Cyfrowy bezpiecznik i monitor zasilania przetwornicy DC/DC 300W/20A.

 Dzisiaj chciałbym podzielić się z Wami moim najnowszym projektem warsztatowym. Jest to inteligentny sterownik, monitor oraz ultraszybki cyfrowy bezpiecznik przeznaczony do współpracy z popularnymi, mocnymi modułami przetwornic obniżających napięcie (Step-Down CC/CV 20A 300W). Niezbędna będzie też modyfikacja bocznika w INA219.

Głównym zadaniem projektu jest zabezpieczenie źródła zasilania całego urządzenia. W zależności od wydajności źródła zasilania możemy tak ustawić blokady by go nie uszkodzić. Bez względu na to czy będzie to transformator z mostkiem i kondensatorem, akumulator czy jakaś przetwornica. Układ umożliwia zabezpieczenie wszystkiego co podaje napięcie DC na wejście układu i pod warunkiem, że U max. nie przekroczy 30V. Układ powstał głównie w celu wykorzystania starych zasilaczy do laptopów których trochę mi się uzbierało.

Schemat wyjaśniający ideę projektu:

 

Sercem układu jest moduł ESP8266 (NodeMCU), który współpracuje z układem pomiarowym INA219, wyświetlaczem ST7789 oraz miniaturowym przekaźnikiem kontaktronowym MSS2-1A05B. Do zasilania części cyfrowej została użyta dodatkowa mała przetworniczka która ma zakres napięć wejściowych od 5 do 30V a na wyjściu daje tylko jedno napięcie +5V które jest podawane na wejście Vin płytki procesora. Tak wygląda dodatkowa przetwornica której użyłem (zdemontowane gniazdo USB które było na wyjściu):

Dlaczego ten projekt powstał?

Standardowe chińskie przetwornice DC/DC z regulacją prądu i napięcia (CC/CV) są tanie i wydajne, ale posiadają istotną wadę: brak precyzyjnego, cyfrowego monitoringu parametrów w czasie rzeczywistym oraz brak możliwości zdefiniowania sztywnych limitów mocy czy napięcia, których przekroczenie natychmiast odetnie obciążenie. Ten projekt rozwiązuje ten problem, zamieniając zwykły moduł DC/DC w zaawansowany, programowalny zasilacz laboratoryjny :) .

Główne cechy urządzenia:

• Szeroki zakres napięć wejściowych: 7V do 30V DC.

• Maksymalny prąd roboczy: do 20 A (moc maksymalna do 300 W).

• Ultraszybki bezpiecznik programowy: monitorowanie i ochrona przed przekroczeniem zadanego napięcia (U), prądu (I) oraz mocy całkowitej (P).

• Zapis ustawień Non-Volatile: Limity bezpieczeństwa są zapisywane bezpośrednio w pamięci Flash układu ESP8266 (bez użycia klasycznej biblioteki EEPROM). Tak więc ustawienia są pamiętane nawet po wyłączeniu zasilania.

• Graficzny interfejs użytkownika: Wyświetlacz LCD ST7789 (320x240 px) z płynnie odświeżanymi paskami postępu (podziałka 0-100% obciążenia limitu) oraz ekranem alarmowym.

• Automatyczny restart: Po wyzwoleniu zabezpieczenia układ odlicza 3 sekundy i podejmuje próbę ponownego załączenia wyjścia. Jeżeli zniknie przyczyna przeciążenia przetwornica podejmie normalną pracę. Uwaga! Bezpośrednie zwarcie na wyjściu natychmiast zablokuje przetwornicę. Po usunięciu zwarcia przetwornica pracuje normalnie.

   

  
  
  

Architektura Sprzętowa i Moduł INA219

Kluczowym elementem odpowiedzialnym za pomiary jest układ INA219 komunikujący się przez magistralę I2C. Fabrycznie moduły te wyposażone są w rezystor bocznikowy (shunt) o wartości 0,1Ω. Przy prądzie rzędu 20 A spadek napięcia na takim boczniku wynosiłby aż 2 V, co generowałoby ogromne straty mocy i natychmiastowe uszkodzenie płytki.

