फिर भी एक और सबसे छोटा विनियमित बूस्ट एसएमपीएस (कोई एसएमडी नहीं): 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

परियोजना का पूरा नाम:

फिर भी एक और दुनिया का सबसे छोटा विनियमित बूस्ट डीसी से डीसी कनवर्टर स्विच मोड बिजली की आपूर्ति टीएचटी (छेद प्रौद्योगिकी के माध्यम से) और कोई एसएमडी (सतह घुड़सवार डिवाइस) का उपयोग नहीं कर रहा है।

ठीक है, ठीक है, तुम मुझे मिल गए। हो सकता है कि यह मुराता मैन्युफैक्चरिंग कंपनी द्वारा बनाए गए इस से छोटा न हो, लेकिन निश्चित रूप से कुछ ऐसा है जिसे आप आमतौर पर सुलभ तत्वों और उपकरणों का उपयोग करके घर में खुद बना सकते हैं।

मेरा विचार मेरे छोटे माइक्रोकंट्रोलर आधारित परियोजनाओं के लिए एक कॉम्पैक्ट स्विच मोड बिजली की आपूर्ति बनाना था।

यह प्रोजेक्ट भी एक तरह का ट्यूटोरियल है कि कैसे एक सोल्डर के साथ पथ बनाने के बजाय ठोस तार का उपयोग करके पीसीबी पर पथ बनाया जाए।

हो जाए!

चरण 1: डिजाइन

आप कई पॉकेट-आकार की बिजली आपूर्ति कस्टम डिज़ाइन पा सकते हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश में मैंने पाया कि 2 सबसे बड़े नुकसान थे:

• वे रैखिक बिजली आपूर्ति हैं, जिसका अर्थ है कि वे बहुत कुशल नहीं हैं,
• वे चरणों में विनियमित या विनियमित नहीं हैं

मेरा स्टेप-अप कनवर्टर एक स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति है जिसमें एक चिकनी विनियमित आउटपुट वोल्टेज (विनियमित प्रतिरोधी के माध्यम से) है। यदि आप और अधिक पढ़ना चाहते हैं, तो microchip.com पर एक उत्कृष्ट दस्तावेज़ है जो एसएमपीएस का उपयोग करने के विभिन्न आर्किटेक्चर, पेशेवरों और विपक्षों की व्याख्या करता है।

मेरे स्विच मोड बिजली आपूर्ति के लिए आधार आईसी चिप के रूप में मैंने बहुत लोकप्रिय और आमतौर पर उपलब्ध चिप एमसी ३४०६३ को चुना। इसका उपयोग केवल कुछ बाहरी तत्वों को जोड़कर स्टेप-डाउन (हिरन), स्टेप-अप (बूस्ट) कनवर्टर या वोल्टेज इन्वर्टर बनाने के लिए किया जा सकता है। MC34063 का उपयोग करके SMPS को कैसे डिज़ाइन किया जाए, इसकी बहुत अच्छी व्याख्या डेव जोन्स ने अपने YouTube वीडियो में की थी। मैं दृढ़ता से अनुशंसा करता हूं कि आप इसे देखें और प्रत्येक तत्व के मूल्यों के लिए गणनाओं का पालन करें।

यदि आप इसे मैन्युअल रूप से नहीं करना चाहते हैं, तो आप अपनी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए MC34063 के लिए ऑनलाइन कैलकुलेटर का उपयोग कर सकते हैं। आप इसका उपयोग मैडिस काल द्वारा या उच्च वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए changpuak.ch पर कर सकते हैं।

मैंने केवल गणनाओं से चिपके हुए तत्वों को चुना:

मैंने सबसे बड़े कैपेसिटर चुने जो बोर्ड पर फिट हो सकते थे। इनपुट और आउटपुट कैपेसिटर 220μF 16V हैं। I आपको उच्च आउटपुट वोल्टेज की आवश्यकता है या उच्च इनपुट वोल्टेज की आवश्यकता है, ऐसे कैपेसिटर चुनें जो फिट हों।

• प्रारंभ करनेवाला एल: 100μH, यह केवल एक ही था जो मुझे चिप के आकार के साथ मिला था।
• मैंने कुछ शॉटकी डायोड के बजाय डायोड 1N4001 (1A, 50V) का उपयोग किया। इस डायोड की स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी 15kHz है जो मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी से कम है, लेकिन किसी तरह पूरा सर्किट ठीक काम करता है।
• स्विचिंग कैपेसिटर सीटी: 1nF (यह स्विचिंग आवृत्ति ~ 26kHz देता है)
• वर्तमान सुरक्षा रोकनेवाला रुपये: 0.22Ω
• परिवर्तनीय प्रतिरोधी जो प्रतिरोध अनुपात R2 से R1: 20kΩ. का प्रतिनिधित्व करता है

