Przetwornica podwyższająca z cyfrową stabilizacją napięcia i prądu

Niedawno opisałem przetwornicę obniżającą napięcie z cyfrowym sterowaniem, dziś przyszła kolej na bliźniaczą konstrukcję. Tym razem urządzenie będzie podwyższać napięcie wyjściowe, względem wejściowego. Z uwagi na identyczny cyfrowy moduł sterowania (różnica tkwi w oprogramowaniu), obsługa przetwornic jest niemal identyczna. Z tego powodu pominąłem opis podstawowej obsługi, który można znaleźć tutaj: przetwornica obniżająca.

Przetwornica podwyższająca BST400

Podstawowe parametry opisywanej przetwornicy to:

• napięcie wejściowe 6~40V DC;
• prąd wejściowy max. 15A;
• Napięcie wyjściowe 8V~80V DC;
• prąd wyjściowy 0~9,99A;
• moc maksymalna 400W;
• stabilizacja napięcia i prądu;
• sprawność do 95%

Według etykiety na czernionym radiatorze, producent urządzenia to firma MingHe, model BST400, P/N 21132394. Oczywiście wyrób chiński. Cena waha w przedziale 20-25$ i biorąc pod uwagę możliwości, wydaje się korzystna.

W porównaniu do bliźniaczej przetwornicy obniżającej, ta jest znacznie większa, podstawą jest jeden sporych rozmiarów radiator żebrowany. W oczy od razu rzucają się dwie spore cewki na toroidalnym rdzeniu. Układ cyfrowy, prócz wyświetlacza i przycisków posiada 3 diody LED. Identycznie jak w poprzednim urządzeniu – czerwona sygnalizuje włączenie wyjścia, żółta stabilizację prądu a zielona napięcia.

Układ ma jedną, dla mnie dosyć sporą wadę. W trybie ustawiania napięcia i prądu, mimo wyłączonego wyjścia (brak świecenia czerwonej diody), występuje na nim napięcie, o wartości zbliżonej do wejściowego. Czyli jeśli podłączymy na wejście 12V, to na wyjściu będzie około 11,8V mimo, że jest ono wyłączone. Warto o tym pamiętać podczas eksperymentów.

Płytka przetwornicy została oznaczona symbolem 2P521A. Jest to laminat dwustronny. Do radiatora został przykręcony zapewne tranzystor kluczujący i gasząca dioda Schottky. By mieć 100% pewności, należałoby odkręcić PCB od chłodzenia. Prócz tego zastosowano tu bezpiecznik topikowy 20mm o wartości 15A, zaraz za zaciskiem napięcia wejściowego. Ze scalaków SMD można tu znaleźć przetwornicę MC34063A oraz XL1509, kontroler PWM stabilizacji prądu UC3843A, dwa wzmacniacze operacyjne MCP6002.

Na wejściu znajduje się kondensator elektrolityczny 1000μF/63V, na wyjściu 2 x 470μF/100V. Prąd mierzony jest na oporniku 0,01Ω, który został włączony w masę.

Cyfrowy sterownik jest sprzętowo identyczny z układem zastosowanym w przetwornicy obniżającej B3606, różnice znajdują się w oprogramowaniu.

Przetwornica BST400 w praktyce

Pierwsze co zauważyłem podczas używaniu, to piszczenie cewek, gdy ustawimy napięcie wyjściowe niewiele większe niż wejściowe, a obciążenie pobiera spory prąd. Generalnie nie jest to jakoś specjalnie uciążliwe. Na potrzeby tego wpisu podłączyłem przetwornicę do przerobionego zasilacza ATX, a wyjście obciążałem żarówką 24V i 230V, obie o mocy 60W.

Przy różnych napięciach i prądach wyjściowych sprawdziłem sprawności układu, i tak od kiepskich 4%, gdy na wyjściu było 24V i prąd 0,09A przez 25,5% (na wyjściu 80V i 0,15A) po 89,5% (wyjście 20V i 2A). Czyli im większy prąd odbiornika, tym lepsza sprawność. Przetwornica w trybie jałowym potrzebuje 50mA przy 12V.

Kalibracja i funkcje specjalne

Przy dłuższym przytrzymaniu klawisza [SET], układ przechodzi w tryb kalibracji podzielony na funkcje oznaczone od -F1- do -F6-. -F1- umożliwia kalibrację stabilizatora napięcia, -F3- kalibrację woltomierza. W obydwu przypadkach przeprowadza się ją dla 10V i 40V. Funkcje -F2- i -F4- powinny dotyczyć analogicznie stabilizatora prądu i amperomierza, jednak u mnie wyświetlane było napięcie, a wyjście wyłączone. -F5- pozwala na zapis ustawień, -F6- na reset do fabrycznych nastaw. Dość szczegółowo opisałem to tutaj.

Dłuższe przytrzymanie przycisku [OK] spowoduje naprzemienne wyświetlanie aktualnego napięcia i pobieranego prądu. Ponowne dłuższe przytrzymanie [OK] wyłącza ten tryb. Przetwornica, zaraz po włączeniu zasilania posiada wyłączone wyjście, ale można to zmienić. Wciśnięcie [OK] i podłączenie przetwornicy do prądu spowoduje wyświetlenie –0-. Puszczenie [OK] zmieni stan opcji z domyślnych –n- na –y-. Od tej chwili po włączeniu zasilania, przetwornica od razu przechodzi do trybu stabilizacji. Wyłączenie funkcjonalności przebiega identycznie, nastąpi wtedy zmiana z –y- na –n-.

Znalazłem w internecie krótką instrukcję do tej przetwornicy, napisaną w języku angielskim – do pobrania tutaj: BOOST 400W user manual.

Podsumowanie

Korzystam z tej, jak i obniżającej przetwornicy od ponad roku. Wraz z przerobionym zasilaczem ATX stanowią całkiem przydatny tandem w warsztacie elektronika hobbysty. Dzięki nim można w łatwy sposób naładować akumulator, czy przetestować jakieś urządzenie o nietypowym napięciu zasilania. Impulsowy tryb pracy powoduje, że przetwornice nie parzą przy obciążaniu wysokimi prądami, jak to ma miejsce w przypadku tradycyjnych, liniowych zasilaczy. Również stosunek jakości do ceny jest korzystny, warto więc rozważyć zakup.