Aby dostosować układ do wysokich prądów, fabryczny bocznik został zastąpiony zewnętrznym rezystorem precyzyjnym o wartości 0,01 Ω wpiętym w plusową linię wyjściową przetwornicy (High-Side). Dzięki temu przy 20 A tracimy zaledwie 4 W mocy, a spadek napięcia wynosi bezpieczne 200 mV.

Moduł przetwornicy zawiera rezystor pomiarowy (za zwyczaj 0.04Ω ) na minusie który pozostawiamy bez zmian.

 

W kodzie programu wymusiło to autorską konfigurację rejestru kalibracji układu INA219:

C++

uint16_t calValue = 40960; 
uint16_t configValue = INA219_CONFIG_BVOLTAGERANGE_32V |
                       INA219_CONFIG_GAIN_8_320MV |
                       INA219_CONFIG_BADCRES_12BIT_64S_34MS | 
                       INA219_CONFIG_SADCRES_12BIT_64S_34MS | 
                       INA219_CONFIG_MODE_SANDBVOLT_CONTINUOUS;

 

Przeliczenie prądu w pętli głównej uwzględnia bocznik 0,01Ω, gdzie spadek 10 mV odpowiada natężeniu 1 A:

C++

float current_A = (shuntVoltage / 10.0);

Sterowanie Przetwornicą – Przekaźnik Kontaktronowy

Do sterowania stanem pracy modułu Step-Down wykorzystałem dedykowane wejście ENABLE (EN) na płycie przetwornicy. Za fizyczne kluczowanie tego sygnału odpowiada miniaturowy przekaźnik kontaktronowy MSS2-1A05B, sterowany poprzez tranzystor PNP z pinu D0 procesora ESP8266.

• Stan normalny (Praca): Pin D0 w stanie niskim (LOW), przekaźnik zwiera sygnał EN do odpowiedniego potencjału startowego przetwornicy.

• Stan alarmu (Zabezpieczenie): Wykrycie przekroczenia limitu natychmiast ustawia pin D0 w stan wysoki (HIGH), rozłączając obwód EN i błyskawicznie wyłączając kluczowanie tranzystorów mocy w przetwornicy.

  W układzie został zastosowany przekaźnik MSS2-1A05B ze względu na różne sposoby blokowania przetwornic ale o tym później.

 

Logika Menu i Praca Bezbiblioteczna z Pamięcią Flash

Sterowanie limitami odbywa się za pomocą dwóch przycisków: MENU (pin D6) oraz ZMIANA (pin A0 z zewnętrznym rezystorem pull-up 10k). Układ pozwala na płynną regulację progów odcięcia:

• Napięcie: do 24,0 V  (krok co 0,5 V)

• Prąd: do 20,0 A        (krok co 0,5 V)

• Moc: do 300 W         (krok co 10 W)

   

  
  
  

Ciekawostką programistyczną jest rezygnacja z gotowych bibliotek typu EEPROM na rzecz bezpośrednich odwołań do niskopoziomowego SDK ESP8266 (spi_flash_erase_sector oraz spi_flash_write). Zapis danych realizowany jest binarne w bezpiecznym sektorze 1011 z weryfikacją poprawności za pomocą unikalnego identyfikatora Magic ID (0x55AA55AA):

C++

struct FlashConfig {
  uint32_t magic;
  float max_voltage;
  float max_current;
  float max_power;
};

Podczas zapisu i odczytu, na czas operacji na strukturze pamięci, blokowane są przerwania mikrokontrolera (noInterrupts()), co gwarantuje integralność danych i zabezpiecza procesor przed zawieszeniem.

