97% দক্ষ ডিসি থেকে ডিসি বাক কনভার্টার [3 এ, অ্যাডজাস্টেবল]: 12 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:59

একটি ক্ষুদ্র ডিসি থেকে ডিসি বক কনভার্টার বোর্ড অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযোগী, বিশেষ করে যদি এটি 3A পর্যন্ত স্রোত সরবরাহ করতে পারে (হিটসিংক ছাড়া 2A ক্রমাগত)। এই নিবন্ধে, আমরা একটি ছোট, দক্ষ এবং সস্তা বক কনভার্টার সার্কিট তৈরি করতে শিখব।

[1]: সার্কিট বিশ্লেষণ

চিত্র 1 ডিভাইসের পরিকল্পিত চিত্র দেখায়। প্রধান উপাদান হল MP2315 স্টেপ-ডাউন বক কনভার্টার।

ধাপ 1: রেফারেন্স

নিবন্ধ সূত্র: https://www.pcbway.com/blog/technology/DC_to_DC_B… [1]:

[2]:

[3]:

ধাপ 2: চিত্র 1, ডিসি থেকে ডিসি বাক কনভার্টারের পরিকল্পিত চিত্র

MP2315 [1] ডেটশীট অনুযায়ী: “MP2315 একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফাইড স্টেপ-ডাউন সুইচ-মোড কনভার্টার যা অন্তর্নির্মিত অভ্যন্তরীণ শক্তি MOSFETs। চমৎকার লোড এবং লাইন রেগুলেশন সহ বিস্তৃত ইনপুট সরবরাহের পরিসরে 3A ক্রমাগত আউটপুট কারেন্ট অর্জনের জন্য এটি একটি খুব কমপ্যাক্ট সমাধান প্রদান করে। MP2315 এর আউটপুট কারেন্ট লোড রেঞ্জের উপর উচ্চ দক্ষতার জন্য সিঙ্ক্রোনাস মোড অপারেশন রয়েছে। বর্তমান মোড অপারেশন একটি দ্রুত ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়া প্রদান করে এবং লুপ স্থিতিশীলতা সহজ করে। সম্পূর্ণ সুরক্ষার বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে ওসিপি এবং থার্মাল শাটডাউন। নিম্ন আরডিএস (চালু) এই চিপকে উচ্চ স্রোত পরিচালনা করতে দেয়।

ইনপুট ভোল্টেজের আওয়াজ কমাতে C1 এবং C2 ব্যবহার করা হয়। R2, R4, এবং R5 চিপের একটি প্রতিক্রিয়া পথ তৈরি করে। আউটপুট ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করার জন্য R2 হল একটি 200K মাল্টিটার্ন পটেনশিয়োমিটার। L1 এবং C4 অপরিহার্য বক রূপান্তরকারী উপাদান। L2, C5, এবং C7 একটি অতিরিক্ত আউটপুট এলসি ফিল্টার তৈরি করে যা আমি শব্দ এবং তরঙ্গ কমাতে যোগ করেছি। এই ফিল্টারের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি প্রায় 1KHz। R6 বর্তমান প্রবাহকে EN পিনে সীমাবদ্ধ করে। R1 মান ডেটশীট অনুযায়ী সেট করা হয়েছে। R3 এবং C3 বুটস্ট্র্যাপ সার্কিটের সাথে সম্পর্কিত এবং ডেটশীট অনুযায়ী নির্ধারিত হয়।

চিত্র 2 দক্ষতা বনাম আউটপুট বর্তমান প্লট দেখায়। প্রায় সমস্ত ইনপুট ভোল্টেজের জন্য সর্বোচ্চ দক্ষতা প্রায় 1A এ অর্জন করা হয়েছে।

ধাপ 3: চিত্র 2, দক্ষতা বনাম আউটপুট কারেন্ট

[2]: PCB LayoutFigure 3 ডিজাইন করা PCB লেআউট দেখায়। এটি একটি ছোট (2.1cm*2.6cm) দুই স্তরের বোর্ড।

