Властелин напряжений

Удобная деталь для мастера-электронщика
24.12.2022
Иван Рогожкин

Всемирная фабрика электроники, она же Китайская Народная Республика предлагает самодельщикам интересные полуфабрикаты, из которых можно без проблем собирать различные устройства. Типичный пример - плата повышающего преобразователя напряжения с цифровым вольтметром DC-DC UP XL6009 LED.

Собранная на микросхеме XL6009E1 компании XL Semiconductor, плата преобразует входное напряжение величиной от 4,5 до 32 вольт в более высокое выходное напряжение в диапазоне от 5 до 35 вольт. Для тонкой регулировки предусмотрен многооборотный подстроечный резистор (см. рис. 1). Входной ток может достигать 4 А, эффективность преобразователя, который работает на частоте 400 кГц, превышает 92%. Встроенный трёхразрядный цифровой вольтметр, питаемый от входного напряжения, может измерять как его, так и напряжение на выходе, для чего предусмотрены кнопка и два сигнальных светодиода. При коротком нажатии на кнопку меняется источник измеряемого сигнала, при долгом - вольтметр отключается и индикатор гаснет. Существует также вариант платы без вольтметра, обладающий примерно вдвое меньшими размерами.

В ходе изучения платы у нас возникло несколько идей по её нестандартному применению и доработке. Стоит отметить, что входное напряжение выше 4,5 В необходимо для работы цифрового вольтметра, а также для гарантированного запуска преобразователя напряжения под большой нагрузкой. Как мы выяснили экспериментально, при малой нагрузке (до 300 мА) он запускается и устойчиво работает уже от 3,5 В.

У нас родилась идея применить плату в паре с ионолитиевым аккумулятором для замены старой доброй «квадратной» батарейки типа 3R12 (в советской кодировке - «Планета», «Рубин», КБС, 3336) с номинальным напряжением 4,5 В. Такие батарейки раньше широко использовались в аналоговых авометрах, мостовых омметрах, ручных фонарях, некоторых радиоприёмниках, радиоуправляемых детских игрушках и других устройствах. Батареи этого типоразмера до сих пор встречаются в продаже, но из-за малых объёмов выпуска дорого стоят. Для нашей цели важно, что в габаритах 3R12 (62×67×22 мм) поместятся и ионолитиевый элемент 18650, и плата DC-DC UP XL6009 LED (см. рис. 2).

Проведя несложные испытания, мы удостоверились, что плату DC-DC UP XL6009 LED действительно можно питать от стандартного элемента 18650, пожертвовав возможностью пользоваться встроенным вольтметром. При этом минимальное выходное напряжение оказалось равным 4,8 В. Примерно столько даёт свежая батарея 3R12.

Мы проверили работу предлагаемого заменителя «квадратной» батареи с нагрузкой в 15 Ом. Постоянное напряжение 4,8 В на выходе платы держалось, пока ионолитиевый аккумулятор не разрядился до 3,3 В. В этот момент импульсный преобразователь отключился, но напряжение на выходе не исчезло, а упало примерно до 2,9 В. Это связано с тем, что постоянный ток начал проходить со входа на выход платы через индуктивность и диод Шоттки SS34. Значит, если вы будете использовать в ретрофонарике заменитель квадратной батареи и он сядет, лампа накаливания потускнеет, но не погаснет.

Второй вариант применения платы - в качестве цифрового вольтметра с двумя коммутируемыми входами. Для этого нужно удалить с платы микросхему преобразователя XL6009E1 вместе с катушкой индуктивности. Получившийся измерительный прибор удобно использовать, например, для контроля напряжений на выходе домашней солнечной панели и её аккумулятора. Он не будет лишним и во многих самодельных электронных устройствах с двумя питающими напряжениями.

Более широкие возможности в применении платы откроются, если видоизменить схему импульсного преобразователя так, чтобы он работал и на повышение, и на понижение напряжения. Для этого нужно заменить катушку индуктивности на трансформатор с конденсатором (см. рис. 3). Подходящий трансформатор на ферритовом кольце мы извлекли из неисправного блока питания типа ATX от настольного компьютера. После несложной доработки c перерезкой проводника между третьим выводом микросхемы и диодом Шоттки получили универсальный преобразователь (см. рис. 4), имеющий диапазон выходных напряжений от 1,5 до 35 В.

Предлагаем читателю выбрать варианты усовершенствования и необычного применения платы DC-DC UP XL6009 LED. При работе будьте аккуратны, соблюдайте технику безопасности.

Источник: Народная смекалка

Читайте другие наши материалы