Tuy nhiên, một SMPS tăng cường quy định nhỏ nhất khác (Không có SMD): 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tên đầy đủ của dự án:

Tuy nhiên, một bộ nguồn chuyển đổi chế độ chuyển đổi DC sang DC được quy định nhỏ nhất trên thế giới khác sử dụng THT (thông qua công nghệ lỗ) và không có SMD (thiết bị gắn trên bề mặt)

Được rồi, được rồi, bạn hiểu rồi. Có thể nó không nhỏ hơn cái này do công ty Sản xuất Murata tạo ra nhưng chắc chắn là cái gì đó Bạn có thể tự xây dựng tại nhà bằng cách sử dụng các yếu tố và công cụ thường có thể truy cập được.

Ý tưởng của tôi là tạo ra một nguồn cung cấp điện cho chế độ chuyển đổi nhỏ gọn cho các dự án dựa trên vi điều khiển nhỏ của tôi.

Dự án này cũng là một dạng hướng dẫn cách tạo đường dẫn trên PCB bằng dây rắn thay vì tạo đường dẫn bằng chất hàn.

Hãy làm nó!

Bước 1: Thiết kế

Bạn có thể tìm thấy nhiều thiết kế tùy chỉnh bộ nguồn kích thước bỏ túi, nhưng hầu hết chúng tôi thấy có 2 nhược điểm lớn nhất:

• Chúng là nguồn cung cấp điện tuyến tính, có nghĩa là chúng không hiệu quả lắm,
• Chúng không được quản lý hoặc quy định trong các bước

Bộ chuyển đổi bước lên của tôi là bộ nguồn chuyển đổi chế độ với điện áp đầu ra được điều chỉnh trơn tru (thông qua điện trở được điều chỉnh). Nếu bạn muốn đọc thêm, có một tài liệu tuyệt vời trên microchip.com đề cao các kiến trúc khác nhau, ưu và nhược điểm của việc sử dụng SMPS.

Là một chip IC cơ bản cho bộ nguồn chuyển đổi chế độ của tôi, tôi đã chọn chip MC34063 rất phổ biến và thường có sẵn. Nó có thể được sử dụng để xây dựng bộ chuyển đổi bước xuống (buck), bộ chuyển đổi bước lên (tăng) hoặc biến tần điện áp chỉ bằng cách thêm một số yếu tố bên ngoài. Giải thích rất hay về cách thiết kế SMPS bằng MC34063 đã được Dave Jones thực hiện trong video YouTube của anh ấy. Tôi thực sự khuyên bạn nên xem nó và làm theo các phép tính cho các giá trị của mọi phần tử.

Nếu Bạn không muốn làm điều đó theo cách thủ công, Bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến cho MC34063 để phù hợp với nhu cầu của Bạn. Bạn có thể sử dụng cái này của Madis Kaal hoặc cái được thiết kế cho điện áp cao hơn trên changpuak.ch.

Tôi chỉ chọn các yếu tố gần như dính vào các phép tính:

Tôi đã chọn các tụ điện lớn nhất có thể phù hợp với bảng. Tụ điện đầu vào và đầu ra là 220µF 16V. Tôi Bạn cần điện áp đầu ra cao hơn hoặc cần điện áp đầu vào cao hơn, hãy chọn tụ điện phù hợp

• Cuộn cảm L: 100µH, đây là cuộn cảm duy nhất tôi có với kích thước của chính con chip.
• Tôi đã sử dụng diode 1N4001 (1A, 50V) Thay vì một số diode Shotky. Tần số chuyển mạch của diode này là 15kHz, nhỏ hơn tần số chuyển mạch của tôi mà tôi đã sử dụng, nhưng bằng cách nào đó toàn bộ mạch hoạt động tốt.
• Tụ điện chuyển mạch Ct: 1nF (nó cho tần số chuyển mạch ~ 26kHz)
• Điện trở bảo vệ hiện tại Rsc: 0,22Ω
• Biến trở biểu thị tỷ số điện trở R2 đến R1: 20kΩ

Lời khuyên

• Chọn tần số chuyển mạch (bằng cách chọn tụ điện chuyển mạch thích hợp) trong một dải Diode của bạn (bằng cách chọn diode của Shotky thay vì chọn loại có mục đích chung).
• Chọn các tụ điện có điện áp tối đa nhiều hơn mức Bạn muốn cung cấp làm đầu vào (tụ điện đầu vào) hoặc lấy đầu ra (tụ điện đầu ra). Ví dụ. Tụ điện 16V ở đầu vào (có điện dung cao hơn) và tụ điện 50V ở đầu ra (có điện dung nhỏ hơn), nhưng cả hai đều có kích thước tương đối giống nhau.

