Авторизация
Зарегистрироваться

Понижающий преобразователь напряжения на MP1584 или отправляем LM2596 на дембель


Кто то может подумать: Старый конь борозды не испортит... А мы ответим: но и глубоко не вспашет.
Поэтому предлагаю вам обзор о понижающем преобразователе напряжения на основе микросхемы MP1584. Продавец позиционирует готовые платы как улучшенную альтернативу преобразователям на LM2596. В моем предыдущем обзоре о преобразователе на микросхеме LM2596 я столкнулся с диким несоответствием заявленным параметрам. Реальные значения меня не удовлетворили и в конце обзора я упомянул что заказал на пробу более продвинутые платы.

Итак, встречаем:

Доставка и внешний вид:
Учитывая копеечную стоимость заказа я не удивился тому, что обнаружил пакет с пупырками в своем почтовом ящике. Внутри было 2 платы запаянные в антистатический пакет. Что было вполне ожидаемо. Фломастером я позже сам подписал, что бы параметры заявленные не забыть.

Размеры платы 22х17мм, высота 4мм.
Контактные площадки под пайку. Отверстий для монтажа не предусмотрено.
Следов флюса нет, пайка приемлемая. Смотрел через лупу, дефектов не нашел, я сам так спаять к сожалению не в состоянии. Под микросхемой и дросселем отверстия с металлизацией для лучшего отвода тепла.



Сравнение с LM2596:
Разница в размерах приличная. Правда из за размеров платы эффективность рассеивания тепла ниже, но и КПД заявлено до 96%


Документация и схема:
Документацию в электронном виде можно посмотреть тут MP1584
Используется практически типовой диод Шоттки SS34 40В, 3А, который кстати на испытуемой плате держался молодцом.
Дроссель индуктивностью 8.2мкГн что согласно таблице 3 даташита указывает на лучшую эффективность работы преобразователя при выходном напряжении 3.3В и чуть хуже при 5В. Резистор R3 на плате 100кОм, согласно спецификации оптимально 1.8В выходное напряжение. В очередной раз убеждаюсь что все эти платы собирают из того что было под рукой, максимально удешевляют производство.
Схема типового включения:

Схема конкретной платы:

Обрыв подстроечного резистора выдаст на выходе максимальное напряжение на которое настроен делитель R1 R2. В данном случае до 20 Вольт. И это плохо.

Изначально думал что у купленной платы вместо электролитических конденсаторов на входе и выходе стоят керамические. Но на поверку оказалось что стоят электролиты 12-13 мкФ:

Так же вместо резистора R1 установлен подстроечный резистор для регулировки выходного напряжения. К слову очень ненадежный, тяжело выставлять точное напряжение. При малейшей механической нагрузке напряжение может «уплыть». Решается эта проблема несколькими вариантами: капелька лака для ногтей или краска типа эмали для фиксации контактных площадок подстроечного резистора

или замена «подстроечника» на постоянный резистор.
В частном случае можно поступить так — настроить подстроечный резистор на нужное напряжение, выпаять его и поставить эквивалентное постоянное сопротивление.

Интересный момент, управляя входом микросхемы 2(EN) с помощью логического уровня можно переводить микросхему в режим стоп-старт, т.е. можно извне управлять работой микросхемы и соответственно включать или обесточивать нагрузку.

Немаловажный факт, частота преобразования: Задается резистором подключенным к выводу 6 микросхемы и в типовом варианте имеет сопротивление 200кОм, но на плате установлен 100кОм. Формула задания частоты преобразования:

Просил на работе проверить частоту преобразования — сказали около 950 КГц. Обилие резисторов 104, унификация, что поделать. Частота соответствует установленному сопротивлению.

КПД:

Продавец заявляет КПД до 96% и опять обман. Максимальное КПД которое можно выжать не более 88% При чем оно максимально при питающем напряжении около 12 Вольт и диапазоне нагрузки 0.5-2 Ампера.

Испытания:
Для начала замер потребляемого тока на холостом ходу 0.22мА. Неплохо.

В качестве нагрузки применил 2 резистора 3.3 и 2.2 Ом. В виду сильного нагрева последние на время тестирования были помещены в емкость с водой.

На данный момент тепловизор недоступен, отдали в прокат на другой объект, поэтому замер температуры был произведен пирометром достаточно популярным.

Точность в пределах пары градусов.

Пробное включение производится без нагрузки для выставления нужного выходного напряжения, что бы избежать выхода из строя платы или нагрузки.