 

Przetwornice dostępne na AliExpress opisywane jako "20A 300W CC CV Step Down Module Regulowany DC 6-40V do 1.2-36V" (SZBK07) występują w kilku wersjach:

Wersja którą posiadam. Przetwornica działa po podaniu napięcia z wejścia przetwornicy (Vin+). Kolor żółty to niewidoczna ścieżka do pinu EN układu scalonego którego nazwa została przez producenta zeszlifowana. 

 

Inna wersja której schemat znajdziemy w internecie. Tutaj nazwa układu scalonego jest widoczna. Jest to inny układ scalony (LM25116). Tu wejście EN układu scalonego jest podciągnięte do plusa zasilania poprzez rezystor 1M a uruchomienie następuje poprzez zwarcie wejścia EN do masy (GND):

  

Właśnie do tego jest użyty przekaźnik MSS2-1A05B by było można użyć różnych typów przetwornic. Po prostu przyłączamy kontaktron przekaźnika w miejsce usuniętego przełącznika ON/OFF.

Kilka informacji o przekaźniku  MSS2-1A05B. Przekaźnik fabryczne jest zasilany napięciem 5V a styki wytrzymują prąd do 1A. W projekcie jest on zasilany napięciem 3,3V ale pracuje poprawnie i niezawodnie. Oczywiście można zastosować inny podobny przekaźnik. Schemat połączeń wewnętrznych zastosowanego przekaźnika:  

 

 SCHEMAT POŁĄCZEŃ :

POWIĘKSZENIE DOSTĘPNE W "OTWÓRZ ODNOŚNIK W NOWEJ KARCIE".

 

Podsumowanie i dalsze kroki

Układ sprawuje się znakomicie. Bezpiecznik programowy reaguje niezwykle szybko, chroniąc zasilane prototypy przed zniszczeniem w przypadku zwarcia. Na wyświetlaczu ST7789 wszystko jest czytelne dzięki dużym czcionkom Adafruit GFX i graficznym bar-grafom, które precyzyjnie pokazują, jak blisko zdefiniowanego limitu aktualnie pracujemy. 

Oczywiście nie pisałem tu o rzeczy oczywistej czyli o zastąpieniu potencjometrów znajdujących się na płycie przetwornicy "normalnymi" potencjometrami wieloobrotowymi które wyprowadzamy przewodami i umieszczamy w dogodnym dla nas miejscu na płycie czołowej urządzenia.

 

LINK DO PROGRAMU w formacie (*.bin): 

https://mega.nz/folder/EV0zmA7Z#KL4DJds3lYAv1b6Y1EDBLQ

 Gdyby ktoś bardzo potrzebował program w postaci *.ino to proszę o kontakt (komentarz lub poprzez e-mail:  hf5wwl@gmail.com).

 

 

UZUPEŁNIENIE  15.07.2026 r.

Trwają intensywne prace nad wyświetlaniem parametrów na ekranie monitora warsztatowego (laptopa, komputera itp.) poprzez sieć WiFi.

Dodanie obsługi WiFi pociągnęło kilka zmian w konstrukcji urządzenia i zmiany programowe. O tym później. 

Jak na razie wszystko działa bardzo płynnie. Odczyty są natychmiastowe.

Na razie wyświetlanie na ekranie monitora wygląda tak:

 

Normalna praca. 

 

 

 

 

Blokada przetwornicy. Zostało przekroczone ustawione napięcie maksymalne.

Prace trwają. Muszę poprawić kilka szczegółów. Oczywiście, gdy wszystko dopracowane to podzielę się tym z Wami.

