Контроллер напряжения и тока

9zip.ru Радиодетали и модули с Aliexpress Китайские модули регулируемых преобразователей напряжения
Здесь представлен небольшой обзор популярных модулей понижающих, повышающих и универсальных импульсных преобразователей напряжения, с регулирокой и без. Их удобно использовать для питания портативных самодельных устройств от литиевых аккумуляторов и не только.
Регулируемый понижающий преобразователь на LM2596


Входное напряжение: 4,5 — 35 вольт, выходное — 1,25 — 35 вольт. Входное напряжение должно превышать выходное хотя бы на 1,5…3 вольта (в разных источниках указаны разные значения). Хорошо работает при выходном токе до 1,5А (заявленный — 3А), выше этого — сильно нагревается. Говорят, что на этих модулях стоят ненастоящие LM2596. Поэтому на большой нагрузке следует обеспечить отвод тепла и заменить диод Шоттки на более мощный (в даташите рекомендуют 1N5825). Если во время работы модуль издаёт шум, то следует установить отсутствующий конденсатор в цепь обратной связи, достаточно на 1 нФ. Подстроечный резистор желательно заменить на более качественный. При коротком замыкании микросхема уходит в защиту по перегреву, выключаясь на какое-то время.
Регулируемый повышающий преобразователь на XL6009

Входное напряжение: 5 — 35 вольт, выходное — до 50 вольт. Однако, диод SS34 рассчитан на 40 вольт, и превышать это значение не следует. Помимо этого, скорее всего, диод установлен перемаркированный, от чего разумно было бы не превышать выходной ток более 1,5 — 2 ампер (заявлено — 4А, но это, вероятно, по входу). Говорят, что микросхема — также ненастоящая XL6009, а нечто, работающее на вдвое меньшей частоте. Из доработок можно рекомендовать замену диода на более мощный, замену выходного конденсатора и добавление параллельно керамики на 10 мкФ. При коротком замыкании сгорает диод.
Регулируемый универсальный преобразователь на XL6019

Данный модуль отличается тем, что может работать и как понижающий, и как повышающий, что достигается применением топологии buck-boost (SEPIC). Именно поэтому он имеет два силовых дросселя. Входное напряжение: 5 — 35 вольт при токе до 4А, выходное — 1,2 — 35 вольт при токе 1,5А.
Регулируемый повышающий преобразователь на SX1308

Входное напряжение — 2 — 24 вольт, выходное — 5 — 28 вольт при токе до 2 ампер. Такие параметры достигаются применением микросхемы SX1308, работающей на высокой частоте — 1,2 МГц, отсюда и такие маленькие габариты дросселя.
Повышающий преобразователь без регулировки напряжения, предположительно на BL8530

А этот маленький модуль повышающего преобразователя предназначен для повышения напряжения в диапазоне от 0,9 до 5 вольт в 5 вольт с током до 600 мА, без возможности регулировки, потому что на выходе установлено гнездо USB. Данный модуль содержит светодиод, который загорается при входном напряжении выше 1,8…2,7 вольт (в разных источниках указана разная информация). Поэтому если модуль питается от литиевого аккумулятора и светодиод не горит, значит аккумулятор ушёл в глубокий разряд. Маркировка на чипе — E50D / E5 0D / E5oD / E5oD. Вероятно, это — BL8530 или CE8301. Из доработок — нужно проверить ёмкость входного керамического конденсатора, и если она окажется слишком малой, то заменить его. Параллельно выходу также следует добавить керамический конденсатор для сглаживания пульсаций. Установить его можно с нижней стороны платы.

Повышающий преобразователь с USB на kB3429 (HXN-Xh)


Параметры микросхемы kB3429:
корпус: SOT-23
КПД: до 96%
низкое напряжение запуска: 0.82 В
ток покоя: входное напряжение: 0.5 В — 4.4 В
выходное напряжение 2.5 В — 4.3 В (до 5В с диодом Шоттки)
низкое напряжение встроенного ключа RDS(ON): 0.35 Ом
фиксированная частота работы: 500 кГц
высокий ток работы: 1 A
защита от короткого замыкания
Маркировка микросхемы:
после 2007-3-15: HX-Xh
до 2007-3-15: XF
Преобразователь обеспечивает ток до 260 мА от 1 батарейки АА и до 600 мА от двух батареек.
Повышающий преобразователь на MT3608

Параметры микросхемы MT3608
КПД до 97%
корпус SOT23-6
выходной ток: 2 А
встроенный силовой полевик с сопротивлением 80 мОм
входное напряжение: от 2 В до 24 В
регулируемое выходное напряжение: до 28 В
фиксированная частота: 1.2 МГц
встроенное ограничение тока: до 4 A
режим автоматической импульсной модуляции на малых нагрузках
Понижающий преобразователь на MP2307

Параметры микросхемы MP2307:
КПД до 95%
корпус: 8-Pin SOIC
выходной ток: 3 А (4 А пиковый)
входное напряжение: от 4.75 В до 23 В
силовой полевик с сопротивлением 100 мОм
выходное напряжение: от 0.925 В до 20 В
программируемый мягкий запуск
для применения с выходными керамическими Low ESR конденсаторами
фиксированная частота: 340 кГц
защита от превышения тока Cycle-by-Cycle

Готовый ДТ MLX91206

Кумулятивная схема, где используется тончайший слой ферромагнитоструктуры или ИМС. Последний выступает в качестве коммутатора магнитполя, обеспечивая тем самым, высокое усиление и наладку эквивалентности шумосигнала. Более актуален этот вариант ДТ для измерения постоянно-переменного напряжения до 90 кгц с изоляцией омического свойства, что характеризуется незначительными внедряемыми потерями и малым временем отклика.

