Cześć!

Muszę zaprojektować i wykonać przetwornicę do zasilania układu opartego o mikrokontroler. Maksymalny pobór prądu szacuje na 500 mA. Nie wiem, z jaką "nadwyżką" wydajności projektuje się zazwyczaj. Przyjąłem więc 20%, czyli 120% z 500 mA to 600 mA. Pomysł jest taki, by zasilać przetwornicę z baterii 12V tego typu. Tak, jak w temacie wybór padł na znany układ MC34063, wersja, jaką posiadam, to MC34063AL.

Oprócz noty, wspomagałem się tym kalkulatorem: http://dics.voicecontrol.ro/tutorials/mc34063

Wartości, jakie podałem do wspomnianego kalkulatora:

Input voltage: 12V
Input voltage variation: 10% (nie zmieniałem)
Output voltage: 5V
Maximum output current: 600mA
Output voltage ripple: 20mV
Diode voltage drop: 400mV (nie zmieniałem)
Saturation voltage: 1.1V (zgodnie z zaleceniem dla Step-Down)
Operation frequency: 33kHz (wartość typowa z noty, tylko nie jestem do końca pewien, że to o nią chodzi)
R1: 10kΩ (nie zmieniałem)

Dane, jakie uzyskałem:






Tu już rodzą się wątpliwości. Przede wszystkim, czy Vripple nie jest zbyt rygorystycznie przyjęte oraz czy częstotliwość pracy, jest sensowna i czy rzeczywiście pod hasłem "OSCILLATOR" w nocie kryje się częstotliwość pracy przetwornicy czy może chodzi o jakiś wewnętrzny oscylator (na pierwszej stronie noty można przeczytać, że "Frequency Operation to 100kHz", więc...).

Proszę o wasz komentarz - tylko nie bijcie Może będziecie mieli jakieś uwagi, które warto uwzględnić. Jak będę miał pewność, że jest dobrze (po ewentualnych poprawkach) będę mógł dobrać konkretne wartości rzeczywistych elementów (i zakupić) i zrobić symulacje LTspice, i jeszcze dodatkowo przeliczyć to wg wzorów w nocie.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Zadanie obliczeniowe.
Pojemność baterii A23 to około 55mAh.
Jak długo będzie zasilać przetwornicę o poborze prądu 500mA?

krish akurat nie wiedziałem, jaka jest pojemność +/- takiej baterii, domyślałem się, że mała. Jeśli chodzi o to, to po pierwsze bateria będzie tylko do celów testowych. Jeśli zrobię urządzenie do końca i będę chciał, żeby pracowało ciągle, to pomyślę o innym źródle. Co do tych 500mA to jest tak "szacunkowo" i to jest taki naprawdę chyba maksymalny (zawyżony) pobór. Najogólniej mówiąc najbardziej prądożerny może być LCD i RFM73 z tym, że tu później "programowo" można się starać o zminimalizowanie poboru prądu, m.in. przez przesyłanie danych z użyciem RFM73 np. co minutę, albo rzadziej. Także tu nie ma akurat problemu w tej chwili. Ale dzięki za sugestię, każda jest ważna

Czekam na sugestie, co do samej przetwornicy.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

W praktyce może tak, ale chodzi też o to, by zaprojektować taką przetworniczkę i ją wykonać (żeby się czegoś nowego nauczyć, itd.)

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

I tu jest właśnie ważne źródło zasilania, bo np. wspomniana bateria "osiąga" 65mAh przy napięciu 6V,
i Twoje założenie: "Input voltage variation: 10% " tu nie pasuje , bo powinno być wtedy 50%.
Dlatego musisz dokładnie wiedzieć jaki będzie realny pobór prądu przez urządzenie, jakie docelowe źródło zasilania i czy będzie ono krytyczne ze względu na np. sprawność energetyczną czy długi czas pracy.
Symulacja, symulacją ale w rzeczywistych przetwornicach ważne są "rzeczywiste" elementy, bo np. niekoniecznie cewka, którą zastosujesz będzie prawidłowo symulowana, podobnie z kondensatorami. Dlatego najlepiej oscyloskop "do ręki" i do roboty.

