3 способа понизить напряжение. Какой выбрать?

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Привет! Есть две сервомашинки на 6,6В максимум, есть сборка из двух аккумуляторов на общее напряжение 7.4В, а при максимальной зарядке и того больше, есть сетевой адаптер на 5.8В. Нужно собрать понижающий модуль, но так, чтобы при подключении адаптера напряжение не падало. Нашел много вариантов. Можно поставить пару диодов, но тогда второе условие не будет выполняться и при подключении адаптера напряжение упадет до 4В. Другой вариант стабилитрон, но у них 1.5А максимальный ток при 6.2В стабилизации - это то, что я нашел. Думаю, в момент пуска два мотора могут потребовать больше. И греются эти стабилитроны страшно. 

Стал выбирать между следующими вариантами:

1. LM317 или LM380;

2. Стабилизатора на базе IRL34N, описаной здесь;

3. Стабилизатора на базе AOZ1014AI - этого;

Что по вашему мнению будет наиболее эффективным решением, чтобы сильно не грелся? Может есть что-то еще?

svm
Offline
Зарегистрирован: 06.11.2016

Оптимально- №3.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Объясните, пожалуйста, почему №3 оптимальнее других?

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

Tofer пишет:

3. Стабилизатора на базе AOZ1014AI - этого;

чтобы сильно не грелся?

Tofer пишет:

Объясните, пожалуйста, почему №3 оптимальнее других?

КПД самый высокий, на дольше батареек хватит, нагрев меньше. Есть подводные камни, пробовать нужно...

svm
Offline
Зарегистрирован: 06.11.2016

Все остальные параметрические и иеют низкий КПД. Зачем переводить энергию автономного источника питания в тепло?

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Понятно, спасибо! А какие подводные камни? 

Производитель микросхемы предлагает калькулятор для просчета цепи. Так вот, у меня пока получается 187,64С нагрев микросхемы. Так что, большой вопрос в эффективности. 

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Tofer пишет:

Понятно, спасибо! А какие подводные камни? 

Производитель микросхемы предлагает калькулятор для просчета цепи. Так вот, у меня пока получается 187,64С нагрев микросхемы. Так что, большой вопрос в эффективности. 

А с приклеенным радиатором?

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Если сетевое устройство используется для заряда, то нужны два преобразователя, так как только они имеют максимальный кпд.

От батарей - преобразователь вниз с необходимым током, от блока питания - преобразоватеь вверх. Максимальный ток заряда литий-ионных примем 1А, разряжаем аккумулятор до 6 вольт и на преобразователе вверх выставляем напряжение добиваясь начального тока заряда в 1А + ток потребления устройства

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Я больше к тому, что греется она тоже сильно. Неужели lm317 будет меньше греться? 

Что касается сетевого устройства - нет. Аккумуляторы внешние и будут заряжаться отдельно от зарядки. А сетевое нужно для питания для работы в домашних условиях. Сейчас нужно разобраться с понижением. 

 

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Tofer пишет:

Я больше к тому, что греется она тоже сильно. Неужели lm317 будет меньше греться? 

Что касается сетевого устройства - нет. Аккумуляторы внешние и будут заряжаться отдельно от зарядки. А сетевое нужно для питания для работы в домашних условиях. Сейчас нужно разобраться с понижением. 

 

Тогда с выхода аккумулятора запитываем понижайку к примеру выставляя  5,5 вольт, а с понижайки через диод шотки, с зарядки тоже через диод шотки, но там уже 5,8 вольт и понижайка (аккумулятор) будет отсечена, но раньше всё делалось через разъем питания с переключением и из ваших хоть 5.8, хоть 8 вольт подавалось на стабилизатор с требуемым напряжением, если найдёте такой разъем всё упрощается, с аккумулятора выставляем через преобразователь сколько надо, а с блока зарядки уже имеем сколько надо

GarryC
Offline
Зарегистрирован: 08.08.2016

Что то очень большой перегрев - у Вас какой выходной ток ?

Если 6,2*(1,5*2)=18Вт выходного и КПД 85%, то потери 18*0,15=2,7 Вт и если поделятся на кристалле и на снаружи (индуктивность и диод) поровну, то мощность потерь на кристалле 1,35 Вт и перегрев 50*1,35=97 Цельсия на DFN, откуда 180?

