Un alimentatore switching può essere costruito su una breadboard?


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Sto giocando con l'idea di mettere insieme un alimentatore switching (il mio primo), usando qualcosa come l' LT1076-5 o i CI del controller LM2576 . Questi circuiti integrati hanno un numero di parti esterno basso e una frequenza di commutazione relativamente bassa (56kHz-100kHz). Dopo aver trascorso un po 'di tempo a leggere i fogli dati per i controller IC, è chiaro per me che alcuni posizionamenti dei componenti sono fondamentali per la progettazione. Mi chiedo, quindi, se è consigliabile o addirittura possibile creare e testare l'alimentatore su una breadboard, e successivamente spostarlo in una protoboard con layout breadboard.

Se non sto richiedendo un'altissima efficienza (ogni switcher deve essere migliore di un lineare quando fa cadere ~ 35 V, giusto?), Fa la differenza? O è più probabile che semplicemente non funzioni affatto?


La bassa frequenza ha il vantaggio di irradiare meno, ma richiede anche bobine più grandi. 2 ~ 3MHz avranno spesso abbastanza con 3,3 H. Può essere importante se hai poco spazio. μ
Federico Russo,

Il mio partner di alimentazione costruisce sempre quella che chiamo una 'Torre del potere'. Mette ciò che può su una breadboard e mette in aria le parti ad alta corrente su fili pesanti saldati.
Kenny,

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Stai ricevendo una vasta gamma di risposte qui. Suggerisco un attento discernimento dell'input :-).
Russell McMahon,

Risposte:


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Se costruita con cura e sensibilità con lunghezze minime minime, percorsi brevi verso le rotaie di alimentazione e disaccoppiamento e filtraggio adeguati, una breadboard non può essere molto diversa da un'alimentazione basata su PCB. Si possono prevedere buoni risultati e il rumore non dovrebbe essere di gran lunga peggiore di un tipico circuito basato su PCB.

Se costruiti più o meno come i circuiti della breadboard spesso sono quindi prevedibili risultati negativi. Tuttavia, la bassa frequenza (50 - 100 kHz PUO 'anche salvarti in questi casi.

Gli interruttori hanno una certa quantità di magia in essi. In alcuni casi / posizioni alcuni pF di capacità parassita possono far andare le cose molto male. MA

Ho costruito con successo numerosi switcher su breadboard (plug in style).

Scheda tecnica LT1076:

Scheda tecnica LM2576

Le schede tecniche dicono che funzionano a 100 kHz e 52 kHz, quindi entrambi sono relativamente "breadboard friendly".

La tensione fissa LM2575 ha un leggero vantaggio in termini di resistenza al lashup in quanto ha il divisore di feedback critico internamente, ma consiglierei di utilizzare una versione con tensione di uscita variabile come più utile e flessibile e potendo insegnarti di più. La parte LT sembra complessivamente più capace.

Una frequenza più bassa della più alta può avere più successo su una breadboard, quindi circa 100 kHz è una buona frequenza di partenza. Vecchia tecnologia per la maggior parte dei circuiti integrati. Anche 1 MHz può essere OK ma l'accoppiamento capacitivo aumenta di 10X rispetto a 100 kHz. Un 1 pF equivale a 10 pF. Un 10 pF equivale a 100 pF. Raramente alcuni pF fanno troppo male a 100 kHz.

Tieni i contatti brevi. Raggruppa i componenti che condividono percorsi comuni di corrente pesante. Bypass bene. Fai il miglior lavoro di breadboard che puoi. Evita fili lunghi e ad anello come quelli che di solito non contano affatto. Pensa in anticipo e pianificalo almeno un po '. Le probabilità sono che funzionerà.

Una trappola è la rete del divisore di feedback (R1 e R2 in ogni caso sul diagramma della pagina 1 della scheda tecnica, ma scambio superiore / inferiore). Qui hai un pin di ingresso di feedback e un divisore dall'uscita per regolare la tensione. Nessuno dei due dati lo mostra, ma un piccolo condensatore attraverso il resistore superiore del divisore (feedback ping su Vout) di solito aiuta la risposta all'impulso. Un piccolo limite dal punto centrale = pin di feedback in qualsiasi altro luogo è spesso un disastro. Chiedimi come lo so :-). Quello può essere il punto più sensibile in molti circuiti.

