Преобразователь напряжения на микросхеме XL4015

DSCN0173

Многим из нас известна проблема подключения радиостанций от источника постоянного повышенного напряжения, например, в грузовиках. Бортовая сеть в 24 вольта не позволяет запитать радиостанцию рассчитанную на напряжение 13,8В. Исключение составляют несколько моделей разных производителей оснащенные встроенным преобразователем, а как же быть остальным?

Спрос рождает предложение и на рынке существует масса преобразователей 24/12 на любой вкус, цвет и кошелек. Рассчитанные на разную мощность.

Все они, как правило, собраны по линейной схеме на нескольких транзисторах типа КТ819 или подобных импортных. В работе такие преобразователи не шумят, но выделяют довольно приличное количество тепла, поэтому их корпуса, представляют из себя большие радиаторы.

dc3e0dcad6c4cd6859422413acac9178

КПД таких преобразователей не высок.

Второй тип преобразователей, это преобразователи на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) собранные на микросхемах типа LM2596, LM2587.

$_57

Для тех, кто не знает, ШИМ, это управление средним значением напряжения на нагрузке путём изменения скважности импульсов, управляющих ключом. Такие преобразователи, выполненные на одной микросхеме отличаются компактными размерами, высоким КПД и как следствие, низким тепловыделением.

DSCN0178

Однако мощность таких малогабаритных устройств не высока, в среднем, около 20-25 ватт, что вполне достаточно для питания стандартной, не турбированной радиостанции. К примеру, подобный импульсный преобразователь используется в радиостанции TTI TCB-551N.

Преобразователь из нашего обзора построен на китайской микросхеме XL4015. Распиновка, принципиальная схема работы и включения ниже.

2015-01-31_105618

2015-01-31_105720

2015-01-31_105740

А выглядит само устройство в собранном виде вот так.

DSCN0172DSCN0215

Поставляется преобразователь вместе с радиатором который можно приклеить на микросхему.

DSCN0204

Это, действительно, очень маленький преобразователь который можно даже разместить внутри корпуса радиостанции.

DSCN0174

DSCN0176

Описание

Диапазон входных напряжений, при которых схема работает стабильно от 8 до 36 вольт. Выходных от 1,25 до 32. Выходное напряжение не может быть выше входного! Если преобразователь настроен, к примеру, на 25 вольт выходного напряжения, то при подаче на вход 20 вольт, на выходе получим те же самые 20 вольт. А при подаче на вход 30 вольт, на выходе будет уже 25. Или, если, например, преобразователь настроен на выходное напряжение 3 вольта, то при любых входных напряжениях от 8 до 36 вольт, на выходе будет 3 вольта. В действительности, схема вполне способна запускаться и от 4 вольт входного напряжения, но на нагрузке параметры выходного напряжения могут быть не стабильны. Однако проверить это у меня возможности не было. У XL4015 также присутствует защита от короткого замыкания. Нестабильность выходного напряжение +/- 0,01В. Настраивается напряжение многооборотным переменным резистором, который образует делитель для управления выходным напряжением.

Вход

DSCN0218_cr

Выход

DSCN0217_cr

Поскольку для преобразования напряжений используется широтно-импульсная модуляция с частотой 180 кГц (в действительности около 190кГц), такой преобразователь способен создавать помехи которые вполне могут помешать приему. Однако на практике какого-либо значительного влияния не замечено. Если вы решили встроить такой преобразователь в свою станцию постарайтесь расположить его подальше от входных цепей приемника и ГУНа, плюс желательно его еще  и экранировать.

Измерения

Импульсы на выходе XL4015

ADS00006

Спектр на выходе  XL4015

ADS00005

Запитаем радиостанцию от преобразователя. В качестве нагрузки выступила MegaJet MJ-600 Plus.

DSCN0216

Пульсации напряжения после LC фильтра + спектр (БПФ). Ток который потребляет радиостанции в режиме приема ~250мА.

ADS00007

Пульсации напряжения после LC фильтра + спектр (БПФ). Ток который потребляет радиостанции в режиме передачи ~1,8А. В спектре выделен пик, наводка от работы выходного каскада радиостанции.

ADS00008

Как видим, по низкой частоте все более-менее чисто, посмотрим, что творится на рабочих частотах микросхемы. На рабочей частоте 190кГц присутствует заметный звон от дросселя, около 3,5В, который по идее может служить причиной снижения чувствительности радиостанции в рабочем диапазоне, но по факту такого эффекта замечено не было.

ADS00038

На основании вышеописанного, можно сделать вывод, что для питания радиостанции такой преобразователь, в первом приближении, вполне подходит. Пульсации напряжение на выходе фильтра преобразователя не проникают в цепи питания радиостанции, а шум от ШИМа не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на входные цепи приемника.

Температурный режим

В процессе работы преобразователь нагревается. Причем не сама микросхема, на которую производитель позволяет приклеить радиатор, а дроссель в фильтре. Примерно до 60-65 градусов.