Dziękuję za odpowiedź.



Znalazłem właśnie dokumentację tej baterii.



Ok, zgadzam się, ale tak jak pisałem, chcę się skupić w tej chwili na samej przetwornicy, bo do testów mogę ją podłączyć do zasilacza DC 12V.



Stąd moje pytania, bo będę musiał jakieś kondensatory i cewki zakupić. Jeśli chodzi o kondensatory, to warto użyć elektrolitów Low ESR (tam, gdzie mają być elektrolityczne)?

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Z diodą nie powinno być problemu, bo jest podany konkretny typ, problemy zwykle bywają z cewką/kondensatorami, najlepiej poszukać w DS czy mają konkretne zalecenia. Przy tak małej mocy przetworniczki nie powinno być jednak większych problemów. Trzeba tylko zwrócić szczególną uwagę na cewkę, żeby nie okazało się że 0,5A przepali ją lub nasyci. Jeżeli nie masz większej praktyki to przyjrzyj się elementom w różnych zasilaczach np. od PC czy od telefonów komórkowych ( typy wielkosci itp). W ostateczności ( w akcie deperacji- żart) można kupić na znanym portalu przetworniczkę za 6,5zł i użyć jako "dawcę".

Dzięki. Zamówię kilka cewek (dławików) i kondensatorów elektrolitycznych Low ESR, i jeszcze kilka innych rzeczy. Z tym prądem to słuszna uwaga, bo nie zawsze się zwraca na to uwagę, a później jest problem i sprzedawcy też niekiedy podają tylko dane np. "dławik 22uH" i na tym koniec. Jak już poskładam to w praktyce, będę robił pomiary, to podzielę się na forum. Możliwe, że wtedy zrodzą się inne pytania Oczywiście, jeśli ktoś ma jakieś sugestie w tej chwili, to chętnie się z nimi zapoznam.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Elementy doszły, biorę się za próby... Mam pytanie - czy jest sens składać to na płytce stykowej czy jednak tylko i wyłącznie lutownica+płytka uniwersalna? Chodzi mi o wszelkie pasożytnicze rezystancje, indukcyjności, pojemności, które mogą wynikać ze specyfiki płytki stykowej i łączenia elementów kabelkami.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Witam
Sprawdź na płytce , jak będzie działać to na pewno zagra na pcb jeżeli nie to przynajmniej będiesz wiedział gdzie popełniłeś błąd i go naprawisz bez problemu , ja robiłem przetwornice na 400v na stykówce i chodziła bez problemu .....wiem bo mierzyłem i sprawdziłem przypadkiem ręką ......było 400V albo cos koło tego troche mnie walneło

Jeśli przetwornica będzie pracowała z mniejszym obciążeniem to radziłbym dać większy dławik niż wynikający z obliczeń. Jak dasz taki jak w obliczeniach to przy małym obciążeniu będziesz miał duże tętnienia na wyjściu. Prąd dławika powinien być taki jak lub większy niż obliczony prąd klucza, co by się nie nasycał.

To spróbuję na płytce stykowej, zobaczymy czy ruszy. Wziąłem się jeszcze za przeliczenie wg wzorów z noty. Poniżej moje "wypociny"



Powyżej wycinek z noty, żeby było wiadomo, o czym piszę.

Założyłem sobie f = 100 kHz
Z racji, że nie posiadam kondensatorów dowolnej wartości, musiałem na podstawie dobranej wartości kondensatora Ct policzyć t_on. Dobrałem Ct=220 pF. Na tej podstawie wyszło mi t_on=5.5 us, natomiast t_off=4.5us.

