Зарегистрироваться

Автоматический источник питания-стабилизатор SEPIC


Это устройство способно выдавать на выходе постоянное напряжение от 0.8 до 30 вольт с током до 5 ампер при напряжении на входе от 4.5 до 30 вольт. Цифровой индикатор показывает напряжение на выходе или на входе.




Уже давно в электронике применяются понижающие (Step Down) и повышающие (Step Up) преобразователи, а сравнительно недавно появились автоматические преобразователи SEPIC, которые могут как понижать, так и повышать входное напряжение. В этом обзоре подробно рассказано, как работает такой преобразователь.

Преобразователь способен выдать до 5А, но не более 80 Вт.

Выходное напряжение устанавливается многооборотным подстроечным резистором.

Индикатор показывает выходное напряжение (горит зелёный светодиод) или входное напряжение (горит красный). Режим индикации переключается маленькой кнопкой под индикатором и запоминается при выключении питания.

При напряжении до 9.99 В индикатор показывает вольты, десятые и сотые доли. При напряжении более 10 вольт индикатор показывает вольты и десятые доли.



Если подержать кнопку 1 секунду, индикатор и светодиод погаснут. Чтобы вновь их включить, нужно ещё раз нажать кнопку. Это состояние также запоминается и выключенный индикатор не загорится при отключении и включении преобразователя.

Нажатие кнопки более 3 секунд запускает режим калибровки вольтметра. Измерение входного и выходного напряжения калибруется отдельно. Сначала загорается красный светодиод и индикатор показывает значение опорного напряжения (3.55-3.75 В). Каждый щелчок кнопки увеличивает значение на одну десятую, а при достижении значения 3.75, перескакивает на 3.55. Прикинув в какую сторону и на сколько нужно менять показания, меняем значение из расчёта 0.01 В опорного напряжения на 0.02 В измеряемого. После трёхсекундного нажатия кнопки значение сохраняется, светодиод становится зелёным и точно так же выставляется значение для измерения выходного напряжения. Мне удалось откалибровать вольтметр так, что он всегда показывает входное и выходное напряжение с точностью до одной десятой вольта.

На плате видны два больших дросселя и два конденсатора SANYO 1000 uF 35V. Остальные элементы схемы закрыты радиатором.



Вид на плату сбоку.



Снизу ничего интересного.



Подав на вход преобразователя 12 вольт, и выставив на выходе напряжение 15 вольт, я проверил, меняется ли выходное напряжение от тока нагрузки. При увеличении тока от 0 до 2.3А напряжение остаётся стабильным.



Для проверки уровня пульсации я подал на преобразователь 12 вольт со свинцового аккумулятора (я не стал использовать сетевой источник питания, чтобы исключить влияние его пульсации). В качестве нагрузки использовался резистор 1.1 Ом 200 Вт.



При напряжении 5.7 В и токе нагрузки 5 A уровень пульсации 17 мВ. Частота преобразователя около 160 кГц.



При том же напряжении на выходе и нагрузке 0.5 А, напряжения пульсации составило около 12 мВ.



При напряжении 22 вольта и токе 1 ампер, напряжение пульсации около 30 мВ.

Независимо от характера изменения входного напряжения (плавно или скачками), напряжение на выходе остаётся стабильным.

На холостом ходу с выключенным индикатором преобразователь потребляет 15-25 mA.

КПД преобразователя зависит от многих факторов. Максимальный КПД 89.7% зафиксирован при входном напряжении 12-15 вольт, выходном напряжении 20 вольт и токе нагрузки 1А. Минимальный КПД — 78%, когда преобразователь понижает 15 вольт до 5.

Несколько примеров его использования:

— в автомобиле для питания любых устройств, требующих стабильного напряжения питания;
— для питания устройств, требующих нестандартного напряжение питания;
— в качестве дешёвого лабораторного источника питания совместно с любым стандартным блоком питания (например на 12 В или 24 В).