DSCN0199

Итог

Преобразователь работал у меня на столе в течении суток понижая 27 вольт от лабораторного источника питания до 13,8 вольт необходимых для работы радиостанции. Никаких аномалий в работе устройства не обнаружено. Уровень шумов и пульсаций на выходе преобразователя не превышает уровней необходимых для корректной работы аппаратуры связи.

Покупались эти преобразователи, как и почти вся электроника из Китая на AliExpress. Ссылка на проверенного продавца.

Всем удачи, 55, 73!

Нашли что-то полезное? Поделитесь с друзьями!
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Мой Мир
  • Facebook
  • Twitter
  • LiveJournal
  • В закладки Google
  • Блог Li.ру
  • Blogger
  • RSS
  • LinkedIn
  • Одноклассники
Не закрывайте просто эту статью - поделитесь ссылкой в социальных сетях со своими читателями и друзьями. Многие из них за это вам скажут спасибо.
Хотите первым получать свежие статьи и обзоры?
Подпишитесь на обновления журнала по e-mail:
Оставите комментарий ?

27 Комментарии。

  1. По поводу мощности — ведь можно поставить 2 преобразователя параллельно? Или это и будет сделано для военной станции?

    • Теоретически да. Но параллельное включение я не проверял. Тут проблема в том, что нужно точно выставить напряжение обеих схем. А у военной станции используется двуполярное питание.

    • Антон

      У таких преобразователей мощность повышается не параллельным включением, а добавлением транзистора на выходе микросхемы.

  2. Считаю — это дополнение применимо к любой станции , причём даже не касаясь 24 вольтовой бортовой системы .
    Её можно обезопасить саму радиостанцию , от неполадок генератора !

  3. Техник

    Залезет ли по габаритам между трансформатором стандартного МегаДжета и стенкой в районе разъёма тангенты?

  4. Феликс

    Денис, где купить? И цена.

  5. Евгений

    Классная статья! Выписал парочку, на пробу. Сам делаю такие на LM2576T ADJ. У этих микросхем на фланце минус, поэтому смело прикручиваю их на радиатор станции, остальное, по типовой схеме, навесным монтажом, по месту. Переделано таким образом семь радиостанций, две MJ650, два комфорта, MJ600 TURBO, и TTI TCB-551, которая первых выпусков, с зелёным дисплеем. Сначала отслеживал, как ведут себя, а теперь перестал, чего следить-то… работают себе и работают. (В Красноярске, кстати, эти преобразователи 270 рубликов стоют!)

  6. Евгений

    Шестисотых две, пардон, одна шестьсот, вторая шестьсот TURBO.
    Ещё раз пардон 😀 😀 😀

  7. Моисей

    Мой опыт работы с Шим преобразователями показывает, что они очень сильно глушат приёмники и для установки внутрь станции точно не годятся, а ещё маломощные и выходят из строя часто.

    • Они разные бывают. Есть те которые сильно шумят, есть те которые шумят не сильно (понятное дело, что шумят все, принцип работы такой). Я не зря спектры привел в статье. У этих на выходе все более-менее чисто. Во всяком случае эффект от них наблюдался только при поднесении дросселя стабилизатора вплотную к входным контурам приемника. В любом случае, конечно, лучше их заэкранировать, о чем я и писал. Можно дроссель еще и на вход поставить.

      • Евгений

        Годятся. Семь станций, это не одна. Первой была TTI, там, боясь наводок, обмотнул дроссель толстой медной фольгой, и притянул его к корпусу станции. Остальные трудятся без экранировки, безо всяких «артефактов» как в RX, так и в TX/

  8. Федор

    Денис, можно ссылку на eBay? Не получается там найти 🙁

  9. Федор

    Спасибо 😀

  10. Владимир

    а я себе такой купил для питания термометра с выносным датчиком.Термометру необходимо 1,5В. В нынешней машине его нет, а хочется.

  11. Сергей

    Добрый день! А что можете сказать по поводу такого преобразователя? http://ru.aliexpress.com/item/Low-Ripple-DC-DC-12A-4-5-30V-to-0-8-30V-adjustable-buck-power-supply/1740940634.html

    • Cерёга

      Тоже самое, что и описывается здесь, только с транзистором на выходе для увеличения мощности.

  12. Серёга

    Я собирал такие импульсные преобразователи.
    http://cxem.net/pitanie/5-196.php

  13. Александр

    Обратите внимание, что китайцы не впаяли керамический конденсатор 105 (1мкФ) на выходе. Я их всегда допаиваю, из любви к себе, электролиту, и нелюбви к помехам.

  14. Доброго здравия автору! У меня не регулирует ток и напряжения. Можете подсказать как проверить микросхему xl4016e1.? Не выпаивая есть кз на 1,2,3,5 выводах кроме 4

Оставить комментарий