Później trzeba było pokombinować, żeby Vin(min) było sensowne (patrz pierwszy wzór). Vout założyłem 5V. Vf przyjąłem 0.6V, natomiast Vsat równe 1.1V (nie wiem czy do końca prawidłowo). Na tej podstawie Vin(min) to 10.8V.

Teraz rezystor Rsc. Ma być mały, a z małych wartości posiadam 0.22 oma o mocy 5W. Taki zatem przyjąłem. Na tej podstawie przeliczyłem Ipk(switch) i wyszło mi 1.36A, czyli Iout(max)=0.68A, co wydaje się sensowną wartością.

Teraz jeszcze cewka, czyli wzór L(min) i kondensator Co. I tu mam zagwozdkę...

Na podstawie tego, co wcześniej przyjąłem, albo wyszło z obliczeń, L(min)=19uH. Takiej indukcyjności nie mam, mam za to 22uH. Na podstawie tego wzoru przeliczyłem sobie dla tych 22uH wartość Ipk(switch), wyszło 1.18A, czyli ok. 0.6A. Niewiele mniej. Rozumiem, że może być i dławik 22uH/0.75A będzie ok? Czy jednak nie?

Pozostało Co. Tu Vripple(pp) założyłem na poziomie 0.4V, czyli, że Vout może się wahać maksymalnie 4.8V-5.2V. Wyszło ok. 3.7uF. Trochę nie odpowiadała mi ta wartość... Przeliczyłem dla 2.2uF oraz 4.7uF ile będzie teoretycznie Vripple(pp). Dla 4.7uF wyszło ok. 0.3V, natomiast dla 2.2uF ok. 0.7V. Nie wiem czy lepiej wziąć większą czy mniejszą pojemność?

Jakby ktoś zerknął na to, byłbym wdzięczny

------------------------ [ Dodano po: 14 minutach ]

O, widzisz ryba84, jak wstawiłeś posta, to ja pisałem jeszcze. Tak, jak napisałem - z obliczeń wyszedł mi dławik 19uH, mam natomiast 22uH. Będzie ok? Za mały? Za duży?

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

No dobra, nikt nie odpowiada, późna pora... Udało mi się uruchomić to na płytce stykowej, zatem "dasię". Poniżej zdjęcie z placu boju



Jeśli chodzi o pierwsze testy, to jako źródła użyłem zasilacza, układ bez obciążenia. Pisałem, że Vin(min)=10.8V, z kolei oczekiwane Vout to ok. 5V. Sprawdźmy...

Vin=10.00V ---> Vout=5.02V
Vin=10.50V ---> Vout=4.99V
Vin=10.80V ---> Vout=4.99V
Vin=12.00V ---> Vout=4.98V
Vin=13.00V ---> Vout=4.98V

Przy obciążeniu rezystorem 100 om występuje na nim ok. 5.3V.

Ok. Niestety po podłączeniu do samego układu składającego się w tej chwili z ATmega32, LCD oraz DS18B20 układ nie działa, jak powinien, LCD się świeci, temperatura się nie wyświetla. Ale tego się w sumie spodziewałem, że mogą być jakieś problemy z zakłóceniami. Powalczę z tym jeszcze.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

No fakt, mądre to to nie było za bardzo

Ale teraz mówisz o indukcji czy o maks. prądzie dławika?



Ogólnie do testu "czy w ogóle ruszy" to szybsze rozwiązanie, niż cyna i płytka uniwersalna. Takie jest moje zdanie. Wiadomo, że na płytce stykowej są gorsze warunki "propagacyjne", niż na dobrze zaprojektowanym PCB.



A dokładniej? Chodzi o ESR kondensatora? Dławik jaki konkretniej powinien być?

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Słuchaj, jak dla mnie to ten dławik w ogóle jest za mały. ja bym dał 100uH conajmniej i taki na prąd 1,5A. Dodatkowo na wejściu i wyjściu kondensatory 330uF. Kondensator Ct jakie 470pF daj. I będzie śmigać. I złóż to chociaż na płytce uniwersalnej bo teraz to masz nadajnik zakłóceń.

