Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07

ArturAVS 01 Oct 2021 07:32 2364 13
  • Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07
    Poszukiwałem od jakiegoś czasu odpowiedniej przetwornicy step-down mogącej zapewnić ciągły prąd w okolicach 15A i mogącej pracować z napięciem wejściowym około 38V. Napięcie wejściowe zostało podyktowane napięciem Voc mojego systemu PV które wynosi 38,3V. Początkowo podłączyłem znaną już przetwornicę opartą o XL4016 jednak po kilku minutach pracy "odeszła" wydając z siebie trochę magicznego dymu :-(. Przeszukując czeluście internetu wpadła mi w oko przetwornica SZBK07 której deklarowane parametry były wręcz idealne. Dodatkowym atutem była przystępna cena oraz regulacja ograniczenia prądowego (CC) i napięciowego (CV). Przetwornica wizualnie i gabarytowo jest mocno zbliżona do tej na XL4016, jednak jest to całkowicie odmienna konstrukcja. Jest to bowiem przetwornica synchroniczna której sterownikiem jest LM25116 zarządzający dwoma zewnętrznymi tranzystorami N-MOSFET pełniącymi rolę kluczy elektronicznych. Wymiary PCB przetwornicy to ~60x45mm (z uwzględnieniem radiatorów 60x53mm) a wysokość zdeterminowana radiatorami to 28mm;


    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    Deklarowane parametry pracy przetwornicy;

    • Typ; Step-down
    • Napięcie wejściowe 6-40V
    • Regulowane napięcie wyjściowe 1,25-36V
    • Prąd wyjściowy 20A max (zalecany 15A)
    • Praca w trybie CV
    • Praca w trybie CC
    • Częstotliwość pracy 150kHz
    • Sprawność 96% (dla konwersji 24->12V przy prądzie 20A)
    • Pobór prądu bez obciążenia 20mA
    • Zakres temperatury pracy -45°C ÷ +85°C


    Przy prądzie wyjściowym przekraczającym 15A zalecane jest dodanie wentylatora.

    PCB przetwornicy zostało wykonane jako dwustronne z metalizacją, umowna strona elementów zawiera elementy mocy a przeciwna sterujące;


    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    Najważniejszym elementem jest tutaj LM25116 w obudowie HTSSOP20 będący kontrolerem/driverem;




    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    Wewnętrznie LM jest dość mocno rozbudowany;


    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    Sam układ jest bardzo ciekawy a zawarte w nocie aplikacyjnej informacje mogą być przydatne przy samodzielnej budowie przetwornicy. Poniżej przykładowa aplikacja z DS;


    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    W tej konkretnej przetwornicy jako klucze wykorzystano tranzystory NCE8290;


    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    Dodatkowe elementy to wzmacniacz operacyjny LM321 w obudowie SOT23-5 będący pojedyńczą wersją "nieśmiertelnego" LM324;


    Moduł synchronicznej przetwornicy step down 20A SZBK07


    Na płytce znajduje się również stabilizator 78L05 w obudowie SOT23-3 oraz rezystor mocy SMD 4mΩ pełniący funkcję bocznika pomiarowego prądu wyjściowego. Pobór prądu bez obciążenia przy zasilaniu z zasilacza laboratoryjnego 24V wyniósł ~40mA, niestety na chwilę obecną nie dysponuję mocniejszym źródłem prądu (pada deszcz więc PV daje szczątkową moc) oraz obciążeniem aby sprawdzić jak przetwornica zachowuje się przy pracy z maksymalnym obciążeniem. Podobnie jak moduł na XL4016 tak i ta przetwornica może posłużyć do budowy zasilacza warsztatowego czy ładowarki. Potencjometry wielo-obrotowe dają możliwość precyzyjnego ustawienia napięcia oraz ograniczenia prądowego. Docelowo w moim przypadku przetwornica ta ma służyć do ładowania buforowego pomocniczego akumulatora 12V w instalacji PV z nominalnym napięciem systemowym 24V. Niestety kilka urządzeń wymaga nieprzerwanego zasilania o właśnie takim napięciu i to wymusiło użycie przetwornicy.

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Offline 
    Z wykształcenia technik RTV, z zamiłowania elektronik/elektrotechnik konstruktor.
    Has specialization in: kf, audio, elektronika truck, inne dziwne konstrukcje
    ArturAVS wrote 13296 posts with rating 2441, helped 1470 times. Live in city Grajewo. Been with us since 2005 year.
  • #2
    perfi
    Level 13  
    Dzięki za przybliżenie tej przetwornicy. Właśnie zastanawiam się nad jej zakupem.

