Namun SMPS Boost Teratur Terkecil Lainnya (Tanpa SMD): 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Nama proyek lengkap:

Namun catu daya mode sakelar konverter DC ke DC terkecil di dunia yang diatur menggunakan THT (melalui teknologi lubang) dan tanpa SMD (perangkat yang dipasang di permukaan)

Oke, oke, Anda mengerti saya. Mungkin tidak lebih kecil dari yang dibuat oleh perusahaan Manufaktur Murata tapi pasti sesuatu yang dapat Anda buat sendiri di rumah menggunakan elemen dan alat yang dapat diakses secara umum.

Ide saya adalah membuat catu daya mode sakelar ringkas untuk proyek berbasis mikrokontroler kecil saya.

Proyek ini juga merupakan semacam tutorial cara membuat jalur pada PCB menggunakan kawat padat alih-alih membangun jalur dengan solder.

Ayo lakukan!

Langkah 1: Desain

Anda dapat menemukan banyak desain kustom catu daya ukuran saku, tetapi kebanyakan dari mereka yang saya temukan memiliki 2 kelemahan terbesar:

• Mereka adalah catu daya linier, yang berarti mereka tidak terlalu efisien,
• Mereka tidak diatur atau diatur dalam langkah-langkah

Konverter step-up saya adalah catu daya mode sakelar dengan tegangan keluaran yang diatur dengan halus (melalui resistor yang diatur). Jika Anda ingin membaca lebih lanjut, ada dokumen bagus di microchip.com yang menjelaskan berbagai arsitektur, pro dan kontra menggunakan SMPS.

Sebagai chip IC dasar untuk catu daya mode sakelar saya, saya memilih chip MC34063 yang sangat populer dan tersedia secara umum. Ini dapat digunakan untuk membangun konverter step-down (buck), step-up (boost) atau inverter tegangan hanya dengan menambahkan beberapa elemen eksternal. Penjelasan yang sangat bagus bagaimana mendesain SMPS menggunakan MC34063 dilakukan oleh Dave Jones dalam video YouTube-nya. Saya sangat menyarankan Anda untuk menontonnya dan mengikuti perhitungan untuk nilai setiap elemen.

Jika Anda tidak ingin melakukannya secara manual, Anda dapat menggunakan kalkulator online untuk MC34063 sesuai dengan kebutuhan Anda. Anda dapat menggunakan yang ini oleh Madis Kaal atau yang dirancang untuk tegangan lebih tinggi di changpuak.ch.

Saya memilih elemen hanya secara kasar berpegang pada perhitungan:

Saya memilih kapasitor terbesar yang bisa masuk ke papan. Kapasitor input dan output adalah 220µF 16V. I Anda membutuhkan tegangan output yang lebih tinggi atau membutuhkan tegangan input yang lebih tinggi, pilih kapasitor yang sesuai

• Induktor L: 100µH, ini adalah satu-satunya yang saya dapatkan dengan ukuran chip itu sendiri.
• Saya menggunakan dioda 1N4001 (1A, 50V) Alih-alih beberapa dioda Shotky. Frekuensi switching dioda ini adalah 15kHz yang kurang dari frekuensi switching yang saya gunakan, tetapi entah bagaimana seluruh rangkaian berfungsi dengan baik.
• Kapasitor switching Ct: 1nF (memberikan frekuensi switching ~26kHz)
• Resistor proteksi arus Rsc: 0,22Ω
• Resistor variabel yang mewakili rasio resistansi R2 hingga R1: 20kΩ

TIPS

• Pilih frekuensi switching (dengan memilih kapasitor switching yang tepat) dalam kisaran dioda Anda (dengan memilih dioda Shotky daripada tujuan umum).
• Pilih kapasitor dengan tegangan maks lebih dari yang ingin Anda berikan sebagai input (kapasitor input) atau dapatkan pada output (kapasitor output). Misalnya. Kapasitor 16V pada input (dengan kapasitansi lebih tinggi) dan kapasitor 50V pada output (dengan kapasitansi lebih kecil), tetapi keduanya berukuran relatif sama.