© 2018, Алексей Надёжин
Планирую купить +76 Добавить в избранное +77 +119
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 21:14
+3
Классная штучка, но мне больше с одним дросселем понравился.
Жаль что радиатор не сняли, любопытно что за разделительный конденсатор поставили.

Мне кажется, или у Вас на осциллограммах размах пульсаций больше чем 12 и 17мВ?
+
avatar
  • Ammo1
  • 02 апреля 2018, 21:26
0
С одним не бывает.
Сужу по значению Vrms.
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 21:29
0
С одним не бывает.
Именно SEPIC (в правильном понимании этой топологии), нет, но функционально он делает абсолютно то же самое. Выше ссылка как раз на него.
Причем это не понижайка-повышайка как делают на двух отдельных контроллерах.

Сужу по значению Vrms.
А почему не Vpp? Обычно его измеряют.
+
avatar
  • Ammo1
  • 02 апреля 2018, 21:44
0
Ух-ты, интересный какой.
Мне кажется, Vrms правильней, хотя уже засомневался.
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 21:46
+2
Мне кажется, Vrms правильней, хотя уже засомневался.
А здесь все просто, открываем даташит на какой нибудь блок питания, например тот же Минвел, а там так и указано — mVp-p
+
avatar
0
да там и Vpp какую-то ерунду показывает. если по клеточкам посчитать, то там Vpp примерно 50 и 20мВ на больших картинках. откуда получилось аж 200 — я не понимаю
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 21:55
0
да там и Vpp какую-то ерунду показывает. если по клеточкам посчитать, то там Vpp примерно 50 и 20мВ
Я тоже заметил. вроде 10мВ на клетку а в результате какой-то дикий размах.
+
avatar
  • Ammo1
  • 02 апреля 2018, 21:58
0
Там с этим Vpp фигня какая-то. Он меняется от того, что я просто сдвигаю картинку вверх-вниз.
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 22:03
+1
Значит считайте по клеткам исходя из того как установлен входной делитель.
+
avatar
  • PavelS
  • 02 апреля 2018, 22:36
+1
А какая полоса пропускания этого осциллографа?
В интернете нашел значение 200 кГц.
Если у вас такая же полоса пропускания, то измерения амплитуды импульсных сигналов, с частотой следования 160 кГц, будут иметь большую погрешность.
+
avatar
  • u3712
  • 02 апреля 2018, 23:01
0
Явно не 20 МГц.
+
avatar
  • denisss
  • 03 апреля 2018, 08:52
0
Это как это с одним не бывает? Еще как SEPIC бывает с одним дросселем, более того — он эффективнее и компактнее. Вот пруф 1, пруф 2.
+
avatar
  • pet80
  • 03 апреля 2018, 18:54
0
Ага :).
Из пруф2:
The SEPIC is distinguished by its use of two inductors. The inductors can be kept separate (“uncoupled”) or wound onto a common core (“coupled”).
+
avatar
  • zztop68
  • 02 апреля 2018, 22:06
0
Мне кажется, или у Вас на осциллограммах размах пульсаций больше чем 12 и 17мВ?
Мне тоже бросилось это в глаза.