 

 

✍️ Autor: Robert HF5WWL
📅 Data projektu: Lipiec 2026 r.
 📍 Lokalizacja: Wołomin, POLSKA
📁 Coś nie jasne? Pytaj poprzez e-mail (hf5wwl@gmail.com) lub w komentarzu 
🛠️ Poziom trudności: Łatwy  (jak się ma oprogramowanie) 😊

 

 #ESP8266 #INA219 #ST7789 #NodeMCU #Arduino #MSS2-1A05B #przekaźnik-kontaktronowy

 #zasilacz-warsztatowy #przetwornica-DC-DC #Step-Down #cyfrowy-bezpiecznik #zabezpieczenie-nadprądowe #elektronika-DIY #pomiar-prądu #High-Side-Current #bocznik

 

3 KANAŁOWY STEROWNIK OŚWIETLENIEM LED

 

Główne funkcje systemu:

1. 3 niezależne kanały sterowania oświetleniem:

   • Każdy kanał ma własny czujnik ruchu (HC-SR501)

   • Sterowanie taśmą LED przez moduł XY-MOS

   • Płynna regulacja jasności (PWM)

2. Inteligentne sterowanie oświetleniem:

   • Płynne zwiększanie jasności po wykryciu ruchu

   • Stałe świecenie przez ustawiony czas

   • Płynne wygaszanie po upływie czasu

   • Automatyczne przedłużanie świecenia przy nowym ruchu

3. Pełna konfigurowalność:

   • Niezależne ustawienia dla każdego kanału:

     • Czas narastania jasności (Fade In)

     • Czas świecenia pełną jasnością (On Time)

     • Czas wygaszania (Fade Out)

   • Trwałe zapisywanie ustawień w pamięci EEPROM

4. Zaawansowany interfejs użytkownika:

   • Wyświetlacz ST7789 (240x320) z czytelnym menu

   • Enkoder obrotowy z przyciskiem do nawigacji

   • Intuicyjna struktura menu:

     • Ekran statusu

     • Wybór kanału do edycji

     • Edycja parametrów czasowych

   • Wizualne podświetlenie aktualnej opcji

Schemat działania:

[Status] → [Wybór kanału] → [Edycja parametrów]
     ↑                  |      ↑                         |
     |__________|      |______________|
          (Powrót)              (Zapisz)

 

Instrukcja obsługi:

1. Ekran główny (Status):

   • Pokazuje stan wszystkich 3 kanałów

   • Krótkie wciśnięcie: przejście do menu wyboru kanału

2. Wybór kanału:

   • Obrót enkoderem: wybór kanału 1-3 lub "Powrót"

   • Krótkie wciśnięcie:

     • Na kanale: przejście do edycji jego parametrów

     • Na "Powrót": powrót do ekranu głównego

3. Edycja parametrów:

   • Obrót enkoderem: wybór parametru lub "Zapisz i wyjdź"

   • Krótkie wciśnięcie:

     • Na parametrze: zmniejszenie jego wartości

     • Na "Zapisz i wyjdź": zapis ustawień i powrót

   • Długie wciśnięcie (>0.5 s) na parametrze: zwiększenie wartości

 

Wskazówki techniczne:

1. Podłączenie sprzętu:

   • Użyj pinów PWM (3,5,6) do sterowania XY-MOS

   • Zapewnij osobne zasilanie dla taśm LED

   • Dodaj kondensatory (100nF) do enkodera dla stabilności

2. Oszczędzanie pamięci EEPROM:

   • Każdy zapis skraca żywotność pamięci

   • Unikaj częstych zapisów tych samych ustawień

3. Rozszerzenia:

   • Możliwość dodania czujników światła (LDR)

   • Integracja z sterowaniem zdalnym (IR/RF)

   • Dodanie trybów pracy (np. nocny, czuwania)

      

      *************************************************

      Sterownik podczas pracy:

     

     
      Sterownik podczas ustawiania parametrów:
     
     
      

     Schemat sterownika: 

     
     

     
   • 
     
     
     
      
     Trochę o komponentach: 
      
      
     
     
     