Langkah 2: Bahan dan Alat

Bahan yang saya gunakan, tetapi nilai pastinya tergantung pada kebutuhan Anda:

• Chip MC34063 (Amazon)
• Beralih kapasitor: 1nF
• Kapasitor masukan: 16V, 220µF
• Kapasitor keluaran: 16V, 220µF (Saya sarankan 50V, 4.7µF)
• Dioda switching cepat: 1N4001 (Beberapa dioda Shotky jauh lebih cepat)
• Resistor: 180Ω (nilai sewenang-wenang)
• Resistor: 0,22Ω
• Resistor variabel: 0-20kΩ, tetapi Anda dapat menggunakan 0-50kΩ
• Induktor: 100µH
• Papan PCB prototipe (BangGood.com)
• Beberapa kabel pendek

Alat yang dibutuhkan:

• Stasiun solder (dan utilitas di sekitarnya: kawat solder, resin jika diperlukan, sesuatu untuk membersihkan ujung, dll…)
• Tang, tang diagonal / pemotong samping
• Gergaji atau alat putar untuk memotong papan
• Mengajukan
• Lakban (ya, sebagai alat, bukan sebagai bahan)
• Anda

Langkah 3: Menempatkan Elemen - Awal

Saya menghabiskan banyak waktu untuk mengatur elemen di papan dalam konfigurasi seperti itu, sehingga menempati ruang sesedikit mungkin. Setelah banyak mencoba dan gagal, proyek ini menyajikan apa yang saya dapatkan. Saat ini, menurut saya ini adalah penempatan elemen yang paling optimal hanya dengan menggunakan 1 sisi papan.

Saya sedang mempertimbangkan untuk meletakkan elemen di kedua sisi, tetapi kemudian:

• menyolder akan sangat rumit
• Itu tidak benar-benar menempati lebih sedikit ruang
• SMPS akan memiliki bentuk yang tidak beraturan, membuat pemasangannya menjadi mis. rawa atau baterai 9V sangat sulit dicapai

Untuk menghubungkan node, saya menggunakan teknik menggunakan kawat telanjang, menekuknya dalam bentuk jalur yang diharapkan dan kemudian menyoldernya ke papan. Saya lebih suka teknik ini daripada menggunakan solder, karena:

• Menggunakan solder untuk "menghubungkan titik-titik" pada PCB yang saya anggap gila dan entah bagaimana tidak pantas. Saat ini kawat solder mengandung resin yang digunakan untuk mendeoksidasi solder dan permukaan. Tetapi menggunakan solder sebagai pembuat jalur, membuat resin menguap dan membiarkan beberapa bagian teroksidasi terbuka, yang saya anggap tidak begitu baik untuk sirkuit itu sendiri.
• Pada PCB yang saya gunakan, menghubungkan 2 "titik" dengan solder hampir tidak mungkin. Solder menempel pada "titik" tanpa membuat koneksi yang dimaksudkan di antara mereka. Jika Anda menggunakan PCB di mana "titik" terbuat dari tembaga dan sangat dekat satu sama lain, maka akan terlihat lebih mudah untuk membuat sambungan.
• Menggunakan solder untuk membuat jalur hanya menggunakan … terlalu banyak solder. Menggunakan kawat hanya kurang "mahal".
• Jika terjadi kesalahan, akan sangat sulit untuk menghapus jalur solder lama dan menggantinya dengan yang baru. Menggunakan wire-path itu adalah tugas yang relatif lebih mudah.
• Menggunakan kabel membuat koneksi jauh lebih andal.

Kerugiannya adalah dibutuhkan lebih banyak waktu untuk membentuk kawat dan menyoldernya. Tetapi jika Anda mendapatkan beberapa pengalaman, itu bukan tugas yang sulit lagi. Setidaknya aku sudah terbiasa.