Pensa ai percorsi attuali. Cappucci induttore / interruttore / diodo / filtro (in e out), lato terra e lato alimentazione.

Se si guida un transistor esterno (non rilevante qui), tenere i cavi corti. Utilizzare lo zener inverso attraverso gate-source se si utilizza un FET.

I circuiti integrati scelti semplificano la vita a scapito della flessibilità. Per "giocare" guarda MC34063 - li consiglio a tutti. Vecchio. Alcuni difetti A buon mercato. capace e flessibile e divertente e le parti basse contano. Costruito nel limite di corrente lato alto. Può fare per QUALSIASI topologia (boost, buck, buck boost, CUK, SEPIC, ....

Scheda tecnica MC34063

  • Vedere le figure 15, 20, 21 nel foglio dati per esempi di istruzioni.

  • La Fig. 15 è con interruttore interno. Fino a 0,5A in uscita - forse di più.

  • La Fig 20 usa NPN esterno ma io userei un FET N Channel.

  • La Fig 21 usa PNP esterno - io userei un FET P Channel.

Preferirei Fig 20, con FET N-Channel.

Questo farà 36V + diretto (40 V nominale) MA inizia a dire da 12V a 5V per giocare. MOLTA più energia e cose che vanno male a 36V in.

Poni ulteriori domande se di interesse.


AGGIUNTO: 20 luglio (NZT)

I circuiti integrati di esempio che hanno tutti i pin in linea retta offrono ogni prospettiva di buoni risultati se utilizzati seguendo le linee guida sopra e le linee guida della scheda tecnica.

L'IC può essere posizionato in modo tale che le barre di alimentazione siano alimentate da strisce di breadboard a pochi decimi di pollice di distanza e disaccoppiate con lunghezze minime dei cavi. Ci sono pochi altri componenti e questi possono essere posizionati con cavi molto corti.

Tuttavia, si tratta di un circuito così semplice che l'uso della striscia di rame "vectorboard" / veroboard / ... etc consentirebbe un'implementazione ordinata e facile con un po 'meno di errori.

Quando si utilizzano le breadboard plug in alcuni conduttori sono così spessi che non si adattano o "fissano" in modo permanente le molle della breadboard se inserite. Questi problemi possono essere risolti saldando loro CORTE lunghezze di filo come prolunghe di piombo e collegandole alla scheda. Fatto correttamente e con i LED tagliati il ​​risultato sembra OK ed è probabile che sia efficace.

Un filo troppo sottile può anche avere problemi di contatto.


Aggiunti riferimenti ai circuiti rilevanti nella nota applicativa.
Russell McMahon,

Ho aggiunto alcune informazioni sui potenziali IC controller, se ciò aiuta.
Mark

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Se "una buona possibilità" è> 50%, allora "una buona possibilità di lavorare e una buona possibilità di non lavorare" non ha senso. Probabilisticamente.
Federico Russo,

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1. Le informazioni sul chip aggiunte successivamente potrebbero spiegare perché mi sono chiesto come avevo perso quei dati :-). 2. Le mie dichiarazioni su "una buona possibilità" sono ancora felici. Fatto bene e con cura e comprensione ha buone possibilità di successo. Senza cura del pensiero e comprensione PUOI essere fortunato. Penso che il contesto lo chiarisca. Speriamo di sì, comunque :-).
Russell McMahon,

Che ne dite di un PCB a forma di breadboard, come questo ? Immagino che avresti ancora a che fare con la capacità tra le tracce, ma almeno avresti buone connessioni ...
Mark

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A quella frequenza probabilmente funzionerà, ma si irradi come l'inferno, ha una bassa efficienza e un cattivo rifiuto dell'ondulazione . Nessuno di questi sarà rilevante quando lo si sposta su un PCB. E a causa delle sue cattive prestazioni non lo userei per alimentare un circuito con esso, ma piuttosto aderire al mio alimentatore da banco. Puoi usarlo solo come prova di concetto , se ritieni di averne bisogno.
Personalmente salterei del tutto la breadboard e andrei direttamente per un PCB.


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Ho provato a far funzionare un piccolo inverter 5V (-5V da un'alimentazione di + 5V) sulla breadboard.

