Stavebnice- sada součástek- step up měnič 3,7V- 12V/50W

S12/menic37-12-p0/0617/x

Nepoužité zboží

Nevšedně zapojený výkonový měnič s rozšířeným rozsahem provozních teplot, jenž z jediného Li- Ion akumulátorku vyrobí běžně používané napětí 12V. Výkon až 50W. Obsahuje ochranu akumulátoru před hlubokým vybitím. Sada obsahuje celkem 117 elektronických součástek (SMD i THT)+ profesionálně vyrobený plošný spoj. Tlumivky o pouhých 14 závitech zákazník navine sám z dodaného vodiče na dodané kostřičky

Více informací

2 ks

Skladem- výrobek může být za pár dnů Váš.

356,6537 Kč s DPH

Namísto 375,3232 Kč

Více informací

Hravá sada součástek, plošného spoje a dokumentace k sestavení nečekaně a originálně vyřešeného dvoufázového měniče 3,7V->12V s výstupním výkonem až 50W. Zvláštností zapojení není jen způsob řešení, odchylující se od běžné zkušenosti bastlířů, ale taktéž díky atypičnosti dokonale bezhlučný provoz bez ohledu na zatížení měniče, ačkoli pracovní kmitočet je „jen” 50kHz. Výkon typicky 50W při napájecím napětí 3,7V na svorkách měniče. Určeno zásadně jen pro zkušené bastlíře.

Nyní jsou v nabídce úplně první ostře prodávané kusy, kde ještě byla nezbytná drobná dodělávka PCB pod výkonovými tlumivkami (viz fotogalerie výše). Na vzhled to nemá vliv, protože je úprava zakrytá pod tlumivkami.

Vlastnosti, výhody zapojení

- Ochrana před trvalým zkratem a přetížením- při poklesu výstupního napětí vlivem přetížení dojde k rychlému odpojení zátěže.
- Podpěťová ochrana akumulátoru cca 3,05V. *1)
- Dokonalá bezhlučnost. *2)
- Dvoučinné řešení- podobné zatížení součástek, jako u dvou paralelně řazených měničů.
- Měnič pracuje v přerušovaném- discontinuous režimu. Tím odpadají ztráty na rezistoru ke snímání omezovaného proudu, obvod si sám svým principem omezuje proud dle pracovního kmitočtu, střídy, napájecího napětí a indukčností akumulačních tlumivek.
- Odezva na skokovou změnu zátěže bez zákmitů.
- Postaven z běžně dostupných šuplíkových součástek.
- Jako akumulační indukčnosti slouží DIY vzduchové tlumivky o pouhých 14 závitech, které jsou velmi levné.

- Rozšířený rozsah provozních teplot -20°C až 60°C.
- Indikace provozního stavu (zelená- OK, červená- startuje, slabý akumulátor, přetížení).
- Zátěž je připojena až ve chvíli, kdy měnič dává plné výstupní napětí.
- Je možné využít napětí na časovacím kondenzátoru a referenční napětí k doplnění měniče o PWM regulátor výkonu.

*1) Ačkoli moderní Li- Ion akumulátorky mohou pracovat i při vybíjení až k hranici 2,5V na článek, zkracuje takové používání dosažitelný počet nabíjecích/ vybíjecích cyklů. Hranice 3,05V, použitá u naší konstrukce, znamená prodloužení životnosti napájecího akumulátorku na úkor mírného nevyužití jeho plné kapacity. Kapacita bude lépe využita, pokud bude používáno článků s vysokými mezními vybíjecími proudy, za pokojové nebo vyšší teploty, a případně pokud bude k napájení použito více paralelně řazených článků (což Li- Ion běžně umožňují).

*2) U běžných koncepcí měničů je problémem použití zesilovače regulační odchylky s vysokým zesílením, kolísání mezi continuous/discontinuous režimem v závislosti na odběru a pomalá regulační smyčka. Výsledkem je nepravidelný chod takto řešeného spínaného zdroje, výstupní napětí náhodně kolísá kolem nastavené hodnoty. Náhodnost a nepravidelnost chodu běžných měničů se projevuje jako šum, bzučení, nebo pískání, ačkoli jejich pracovní kmitočet může být i přes sto kHz.