আমি IC1 [2] এর জন্য সাম্যাকসিস কম্পোনেন্ট লাইব্রেরি (স্কিম্যাটিক সিম্বল এবং পিসিবি পদচিহ্ন) ব্যবহার করেছি কারণ এই লাইব্রেরিগুলি বিনামূল্যে এবং আরও গুরুত্বপূর্ণ, তারা শিল্প আইপিসি মান অনুসরণ করে। আমি আলটিয়াম ডিজাইনার সিএডি সফটওয়্যার ব্যবহার করি, তাই আমি সরাসরি সামগ্রী লাইব্রেরি ইনস্টল করার জন্য সাম্যাকসিস আলটিয়াম প্লাগইন ব্যবহার করেছি [3]। চিত্র 4 নির্বাচিত উপাদানগুলি দেখায়। আপনি প্যাসিভ কম্পোনেন্ট লাইব্রেরিগুলি অনুসন্ধান এবং ইনস্টল/ব্যবহার করতে পারেন।

ধাপ 4: চিত্র 3, ডিসি থেকে ডিসি বাক কনভার্টারের পিসিবি লেআউট

ধাপ 5: চিত্র 4, SamacSys Altium প্লাগইন থেকে নির্বাচিত উপাদান (IC1)

এটি পিসিবি বোর্ডের শেষ সংশোধন। চিত্র 5 এবং চিত্র 6 উপরে এবং নীচে থেকে PCB বোর্ডের 3D ভিউ দেখায়।

ধাপ 6: চিত্র 5 ও 6, PCB বোর্ডের 3D ভিউ (TOP এবং Buttom)

[3]: নির্মাণ এবং টেস্ট ফিগার 7 বোর্ডের প্রথম প্রোটোটাইপ (প্রথম সংস্করণ) দেখায়। পিসিবি বোর্ড পিসিবিওয়াই দ্বারা গড়া হয়েছে, যা একটি উচ্চমানের বোর্ড। সোল্ডারিং নিয়ে আমার কোন সমস্যা ছিল না।

যেহেতু চিত্র 8 এ এটি স্পষ্ট, আমি কম শব্দ অর্জনের জন্য সার্কিটের কিছু অংশ পরিবর্তন করেছি, তাই প্রদত্ত স্কিম্যাটিক এবং পিসিবি সর্বশেষ সংস্করণ।

ধাপ 7: চিত্র 7, বাক কনভার্টারের প্রথম প্রোটোটাইপ (একটি পুরোনো সংস্করণ)

উপাদানগুলি সোল্ডার করার পরে, আমরা সার্কিট পরীক্ষা করার জন্য প্রস্তুত। ডেটশীট বলছে যে আমরা ইনপুটে 4.5V থেকে 24V পর্যন্ত ভোল্টেজ প্রয়োগ করতে পারি। প্রথম প্রোটোটাইপ (আমার পরীক্ষিত বোর্ড) এবং শেষ PCB/স্কিম্যাটিক এর মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল PCB ডিজাইন এবং কম্পোনেন্ট প্লেসমেন্ট/ভ্যালুতে কিছু পরিবর্তন। প্রথম প্রোটোটাইপের জন্য, আউটপুট ক্যাপাসিটরের মাত্র 22uF-35V। তাই আমি এটি দুটি 47uF SMD ক্যাপাসিটার (C5 এবং C7, 1210 প্যাকেজ) দিয়ে পরিবর্তন করেছি। আমি ইনপুটের জন্য একই পরিবর্তন প্রয়োগ করেছি এবং দুটি 35V রেটযুক্ত ক্যাপাসিটর দিয়ে ইনপুট ক্যাপাসিটর প্রতিস্থাপন করেছি। এছাড়াও, আমি আউটপুট হেডারের অবস্থান পরিবর্তন করেছি।

যেহেতু সর্বাধিক আউটপুট ভোল্টেজ 21V এবং ক্যাপাসিটারগুলিকে 25V (সিরামিক) রেট দেওয়া হয়, তাই ভোল্টেজ রেটের সমস্যা হওয়া উচিত নয়, তবে, যদি ক্যাপাসিটরের রেটযুক্ত ভোল্টেজ সম্পর্কে আপনার উদ্বেগ থাকে তবে কেবল তাদের ক্যাপাসিট্যান্সের মান 22uF কমিয়ে দিন এবং বাড়ান 35V রেট ভোল্টেজ। আপনি সবসময় আপনার টার্গেট সার্কিট/লোডে অতিরিক্ত আউটপুট ক্যাপাসিটার যুক্ত করে এর ক্ষতিপূরণ দিতে পারেন। এমনকি আপনি একটি 470uF বা 1000uF ক্যাপাসিটর "বাহ্যিকভাবে" যোগ করতে পারেন কারণ বোর্ডে পর্যাপ্ত জায়গা নেই যার কোনটিই উপযুক্ত। প্রকৃতপক্ষে, আরো ক্যাপাসিটর যুক্ত করে, আমরা চূড়ান্ত ফিল্টারের কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করি, তাই এটি আরও শব্দকে দমন করবে।

