Przetwornica podwyższająca napięcie 10V – 50V

Przetwornica podwyższająca napięcie 10-50 V

Przetwornica podwyższająca napięcie wymaga napięcia zasilania w zakresie od 8,5 do 48V. Na wyjściu modułu możemy otrzymać napięcie w zakresie od 10 do 50V, natomiast prąd maksymalny wynosi 6A. Moc maksymalna opisywanej przetwornicy wynosi 250W. Przy nawet bardzo dużej sprawności dochodzącej do 96% straty wynoszą minimum 4%. Przy pełnym obciążeniu obciążeniu 250W łatwo policzyć że tracimy 10W w większości jako ciepło. Dlatego przy dłużej pracy z dużym obciążeniem niezbędne będzie zastosowanie zewnętrznego radiatora w celu odprowadzania ciepła. Dzięki temu że przetwornica zbudowana jest na laminacie z podłożem aluminiowym proces dołożenia radiatora jest znacznie uproszczony.

Przetwornica do kupienia: http://www.gotronik.pl/przetwornica-napiecia-dc-250w-p-4062.html

Pozostałym parametrom przyjrzymy się poniżej. Stworzyliśmy układ pomiarowy by w praktyce sprawdzić jaki jest zakres regulacji napięcia wyjściowego. Pokażemy też, który potencjometr służy do regulacji napięcia, a który prądu. Jak korzystać z przetwornicy? Podłącz na wejście napięcie z podanego poniżej zakresu, ustaw wartość napięcia wyjściowego przy pomocy potencjometru. Nie podnoś napięcia wejściowego, ponieważ wówczas podwyższy się napięcie wyjściowe. Może to spowodować trwałe uszkodzenie odbiornika który zasilasz z wyjścia przetwornicy.

Parametry:

• napięcie wejściowe Uwe: 8,5 – 48V
• napięcie wyjściowe Uwy: 10 – 50V (regulowane)
• prąd wyjściowy maksymalny Iwy: 6A
• prąd spoczynkowy: 10 mA
• moc wyjściowa Pmax: 250W
• temperatura pracy: -40 do +85 stopni Celsjusza
• częstotliwość: 150kHz
• sprawność ok. 94%

Poniżej zamieszczam charakterystykę zależności maksymalnego prądu obciążenia w zależności od ustawionej wartości napięcia na wyjściu:

przetwornica BTE-224

Jak widać z powyższej charakterystyki nie można przekraczać mocy maksymalnej 250W. Na wyjściu możemy ustawić napięcie do 50V. Prąd maksymalny na wyjściu może mieć wartość Iwy=6A, ale nie w pełnym zakresie napięć wyjściowych, ponieważ przekroczylibyśmy maksymalną moc wyjściową.

Przykładowe obliczenia:

moc elektryczną obliczamy ze wzoru Pwy=Uwy x Iwy
gdzie
Pwy – moc wyjściowa –> jednostka wat [W]
Uwy – napięcie wyjściowe –> jednostka wolt [V]
Iwy – prąd wyjściowy –> jednostka amper [A]

przykład 1: Uwy=20V Iwy=5A obliczam Pwy=20V x 5A –> Pwy=100W czyli punkt pracy jest poprawny, ponieważ nie przekraczamy Pmax=250W
przykład 1: Uwy=50V Iwy=6A obliczam Pwy=50V x 6A –> Pwy=300W czyli punkt pracy jest ZŁY, ponieważ przekraczamy Pmax=250W

Opis wejść oraz wyjść modułu:

Opis wejść oraz wyjść modułu

Układ pomiarowy:

Do przetestowania przetwornicy napięcia wykorzystaliśmy zasilacz laboratoryjny RPS-3005DB którym zasilaliśmy układ, oraz cyfrowy miernik uniwersalny UNI-T UT71B do pomiaru napięcie wyjściowego.

Układ pomiarowy

REGULACJA NAPIĘCIA:

W pierwszym pomiarze sprawdziliśmy jaki jest faktyczny zakres regulacji napięć na wyjściu przetwornicy BTE-224. Bez obciążenia na wyjściu osiągnęliśmy napięcie równe 54,9 V.

Wartość napięcia wejściowego Uwe ma wpływ na wartość napięcia wyjściowego Uwy. Dlatego polecam najpierw podłączyć Uwe źródło zasilające przetwornicę. Do wyjścia nie podłączamy docelowego obciążenia, tylko woltomierz na którym mierzymy wartość Uwy. Regulujemy wartość Uwy do żadnej i dopiero wtedy podłączamy odbiornik (urządzenie), które ma zasilać przetwornica.

REGULACJA PRĄDU:

W opisywanej przetwornicy o numerze katalogowym BTE-224 mamy także do dyspozycji potencjometr do regulowania ograniczenia wartości Iwy prądu na wyjściu. Regulacja prądu odbywa się tylko w pewnym zakresie tzn. nie mamy możliwości regulacji Iwy od wartości maksymalnej do 0A.

Praktyczna regulacja prądu polega na ustawieniu w pierwszym kroku (nieobciążonej przetwornicy) żądanej wartości napięcia wyjściowego, a następnie skręcenia potencjometru od regulacji prądu do wartości minimum (należy kręcić potencjometrem w ruchu przeciwnym do ruchu wskazówek zegara). Podłączamy wtedy obciążenie przetwornicy. My jako obciążenie przetwornicy podłączyliśmy rezystor dużej mocy i rezystancji 15Ω. Mogliśmy regulować wartość prądu wyjściowego Iwy w zakresie od max. 1,9A do wartości min. 1,6A.

Sprawność:

Przeprowadziliśmy pomiary w celu sprawdzenia sprawności przetwornicy. W tym celu rozszerzyliśmy układ pomiarowy o obciążenie i amperomierz. Na wejściu ustawiliśmy 10V, pobierany prąd wynosił 0,995A (na zasilaczu RPS-3005DB). Na wyjściu zmierzyliśmy napięcie 11,55 V i prąd 0,776 A. Moc wejściowa wynosiła zatem 9,55 W, natomiast wyjściowa 8,9628 W. Stąd uzyskujemy wynik 93,85 % czyli w przybliżeniu 94 %.