   • Wyświetlacz na powyższym zdjęciu jest tańszym zamiennikiem wyświetlacza ST7789. Można go "trafić" na AliExpress za 10...15 zł. Pod względem połączeń i sterowników jest w pełni kompatybilny z ST7789. Rozdzielczość to 240 na 320 pixeli. W programie użyłem biblioteki Adafruit_ST7789.h                                                                                                                                                                                    
     
   •  Do zasilania procesora i innych komponentów potrzebne jest napięcie 5V. By nie komplikować układu zastosowałem uniwersalną przetwornicę która w szerokim zakresie napięć wejściowych daje na wyjściu 5V. Przetwornica zasilana jest z 12V zasilających taśmy LED. Z przetwornicy zostało usunięte gniazdo USB A.                                                                                                                                                                                               . 
     
     Głównym źródłem zasilania jest przetwornica 12V 8,33A. Ta 100W przetwornica w pełni pokrywa zapotrzebowanie energetyczne mojego projektu. Przetwornica jest prosta i może generować zakłócenia elektromagnetyczne (jak to przetwornica) ale do jej zastosowania skusiła mnie cena. 9,40 zł na AliExpress.
     
     
     Pozostałe komponenty (enkoder obrotowy, czujniki ruchu i przełączniki MOSFET) były już stosowane w moich wcześniejszych projektach i tam zostały dokładnie opisane.
      
      
      Teraz kilka słów odnośnie programu sterującego. Blog uniemożliwia wstawianie takich plików więc trzeba je umieszczać na serwerach zewnętrznych. Jeżeli ktoś będzie zainteresowany otrzymaniem gotowego programu to proszę o kontakt poprzez e-mail. Na 100% odpowiem :)
     Program został napisany w środowisku Arduino IDE. 
      
      
     . 

MRB045 CO TO TAKIEGO I DO CZEGO ?

 

Moduł ładowarki MRB045 służy do ładowania pakietów akumulatorów 2S (8,4V), 3S (12,6V) i 4S (16,8V) ze źródła zasilania o napięciu 5V.

Dla każdego z wyżej wymienionych pakietów możemy wybrać ładowarkę opisywaną jako 1 amperowa, 2 amperowa lub 4 amperowa.

UWAGA !  Moduły te NIE POSIADAJĄ układu balansera dla akumulatorów !

Jak widzimy, napięcia są ustawione "na sztywno" i nie możemy ich zmieniać (to bardzo dobrze). Mamy jednak możliwość zmiany prądu. 

Jak wynika z obserwacji moduły są jednakowe dla każdego rodzaju pakietu. Prąd możemy zmieniać poprzez zmianę rezystora opisanego jako RCS.

W internetowych opisach znajdziemy nieprawdzie opisy, z których wynika, że do zmiany prądu służą DWA rezystory. Tak nie jest. Jest to jeden rezystor do zamontowania którego służą miejsca lutownicze dla dwóch rezystorów. Jednak oba miejsca są połączone równolegle, czyli co byśmy tam nie wlutowali to będzie przez układ traktowane jako JEDEN rezystor.

W polu opisanym jako RCS montowane są następujące rezystory:

prąd 1A --> R100

prąd 2A --> R050 (0,5W)

prąd 4A --> R025 lub 2x R050 (1W)

Jak wynika z ostatniej pozycji, po to jest miejsce na DWA rezystory. Wiąże się to też z tym, że do wersji 4 amperowej rezystor powinien mieć moc około 1W a łatwiej jest wstawić 2 rezystory półwatowe.

Moduły są opisane przez producenta. Zawsze należy się upewnić czy opisy są zgodne z prawdą. Przed przyłączeniem akumulatorów należy sprawdzić napięcie ma wyjściu ładowarki !

Opisanie modułu przez producenta polega na zaznaczeniu odpowiedniej wartości przez wstawienie kolorowego "mazaja" (zazwyczaj czarny) w odpowiednie pole.

Niestety, poza zaznaczeniem rodzaju pakietu nie mamy żadnej informacji o napięciu na wyjściu ładowarki.