এটা ভাল যে আপনি সমান্তরালভাবে ক্যাপাসিটার ব্যবহার করুন। উদাহরণস্বরূপ, এক 1000uF এর পরিবর্তে দুটি 470uF সমান্তরালে ব্যবহার করুন। এটি মোট ESR মান (সমান্তরাল প্রতিরোধক নিয়ম) কমাতে সাহায্য করে।

এখন আসুন সিগলেন্ট SDS1104X-E এর মতো লো-নয়েজ ফ্রন্ট এন্ড অসিলোস্কোপ ব্যবহার করে আউটপুট তরঙ্গ এবং গোলমাল পরীক্ষা করি। এটি 500uV/div পর্যন্ত ভোল্টেজ পরিমাপ করতে পারে, যা একটি খুব সুন্দর বৈশিষ্ট্য।

আমি তরল এবং গোলমাল পরীক্ষা করার জন্য DIY প্রোটোটাইপ বোর্ডের একটি ছোট টুকরোতে বাইরের 470uF-35V ক্যাপাসিটরের সাথে কনভার্টার বোর্ডটি বিক্রি করেছি (চিত্র 8)

ধাপ 8: চিত্র 8, DIY প্রোটোটাইপ বোর্ডের একটি ছোট অংশে রূপান্তরকারী বোর্ড (একটি 470uF আউটপুট ক্যাপাসিটর সহ)

যখন ইনপুট ভোল্টেজ বেশি হয় (24V) এবং আউটপুট ভোল্টেজ কম হয় (উদাহরণস্বরূপ 5V), সর্বাধিক তরঙ্গ এবং শব্দ তৈরি করা উচিত কারণ ইনপুট এবং আউটপুট ভোল্টেজের পার্থক্য বেশি। সুতরাং আসুন অসিলোস্কোপ প্রোবকে গ্রাউন্ড-স্প্রিং দিয়ে সজ্জিত করি এবং আউটপুট গোলমাল পরীক্ষা করি (চিত্র 9)। গ্রাউন্ড-স্প্রিং ব্যবহার করা অপরিহার্য, কারণ অসিলোস্কোপ প্রোবের গ্রাউন্ড তার অনেক কমন-মোড আওয়াজ শোষণ করতে পারে, বিশেষ করে এই ধরনের পরিমাপে।

ধাপ 9: চিত্র 9, প্রোবের গ্রাউন্ড ওয়্যারকে গ্রাউন্ড-স্প্রিং দিয়ে প্রতিস্থাপন করা

চিত্র 10 আউটপুট গোলমাল দেখায় যখন ইনপুট 24V এবং আউটপুট 5V হয়। এটি উল্লেখ করা উচিত যে রূপান্তরকারীর আউটপুট বিনামূল্যে এবং কোনও লোডের সাথে সংযুক্ত করা হয়নি।

ধাপ 10: চিত্র 10, ডিসি থেকে ডিসি কনভার্টারের আউটপুট নয়েজ (ইনপুট = 24V, আউটপুট = 5V)

এখন সর্বনিম্ন ইনপুট/আউটপুট ভোল্টেজ পার্থক্য (0.8V) এর অধীনে আউটপুট শব্দ পরীক্ষা করা যাক। আমি ইনপুট ভোল্টেজ 12V এবং আউটপুট 11.2V (চিত্র 11) এ সেট করেছি।

ধাপ 11: চিত্র 11, সর্বনিম্ন ইনপুট/আউটপুট ভোল্টেজ পার্থক্য (ইনপুট = 12V, আউটপুট = 11.2V) এর অধীনে আউটপুট নয়েজ

দয়া করে নোট করুন যে আউটপুট কারেন্ট বাড়িয়ে (লোড যোগ করা), আউটপুট গোলমাল/তরঙ্গ বৃদ্ধি পায়। এটি সমস্ত পাওয়ার সাপ্লাই বা রূপান্তরকারীদের জন্য একটি সত্য গল্প।

[4] উপকরণ বিল

চিত্র 12 প্রকল্পের উপকরণ বিল দেখায়।