Voodoo Doll
Voodoo Doll аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.09.2016

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Voodoo Doll пишет:

Дополнить таким гнездом, минус на центральном штыре, плюс на вывод 2 разъема, снимаем с вывода 3, можно перенести и на вход, тогда на выходе получим стабильное напряжение, хоть от аакумулятора, хоть от БП

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

1.5а на два мотора не мало? 

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Tofer пишет:

1.5а на два мотора не мало? 

А измерить сколько кушают ваши сервы?

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Каждый примерно потребляет по 1 А. Но я не очень доверяю скорости своего амперметра. Может, самый пик он и не ловит. 

Bront
Offline
Зарегистрирован: 05.04.2016

Вы мучаете самого себя. Ну раз напряжения с адаптера падает, то он как минимум по току не подходит.
У серв есть даташиты, можно там глянут их токи. Можно купить стрелочный мультиметр и им измерить.
Иначе даже по существу и посоветовать нечего.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

С чего вы взяли, что напряжение падает? Ничего не падает. В даташите на серву нет ничего про ток - только размеры, скорость и напряжение. Думаю, взять с запасом на 3А. 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Tofer пишет:

С чего вы взяли, что напряжение падает? Ничего не падает. В даташите на серву нет ничего про ток - только размеры, скорость и напряжение. Думаю, взять с запасом на 3А. 


MG90 - девятиграммовые сервы прекрасно питаются
прямо от USB и даже под нагрузкой.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Собрал схему на AOZ1014AI, но видимо где-то допустил ошибку. Вместо 6.5В преобразователь выдает 0,8B. Проверял влияние RFB1(у меня там подстрочник) на напряжение - можно крутить в разные стороны - ни на что не влияет. Для сборки пользовался даташитом и расчетами в xls файле с сайта производителя. Потом спроектировал и напечатал плату. Ниже схема, расчеты и PCB:

 

При еще одной перепроверке даташита нашел совет по созданию PCB. Минимальные расстояния и максимально широкие дорожки. Вот переделал PCB:

Пока еще не печатал. Как думаете, может быть дело именно в разводке? Стоит ли перепечатывать плату или ошибка где-то в самой схеме?

Может, нужно заменить подстрочники на обычные резисторы?  

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

Что то меня сомнения терзают. 30кГц и единицы микрогенри. На таких частотах они обычно сотнями меряются. И еще, если действительно 30кГц, то на разводку практически пох. 34063 с дорожками по 8-10см работает.
В даташит не заглядывал, мысли вслух.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Перепечатал плату с широкими дорогами - все заработало.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

bwn пишет:
Что то меня сомнения терзают. 30кГц и единицы микрогенри. На таких частотах они обычно сотнями меряются. И еще, если действительно 30кГц, то на разводку практически пох. 34063 с дорожками по 8-10см работает.

30кгц -- это не частота переключения силового ключа, а полоса пропускания регулятора. Грубо говоря,  отклонения выходного напряжения частотой ниже 30кгц регулятор будет пытаться скомпенсировать, а выше уже нет. Switching Speed у чипа -- 500кгц, от того и индуктивность маленькая.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Теперь другая проблема. При подключении двух сервомоторов - один из них стабильно сгорает. На Vout AOZ1014 при остановке или замедлении сервомотора напряжение поскакивает до 9Вольт. 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Подскакивает и стоит? ( У меня тоже иногда так случается. Но редко.) ;)

То что часто я уже понял.
А у вас надолго "стоит" ?
Что же это у вас такой стабилизатор?
Может быть вспомним про второй закон коммутации
и заставим его выполняться установкой на выходе
кондёра на пару тысяч микрофарад?

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

trembo пишет:
Подскакивает и стоит? ( У меня тоже иногда так случается. Но редко.) ;) То что часто я уже понял. А у вас надолго "стоит" ? Что же это у вас такой стабилизатор? Может быть вспомним про второй закон коммутации и заставим его выполняться установкой на выходе кондёра на пару тысяч микрофарад?

пару тысяч это перебор, микрофарад 500 хватит, но данные катушечки придётся изменить, да и керамику на выход надо тоже добавить

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Катушечки? Там же одна катушка. Катушка подобрана из расчетной таблицы производителя, как и конденсаторы. Странно, но все эти компоненты рассчитаны на 5А. Почему производитель считает их достаточными. На что менять?  На счёт керамики не знаю. У производителя керамика значится как допустимая. И какой емкости ее ставить и зачем? 