Nevýhody řešení

- Měnič potřebuje delší dobu k nastartování- asi půl až jednu minutu od zapnutí.
- Složitější zapojení (je to nevýhoda, nebo je to výhoda v kategorii stavebnic pro volný čas?)


Naměřené parametry a průběhy, provozní parametry

-Výstupní výkon: typicky 50W při napájecím napětí na svorkách měniče 3,7V 
-Klidový odběr: 80mA při napájecím napětí 4,0V 
-Proudový odběr při plném výkonu: kolem 20A
-Minimální napětí pro start měniče 3,50V (nestartuje s vybitým akumulátorem)
-Napětí pro odpojení měniče (podpěťová ochrana akumulátoru před podvybitím): 3,05V 
-Pracovní kmitočet (viz graf níže, záměrně napěťově závislý): kolem 50kHz 
-Změna výstupního napětí při napájecím napětí 3,1V až 4,3V: jeden dílek digitálního multimetru, tj. 10mV 
-Čas potřebný pro start měniče: asi 30s při napájení 4,0V 
-Účinnost (viz graf níže): kolem 80% v rozsahu výstupních výkonů 5W až 50W (větší nejistota měření, chyby jednotlivých měřicích přístrojů se sčítají) 
-Rozsah provozních teplot: -20°C až +60°C 
-Zvlnění (rozsah -10°C až +60°C, plný výkon, měřeno přes dolní propust 1MHz): mělo by být lepší než 0,2V pp, viz oscilogramy (pro citlivější aplikace je vhodné doplnit výstup měniče ještě o LC filtr)
- Jmenovitý rozsah napájecích napětí 3,1V až 4,25V 
- Výstupní napětí 12V±7% (viz graf níže- zatěžovací charakteristika) 
- Rozměry plošňáku 114,5 x 65

Závislost pracovního kmitočtu na napájecím napětí

f-u

Zatěžovací charakteristika

zat char

Závislost výkon- účinnost při napájecím napětí 3,40V

vykon- ucinnost

Průběh napětí na časovacím kondenzátoru C16- 0,2V/DIV a 5µs/DIV

C16

Zvlnění- parametry oscilogramů a popis- viz obrázky

zvlneni1

zvlneni2

zvlneni3

Průběh napětí na kolektoru T11 a kolektoru T15, podrobnosti viz oscilogram

kolektor T11 a T15

Průběh napětí na hradlech T11 a T15, podrobnosti viz oscilogram

Gate T11+ T15

O koncepci měniče

Měnič je svou koncepcí netypický. Je totiž postavený z operačních zesilovačů, komparátorů a diskrétních součástek, jakožto koníčková záležitost. Konstrukce si tedy klade za cíl především pobavit a potěšit v dlouhých chvílích, spíše než aby ušetřila peníze a čas. Zapojení se hodí jako univerzální napájecí zdroj 12V, poháněný kvalitními Li- Ion články velikosti 18650, u kterého určuje celkovou kapacitu počet paralelně řazených článků. Oproti sériovému spojení se při paralelním řazení nemohou články hluboce vybíjet (pokud není každý článek zvlášť chráněný) a celá baterie má vyšší životnost i při hlubším vybíjení článků. Samotný měnič se tedy dobře uplatní jako univerzální přenosný zdroj s kapacitou a celkovou váhou podle konkrétní potřeby. Uplatnění najde kupříkladu k napájení astronomické techniky, měřicích přístrojů, audiotechniky, světelných zdrojů, mikropáječek, topných těles a k dalším účelům.