Bước 2: Vật liệu và công cụ

Vật liệu tôi đã sử dụng, nhưng giá trị chính xác thực sự phụ thuộc vào nhu cầu của Bạn:

• Chip MC34063 (Amazon)
• Tụ điện chuyển mạch: 1nF
• Tụ điện đầu vào: 16V, 220µF
• Tụ điện đầu ra: 16V, 220µF (tôi khuyên dùng 50V, 4,7µF)
• Diode chuyển mạch nhanh: 1N4001 (Một số diode Shotky nhanh hơn nhiều)
• Điện trở: 180Ω (giá trị tùy ý)
• Điện trở: 0,22Ω
• Biến trở: 0-20kΩ, nhưng Bạn có thể sử dụng 0-50kΩ
• Cuộn cảm: 100µH
• Bảng mạch PCB nguyên mẫu (BangGood.com)
• Một số cáp ngắn

Công cụ cần thiết:

• Trạm hàn (và các tiện ích xung quanh nó: dây hàn, nhựa thông nếu cần, thứ gì đó để làm sạch đầu tip, v.v.)
• Kìm, kìm chéo / kìm cắt cạnh
• Cưa hoặc dụng cụ quay để cắt ván
• Tập tin
• Băng keo (có, như một công cụ, không phải vật liệu)
• Bạn

Bước 3: Đặt các phần tử - Bắt đầu

Tôi dành nhiều thời gian để tổ chức các phần tử trên bảng theo cấu hình như vậy, vì vậy nó chiếm ít không gian nhất có thể. Sau nhiều lần thử và thất bại, dự án này trình bày những gì tôi đã đạt được. Tại thời điểm này, tôi nghĩ đây là vị trí tối ưu nhất của các phần tử chỉ sử dụng 1 mặt của bảng.

Tôi đã xem xét đặt các yếu tố cho cả hai bên, nhưng sau đó:

• hàn sẽ thực sự phức tạp
• Nó không thực sự chiếm ít không gian hơn
• SMPS sẽ có một số hình dạng bất thường, làm cho việc gắn nó vào ví dụ: một bãi lầy hoặc trên pin 9V rất khó đạt được

Để kết nối các nút, tôi đã sử dụng kỹ thuật sử dụng dây trần, uốn cong nó theo hình dạng mong đợi của đường dẫn và sau đó hàn nó vào bảng. Tôi thích kỹ thuật này thay vì sử dụng chất hàn, vì:

• Sử dụng chất hàn để "kết nối các dấu chấm" trên PCB mà tôi cho là điên rồ và bằng cách nào đó không phù hợp. Ngày nay dây hàn có chứa một loại nhựa được sử dụng để khử chất hàn và bề mặt. Nhưng việc sử dụng chất hàn làm chất tạo đường dẫn, làm cho nhựa bay hơi và để lại một số bộ phận bị ôxy hóa lộ ra ngoài, điều mà tôi cho là không tốt cho bản thân mạch điện.
• Trên PCB mà tôi đã sử dụng, việc liên kết 2 "chấm" với một chất hàn gần như là không thể. Hàn dính vào các "dấu chấm" mà không tạo ra kết nối có chủ định giữa chúng. Nếu Bạn sử dụng PCB trong đó các "chấm" được làm bằng đồng và chúng rất gần nhau, thì việc tạo kết nối sẽ dễ dàng hơn.
• Sử dụng chất hàn để tạo đường dẫn chỉ sử dụng… đến nhiều chất hàn. Sử dụng một dây chỉ là ít "tốn kém" hơn.
• Trong trường hợp nhầm lẫn, có thể rất khó để loại bỏ đường hàn cũ và thay thế nó bằng một đường hàn mới. Sử dụng đường dẫn dây tương đối dễ dàng hơn nhiều.
• Sử dụng dây giúp kết nối đáng tin cậy hơn nhiều.

Nhược điểm là mất nhiều thời gian hơn để định hình dây và hàn nó. Nhưng nếu bạn nhận được một số kinh nghiệm, nó không phải là nhiệm vụ khó khăn nữa. Ít nhất thì tôi chỉ quen với nó.