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Посмотрел даташит на Ваш AOZ1014 и не заметил принципиальной разницы между моими RT8289GSP .. теже 500кГц, 5А и step-down аж с 32 вольт. Сколько свои юзаю по схеме из даташита .. ни разу никаких "9вольт" не выскакивало. Ни с 2S (7.4) ни с 3S (12.6). Да и чтобы при съеме нагрузки был такой подскок, это же изнутри схемы "переть" должно. Не пробовали осцилом смотреть что там под и без нагрузки происходит?

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

У меня нет осциллографа, к сожалению. Не знаю почему, но сегодня при очередной попытке замера с подключённым конденсатором 2200 к питанию моторов сгорел Bourns, который вообще никак по питанию с моторами не связан. Откуда такой ток на Ардуине, что он горит? Какое-то время назад, когда пытался собрать схему со степперами сгорело ещё два потенциометра той же фирмы. Я обвинил во всем тогда китайские драйверы, которые могли пустить ток в Ардуину. Возможно, у китайских моторов ток прошибает на контроллер. 

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Вот собрал все дата-шиты.

 

Конденсаторы: (47uf и 22uf):

https://static.chipdip.ru/lib/285/DOC000285639.pdf

 

Катушка:

http://datasheetz.com/data/Inductors,%20Coils,%20Chokes/Fixed/495-1799-6-datasheetz.html

 

Переменные резисторы:

https://static.chipdip.ru/lib/237/DOC000237858.pdf

 

Конденсатор 2200 pf:

https://static.chipdip.ru/lib/235/DOC000235066.pdf

 

 

Диод:

https://static.chipdip.ru/lib/094/DOC001094093.pdf

 

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

не знаю как сейчас, но во времена моей молодости работа преобразовательных блоков питания на импульсную нагрузку считалась плохим тоном

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Так посоветуйте, пожалуйста, как сделать. Я задал вопрос в начале темы, мне ответили, что AOZ подходит для данных задач. При этом мне нужно 5А. 

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Tofer пишет:

Так посоветуйте, пожалуйста, как сделать. Я задал вопрос в начале темы, мне ответили, что AOZ подходит для данных задач. При этом мне нужно 5А. 

Берём такой преобразователь, ставим такое гнездо, довольствуемся

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Про него везде пишут, что минимальная разница напряжений должна быть 2В. 

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Поменял все конденсаторы на керамику, подскоков пока не замечаю, но напряжение падает на 1вольт при подключении нагрузки на 2.5А.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Tofer пишет:

Поменял все конденсаторы на керамику, подскоков пока не замечаю, но напряжение падает на 1вольт при подключении нагрузки на 2.5А.

То-есть преобразователь никуда не годится, во времена моей молодости не более 200 милливольт был допустимый параметр )))

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Хотелось бы, чтобы не падало. По расчётному файлу колебания не более 18mV.

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

Tofer пишет:

Хотелось бы, чтобы не падало. По расчётному файлу колебания не более 18mV.

а почему более?

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

))))) это вы мне скажите) очевидно, что-то не так..

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

Tofer, какие номиналы RFB1, RFB2? Попробуйте поднять ток делителя... и если там подстроечник - ни каждый подойдет, индуктивность там опасна.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

Подстрочник и smd 0.25вт.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

Tofer пишет:

Подстрочник и smd 0.25вт.

и какой номинал? 10к и более - много, попробуйте меньше чем 5к. Это необходимо для отладки - потом номинал поднимать до устойчивой работы устройства.

Tofer
Offline
Зарегистрирован: 01.12.2017

10k и более - по даташиту. Вот устойчивой работы и не хватает сейчас. Возможно, нужно снизить индуктивность.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

Tofer пишет:

10k и более - по даташиту. Вот устойчивой работы и не хватает сейчас. Возможно, нужно снизить индуктивность.

делитель обратной связи является нагрузкой, вот и дайте тока делителю, а в даташитах написан идеальный случай. Для дебага ток делителя порядка 5 мА, потом понижайте ток ... Некоторые схемы вообще терпеть немогут индуктивность в нагрузке и без активной составляющей им очень туго. Добавьте активного сопротивления на выход, много не нужно - 5-10 мА достаточно.