------------------------ [ Dodano po: 17 minutach ]

Tu masz schemat mojej przetworniczki na tym scalaku. Działa bardzo fajnie:



potencjometr w sprzężeniu zwrotnym jest po to żeby sobie doregulować ew. napięcie.

squeez nie chciałem, żebyś mnie źle zrozumiał, że się chcę kłócić czy coś. Dzięki za odzew Późno już, więc prześpię się i wrócę do tematu. Co do płytki. Polutowanie tego na płytce uniwersalnej powinno dać lepsze rezultaty czy jednak od razu trzeba zaprojektować PCB i zrobić płytkę?

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Jak mądrze to zrobisz to i na uniwersalnej zadziała mi tak 2 sztuki śmigają

Wiem, że z przetwornicami impulsowymi jest trudniej. Zakłócenia, prowadzenie ścieżek, a im wyższa częstotliwość tym więcej problemów. Właśnie dlatego się za to zabrałem. Żeby się czegoś nauczyć Jeden z moich wykładowców mówił kiedyś, że właśnie projektowanie takich przetwornic to dobre ćwiczenie projektowania PCB i walki z zakłóceniami.

Okazało się, że przetwornica jednak działa z układem Nie odłączyłem linii ISP od programatora, po odłączeniu działa. Co ciekawe chyba się "przeszacowałem" z tą wydajnością prądową, bo przy podłączonym do procka wyświetlaczu LCD i czujniku DS18B20 na wyjściu przetwornicy jest ok. 35 mA. Ciekaw jestem ile będzie pobierać, jak dołączę jeszcze RFM73. Gdzieś na forum przeczytałem, że taki układ to z 500 mA może maksymalnie (chwilowo) pobierać, wydawało mi się za dużo, ale... Ale jednak to był błąd. Zobaczymy jak będzie po podłączeniu modułów radiowych. To może przeprojektuję przetworniczkę na niższy prąd.

Co nie zmienia faktu, że na pewno układ "sieje" zakłóceniami i będzie trzeba z tym powalczyć jeszcze. No i pójdę za waszymi radami i poszukam lepszych elementów. Szukałem kondensatorów ceramicznych lepszej jakości, o lepszej tolerancji i ciężko jeśli chodzi o THT. Z drugiej strony chyba lepiej będzie już samo PCB projektować tak, by użyć elementów SMD? Czy tolerancja ±5 % będzie wystarczająca?

I naprawdę dzięki za pomoc, każda porada jest ważna

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Witam
I bardzo się cieszę żę nie posłuchałeś kolegi squeez , oczywiście mając doświadczenie i odpowiednią wiedzę można zabierać się za układy tego typu od razu na PCB tylko........ nie mając odpowiedniej wiedzy (a to wynika z tego postu, jakbyś miał to byś nie pytał) nie radzę robić takich rzeczy jeżeli jest to zagadnienie dla Ciebie nowe, z założenia płytki stykowe powstały do szybkiego prototypowania i nie zgadzam się z squeez w tej materii. Jak zaczniesz robić PCB bez sprawdzenia koncepcji to się tylko narobisz płytek zmarnujesz w cholerę czasu i guzk z tego wyjdzie nie licząc kasy na elementy jakie poniszczysz lutowaniem nie mówiąc o wyglądzie płytki. Na stykówkach robisz podstawy , sprawdzasz pomysł i pewne zależności nie robisz sprzętu laboratoryjnego a układy te którymi operujesz mają pewne granice tolerancji. W większości przypadków postępowania "od razu pcb" i mając niski pozom wiedzy takie doświadczenia kończą się tym iż robi się drugą płytkę lub od razu zakłada się kilka płytek jak się coś zepsuje, albo trzeba będzie zmienić koncepcję połączeń.Na to trzeba mieś czas i pieniądze ponieważ będą jakieś straty w elementach. Dobrze zrobiłeś że przetrenowałeś na stykówce złapałeś doświadczenia i mogłeś szybko po eksperymentowac z wartościami elementów (o tym Darwin nie pisał w swojej poważnej pracy).