Даем нагрузку и оставляем в работе:

Через пару минут я услышал работу преобразователя. Ну как услышал — магнитола подключенная к тому же блоку питания начала шипеть, появились помехи. Контроль напряжения начал показывать периодические просадки выходного напряжения на 10-15% Сработала термозащита микросхемы и преобразователь периодически начал пропускать такты. Знатоки компьютеров используют термит «троттлинг»
Думая что большее входное напряжение должно облегчить работу преобразователя без перерыва подключил преобразователь к блоку питания 24 Вольт. Первое включение — щелчок и в микросхеме появилась дырка (позже начав изучать документацию я понял что КПД немного упало и я просто добил микросхему, которой и так было тяжело от перегрева).
Волшебного дыма не было. К чести преобразователя на выходе напряжение отсутствовало.

Что бы не спалить вторую и последнюю плату было решено использовать радиатор и установить его с помощью термогерметика на обратную сторону платы.
Термогерметик star 922 многим знаком. Я его использую для фиксации светодиодов. Не самый лучший конечно, но хоть что то.
Радиатор:

С обратной стороны что бы радиатор не замыкал контакты на плате сточил часть напильником. Для визуального восприятия закрасил маркером:

Вот так выглядит плата с радиатором (отпилен от большого что используется в блоках питания АТХ)



Замеры температуры были сведены в мини таблицу:
Для испытаний выбрал наиболее распространенные в цифровой логике напряжения 5В и 3.3В. Входное напряжение со стенда, с учетом падения на проводах 11,5-11,7Вольта. Резисторы обычные 5%. Ток округлил до десятых, поскольку заострил внимание на температуре: t1 — максимальная температура на плате со стороны деталей. t2 — максимальная температура с обратной стороны платы.

Каждый раз дав плате поработать около 10 минут производил замер температуры. Замер производился многократно по всей поверхности платы на расстоянии 1 см, учитывалось только максимальное значение. В 100% случаем самый горячий элемент на плате являлся микросхемой.
При нагрузке 2.2Ом при выходном напряжении 5В замеры без радиатора не проводились, поскольку на первом экземпляре преобразователя взорвалась микросхема.

Замечен факт повышения напряжения на выходе под нагрузкой при заданном 3.3В(без нагрузки) до 3.45В. При испытаниях на выходе 5В такого не наблюдалось.

К сожалению осциллограф не доступен и посмотреть сигнал на выходе нет возможности, но этот недостаток будет устранен в ближайшее время. Поскольку я таки задавил свою жабу и заказал кит осциллограф DSO062.

Рекомендации при использовании:
При токе нагрузки выше 1А желательно установить небольшой радиатор, можно в половину того что использовал я. Вполне достаточно. Фиксация подстроечного резистора лаком. При использовании совместно с приемником УКВ применить для фильтрации помех по питанию дополнительные керамические конденсаторы.

Выводы:
Плюсы:
Компактность. Если не «выдавливать» по максимуму из преобразователя, то вполне работоспособно. Достаточно высокий КПД и большой диапазон напряжений. Включением преобразователя можно управлять извне (необходима мелкая переделка платы — подпаять проводник). При выходе из строя микросхемы на выходе преобразователя входного напряжения не обнаружено (возможно это частный случай).
Минусы:
Не понравилась маркировка питания только с обратной стороны, Продавец плату перехвалил, она так же не выдерживает заявленных характеристик. Необходима незначительная доработка для эффективной работы. Кроме того имеются помехи в УКВ ФМ диапазоне (на магнитоле слышно шум и свист, особенно при граничных режимах работы). Подстроечный резистор оставляет желать лучшего, оптимально заменить на многооборотный или постоянный резистор (при необходимости одного фиксированного напряжения на выходе).
UPD: буду дальше выбирать преобразователи, какой посоветуете: KIS-3R33S, XM1584, MP2307 еще варианты, требования выход 5В и ток 3А без значительных переделок?