Схема включения датчика тока MLX91206

Кроме того, из преимуществ можно выделить простоту сборки и маленькие размеры фюзеляжа.

ДТ MLX91206 – это регулятор, который пока удовлетворяет спрос в автопромышленности. Помимо этого, ДТ этого типа применяется в других источниках питания: для защиты от перегрузки, в двигательных системах и т.д.

Чаще всего ДТ на микросхеме MLX91206 применяется в гибридных автомобильных системах, как автоинверторы.

Интересно и то, что датчик этот оснащен качественной защитной системой от перенапряжения, что позволяет использовать его в качестве отдельного регулятора, интегрированного к кабелю.

Принцип функционирования датчика подобного типа основан на преобразовании магнитполя, возникаемого от токов, проходящих сквозь проводник. Схема не имеет верхнего ограничения измеряемого уровня напряжения, так как выход и его параметры в данном случае зависят от проводникового размера и непосредственной дистанции от ДТ.

Что касается отличий этого типа ДТ от аналогичных:

  1. Скорость аналогового выхода, которая выше (этому способствует ЦАП 12 бит).
  2. Наличие программируемого переключателя.
  3. Надежная защита от переплюсовки и перенапряжения.
  4. Выход ШИМ с разрешением АЦП 12 бит.
  5. Большущая полоса пропускания, параметры которой равны 90 кГц и многое другое.

Одним словом, ДТ этого типа является компактным и эффективным датчиком, изготовленным по технологии Триасис Холл. Технология подобного типа считается классической и традиционной, она чувствительна к плотности потока, который приложен четко параллельно поверхности.

Уникальное решение для измерения больших величин тока

Измерения, которые удается провести с помощью готового датчика, изготовленного по технологии Триасис Холл, делятся на измерения небольшого напряжения до 2 А, тока средн. величины до 30 А и токов до 600 А (больших).

Рассмотрим подробнее возможности этих измерений.

  • Малые токи измеряются с помощью датчика за счет повышения параметров магнитполя через катушку вокруг ДТ. В данном случае чувствительность измерения будет обусловлена габаритами катушки и кол-вами витков.
  • Токи в диапазоне до 30 А или средние токи измеряются с учетом допустимости напряжения и общей рассеиваемости мощности дорожки. Последние обязаны быть довольно толстыми и широкими, иначе непрерывной обработки среднего тока достичь не удастся.
  • Наконец, измерение больших токов – это использование медных и толстых дорожек, способных приводить напряжение на обратной стороне печатной платы.

ДТ на эффекте Холла: общий взгляд

Что такое эффект Холла? Как известно, это явление основано на том, что если поместить в магнитное поле какой-либо полупроводник прямоугольного типа, и пропустить сквозь него напряжение, то на краях материала обязательно возникнет электрическая сила, направленная перпендикулярно магнитному полю.

Именно по этой причине магнитный датчик принято называть ДХ в честь ученого Холла, которому удалось первым раскрыть этот самый эффект.

Датчик Холла

Что дает этот самый эффект в автомобильной электрике? Все просто. Когда к ДХ подносится напряжение, то на краях пластины (она бывает расположена внутри ДХ) возникает разность потенциалов, и дается значение, пропорциональное СМП (силе магнитного поля).

Таким образом, в автомобильной сфере удалось использовать бесконтактные элементы, значительно лучше показавшие себя на практике, чем детали, оснащенные контактными группами. Последние приходилось регулярно чистить, ремонтировать, менять.

Бесконтактные ДХ успешно контролируют, например, скорость вращения валов, широко используются в системах зажигания, применимы в тахометрах и АБС.

Для измерений силы тока в различных электрических цепях с помощью микросхемы АС712 это удается сделать. Эффект Холла в данном случае оказывает неоспоримую помощь. Таким образом, удается изготавливать датчик или регулятор электрического тока на ДХ.

Подобные датчики позволят измерять силу не только постоянного, но и переменного тока, получать значения в млА.

Как измерить ток утечки с помощью датчика тока

Как правило, модуль с микросхемой АС712 функционирует строго от 5В, зато позволяет измерять максимальный уровень тока до 5 А. При этом напряжение должно быть выставлено в пределах значений от 2 квт.