    Testowałeś może do jakiego najmniejszego natężenia prądu można to wysterować? Potrzebował bym z panela 40V i 10A zjechać do 20V-23V i 2A, i zastanawiam się, czy ta przetwornica by to obsłużyła.
  • #3
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Jutro ma być słonko i chyba dotrze obciążenie to spróbuję przetestować.
    perfi wrote:
    20V-23V

    Do czego takie dziwne napięcie?
  • #4
    perfi
    Level 13  
    ArturAVS wrote:
    Jutro ma być słonko i chyba dotrze obciążenie to spróbuję przetestować.
    perfi wrote:
    20V-23V

    Do czego takie dziwne napięcie?

    Do panelu słonecznego chcę podłączyć regulator ładowania i akumulator na 12V. Jeżeli dobrze pamiętam, taki wartości widziałem w specyfikacji regulatorów PWM dla akumulatora 12V (maksymalne napięcie wejściowe, potem musiałbym podłączyć aku na 24V).
  • #5
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    No tak, opisywałem taki niewielki zestaw PV z panelem 20W i regulatorem PWM. Prawdę powiedziawszy podłączyłbym wcale bez pośrednictwa regulatora, ograniczając prąd dla bezpiecznej dla akumulatora wartości i Uwy=14,8V (zależnie od typu akumulatora). Można też nieco rozbudowując połączenia mieć jednocześnie większą moc do dyspozycji.
  • #6
    perfi
    Level 13  
    ArturAVS wrote:
    PV z panelem 20W i regulatorem PWM

    Ja akurat mam panel 390W (parametry poniżej) który chcę użyć do zasilania kilku lampek w ogrodzie - obiecałem synowi, że zrobimy taką instalację, panel tak naprawdę jest jego :) Według moich wyliczeń aku 12V z około 10Ah by tu spokojnie starczył. Patrząc jednak na moc panelu i parametry regulatorów ładowania potrzebowałbym urządzenie obsługujące:
    - dla aku 12V, prąd ładowania co najmniej 32.5A i aku 320Ah - zakładam, że zalecany prąd ładowania dla AGM wynosi 10% pojemności, więc podłączenie aku 10Ah raczej nie wchodzi w grę
    - dla aku 24V, prąd ładowania co najmniej 16.25A i aku 160Ah.
    Ale takie akumulatory to już są bardzo duże koszty. Jeżeli nie będę mógł użyć przetwornicy step-down to planem awaryjnym jest kupno panela 20W. Skoro jednak już mam panel to chcę go wykorzystać. Potem mogę rozbudować instalację (np by zrobić oświetlenie uliczne) ale na razie ograniczają mnie finanse.

    Parametry panelu:
    Moc maksymalna (Pmax) - 390W
    Napięcie obwodu otwartego (Voc) - 46.3V
    Prąd zwarcia (Isc) - 10.87A
    Napięcie w punkcie mocy maksymalnej (Vmpp) - 38.5V
    Prąd w punkcie mocy maksymalnej (Impp) - 10.13A
  • #7
    Lukasr29
    Level 20  
    Dobrze widzieć, że ta przetwornica jest już dostępna z PL :) Mam taką i używam ją razem z miernikiem panelowym i pakietem Li-Ion jako przenośny zasilacz uniwersalny. Zasilam tym różne ustrojstwa, od małej CNC do mini piły stołowej (250W i 15A wciskała w silnik piły bez problemów, to już silnik nie domagał temperaturowo po dłuższej chwili) , ograniczenie prądowe działa bez zarzutu od 200-300mA (mniej nie miałem okazji sprawdzać). Przetwornica w typowym wykonaniu (jak na zdjęciu, Rfb1 ma stałą wartość, Rfb2 (potencjometr) jest używany jako regulowany rezystor, nie pracuje jako dzielnik napięcia) ma błąd prowadzący do upalenia układu, suwak potencjometru regulacji napięcia w przypadku nie obciążonej przetwornicy jest w stanie podać napięcie z kondensatora wyjściowego na nóżkę 8 (FB), w przypadku gdy na kondensatorze lub urządzeniu wyjściowym jest napięcie wyższe (np aku 12v) niż wewnętrzne napięcie zasilania regulatora sterownik przetwornicy wypuszcza magiczny dymek...
    Przy PR wieloobrotwym ciężej o taką sytuację, ale jeśli ktoś dla wygody regulacji wprowadza PR jednoobrotowe na panel sterowania, dobrze jest zabezpieczyć gorącą stronę dodatkowym rezystorem, zmiejsza to co prawda zakres regulacji napięcia ale eliminuje ryzyko upalenia przetwornicy.
  • #8
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    perfi wrote:
    dla aku 12V, prąd ładowania co najmniej 32.5A i aku 320Ah - zakładam, że zalecany prąd ładowania dla AGM wynosi 10% pojemności, więc podłączenie aku 10Ah raczej nie wchodzi w grę

    To nie tak. Akumulator wraz z postępem ładowania (wzrost napięcia) zmniejsza pobierany prąd, tu kryterium to końcowe napięcie ładowania. Pisałem o tym już w innym temacie;
    ArturAVS wrote:
    W samochodach nikt nie patrzy na prąd ładowania tylko na napięcie, inaczej czy posiadanie na wyposażeniu alternatora 130A oznaczałoby że takim prądem jest ładowany akumulator? Nie. I taką analogię można przyjąć w tym przypadku.