Ваши замечания по обзору будут своевременно устранены и помогут мне в дальнейшем.
Планирую купить +65 Добавить в избранное +72 +138
Похожие публикации
   
свернуть развернуть
Комментарии (113)
RSS
+
avatar
  • apu
  • 29 января 2016, 19:13
+6
Люблю такие обзоры, хотя сам в электрике не понимать но по эксперементировать люблю, спасибо!
+
avatar
+5
24v на такую малютку, это вы погорячились, она же не волшебная.
Но нет худа без добра, теперь об этом все будут знать.
В утешение и за труды плюс.
+
avatar
  • Aloha_
  • 29 января 2016, 19:49
+1
Согласно документации предел 28 Вольт.
+
avatar
+1
Наш человек! +
+
avatar
  • ksiman
  • 29 января 2016, 19:17
+1
КПД заявлено до 96%
Производитель рисует КПД менее 90%
+
avatar
  • Aloha_
  • 29 января 2016, 19:50
0
Продавец говорит до 96% вот такой вот обман.
+
avatar
  • ksiman
  • 29 января 2016, 19:52
+1
Продавец может заявить и 106%, но лучше от этого не станет. У Вас максимальный реальный КПД какой получился?
+
avatar
  • Aloha_
  • 29 января 2016, 19:55
0
Я так не высчитывал конкретно, разок прикинул около 85% вышло.

Вся затея к тому и сводится что продавцы идут на явный обман, завышая характеристики.
+
avatar
  • SEM
  • 30 января 2016, 10:33
+2
Никакого обмана нет. 88 — это «до 96».
1%, кстати, тоже «до 96%»…
+
avatar
0
вот такой у них маркетинговый ход. :)
+
avatar
  • maxx001
  • 29 января 2016, 19:22
+1
Так и не понял — что охлаждает радиатор?
+
avatar
  • ksiman
  • 29 января 2016, 19:36
0
Плату — же, которая охлаждает чип и диод
+
avatar
  • SEM
  • 30 января 2016, 10:35
0
А почему бы не поставить радиатор непосредственно на чип?
+
avatar
  • Aloha_
  • 30 января 2016, 11:16
0
Можно и так, но думаю пользы меньше. Мотивирую через ноги микросхемы отводится больше тепла чем через корпус, а на плате отверстия под микросхемой с металлизацией — помогают отводить тепло. Как то так, чисто теория.
+
avatar
  • SEM
  • 30 января 2016, 12:21
0
Между тепловыводящим кристаллом и радиатором в одном случае цепочка ноги — плата (гетинакс), в другом только стенка корпуса (по всей площади). Мне кажется — во втором теплоотвод будет лучше.
+
avatar
  • Aloha_
  • 30 января 2016, 13:15
0
На очередных преобразователях испытаю и так и так. В любом случае мощность рассеиваемая и площадь сопоставима с МЛТ-2
+
avatar
0
там кроме микросхемы греется еще как минимум диод, и скорее всего дроссель. радиатор с обратной стороны будет иметь меньший КПД, но охлаждать все элементы.
+
avatar
  • Aloha_
  • 30 января 2016, 20:01
0
Все верно, но микросхема дает всем фору на 20-30% по температуре, греется сильнее всех.
+
avatar
0
на больших токах ИМХО диод должен вырываться вперёд ;)
+
avatar
  • SEM
  • 31 января 2016, 14:14
0
Тот же радиатор пилится на три части и лепится отдельно на каждый элемент…
Да, немного хлопотнее, зато результат лучше.
+
avatar
  • Aloha_
  • 31 января 2016, 17:22
0
Ньюанс — при перегрузках слетят нафиг радиаторы унеся с собой детальки. Частный случай конечно.На материнских платах лет 15 назад так и делал, при суровом разгоне слотового железа.
Сначала на полевики сверху приклеивал, потом припаивал в местах соединения с платой. Эффект был несомненно+обдув вентилятором.
+
avatar
  • Z2K
  • 01 февраля 2016, 20:11
0
Залить компаундом и общий радиатор.
+
avatar
  • Aloha_
  • 01 февраля 2016, 22:10
0
дельная мысль.
+
avatar
+2
Как раз по вашим требованим выход 5В и ток 3А без значительных переделок — CPT (литого типа), поищите на али DC to DC Converter Regulator 12V to 5V 3A 15W
+
avatar
  • yurok
  • 29 января 2016, 19:32
0
по моему, тут было несколько обзоров таких преобразователей, для тока до 1А вполне хорошие

беру тут 20 штук ($10.9), уже года полтора пользуюсь, да многие в моих обзорах и не только в моих их видели
aliexpress.com/item/Free-Shipping-10pcs-LM2596-LM2596S-ADJ-DC-DC-4-5-40V-adjustable-step-down-power-Supply/1079777060.html
+
avatar
  • Aloha_
  • 29 января 2016, 19:53
0
Так это практически та же плата, какой там чип стоит?
+
avatar
  • woddy
  • 29 января 2016, 20:08
0
Точно такой же. Я тоже 20шт за 10 баксов брал. Но еще не применял, запасы 3r33s доедаю…
+
avatar
+1
20 много — вот по одной по 0,58$