości akumulatorki mogą osiągnąć większe napięcie ale tu widocznie jest mniej.

5 godzin temu, moriraaca napisał:

ze kazda z moich diod zabiera mniej wiecej 0.81-0.82V, a nie 0.7.

Spadek napiecia na diodach ma rozrzut 0,6-0,8V, ale byle nie było już więcej bo wtedy jest problem. Napięcie na diodach zależy od prądu jaki przez nie płynie, więc możliwe że w twoim układzie tego prądu płynie trochę więcej. O diodach mogę polecić Ci artykuł który napisałem, jest on dość trudny, ale obrazuje jak można podejść wnikliwie do tematu diod  

 

 

[moriraaca]

@Gieneq Super artykul! Czytalbym takich wiecej. Zrobilem do tej pory dwa pierwsze kursy Elektroniki, i choc bardzo mi sie podobaly, to czesto zaluje ze tematy nie sa bardziej gleboko poruszane. Rozumiem, odbiorcy sa bardzo zroznicowani, ale jednak.

Najwazniejsza informacja z artykulu dla mnie (mozliwe ze jest nawet w kursie ale albo troche zawoalowana albo jakos mi umknela) - to ze prawo Ohma nie dziala dla diody - i jak rowniez mniemam ogolnie dla polprzewodnikow. To istotna sprawa - juz wczesniej kilkakrotnie mialem problemy z "dokladna analiza" ukladow (np z komparatorami, multiwibratorem, licznikiem itd), bo probowalem liczyc wszystko m.in. z prawa Ohma i glupoty wychodzily.

Dla upewnienia sie - prawa Kirchhoffa dalej dzialaja dla polprzewodnikow, bedac bardziej "elementarnymi" prawda? Pierwsze prawo musi dzialac tak na intuicje, natezenie to przeplyw ladunkow, a ladunki raczej nie moga sobie ot tak znikac/pojawiac sie. Do drugiego prawa nie mam intuicyjnego wyjasnienia, ale tez zakladam ze jest utrzymane?

[Gieneq]

33 minuty temu, moriraaca napisał:

Dla upewnienia sie - prawa Kirchhoffa dalej dzialaja dla polprzewodnikow, bedac bardziej "elementarnymi" prawda?

@moriraaca wszystko dalej działa, tylko półprzewodniki mają inne charakterystyki prądowo-napięciowe. Napięcia i prądy są wzajemnie zależne więc musisz określić jak się zmieniają żeby dojść jaki poziom jest ustalony w twoim układzie.

Jeżeli masz bardziej rozbudowany układ możesz zawsze użyć twierdzenie Thevenina żeby go trochę uprościć. W tym wierdzeniu wybierasz kawałek obwodu, mierzysz napięcie na rozwarciu, prąd zwarcia. Ze stosunku napięcia do prądu robisz rezystor, a napięcie to napięcie nowego zasilania.

[kalmir]

Witam , sprawa jest jasna gdy sie stosuje zrodlo zasilania np. bateryjne , zeby podniesc napiecie lub je obnizyc przy stalym natezeniu pradu a co zrobic w przypadku napiecia dc , ktore oscyluje w granicach 0.85 v i ma 22mA .

To jest jedna sprawa . Natomiast kolejnym problemem jest to , ze moge podniesc napiecie do ok. 5.6v i na tym sie konczy nie moge znalezc takiej przetwornicy ktora podniesie mi to napiecie np. na 10v i 100mA , moze byc wiekszy amperaz to mi na razie by nie przeszkadzalo . Stosujac w tym przypadku jedna badz dwie przetwornice podwyzszajace napiecie a kolejna juz nie trybi to jak to jest z tym podnoszeniem napiecia , moze inaczej czy przetwornica takze podnosi mA czy poprostu juz nie da sie tego zrobic bo sa ograniczenia pradowe , no , ze pradu juz nie da sie wiecej uzyskac niz to co jest u zrodla ??? Prosze nie wnikac jakie to ma miec zastosowanie , chodzi mi bardziej o sensowne roztrzygniecie problemu , moze inaczej czy mozemy podnosic napiecie wraz z amperazem ile sie da czy nie , chodzi mi o przetwornice podwyzszajace napiecie czy tez to jest " temat tabu " ???

[ethanak]

Czekaj czekaj... czy ja dobrze rozumiem...

Masz źródło zasilania:

2 godziny temu, kalmir napisał:

ktore oscyluje w granicach 0.85 v i ma 22mA .

I problemem jest, że

2 godziny temu, kalmir napisał:

nie moge znalezc takiej przetwornicy ktora podniesie mi to napiecie np. na 10v i 100mA

Czyli chcesz ze źródła zasilania o wydajności 0.85V * 0 .022A = 0.0187W uzyskać 10V * 0.1A = 1W?

 

[trainee]

@kalmir, nie jest to temat tabu, jedynie ograniczenia fizyczne tego świata. Być może dobre byłoby przypomnienie w artykule, że przetwornica nie może wytworzyć mocy z powietrza. Nie może dostarczyć więcej mocy na wyjściu, niż otrzyma mocy na wejściu. A przy prądzie stałym moc to iloczyn natężenia prądu i napięcia. Ba, nie może nawet tyle samo, bo zawsze są jakieś straty.

[Zaksiu]

Podłączyłem schemat z przetwornicą i switchami tak jak na rysunku. Ale gdy nacisnę switch to dioda swieci jaśniej. Napięcie gdy żaden switche nie jest naciśnięty to około 3.3V a po naciśnięciu jakiegokolwiek switcha wzrasta do 5V. Po naciśnięciu kolejnych switchow sytuacja sie nie zmienia, przy naciśnięciu wszyskich napięcie wzrasta do około 5.03V

[Treker (Damian Szymański)]

@Zaksiu wstaw proszę zdjęcie swojego układu i zaznacz miejsce, w którym dokonujesz pomiaru. Sprawdzimy! Wzrost z 5 V do 5,03 V jest całkowicie normalny i pomijalny. Dziwi mnie jedynie te 3,3 V na początku. Trochę podejrzana taka ładna i równa wartość.

[ilex]

Miałem podobny problem do @Zaksiu. W moim przypadku napięcie wyjściowe bez wciśnięcia któregokolwiek ze switchy wynosiło 4,34 V, po wciśnięciu 5V. Problemem okazał się inny model przetwornicy impulsowej, a mianowicie S13V15F5, który dostałem w zestawie zamiast S7V7F5. W jego specyfikacji ( https://www.pololu.com/product-info-merged/4084 ) napisane jest, że napięcie wejściowe minimalne wynosi 2,8 V. 
W przypadku przetwornicy S7V7F5 opisanej w artykule wartość ta wynosi 2,7 V. Spadek napięcia na diodach krzemowych w moim układzie wynosił 3,26V więc napięcie na VIN wynosiło 6V - 3,26V = 2,74V. Czyli brakowało trochę do tego 2,8 V ze specyfikacji.