Реальный размер пульсаций значительно больше, чем 12 и 17mV.
Не совсем ясно почему ТС приводит значение именно Vrms.
+
avatar
  • UWU
  • 03 апреля 2018, 20:24
0
Классная штучка, но мне больше с одним дросселем понравился.
Было несколько сообщений от разных людей, о том как «с одним дросселем» выходил из строя и выжигал подключённое к нему оборудование. Что там у него пробивает пока не установлено, но платить $15 за DC-DC склонный выжигать оборудование что-то не хочется.
+
avatar
  • kirich
  • 03 апреля 2018, 21:36
0
Это касалось не этого преобразователя, а как раз такого типа, как в обзоре. Пробивает разделительный конденсатор.
Вроде этих касалось
+
avatar
  • UWU
  • 03 апреля 2018, 22:20
0
Нет, именно LTC3780. В этом я уверен. Я к нему присматривался, хотел взять, ну и собирал сведения.
А после второго сообщения о пробое иметь дел с LTC3780 не хочется совсем.
В обоих случаях на выходе после пробоя почему-то становится сильно высокое напряжение. ХЗ почему.
+
avatar
  • kirich
  • 03 апреля 2018, 22:22
0
В обзоре я показывал схемотехнику, полное напряжение на выходе может быть только из-за пробоя транзисторов.
+
avatar
  • off-off
  • 02 апреля 2018, 21:42
0
У меня осциллограф DSO202 (DS202), и в нём обозначение Vpp (при включенном АС на измерениях постоянного тока) это и есть уровень пульсаций (я так думаю). Если сдесь также, тогда судя по фото, порядка 200 мВ — печалька, требуется доработка.
+
avatar
0
мне так кажется что осцилл врёт. потому что если там как написано 10мВ на клетку — то ну никак 200 mVpp не получается.
+
avatar
  • off-off
  • 02 апреля 2018, 22:09
0
Может особенность этого осцилографа, что «иголки» не отображает — а считает корректно. А может действительно, программно точку не там ставит. Нужна проверка на другом приборе. Уровень пульсаций довольно важный параметр для таких устройств.
+
avatar
  • zztop68
  • 02 апреля 2018, 22:37
0
Может особенность этого осцилографа, что «иголки» не отображает — а считает корректно.
Думаю, что это наиболее вероятный вариант. Для «иголок» не хватает разрешения экрана или что-то подобное.
+
avatar
  • u3712
  • 02 апреля 2018, 23:03
0
«Что-то подобное» называется (очевидная) нехватка частоты семплирования.
+
avatar
  • zztop68
  • 02 апреля 2018, 23:27
0
называется (очевидная) нехватка частоты семплирования.
Т.е. значение «иголки» он уловил, а то, что было рядом — нет. Поэтому и не смог нарисовать.
Может быть и так, не знаю. Для меня это совсем не очевидно.
+
avatar
0
он не врёт, а считает это за секунду или около того, а в шуме есть частоты ниже и это видно по всем картинкам, пачки колебаний то повышаются, то снижаются со временем, вот он по тем пикам и показывает 200мВ

ещё автотриггер может отлавливать не самые показательные места
+
avatar
  • valius
  • 02 апреля 2018, 22:02
0
два конденсатора SANYO 1000 uF 35V
Даже рядом они не лежали с SANYO. У WG серии максимум бывает 25В.
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 22:05
+4
У китайцев еще есть похожая термоусадка, только с надписью Ничикон :)
+
avatar
0
купил как-то такие «типа ничикон» 3300х10 в материнку поменять, померял-2200
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 23:52
0
померял-2200
Важнее измерять ESR, а не емкость.
+
avatar
  • zztop68
  • 03 апреля 2018, 00:06
+2
Важнее измерять ESR, а не емкость.
Похоже, что китайцы уже и Low ESR умеют делать. Купил типа NCC KZG, ёмкость выше номинала, ESR в полной норме, а диаметр ножки в 2 раза меньше, чем в даташите.
Не знаю что теперь и думать.

