Преобразователь 0.5-1.5V в 5-9V

[Ser60]

Подобная тема обсуждалась на форуме пару лет назад. Там-же и схемка была выработана.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... &p=1303366
Правда, на стоке полевика там напряжение низкое когда темно, а Вам нужно наоборот. Поэтому я и писал о перемене местами компонентов. Если напряжение заряжаемой батареи ниже 5В, я-бы поставил полевик с меньшим пороговым напряжением, например IRLML2502 или лучше с еще меньшим, около 1 - 1.5В, какой найдете. Переменником тогда можно будет регулировать чувствительность.

en.png

(4.88 КБ) 1062 скачивания

[Copernik]

Всем здраствуйте. Наткнулся на этот форум, когда искал преобразователь для мощного светодиода. И так затянуло, "что семечки", феритовых колечек было полно и от БП от компьютера и от энергосберегающих лампочек (они особо компактные). Перебрал кучу транзисторов которые попадались на скопленых платах. И на удивление почти 80% генераторов заработало )) (удивлен от себя). Но КПД конечно желал лучшего (без приведения точных цифр) на мощном диоде, на маленьких светодиодах конечно по лучше.

В итоге хочу показать какой самый маленький генератор у меня получился:




Колечко от энергосберегающей лампы, диаметром 7 мм, количество витков 20-25 шт. Колечко обтянуто термоусадкой. Транзистор SMD SZ35T, выпаян из платы какого то разобранного куллера. Информации по транзистору так и не нашел.. Резистор 4.7 кОм SMD. Ток потребления всей конструкции - 12,5 мА, от одной батарейки 1.4 в. И кстати это один из тех редких генераторов у которой не пищит котушка у меня. Не знаю может термоусадка помогает, а может по таму что все залито силиконом.

Кстати перечитав всю ветку, заказал себе бесплатные образци от Texas Instruments и Maxim. От первой компании завтра забераю образци. Если после пайки все заработает, отчитаюсь.

Всем спасибо, прочитав эту ветку, узнал очень много.

[Copernik]

Вот прислали микрухи от Максим. MAX1703. Вот что получилось:





От одного аккумулятора АА 1,2V раскачегаривает почти на максимум 1w светодиод.
Напряжение на выходе под нагрузкой - 3.05в. Потребление светодиода - 285 мА. Нагрузка на аккомулятор 2.01А ( )

Микросхема не греется вообще. Размер платы 15х10 мм. Для пайки вполне удобна и деталей не много, так сказать все что было под рукой, ну кроме индуктивности на 4.7 мГ, которые бесплатно прислали коилкрафт..

К выходным замучу схему на MAX1760. Прикупил SMD деталей, плата будет в разы меньше: 10х9мм (гонка за миниатюрность).

[Философский Кот]

От одного аккумулятора АА 1,2V раскачегаривает почти на максимум 1w светодиод.
Напряжение на выходе под нагрузкой - 3.05в. Потребление светодиода - 285 мА. Нагрузка на аккомулятор 2.01А

Такой смешной КПД и на блокинг-генераторе получить можно. Возможно, надо было с дросселем поколдовать...

Ток потребления всей конструкции - 12,5 мА, от одной батарейки 1.4 в.

Так светик-то не на полную светит. Надо уменьшать базовый резистор. Вот когда светик будет потреблять около 18-20мА, тогда можно поинтересоваться про КПД

у которой не пищит котушка у меня.

Пищит тогда, когда преобразователь работает в звуковом диапазоне частот

Очень рекомендую делать выпрямитель на диоде с низким падением типа 1N5817(19) и капик можно эсэмдэшный тантал около 20-100мкФ поставить Будет лучше светить

[Copernik]

Философский Кот напишите пожалуйста расчет КПД на примере той микросхемы которую я спая с 1w светодиодом. Вообще в даташите к MAX1703 пишут что эффективноть 95% ну или судить если по графикам то не ниже 80%... Кстати дроссель по индуктивности и по сопротивлению взят как по схеме в Даташите... вот единственное его частота ниже (брал что по дешевле..). Эта микруха мне меньше понравилась чем MAX1760, т.к. при разряде источника питания менее 1в, она резко начинает снижать выдаваемую мощность.

Соберу на MAX1760, померяю и все выложу.

P.S. не уверен что блокинг генератор выдающий 1w на нагрузку, будет столь же компактен...

[Философский Кот]

напишите пожалуйста расчет КПД

Дык, самый обычный расчёт
Мощность на выходе разделить на мощность на входе и умножить на 100% Например, 1Вт/2Вт*100%=50%.
Измеряем напряжение батареи, множим на ток, потребляемый схемой - получаем потребляемую мощность. Падение напряжения на светодиоде умножаем на ток, потребляемый светодиодом - получаем мощность на выходе.
В вашем случае: (3,05*0,285/1,2*2,01)*100%=(0,869/2,412)*100%=36,028% КПД.