Konstrukci lze velmi snadno doplnit o jeden nebo více PWM regulátorů výkonu s regulací střídy od 0 do 100% a zvýšit tak užitnou hodnotu o možnost regulace např. odporových topení, páječek, nebo ss motorků. Stačí připojit komparátor/y (pin s názvem C16 na invertující vstup/y, napájení komparátoru/ů na pinech 0 a Out_+12V), potenciometr/y (kraje odporové dráhy potenciometru/ů na pin s názvem REF a pin 0, jezdec na neinvertující vstup/y komparátoru/ů) a MOSFET/y (emitor/y na výstupu Out_0V, gate na výstupu/výstupech komparátoru/ů). Při volbě odporů potenciomterů je třeba zohlednit maximální proudovou zatížitelnost pinu REF (případně posílit operačním zesilovačem).

Měnič je postavený jako dvoučinný (nižší proudové zatížení součástek, lepší účinnost, vyšší výkon), pracující v discontinuous režimu (proud akumulační indukčností klesá k nule, eliminace ztrát na snímacím rezistoru proudového omezení). Zapojení můžeme rozdělit do několika celků: filtr napájení, oscilátor, pomocný měnič, regulátor střídy, hlavní (výkonový) měnič, zpožděné připojení zátěže+ ochrana proti přetížení a ochrana akumulátoru proti hlubokému vybití. Většinu důležitých signálových obvodů měniče napájí přímo Li- ion akumulátorek (přes RC filtr). Výjimku tvoří budiče výkonových MOSFETů. Použité řešení je výhodné z hlediska snížení klidového odběru obvodu, což se může uplatnit především při modifikaci zapojení na nižší výkony. V provedení s výkonem 50W je klidový odběr vyšší, asi 80mA, a zahrnuje především ztráty v budičích výkonových MOSFETů. Protože výkonové MOSFETy k buzení používají, a také potřebují plné výstupní napětí měniče, zajišťuje start pomocný měnič. Pomocný měnič dává jen malý výstupní proud, a proto je zátěž připojena až tehdy, kdy má měnič k dispozici dostatečné napětí k napájení budičů MOSFETů, pomocí obvodů zpožděného připojení zátěže a podpěťové ochrany. V okamžiku připojení zátěže začne pracovat hlavní (výkonový) měnič, přičemž pracuje vždy při takovém výstupním napětí, při kterém nemůže měnič přejít do continuous režimu. Střídavé spínání obou MOSFETů hlavního měniče řídí dvojtý regulátor střídy. Při použití discontinuous režimu dochází v regulační smyčce k velmi malému zpoždění. Zároveň má regulační smyčka racionálně volené zesílení, a proto měnič pracuje extrémně pravidelně, bez jakéhokoli šumu a hluku, jak je tomu u ostatních spínaných zdrojů s pracovními kmitočty jen několik desítek kHz. Takto koncipované zapojení má i výbornou impulsní odezvu na změny zátěže. Aby bylo možné regulovat střídu v libovolných mezích bez jakékoli změny kmitočtu, byl speciálně pro tento spínaný zdroj vyvinut oscilátor s přesně definovanou amplitudou napětí (s přibližně trojúhelníkovým průběhem) na časovacím kondenzátoru. Kmitočet oscilátoru je záměrně mírně progresivně závislý na napájecím napětí. Proto nestoupá při změnách napájecího napětí za plného výkonu špičkový proud tlumivkami hlavního měniče nad určitou hodnotu (velmi přibližně 35A).

Původ součástek

Sortiment eshopu AES+ výprodejový sortiment eshopu AES, TME, plošný spoj zakázková výroba v Číně

Další informace

Schéma zapojení je ke stažení níže.

Obsah balení

Ke stažení

Schéma měniče 3,7V-12V/50W

Obsahuje také popis zapojení a návod k osazení a oživení.

Ke stažení (1.13M)
Košík 0 Výrobek Výrobky (prázdný)    

Žádné výrobky

Závisí na výběru zákazníka Doprava
0,0000 Kč Celkem

Chci objednat zboží v košíku

Výrobek přidán do košíku
Množství
Celkem
V košíku je 0 výrobků. V košíku je 1 výrobek.
Celková cena zboží
Dopravné celkem  Závisí na výběru zákazníka
Celkem
Chci nakoupit další výrobky za jedno poštovné Chci objednat zboží v košíku

Výrobci

Odběr novinek