P.S. Может это и правда был какой-то спецзаказ. В даташите именно такой ёмкости(1000uF, 6.3v) нет, но для корпуса таких размеров диаметр ножки указан.
+
avatar
  • vil2
  • 03 апреля 2018, 08:23
+1
был на медкомиссии от военкомата и глотали эндоскоп. потом за стол врача и я был удивлен. заключение врач писал в компьютере из шаблона! а еще контора на которую я работаю завозит эл.двигатели с Китая и у всех китайцев практически один и тот же каталог в котором размеры не совпадают с реальными.! к чему я. так некий предприниматель купил линию и штампует себе кондеры, а про документацию он и позабыл просто стыряв у соседа который в свою очередь так же стырял :) в даташит к китайцам можно думаю и не всматриваться.
+
avatar
  • zztop68
  • 03 апреля 2018, 12:05
0
в даташит к китайцам можно думаю и не всматриваться.
Речь не о китайском, а о японском даташите. NCC(UCC) это японская фирма.
+
avatar
  • vil2
  • 03 апреля 2018, 12:51
0
тогда сорян не знал.
+
avatar
  • ksiman
  • 03 апреля 2018, 10:58
0
3300х10 в материнку
3300/6,3V в материнки шли. Сейчас ставят полимер на 2,5V.
+
avatar
  • zztop68
  • 02 апреля 2018, 23:20
0
Даже рядом они не лежали с SANYO. У WG серии максимум бывает 25В.
Не скажу, что это касается именно конденсаторов из сабжа, но у китайцев иногда встречаются настоящие фирменные конденсаторы, которые крупные производители, вроде ASUS-а, заказывают для себя в кастомизированных версиях. Такие конденсаторы производятся «под заказ» и в открытых даташитах они не фигурируют.
Но вот остатки этих партий иногда всё равно попадают на рынок.
~~~~
Мной, кстати, недавно было замечено, что в поддельных конденсаторах ножки бывают значительно тоньше, чем написано в даташитах на оригинальные.
Не замечали, народ, чего-то подобного?
+
avatar
  • kven
  • 02 апреля 2018, 23:28
+1
низ бы увидеть, но автор не сфоткал их попки, а разбирать снова ленится (
скорее всего там заглушка с кружочками, как у всех китайских кондеров.
+
avatar
  • zztop68
  • 02 апреля 2018, 23:57
0
скорее всего там заглушка с кружочками, как у всех китайских кондеров.
Да пробку они могут сделать какую угодно. На ней много не сэкономишь.
А вот на меди ножек экономия может быть существенной(по китайским меркам, разумеется).

Если, например, диаметр ножки сделать в 2 раза меньше, то меди уйдёт уже в 4(!) раза меньше.
На многомиллионных партиях это могут быть существенные для китайцев деньги.
+
avatar
0
Недооцениваете Вы экономию китайцев. Из их и без того тонких «медных» ножек можно постоянные магниты делать, а после закалки и скрепки для степлера неплохие получаются )
+
avatar
  • weeeen
  • 03 апреля 2018, 19:16
0
+
avatar
+2
замените этот синий много-оборотник на нормальный. у него ТКС дикий. будет греться от радиатора и будет плыть напряжение. или, хотя бы, вынесите его из платы
+
avatar
  • scaldov
  • 02 апреля 2018, 22:10
+1
Сделал себе вот это:

www.drive2.ru/b/473232004691788995/
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 22:15
0
Как раз та плата, что я упоминал в первом комментарии.
+
avatar
  • AndrVU
  • 03 апреля 2018, 15:13
+1
Непонятна польза от этого устройства
PS: Имел ввиду ссылку на пост в комментарии scaldov
Сделал себе вот это:
+
avatar
  • sergogo
  • 02 апреля 2018, 23:09
0
Неплохой, жаль cc в нем нет
+
avatar
  • u3712
  • 02 апреля 2018, 23:09
0