[Copernik]

Философский Кот Спасибо за расчет КПД (пока не могу поднять тебе рэйтинг.. по этому просто спасибо).
Спаял плату на MAX1760, и вот что получилось:





Плата размером 9х10мм. Танталовые чип конденсаторы. Все в миниатюре. Светодиод 3w.

Вариант 1: Питание Акумулятор АА 1,2в (по прибору без нагрузки 1.35в.) Нагрузка на аккумулятор при работе - 1,35А. Выход на диод под нагрузкой 3,09в и 320мА. КПД 98,8% ( или я не правильно посчитал..)

Вариант 2: Питание Акумулятор 2АА 1,2в (по прибору без нагрузки 2.66в.) Нагрузка на аккумулятор при работе - 1,3А. Выход на диод под нагрузкой 3,29в и 500мА. КПД 80,3%

Вобщем микросхема эта мне понравилась намного больше. Максимальный ток у нее на выходе должен быть 800 мА. Но подключив 3 аккумулятора (3,78в по прибору) я так и не получил 800 мА. Подозреваю в этом диод шотки 1N5819. Если кто посмотрит схему в даташите и подскажет буду благодарен. И еще вопрос: правильно ли я меряю напряжение на аккумуляторе для подсчета КПД, его надо мерять под нагрузкой или на холостую?

[Телекот]

Только под нагрузкой.

[Copernik]

Телекот Пересчитал КПД и запутался.. под нагрузкой аккумулятор (когда один) выдает 1.15в (вместо 1.35в без нагрузки). В итоге получил КПД 63%

(3.09*0.32/1.15*1.35)*100%=63,69% Все правильно?

[Телекот]

Ну вот а вы переживали это уже ближе к истине.

[Философский Кот]

Но подключив 3 аккумулятора (3,78в по прибору) я так и не получил 800 мА.

Если я правильно понял из даташита, то такой ток может быть (и то не факт), если входное напряжение 2,4В, дроссель 3,3мкГн, и, если ВАХ светодиода такая, что при 3,3В падения напряжения на нём, через него пойдёт ток 0,8А или, вернее сказать - наоборот
На большие мощности эти конвертеры использовать не надо... Неэкономично выходит по КПД.

[Starichok51]

63,69% - теперь правильно посчитано. а 98,8% - ошибка в расчетах.

[Copernik]

дроссель 3,3мкГн у меня закончились, но вот ранее я эксперементировал и не заметил разници между 3.3 и 4.7... Светодиод: 3w, 4-4.2в, 700мА. Ну.. микруха с двух аккумуляторов 500мА выдает и это уже хорошо. Единственное как же это все таки они на заводе 80% добивались.. Не ужели все параметры которые вы перечислили должны быть идеальными..
У микросхемы максимальное напряжение питания 5.5в, я на нее по максимуму подал 3.87в (замерял без нагрузки), так при этом напряжении на светодиод по амперам шло ровно столько же как и при двух аккумуляторах... такое чувство что 500мА это "потолок" а вот из-за чего...

Надо поэксперементировать с нагрузкой и питанием на MAX1703, у нее как никак по даташиту максимум 1,5А на выходе должнобыть...

[Философский Кот]

Copernik, с максимальными величинами в "камешках" лучше не экспериментировать. Часто они смертельны или заявлены с оптимизмом производителя Это лампа 100% держит максимальные или, даже, задраные параметры работы. А тут бабах или пшик будет и всё...

4-4.2в, 700мА

Вооо... тут, хоть тресни - повышай питание - ничего не изменится, ведь на выходе стабильно 3,3В будет. При таком падении напряжения на этом светодиоде никогда не будет заявленного тока. Вот при 4В - было бы.

[Copernik]

Философский Кот аха, понятненько. Т.е. в идеале нужен Led с питанием 3.2в. Кстати микросхема даже не греется при 500 мА. У меня была TPS61222, так вот она грелась. Кстати класная микросхема, у нее в обвязке 2 конденсатора и 1 дроссель, и все. Жаль по криворукости ножку отламал.. А больше фри сэмплов Техас инструмент отказывается высылать...

[Ser60]

Copernik - если хотите получить рассчетный ток через светодиод, включите его как в статье
http://radiokot.ru/circuit/power/converter/49/
Ток регулируется выбором R1. У МАХ1703 напряжение на входе резистивного делителя довольно большое (1.24в против 0.5 как в статье), поэтому КПД несколько снизится. Te MAXы, что Вы используете довоьно старые (год разработки 1998). Попробуйте что-либо более современное от ТИ с синхронным выпрямителем.

TPS61222 не предназначена для работы на больших токах. Основное ее достоинство - собсвенное микропотребление (5 мкА!), и область применения - малопотребляющие устроства с батарейным питанием. Использовать ее для работы на мощный светодиод - это как забивать гвозди микроскопом. Если Вы стремитесь к миниатюризации модулей, почему не используете SMD-шную керамику, резисторы и пр.?