Questo è fondamentalmente un piccolo commutatore a bassa potenza in un chip con solo un paio di resistori, condensatori e una singola bobina da 47µH (i migliori risultati che ho trovato è stato con un toroide che mi sono avvolto).

Mentre funzionava, era davvero rumoroso da morire. Si irradiava su tutta la linea inducendo un cigolio acuto in tutti i miei amplificatori operazionali.

Non carino.


Pensi che la breadboard sia stata un fattore importante nella radiazione del rumore? Se lo stesso circuito fosse stato su un PCB e collegato negli stessi punti, i risultati del rumore sarebbero stati sostanzialmente diversi.
Russell McMahon,

Su un PCB è possibile inserire elementi come anelli di protezione e posizionare componenti in modo che i binari siano molto corti, ecc. Non è possibile farlo sulla breadboard.
Majenko,

... a meno che non si utilizzino saldature e cavi pesanti per il circuito di alimentazione e la breadboard le cose insensibili. Ingannevole, ma possibile.
Mike DeSimone,

3

Potrebbe essere un po 'rumoroso, e non proverei a tirare molta energia attraverso qualsiasi alimentatore da pane, ma non vedo perché non dovrebbe funzionare. Proverei sicuramente se provassi il desiderio.


Con "molto potere", di cosa stiamo parlando qui? Il PS che sto progettando ha una corrente massima di 2 A a 5 V CC, ma in pratica tirerei molto meno di quello attraverso di esso (~ 100 mA-500 mA)
Mark

Avendo finalmente scavato una scheda tecnica per una breadboard casuale, dice che è buono a 36V @ 2A. La mia preoccupazione era inizialmente per la corrente che avresti disegnato, ma sembra che tu abbia un sacco di margine lì. Se si scende a 35 V, la tensione di ingresso potrebbe essere problematica. Alcune schede casuali potrebbero essere classificate per una tensione ancora inferiore a quella che ho trovato. (Non sono sicuro di quanto sia pedante la sicurezza EE.SE, ma ...) Nel peggiore dei casi probabilmente fonderai un po 'di plastica e rovinerai la tua tavola. Lo proverei su una delle mie schede più piccole.
Jay Kominek,

@Jay - Non siamo troppo pedanti della sicurezza qui. Il tuo commento che non proveresti a tirare molta potenza attraverso una breadboard è sufficiente, scavare un foglio dati è eccellente. Non avrei immaginato che fossero così a bassa tensione!
Kevin Vermeer,

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Progettare uno switcher su una breadboard semplifica la vita. Può essere fatto (vedi le altre risposte), ma perché lavorare per te stesso?

Fondamentalmente, una breadboard aggiunge capacità di decine o centinaia di pF tra tutti i nodi adiacenti. (Pensaci: i contatti in due file adiacenti sono le piastre e la plastica in mezzo è il dielettrico.) La grande superficie parallela dei contatti è qui il killer; su un PCB, le tracce parallele hanno solo capacità di bordo ("frange") da affrontare, che è molto più bassa, e capacità allo strato del piano successivo verso il basso (di solito rettificato) che è più facile da prevedere e gestire.

Raccomanderei invece di esaminare i cosiddetti "moduli di alimentazione plug-in", come quelli venduti da TI , che hanno circuiti stampati che integrano tutte le cose buone in primo luogo e richiedono solo condensatori di ingresso e uscita e alcuni altri piccole parti (come una resistenza per impostare la tensione di uscita). Sono molto meno dolorosi per andare avanti.

Anche se non esiste un modulo disponibile, sarebbe comunque meglio creare un piccolo PCB a 2 facciate senza maschera per saldatura (circa $ 100 per 10, oppure si potrebbe provare un aggregatore come DorkbotPDX ) che ha solo il potere di alimentazione e ha pin su centri da 0,1 "(il filo del bus funziona bene qui) per l'interfacciamento con la breadboard. La cosa grandiosa è che puoi riutilizzare questa scheda di potenza sul design reale, così come su progetti futuri.

(Nella mia lista di "cose ​​da fare quando prendo il controllo del mondo" sta realizzando alcune schede di circuiti base per i regolatori µModule di Linear Tech , quindi compreresti semplicemente la scheda con il µModule e pin centrali da 0,1 "su di essa, aggiungi il necessario condensatori e resistori ad esso, e voilà, alimentatore.)

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