Нелюблю SEPIC на дискредных дросселях — одни сплошные недостатки. Надо делать на трансформаторе (многообмоточном дросселе).
Такой мод для subj вполне можно сделать даже без приложения доп. элементов. Просто и банально — два дросселя разматываются, кольца складываются и далее мотается 3/4 витков (от первоначального числа) двойным проводом. Только проводом не 1 мм. Скажем, 0.4-0.5, с сохранением сечения.

Только сейчас заметил (устал, видать), что китацы поставили в качестве передачи энергии. Такс, говорите 5А? Ну, удачи.
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 23:14
0
Только сейчас заметил (устал, видать), что китацы поставили в качестве передачи энергии. Такс, говорите 5А? Ну, удачи.
Где заметили?
+
avatar
  • u3712
  • 03 апреля 2018, 00:39
0
1 и 4 картинка статьи.
+
avatar
  • kirich
  • 03 апреля 2018, 00:53
0
Что-то я совсем не понимаю уже о чем речь.
Можно подробнее, что имелось в виду?
+
avatar
  • CuMr
  • 03 апреля 2018, 02:14
0
Подозреваю что про клеммники
+
avatar
  • kirich
  • 03 апреля 2018, 02:40
0
Клеммники конечно г..., но тогда при чем тут четвертая фотка…
+
avatar
  • EVS
  • 03 апреля 2018, 09:26
0
Клеммники конечно г...
А чем именно они г...?
С 2002 года стоят десятки тысяч в серийных изделиях (Wanjie WJ301-5.0). Под токами от 0 до 12А.
И… никогда никаких проблем именно из-за клеммников не было.
+
avatar
  • uBaH
  • 04 апреля 2018, 19:25
0
en.wikipedia.org/wiki/Single-ended_primary-inductor_converter
это классический sepic. где 1 дроссель?
второе если вы бы… то как u3712 заметили бы размеры дросселя. и граничное напряжение конденсаторов. 33-35 6% до граничного. чуток нагреть и все пробой? макс 24 вход выход. а теперь про емкость
radiohlam.ru/?p=942
+
avatar
  • spoook
  • 02 апреля 2018, 23:44
0
автомобильный аккумулятор им можно зарядить? к примеру от 5 вольтовой зарядки
+
avatar
  • kirich
  • 02 апреля 2018, 23:51
0
Можно конечно, для этого надо ввести цепь ограничения тока и найти 5 Вольт зарядку с током хотя бы 10-12 Ампер. :)
Только боюсь это будет сложнее и дороже чем просто купить нормальное зарядное.
+
avatar
  • tirarex
  • 03 апреля 2018, 00:06
0
утром машина не завелась, зарядника нет, прикурить никто не хочет ( все на работу).
повербанк от xiaomi на 10к, mt3608 с припаянными крокодилами и юсб штекером, и 20 минут зарядки.
Внезапно для корсы хватило, она спокойно завелась и прогрелась.
+
avatar
  • kirich
  • 03 апреля 2018, 00:11
+7
Мне кажется, что аккумулятор просто сжалился над Вами :)
За 20 минут даже при токе в 6 Ампер Вы «зальете» 2Ач из родных 50Ач, примерно 4%
А так как реальный ток вряд ли был больше 1А (думаю скорее 0.5), то Вы добавили всего около 300-400мАч из 50 Ач :)
+
avatar
  • tirarex
  • 03 апреля 2018, 00:19
0
Мне кажется, что аккумулятор просто сжалился над Вами :)
Наверное так и есть, аккуму 10 лет на тот момент, никаких дозарядок и обслуживаний, отпахал как мог.
Сопротивление у него было такое будто одна банка в кз, остальные кое как работали.
+
avatar
  • spoook
  • 03 апреля 2018, 00:12
0
а зачем входящая зарядка с таким бешеной силой тока ?? я так понял стабилизатор выдает 5 А независимо от входящей силы тока, если заряжать аккум к прмеру 15 вольтами?
+
avatar
  • kirich
  • 03 апреля 2018, 00:21
+5
а зачем входящая зарядка с таким бешеной силой тока ??
15 Вольт 5 Ампер это 75 Ватт