[Copernik]

Ser60 Чесно говоря я не сильно спец в радиоэлектронике.. Паяю старательно без отступлений от Даташита.. По этому даже не очень понял что такое резестивный делитель у MAX1703.. Если Вы про "ножку" POKIN, то я мжду ней и GND поставил резистор на 100кОм, а еще POKIN на прямую (без резистора) сединил с "плюсом". Вашу статью я прочитал одной из первых, когда нашел этот сайт-форум. Можно сказать этот форум и в т.ч. Ваша статья вернула меня к пайке )))
SMD детали купил один раз (для последней схемы) т.к. стараюсь ничего не покупать... Всё или заказываю "Free sample" на всяких фабриках типа Maxim и Texas, либо выпаиваю с того что дома валяется (из накопленого) а там ксожалению редко встречаются SMD того чего нужно...
Я кстати когда Вашу статью увидел, удивился что TPS61200 у вас в таком корпусе.. мне они ее прислали размером 3х3 мм и без ножек (т.е. как SMD для пайки на шарики). При этом я не ошибся с выбором, такой микросхемы с ножками для бесплатного заказа не было, как я не старался ее найти...
Еще я заметил что Вы в своей статье резистором R1 подбираете баланс между яркостью и нагревом, у меня была цель выжать из светодиода максимум т.е. в последнем варианте 700 мА, но и 320 мА от одного аккумулятора я считаю очень не плохо, а от двух 500 мА - еще лучше

Кстати для справки, дроссели можно заказать на coilcraft, шлют индуктивности какие душе угодно, бесплатной почтой из Техаса (мне ровно месяц шло).

П.С. Если не секрет, сколько сэмплов за раз вы с ТЕхас инструмент заказывали, я что то первый раз "постеснялся", и заказал 2 микросхемы по одной штучке. Они прислали и теперь больше не хотят...

[Ser60]

[b]Copernik[/b] - я искренне счастлив, что моя статья Вам так помогла. Под резистивным делителем я имел в виду сопротивления в обратной сеязи, обычно включаемые с выхода на пин FB (или аналогично названный) и за счет которых происходит регулировка и стабилизация выходного напряжения. Напряжение на этом пине сравнивается с внутренним опорным (для TPS61200 oнo 0.5V). Поэтому если вместо верхнего резистора включить светодиод (как у меня в статье) а нижний выбрать из расчета R1 = 0.5 / I (I - ток через светодиод в ампеах), то на нем будут падать требуемые 0.5В и напряжение на выходе стабилизатора будет именно таким, какое нужно светику для протекания через него расчетного тока. Можете таким образом выжать максимум.

TPS61200 у меня в таком-же безвыводном корпусе (QFN), в другом она не выпускается. Те "ножки" на фоте в статье на самом деле следы припоя на проводниках. Насчет семплов от Coilcraft я знаю, но заказываю их только если не могу найти нужные изделия в продаже. Стоят они копейки, не стоит заморачиваться. Насчет TI, не помню сколько разных наименований можно заказать за раз, сейчас кажется 5 (раньше было . Там у них на странице заказа есть форма, где это написано. Максимальмое количество семплов каждого изделия находится в пределах 1 - 5. Когда будете заказывать, на той-же веб-форме есть графа "количество", где указан максимум. Отсылают они FedEx-ом и в пределах страны все доходит на следующий день после заказа или через день. Мне повезло иметь "под боком" (в соседнем штате) один из их дистрибьюторов (DigiKey), поэтому и быстрее. Думаю, если закажете семплы от их локального представительства в стране, то и Вам придут быстрее.

[Copernik]

Ser60 Нифигасе вы ювелир. А я посмотрел на эту микруху и понял что ничего не смогу сделать.. Приклеел ее на спинку и попробовал к ее контактным ножкам припаять тонкие проводки (типа как паучек получается), но схема так и не заработала.. Выкинул. А кол-вом заказа из Ti я как понял можно было по максимуму сколько дают заказывать.. жаль что больше они нихотят высылать. В России представителей Ti которые высылали бы сэмплы я не видел.. Да и из США они FedEx'ом быстро едут, недельку.
Кстати шкурный вопрос: Заказал сэмплы мощных светодиодов в Cree, так они на сайте после заполнения формы пишут, типа спасибо вам, мы вам вышлем если вы квалифицированный специалист... И.. месяц жду уже.. ни письма на почту с отказом.. Вы не пробовали у них заказывать?

[Ser60]

Да нет, ювелир - это явно преувеличение. Эти корпуса довольно легко паяются термофеном. У Вас не заработала может потому, что подложку тоже на на корпус посадить. Не знаю, насколько это существенно в данном случае, но во многих "силовыч" микрах это так. У Cree семплы не заказывал.