Teraz kilka słów o przyłączeniu takiego modułu.

Ciężko jest znaleźć zasilacz ze złączem USB-C który dawał by ponad 4A prądu pamiętając, że dopuszczalne napięcie na wejściu modułu to 3 do 6 V.

Rozsądniej i wygodniej jest zastosować zasilacz podłączony do punktów lutowniczych zamiast do gniazda USB-C:     

Należy pamiętać o dobrym lutowaniu o odpowiednich przewodach.

Kolejna sprawa to prawidłowe ładowanie pakietów akumulatorowych. Ładowanie ich bez BALANSERA (układu wyrównującego napięcia na poszczególnych akumulatorach pakietu) nie jest dobrym pomysłem. 

Podłączenie układu wyrównującego napięcia przedstawiłem poniżej.

Symbolem żarówki oznaczyłem wyjście do układu roboczego.

Należy pamiętać, że trzeba odłączyć obciążenie w czasie ładowania akumulatorów.

Przedstawiona powyżej płytka układu wyrównującego napięcia na akumulatorach zapewnia też ochronę nadprądową, ochronę przed przeładowaniem jak i nadmiernym rozładowaniem akumulatorów.

 

WAŻNE!

Akumulatory muszą mieć jednakowe napięcie i jednakową pojemność.

Najlepiej by pochodziły z jednej partii produkcyjnej.

******************

Podczas testów moduł 2S 2A został podłączony do 

uniwersalnej ładowarki do telefonów komórkowych 5V 1A :

 

Wszystko wydawało się być w porządku do momentu krótkiego odłączenia akumulatorów od modułu przy podanym napięciu. Po ponownym przyłączeniu akumulatorów napięcie na wejściu modułu spadło, wzrósł pobierany prąd a układy scalone na płytce modułu zaczęły się mocno nagrzewać. 

Oczywiście stało się to za sprawą niskiej wydajności prądowej ładowarki do telefonów. Praca układu stała się niestabilna. Prąd pobierany przez moduł wzrósł do wartości która spowodowała zadziałanie zabezpieczeń ładowarki. Napięcie spadło poniżej 3V i układ "się pogubił". Tak więc wydajność prądowa źródła zasilania ma istotne znaczenie.

Uważajmy też na tak zwane "inteligentne" ładowarki do power banków lub do szybkiego ładowania telefonów. Ładowarki te "negocjują swoją wydajność prądową z obciążeniem które jest do niej podpięte. Z modułem MRB045 (o którym piszę) takie "negocjacje" nie zawsze kończą się sukcesem. Dobrze jak ładowarka się tylko nie załączy.

Poniżej zamieszczam kilka cytatów z noty katalogowej układu CN 3302 który stanowi "serce" ładowarki.

Dane dotyczą ładowarki przeznaczonej do pakietu 2S czyli dwóch akumulatorów połączonych szeregowo.

Z analizy modułu i schematu a także z opisów w nocie katalogowej dotyczących PIN-u 6 układu CN3302:

"Gdy nie ma potrzeby uwzględniania zabezpieczenia przed zbyt niskim napięciem akumulatora lub zabezpieczenia przed zwarciem zacisków akumulatora, nie ma potrzeby stosowania zewnętrznego P-MOSFET-u. W przypadku kanałowych tranzystorów polowych ten pin można pozostawić nieprzyłączony."

wynika, że

TEN MODUŁ NIE POSIADA ZABEZPIECZENIA PRZED NADMIERNYM ROZŁADOWANIEM I ZWARCIEM NA ZACISKACH AKUMULATORA !!!

Dopiero zastosowanie bardziej rozbudowanego układu zapewni nam tą ochronę:

Jak widać w omawianych modułach brakuje diody D2 i P-MOSFET-a opisanego jako M1.

Tak więc, należy zachować szczególną uwagę i rozsądek przy korzystaniu z tego modułu.