Serdecznie pozdrawiam Kolegów i oczywiście śp. Darwina


------------------------ [ Dodano po: 3 minutach ]

a i jeszcze dla informacji squeez przetwornica była do licznika Geigera także nie zbyt wielki prądzik leciał i nic mi się nie stało.
Dziękuję za gratulacje.
i również serdecznie pozdrawiam

do squeez, nie wiem czy przemawia przez Ciebie brak doświadczenia czy fundamentalnych zasad bezpieczeństwa i nigdy nie rozkręcasz gniazdka elektrycznego lub wymieniasz żarówkę odłączając całe zasilanie w budynku. Wystarczy zachować podstawowe zasady bezpieczeństwa a jak zapewne wiesz nawet fachowcom zdarzają się mało sympatyczne wypadki. Mając na względzie wiedzę o małym niebezpieczeństwie (bardzo niskie natężenie prądu) i niskim ryzyku zdecydowałem się to wykonać , a do przebicia doszło tylko i wyłącznie z powodu nie rozładowania kondensatora po odłączeniu zasilania , to samo może nastąpić w przypadku i twojej pcb............ jeżeli jej nie izolujesz odpowiednio i nie zachowasz uwagi ....ale ty to zapewne rozumiesz powyższy komentarz to ...."wyjaśnia". Nie, nie bój się tych 400V nawet aparat fotograficzny może Ciebie popieścić jak się będziesz z nim źle obchodzić
Bardzo się Cieszę że znasz datasheeta od DS , nie muszę jej czytać znam ją a na stykówkach na chwilę obecną przetestowałem około 8 układów (teraz pracuję nad miniaturową stacją meteo- oczywiście testy już wykonałem z DS, modułem BMP180, SHT11_oczywiście zrobiłem sobie adaptery SMDi i to na PCB właśnie do stykówki) z DS18b20 i nie miałem najmniejszego problemu-nigdy , nie wiem co tam za cuda wychodziły u Ciebie, potem wykonywałem wszystko w SMD bo szkoda dla mnie marnować czas na testy na pcb, po testach ukłądu wrzucam wszystko na płytkę ....tak samo 400V jest w tej chwili na malutkiej obudowanej , ekranowanej , płytce .......to dużo wyjaśnia ..prawda

Serdecznie pozdrawiam

------------------------ [ Dodano po: 7 minutach ]

jeszcze odnośnie "wykładni" ...powyżej w poście napisałem o stykówkach......nie uzyskaniu wyjściowych parametrów ....tylko o wykorzystaniu płytki do prototypowania i nie mówiłem konkretnie o jakiejś prostackiej przetwornicy , masz tu w słowach kluczach (chyba zrozumiesz)...... pomysł.....możliwości wykonania......test.......analiza parametrów...poprawki.... kolejny test..... określenie przybliżonych parametrów znając ograniczenia ......tak to robię ...... i nie musisz mi gratulować , ale dziękuję

Pozdro

RFM73- producent podaje (w DS) przy nadawaniu maksymalną mocą Ivdd=23mA. Odbiór=22mA

Ale!!!
zasilanie 3.0V nie 5V !!!

i dlatego kiedyś pisałem o dokładnym oszacowaniu potrzeb.

jeszcze do sgueeza i innych kolrgów .....cholerka pisałem to na szybciora bo mi kolega elektronik zawracał głowę i tak jeszcze raz przeczytałem na spokojnie i trochę nie bardzo to wyszło ..... nie miał to być post obraźliwy, jak go ktoś w ten sposób zrozumiał to przepraszam.
Ale używajcie stykówek są potrzebne tak samo jak płytki PCB uniwersalne.....tyle fajnych rzeczy na nich ludzie kręcą. ....sorki do autora postu za te gadanie nie na temat ...już kończę