Lời khuyên

• Quy tắc chính để đặt các phần tử là cắt các chân gia công ở phía bên kia của bảng, càng gần bảng càng tốt. Nó sẽ giúp ích cho chúng ta sau này khi chúng ta sẽ đặt dây để xây dựng đường dẫn.
• Không sử dụng chân của phần tử để tạo đường dẫn. Nói chung, bạn nên làm điều đó, nhưng nếu Bạn mắc lỗi hoặc phần tử của Bạn cần được thay thế (ví dụ: nó bị hỏng) thì bạn thực sự khó làm được. Dù sao thì bạn cũng cần phải cắt dây dẫn và vì chân bị uốn cong nên việc kéo phần tử ra khỏi bảng có thể là một thách thức.
• Cố gắng xây dựng các đường dẫn từ bên trong mạch ra bên ngoài hoặc từ bên này sang bên kia. Cố gắng tránh tình huống, khi Bạn cần tạo một đường dẫn, nhưng các đường dẫn khác xung quanh đã được tạo. Có thể khó để giữ dây dẫn.
• Không cắt dây dẫn đến độ dài / hình dạng cuối cùng trước khi hàn. Lấy dây dẫn dài hơn, định hình nó, sử dụng băng dính để giữ dây dẫn ở một vị trí trên bảng, hàn nó và cuối cùng cắt nó tại một điểm mong muốn (kiểm tra ảnh).

Bước 4: Đặt các yếu tố - Nhiệm vụ chính

Bạn chỉ cần làm theo sơ đồ và đặt từng phần tử một, cắt các chân thừa, hàn nó càng gần bảng càng tốt, định hình đường dẫn, hàn nó và cắt. Lặp lại với phần tử khác.

Mẹo:

Bạn có thể kiểm tra trên một bức ảnh cách tôi đặt mọi yếu tố. Chỉ cố gắng làm theo sơ đồ được cung cấp. Trong một số mạch phức tạp xử lý tần số cao, v.v., các cuộn cảm được đặt tách biệt trên bảng do từ trường có thể gây nhiễu cho các phần tử khác. Nhưng trong dự án của chúng tôi, chúng tôi không quan tâm đến trường hợp này. Đó là lý do tại sao tôi đặt cuộn cảm ngay trên đầu chip MC34063 và tôi không quan tâm đến bất kỳ nhiễu nào

Bước 5: Cắt bảng

Bạn cần biết trước rằng bảng mạch PCB thực sự rất cứng và vì điều này rất khó cắt. Trước tiên, tôi đã thử sử dụng một công cụ quay (ảnh). Đường cắt rất mịn, nhưng phải mất rất nhiều thời gian để cắt nó. Tôi quyết định chuyển sang một chiếc cưa thông thường để cắt kim loại và đối với tôi, nó hoạt động nói chung là ổn.

Lời khuyên:

• Cắt bảng trước khi hàn tất cả các phần tử. Đầu tiên đặt tất cả các phần tử (không hàn), đánh dấu các điểm cắt, loại bỏ tất cả các phần tử, cắt bảng và sau đó đặt các phần tử lại và hàn chúng. Trong quá trình cắt Bạn cần phải chăm sóc các phần tử đã được hàn.
• Tôi muốn sử dụng cưa thay vì dụng cụ quay, nhưng đây có lẽ là một việc riêng lẻ.

Bước 6: Định hình

Sau khi cắt xong, tôi dùng dũa để làm phẳng các cạnh và bo tròn các góc.

Kích thước cuối cùng của tấm ván là chiều dài 2,5cm, chiều rộng 2cm và chiều cao 1,5cm.

Dự án ở dạng thô đã xong. Đã đến lúc thử nghiệm…

Bước 7: Hoạt động kiểm tra

Tôi đã cắm bảng vào một dải LED (12 LED) cần nguồn điện 12V. Tôi đặt đầu vào 5V (riêng bằng cổng USB) và sử dụng điện trở được điều chỉnh, tôi thiết lập đầu ra 12V. Nó hoạt động hoàn hảo. Do dòng điện được rút ra tương đối cao, chip MC34063 đang nóng lên. Tôi để mạch có sọc LED bật trong vài phút và nó ổn định.

Bước 8: Kết quả cuối cùng

Tôi coi đó là một thành công lớn khi một SMPS nhỏ như vậy có thể cung cấp năng lượng cho loại thứ thu hút hiện tại như 12 đèn LED.