Tips

• Aturan utama untuk menempatkan elemen adalah untuk memotong kaki yang berlebihan di sisi lain papan, sedekat mungkin dengan papan. Ini akan membantu kita nanti ketika kita akan menempatkan kawat untuk membangun jalur.
• Jangan gunakan kaki elemen untuk membuat jalur. Umumnya adalah ide yang baik untuk melakukannya, tetapi jika Anda membuat kesalahan, atau elemen Anda perlu diganti (misalnya rusak) maka sangat sulit untuk melakukannya. Anda tetap harus memotong jalur-kawat dan karena kaki ditekuk, mungkin sulit untuk menarik elemen dari papan.
• Cobalah untuk membangun jalur dari dalam sirkuit ke luar, atau dari satu sisi ke sisi lain. Cobalah untuk menghindari situasi, ketika Anda perlu membuat jalur, tetapi jalur lain di sekitarnya sudah dibuat. Mungkin sulit untuk menahan jalur-kawat.
• Jangan memotong jalur-kawat ke panjang/bentuk akhir sebelum menyolder. Ambil jalur-kawat yang lebih panjang, bentuk, gunakan selotip untuk menahan jalur-kawat pada posisi di papan, solder dan akhirnya potong di a titik yang diinginkan (periksa foto).

Langkah 4: Menempatkan Elemen - Tugas Utama

Anda hanya perlu mengikuti skema dan menempatkan elemen satu per satu, memotong kaki yang berlebihan, menyoldernya sedekat mungkin dengan papan, membentuk jalur-kawat, menyoldernya dan memotong. Ulangi dengan elemen lain.

Tip:

Anda dapat memeriksa foto bagaimana saya menempatkan setiap elemen. Coba ikuti saja skema yang disediakan. Di beberapa sirkuit kompleks yang berhubungan dengan frekuensi tinggi dll, induktor ditempatkan terpisah di papan karena medan magnet yang dapat mengganggu elemen lain. Tetapi dalam proyek kami, kami tidak peduli dengan kasus ini. Itu sebabnya saya menempatkan induktor tepat di atas chip MC34063 dan saya tidak peduli dengan gangguan apa pun

Langkah 5: Memotong Papan

Perlu Anda ketahui sebelumnya, bahwa papan PCB sangat keras dan karena itu sulit untuk dipotong. Saya coba dulu pakai alat putar (foto). Garis potongnya sangat halus, tapi butuh waktu lama untuk memotongnya. Saya memutuskan untuk beralih ke gergaji biasa untuk memotong logam dan bagi saya itu bekerja dengan baik.

Kiat:

• Potong papan sebelum menyolder semua elemen. Tempatkan semua elemen terlebih dahulu (tanpa penyolderan), tandai titik potong, lepaskan semua elemen, potong papan, lalu pasang kembali elemen dan solder. Selama pemotongan Anda harus merawat elemen yang sudah disolder.
• Saya lebih suka menggunakan gergaji daripada alat putar, tetapi ini mungkin merupakan hal yang individual.

Langkah 6: Membentuk

Setelah memotong, saya menggunakan file untuk menghaluskan tepi dan membulatkan sudut.

Ukuran akhir papan adalah panjang 2,5cm, lebar 2cm, dan tinggi 1,5cm.

Proyek dalam bentuk kasarnya sudah selesai. Saatnya ujian…

Langkah 7: Menguji Operasi

Saya memasang papan ke strip LED (12 LED) yang membutuhkan catu daya 12V. Saya mengatur input 5V (disediakan oleh port USB) dan menggunakan resistor yang diatur, saya mengatur output 12V. Ini bekerja dengan sempurna. Karena arus yang ditarik relatif tinggi, chip MC34063 menjadi hangat. Saya meninggalkan sirkuit dengan garis LED menyala selama beberapa menit dan itu stabil.

Langkah 8: Hasil Akhir

Saya menganggapnya sebagai sukses besar bahwa SMPS kecil seperti itu dapat menyalakan benda menggambar saat ini seperti 12 LED.