Jeszcze raz pozdrawiam

krish to wynika z tego "a to poszukam co piszą na forach", ale już nie ważne. Zmierzę w praktyce, to będzie wiadomo czy np. 100 mA wystarczy czy ile. Jeśli chodzi o RFM73 to zrobiłem do nich dodatkowe stabilizatory na LM1117, dokładnie na 3.3V. Ale słusznie zauważyłeś, nie wspomniałem o tym wcześniej. Nie mniej jednak dziękuję za zainteresowanie

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

A tak z ciekawości.
Włącz radio na różnych zakresach AM i posłuchaj jak ładnie nadaje przetworniczka.

ps.
ostatnio zainstalowałem w kuchni mały TV DVB-T i okazało się, że potrafi zagłuszyć nawet radio w zakresie FM.

krish mówiłem wcześniej, że "sieje" i będę musiał z tym powalczyć. Sprawdzałem właśnie przez radio na fale długie Słychać, słychać.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

W nocy udało mi się uruchomić nadajnik, składający się z RFM73, DS18B20, ATmega32, LCD i diody LED, a także odbiornik (ten sam zestaw elementów, tylko bez czujnika temperatury). Tak, jak myślałem, pobór prądu okazał się niezbyt duży. W przypadku nadajnika wahał się w granicach ok. 50 - 62 mA, w przypadku odbiornika ok. 60 - 65 mA.

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

A zasięgi praktyczne, bo 73 jeszcze nie testowałem?

Powiem Ci, że konkretnych testów jeszcze nie robiłem, bo wszystko siedzi sobie na płytkach stykowych i jest to trochę problematyczne. Ale na pewno będę chciał to zrobić, tylko tu też wszystko zależy od warunków, zakłóceń, itp. W miarę sensowny byłby chyba test na otwartej przestrzeni. No i sensownie byłoby mierzyć siłę sygnału, a chyba jest taka możliwość na RFM73, jakieś proste pomiary radiowe. Robiłem testy w mieszkaniu, więc odległości max. 10 m (no, może być i 100 m, zależy kto jakie ma "mieszkanie" ). Na odległości kilku metrów w jednym pomieszczeniu, albo przez jedną ścianę nie było problemów, ale to chyba do przewidzenia. Z kolei jakieś 7 m w linii prostej, ale przez 3 ściany... Były problemy, ale "coś tam" docierało, bo w ciągu minuty odebrałem dwa odczyty (nadawanie było co ok. 2 sekundy).

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?

Wracając do tematu. Będę musiał pomyśleć "w przyszłości" o innym źródle, niż bateria 12V E23. Cóż raczej nie nadaje się nawet do zasilania urządzenia, które pobiera te 50 mA. Kilka minut i napięcie spada do takiego poziomu, że LCD jest podświetlony, ale już nic na nim nie widać (kręcenie potencjometrem "od kontrastu" nic nie da). Najlepsze byłyby jakieś akumulatorki pewnie.

Co do elementów. Doszło do mnie, że trzeba (tak sądzę) uwzględnić jeszcze jeden ważny aspekt. Indukcyjność cewki jest podawana dla określonej wartości częstotliwości. Jeśli nawet zaczynam od przeliczeń na podstawie wzorów, to powinienem wziąć poprawkę na częstotliwość, przy jakiej będzie cewka pracować i taką właśnie wartość przyjąć do obliczeń. Mam rację? Indukcyjność cewki zależy w końcu od częstotliwości. Nie mam mostka RLC. Jest natomiast "metoda techniczna". Na wyjściu generatora jest sygnał sinusoidalny o znanym f, podłączam do niego cewkę, oscyloskopem mierzę wartość skuteczną napięcia, multimetrem wartość skuteczną prądu. Chyba taki pomiar ma sens?

_________________
Szukasz książek o elektronice i programowaniu?