Przypomnę raz jeszcze, że moduł nie ma też układu wyrównującego napięcia na poszczególnych akumulatorach pakietu.

***************

Jeżeli mamy akumulatory różniące się napięciem możemy je "wyrównać".

Najprostszy sposób przedstawiłem poniżej:

Czas wyrównywania może być różny. Zależy od różnicy napięć i pojemności akumulatorów.

Może to potrwać nawet powyżej 12 godzin.

Należy dokonywać co jakiś czas pomiarów i obserwować napięcie na akumulatorach. Gdy napięcia się zrównają trzeba jeszcze pozostawić połączone akumulatory przez 2-3 godziny.

.

Moduł XL6009E1 DC-DC przetwornica podwyższająca napięcie

 

Dzisiaj trochę uwag i przemyśleń związanych z przetwornicą napięcia zbudowaną na układzie XL6009E1. Jest to przetwornica STEP UP czyli podwyższająca napięcie.

Układ XL6009E1 jest nowszą wersją układu XL6009.

Producent zapewnia, że w nowym układzie poprawiono sprawność energetyczną, zwiększono zakresy napięć, zwiększono częstotliwość przełączania i tym podobne detale. Nota katalogowa układu jest dostępna w Internecie.

Ja chciałem zwrócić uwagę na zagadnienia które mogą być nie do końca jasne i spowodować zniechęcenie przy pracy z tymi przetwornicami. 

Sprawa bardzo istotna:

Zanim cokolwiek przyłączymy do przetwornicy włączmy ją i ustawmy interesujące nas napięcie wyjściowe (niebieskim potencjometrem na płytce przetwornicy). Dopiero po ustawieniu napięcia przyłączamy obciążenie. Nigdy nie wiadomo jaka wartość napięcia została ustawiona przez producenta.

Zacznijmy od podstaw. Poniżej schemat tej przetwornicy:

Jak widać jest to prosty układ ale i tak producentom udaje się go popsuć. Podstawowe błędy to za niskie napięcie robocze kondensatorów na wejściu i wyjściu, brak kondensatorów blokujących 100 nF, za niska wartość dopuszczalnego prądu dla diody prostowniczej i dławika głównego. Przykładowe zdjęcia takich niedoróbek będą w dalszej części opisu.

No i gwóźdź programu: Prawie wszystkie przetwornice dostępne na naszym rynku mają montowaną diodę prostowniczą typu SS34 która ma napięcie dopuszczalne 40 V i prąd maksymalny 3 A.

Dławiki też często mają prąd dopuszczalny 3 A. 

Nota katalogowa zaleca zastosowanie 5 amperowej diody SB550 lub SB560 (dla SMD 50WQ05). Oszczędności?

Wymiana diody na 5...6 A i napięciu wstecznym na poziomie 50 V oraz dławika na taki który może pracować poprawnie przy prądzie 6 A z pewnością poprawiła by pracę tej przetwornicy.

 

Teraz trochę o prądach. Sprzedawcy podają różne dane dotyczące prądu maksymalnego. Według jednych jest to max. 4 A na wyjściu, według innych na wejściu, trafiają się sprzedawcy podający, że maksymalny prąd na wyjściu to 3 A lub nawet 2 A.

Prawda jest trochę inna. Maksymalny prąd 4 A jest to prąd który może przełączać układ XL6009E1. Czyli realnie będzie to trochę mniej. Co to oznacza? Że musimy tak projektować układ w którym pracuje przetwornica by nigdzie nie przekroczyć prądu 4 A.