75 Ватт делим на 5 Вольт и получаем 15 Ампер.

И это без учета КПД. А так как КПД при таких токах будет очень грустным, то ток будет уже не 15, а 20 Ампер.

я так понял стабилизатор выдает 5 А независимо от входящей силы тока
А Вы не задумывались, откуда «лишняя» энергия возьмется?
+
avatar
0
Радиатор, по ходу, циркулярной пилой по дереву резали.
Эк, рёбра то — загнуло.
Намекает, как-бы на «высокоиндустриальное производство» данного БП.
+
avatar
  • kopa
  • 03 апреля 2018, 02:49
+2
ленточная пила, так как риски не по радиусу, да и циркулярка бы не погнула, там тоньше съем, обороты большие, пилю циркуляркой от 1.5мм до 150мм
+
avatar
0
я скоро наверно буду искать что-то аналогичное, но с возможностью подключения внешнего АКБ на 12В. мне для замка на ворота потребуется 12В источник питания с бэкапом. нету чего-то такого в закладках ни у кого?
+
avatar
  • Ammo1
  • 03 апреля 2018, 09:08
0
Полно российских ИБП для систем охранно-пожарной сигнализации. Без аккумулятора от 500 руб. Аккумулятор там ставится свинцовый от UPS — 12V 7Ah.
+
avatar
0
знать бы где его у наших поспрашивать… ну и сколько за него запросят…
+
avatar
  • mikas
  • 03 апреля 2018, 19:50
+1
Раз, два, в руках не держал, отзывы на странице бесполезны. Не знаю доступны ли у вас СКАТы, есть разные модели под разные токи.
+
avatar
  • nemoi13
  • 03 апреля 2018, 08:07
0
Выводы непонятные. Хорошая вещь?
+
avatar
  • Ammo1
  • 03 апреля 2018, 09:07
0
Отличная!
+
avatar
  • nemoi13
  • 03 апреля 2018, 10:09
0
Спасибо! Мне как не технарю проще прочитать конкретные выводы.
+
avatar
  • spoook
  • 03 апреля 2018, 09:06
0
значит силу тока оно не повышает значит что область применения данного прибора это подключить а авто ноутбук, где есть 10 А в прикуривателе — все и то гемор с открытыми контактами проще купить готовый в прикуриватель за теже деньги, что еще можно?
+
avatar
  • Ammo1
  • 03 апреля 2018, 09:09
0
10A? У Вас ноутбук яичницу заодно жарит?
+
avatar
0
Если ноут с i7 и дискретным видео, то там и 10А может быть мало.
+
avatar
  • alex_k
  • 03 апреля 2018, 10:54
0
Его можно использовать в машине в качестве зарядки для ноутбука 19В 3А?
+
avatar
  • Ammo1
  • 03 апреля 2018, 22:00
0
Конечно.
+
avatar
  • Boing
  • 03 апреля 2018, 11:10
0
давно ждал готовых девайсов в коробочке такого плана) если б ещё 220 вольт на него сделали было бы отлично)
+
avatar
  • spoook
  • 03 апреля 2018, 12:58
0
на 220 и ему подобные… www.dns-shop.ru/product/67ea4ea3a8738a5a/invertor-acv-dc-150/?p=1&i=1&mode=list&order=1&f[price]=670-1400&f[4y5]=1lt1&utm_referrer=&fa821dba_ipp_uid2=i3foaiQV0Exhb1Hw/PhE7bhtGpdxOIYY8SDMfTg&fa821dba_ipp_uid1=1522734566001&fa821dba_ipp_key=1522749491959/Qb2oGBG%20AH5ILsbUyr6DZQ

а для ноутбука, без всякого гемора… зарядка, правда дороже в среднем 1000р, но с вышеописанным устройством придется как минимум найти штекер для прикуривателя плюс разъем для ноута
+
avatar
0
Эх, вот бы кто показал нормальную понижайку со входом >50В, регулируемый выход до 5В и током ~3-4А :-(. Не могу запитать велофару от бортового питания.
+
avatar
  • Ultra
  • 04 апреля 2018, 00:43
0
Выходное напряжение устанавливается многооборотным подстроечным резистором.
Вы не могли бы написать номинал этого резистора? Предпочитаю сразу перепаивать на более габаритные под нормальную рукоятку — крутить часовой отвёрткой мне неудобно.