Вообще, ДТ применяются повсеместно в электротехнике для создания коммуникаций обратной связи. В зависимости от конкретного места функционирования, ДТ классифицируются на несколько видов. Известны резистивные ДТ, токово-трансформаторные, ну и конечно, ДТ на эффекте Холла.

Нас интересуют ДТ на эффекте Холла. Они еще называются открытыми регуляторами или приборами с выходным сигналом по напряжению. Предназначение их: бесконтактным способом измерять переменный, постоянный и импульсный ток в диапазонах от плюс/минус 57 до плюс/минус 950 Ампер при в.о. 3 млс.

Датчик тока в схеме электромобиля

Выходное напряжение ДТ бывает четко соизмерно вычисляемым параметрам тока. 0-е значение напряжения равняется половинной величине тока питания. Тем самым, диапазон выхода тока составляет 0,25-0,75 В.

Настройку чувствительности ДТ легко провести методом трансформации числа витков тестируемого проводника по кругу магнитопровода регулятора.

Корпус ДТ обязан быть устроен из прочного РВТ пластика.

РВТ пластик – это пластиковый материал, получаемый посредством однородного сваривания.

Что касается жестких выводов корпуса ДТ, то их бывает 3. Предназначены они для пайки на плату.

Цепь выхода ДТ – пара комплектарно-биополярных транзисторов. Другими словами, это не что иное, как полупроводниковый прибор, в котором сформировано два перехода, а перенос заряда осуществляется носителями 2-х полярностей или иначе – электронами и квазичастицами.

ДТ на эффекте Холла бывают также оригинального и неоригинального производства. Первые выделяются привлекательным дизайном, надежны и способны давать высочайшую точность показаний. А вот ДТ неоригинального производства таких параметров не имеют, хотя тоже способны предоставить свои преимущества. К ним относится разборный корпус и низкая стоимость.

Внимание. Если ДТ легко разбирается путем вывинчивания 4-х винтиков, то перед вами не оригинальный прибор.

Разборка корпуса оригинального ДТ обязательно приведет к неудаче, так как они изготовлены в закрытом варианте. Конечно, можно постараться и добраться до внутренностей, однако это обязательно приводит к поломкам. Корпус таких приборов запаян со всех сторон, по всем стыкам.

Для сравнения внутренностей заводского ДТ и последующего собирания самодельной схемы рекомендуется воспользоваться, как и было написано выше, неоригинальным устройством. Например, пусть это будет китайский ДСТ-500. Он легко разбирается, схема срисовывается на ура, так как она простая, не содержит сложных заковырок.

Что касается функционирования, то она одинакова во всех типах ДТ:

  • силовой проводник под напряжением идет через магнитопровод;
  • образуется циклотронное поле;
  • ток идет по выравнивающей обмотке магнитопровода, чтобы стабилизировать поле;
  • компенсируемое напряжение должно быть ровно пропорционально напряжению в сил. проводнике.

Помимо этого, для компенсирования магнитпровода датчика, требуется измерять величинные и знаковые значения ДТ. Для этих целей в магнитопроводе следует прорезать отверстие, через которое, собственно говоря, и вставляется датчик Холла. Сигнал прибора будет форсироваться, снабжать мощностный эндотрон, выход которого интегрирован со стабилизирующей обмоткой.

Высокоточный датчик тока

Данным образом, основной целью подобной схемы станет пропуск такой доли напряжения сквозь обмотку, которая бы воздействовала на магнитное поле так, чтобы в разрыве магнитопровода значение приближалось к 0.

В целой зоне измеряемого напряжения при этом сохранится ювелирная точность КПД соизмеримости. Для измерения точного напряжения компенс. обмотки используется низкоомный резистор-прецизион. Величина падения тока на таком резисторе будет равна значению напряжения в силовой цепи.

ДТ подобного типа можно легко изготовить своими силами. Потребность в таких регуляторах постоянно растет, стоят они, как и говорилось, недешево.

Датчик Холла в конкретном случае желательно использовать специфический, бескорпусный. Установить его можно на узкую полоску тонкого фольго-стеклотекстолита. Под ним должно быть предусмотрено посадочное углубление, где он будет посажен на эпоксидный клей очень плотно.

Внимание. Толщина полоски текстолита в 0,8 мм будет считаться нормальной, так как зайдет в зазор без излишнего трения о стенки и без эффекта болтания.

ДТ — эталонная установка для вычисления напряжения высоковольтажного пульсара питания. Например, ток, потребляемый стартером или генератором. И с помощью датчика Холла осуществить это удается, используя всего лишь одну микросхему.

Напоследок интересное видео про датчик тока на основе датчика холла

Устал платить за штрафы? Выход есть!

Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка — Глушилка камер ГИБДД, скрывает ваши номера от камер, которые стоят по всем городам.

  • Абсолютно легально (статья 12.2);
  • Скрывает от фото-видеофиксации;
  • Подходит для всех автомобилей;
  • Работает через разъем прикуривателя;
  • Не вызывает помех в радиоприемнике и сотовых телефонах.