Wiadomo, że energia nie bierze się z kosmosu (podobno) więc to co włożymy otrzymamy na wyjściu układu. W naszym przypadku musimy popatrzeć z drugiej strony czyli od obciążenia. Załóżmy, że potrzebujemy na wyjściu otrzymać 12 V i pobierać prąd 2 A. 12 V razy 2 A to daje nam 24 W. Co się dzieje na wejściu? Przy napięciu wejściowym 5 V prąd osiągnie wartość około 4,8 A czyli przetwornica zacznie się gotować. Jeżeli napięcie wejściowe podniesiemy do 8 V to prąd na wejściu zmaleje do około 3 A co będzie wartością bezpieczną dla przetwornicy. Oczywiście w tym przykładzie pominąłem sprawność przetwornicy która wynosi około 90% i maleje wraz ze wzrostem różnicy napięć na wejściu i wyjściu.

Tak więc liczmy bilans, pamiętajmy o sprawności układu a problemów będzie mniej.

W poniższej tabeli przedstawiłem zależności napięć i prądów na wejściu i wyjściu przetwornicy:

Pomiary zostały wykonane przy wyjściu przetwornicy obciążonym rezystorem 10R (ohm).

Wartości prądów zapisane kolorem czerwonym były mierzone przez około 2 sekundy by nie uszkodzić przetwornicy.

Różnice mocy (VA) na wejściu i wyjściu wynikają ze sprawności przetwornicy którą producent zadeklarował na 90%.

A co się dzieje gdy wyjdziemy poza parametry które deklaruje producent? Na przykład poniżej 5 V?

Przetwornica STEP UP oparta na układzie XL6009E1 sprawdza się w pełni w zakresie napięć wyższych niż wcześniej wspomniane 5 V. Jednakże, przy obniżeniu napięcia zasilającego poniżej 3,5V zauważamy pewne nieoczekiwane zachowanie.

Zetknąłem się z tym przy zasilaniu z tej przetwornicy 12 voltowego paska LED. Po obniżeniu napięcia zasilającego poniżej 3,5V, układ przez pewien czas przechodzi w stan oscylacji. Diody LED zaczynają mrugać. Przy dalszym obniżaniu napięcia wejściowego przy wartości około 3,4V na obciążonym LED-ami wyjściu pojawiło się napięcie około 17V. Okazało się też, że bez obciążenia napięcie to dochodziło do 55 V. Przetwornica w czasie pracy bez obciążenia pobiera około 18 mA a w stanie "wzbudzenia" prąd skacze nawet do około 500 mA.

Dalsze obniżenie napięcia wejściowego prowadzi do stopniowego spadku napięcia na wyjściu, aż w końcu, przy napięciu wejściowym wynoszącym około 1,5 V (również poprzedzone oscylacjami), przetwornica się wyłącza.

Warto mieć to na uwadze gdy wpadnie nam do głowy pomysł zasilania przetwornicy z pojedynczego akumulatora Li-Ion 3,7 V. Gdy akumulator rozładuje się poniżej 3,5 V układ może zacząć żyć własnym życiem i spowodować spustoszenia na obciążeniu.

Poniżej foto przetwornicy która ma kondensatory na 35 V na wejściu i na wyjściu.

W egzemplarzu który testowałem (z kondensatorem na 50 V na wyjściu), potencjometrem ustawiającym napięcie wyjściowe można było "dojechać" do 55 V. Nawet biorąc pod uwagę, że kondensatory wytrzymują większe napięcie niż deklarowane to 55 V dla kondensatora na 35 V może być zabójcze.

Wiem, że producent deklaruje maksymalne napięcie wejściowe i wyjściowe jako 35 V ale skoro potencjometrem można... Pewnie znajdą się ludzie którzy to przetestują ;)

Zwróćcie też uwagę, że przetwornice podwyższające i obniżające napięcie są do siebie podobne:

Przetwornica jest nieizolowana. Znaczy to, że minus wejścia jest połączony z minusem wyjścia (wspólna masa). Nie da się więc połączyć szeregowo wyjść dwóch przetwornic w celu podniesienia napięcia powyżej 50 V. No chyba, że przetwornice będą zasilane z dwóch różnych źródeł napięcia.

.