    Przetwornica z ograniczeniem prądowym i napięciowym lepiej się sprawdzi niż regulator PWM. Ustawiasz końcowe napięcie 14,4-15V (dla typowych akumulatorów AGM przy pracy cyklicznej stosowanych np. w UPS) a ograniczenie prądowe w/g danych producenta (dla 12V/7Ah będącego w moim posiadaniu maksymalny prąd początkowy ładowania to 3A w/g danych producenta). W początkowej fazie ładowania przetwornica ogranicza prąd do wartości bezpiecznej dla akumulatora (CC- stały prąd) w miarę doładowywania (i wzrostu napięcia) maleje prąd który akumulator pobiera. Gdy napięcie dojdzie do 14,4-15V przetwornica przechodzi w tryb CV (stałe napięcie) a akumulator pobiera jedynie niewielki prąd pokrywający straty samorozładowania. Wiem że te proste regulatory PWM można skonfigurować jako czujniki zmierzchowe, jednak jeśli nie boisz się lutownicy to kosztem kilku elementów możesz zrobić swój włącznik.

    Lukasr29 wrote:
    Mam taką i używam ją


    Mocno się nagrzewa?
  • #9
    kulek855
    Level 11  
    Mam tą przetwornicę, zdążyłem nawet przepalić LM poprzez zwarcie na potencjometrze. Mógłby kolega powiedzieć czy te trzy kondensatory mają parametry 270uF 35V? w mojej właśnie takie siedzą i nie wiem na co je wymienić (jeden z kondensatorów ma zawyżony ESR 7 omów).
  • #10
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    kulek855 wrote:
    Mógłby kolega powiedzieć czy te trzy kondensatory mają parametry 270uF 35V?

    Jeśli masz na myśli te wyjściowe to u mnie jest 3x 330µF/35V.
  • #11
    kulek855
    Level 11  
    ArturAVS wrote:
    kulek855 wrote:
    Mógłby kolega powiedzieć czy te trzy kondensatory mają parametry 270uF 35V?

    Jeśli masz na myśli te wyjściowe to u mnie jest 3x 330µF/35V.


    Dzięki za odpowiedź. Tak chodzi o kondensatory wyjściowe, wymienię je więc na 330uF.
  • #13
    perfi
    Level 13  
    ArturAVS wrote:
    W początkowej fazie ładowania przetwornica ogranicza prąd do wartości bezpiecznej dla akumulatora (CC- stały prąd) w miarę doładowywania (i wzrostu napięcia) maleje prąd który akumulator pobiera. Gdy napięcie dojdzie do 14,4-15V przetwornica przechodzi w tryb CV (stałe napięcie) a akumulator pobiera jedynie niewielki prąd pokrywający straty samorozładowania.

    Mówisz teraz o opisywanej przetwornicy czy jakimś innym urządzeniu? -> Dopisek: opisywna przetwornica wspiera CC i CV.

    Zapytam tak jeszcze z ciekawości: Czy polecisz jakieś materiały o sposobie pracy paneli słonecznych jako źródło energii. Interesuje mnie czy panel wymusza przepływ prądu czy może jego odbiorniki mogą pobierać tyle ile potrzebują.

    ArturAVS wrote:
    Wiem że te proste regulatory PWM można skonfigurować jako czujniki zmierzchowe, jednak jeśli nie boisz się lutownicy to kosztem kilku elementów możesz zrobić swój włącznik.

    Dobrze rozumiem, ze proponujesz dodać wyłącznik między prostownikiem i akumulatorem, tak by odłączyć aku jak panele nie produkują prądu? Nie będę musiał wtedy dodać też zabezpieczenia przed rozładowaniem aku? Teoretycznie regulator PWM odpowiada za ładowanie i zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem.
  • #14
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    perfi wrote:
    Mówisz teraz o opisywanej przetwornicy czy jakimś innym urządzeniu?

    Tak.
    perfi wrote:
    Dobrze rozumiem, ze proponujesz dodać wyłącznik między prostownikiem i akumulatorem, tak by odłączyć aku jak panele nie produkują prądu?

    Nie. Mam na myśli włącznik zmierzchowy.