युक्तियाँ

• अपने डायोड की रेंज में स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी (उचित स्विचिंग कैपेसिटर चुनकर) चुनें (सामान्य प्रयोजन एक के बजाय शॉटकी के डायोड को चुनकर)।
• जितना आप इनपुट (इनपुट कैपेसिटर) प्रदान करना चाहते हैं या आउटपुट (आउटपुट कैपेसिटर) पर प्राप्त करना चाहते हैं, उससे अधिक अधिकतम वोल्टेज वाले कैपेसिटर चुनें। उदा. इनपुट पर 16V कैपेसिटर (उच्च कैपेसिटेंस के साथ) और आउटपुट पर 50V कैपेसिटर (कम कैपेसिटेंस के साथ), लेकिन दोनों अपेक्षाकृत समान आकार के हैं।

चरण 2: सामग्री और उपकरण

मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली सामग्री, लेकिन सटीक मान आपकी आवश्यकताओं पर निर्भर करता है:

• चिप MC34063 (अमेज़न)
• स्विचिंग कैपेसिटर: 1nF
• इनपुट कैपेसिटर: 16V, 220μF
• आउटपुट कैपेसिटर: 16V, 220μF (मैं 50V, 4.7μF की सलाह देता हूं)
• फास्ट स्विचिंग डायोड: 1N4001 (कुछ शॉटकी डायोड बहुत तेज होते हैं)
• रोकनेवाला: 180Ω (मनमाना मूल्य)
• रोकनेवाला: 0.22Ω
• परिवर्तनीय प्रतिरोधी: 0-20kΩ, लेकिन आप 0-50kΩ. का उपयोग कर सकते हैं
• प्रारंभ करनेवाला: 100μH
• प्रोटोटाइप पीसीबी बोर्ड (BangGood.com)
• कुछ छोटी केबल

आवश्यक उपकरण:

• टांका लगाने वाला स्टेशन (और इसके चारों ओर उपयोगिताएँ: मिलाप तार, यदि आवश्यक हो तो राल, एक टिप को साफ करने के लिए कुछ, आदि…)
• सरौता, विकर्ण सरौता / साइड कटर
• बोर्ड को काटने के लिए सॉ या रोटरी टूल
• फ़ाइल
• डक्ट टेप (हाँ, एक उपकरण के रूप में, सामग्री के रूप में नहीं)
• आप

चरण 3: तत्वों को रखना - शुरुआत

मैं इस तरह के कॉन्फ़िगरेशन में बोर्ड पर तत्वों को व्यवस्थित करने के लिए बहुत समय बिताता हूं, इसलिए यह यथासंभव कम जगह घेरता है। कई कोशिशों और असफलताओं के बाद, यह परियोजना प्रस्तुत करती है कि मैंने क्या समाप्त किया। इस समय, मुझे लगता है कि बोर्ड के केवल 1 पक्ष का उपयोग करने वाले तत्वों का यह सबसे इष्टतम स्थान है।

मैं दोनों तरफ तत्व डालने पर विचार कर रहा था, लेकिन फिर:

• सोल्डरिंग वास्तव में जटिल होगी
• यह वास्तव में कम जगह घेरता नहीं है
• एसएमपीएस में कुछ अनियमित आकार होगा, जिससे इसे बढ़ते हुए उदा। एक दलदल या 9वी बैटरी पर प्राप्त करना बहुत कठिन है

नोड्स को जोड़ने के लिए मैंने एक नंगे तार का उपयोग करने की एक तकनीक का उपयोग किया, इसे एक पथ के अपेक्षित आकार में मोड़ें और फिर इसे बोर्ड में मिलाप करें। मैं सोल्डर का उपयोग करने के बजाय इस तकनीक को पसंद करता हूं, क्योंकि:

• एक पीसीबी पर "डॉट्स कनेक्ट" करने के लिए सोल्डर का उपयोग करना मैं पागल और किसी तरह अनुचित मानता हूं। आजकल सोल्डरिंग वायर में एक रेजिन होता है जिसका उपयोग सोल्डर और सतह को डीऑक्सीडाइज करने के लिए किया जाता है। लेकिन एक पथ निर्माता के रूप में मिलाप का उपयोग करने से राल वाष्पीकृत हो जाता है और कुछ ऑक्सीकृत भागों को उजागर कर देता है, जिसे मैं स्वयं सर्किट के लिए इतना अच्छा नहीं मानता।
• पीसीबी पर मैंने इस्तेमाल किया, 2 "डॉट्स" को सोल्डर से जोड़ना लगभग असंभव है। मिलाप उनके बीच एक इच्छित संबंध बनाए बिना "डॉट्स" से चिपक जाता है। यदि आप पीसीबी का उपयोग करते हैं जहां "डॉट्स" तांबे से बने होते हैं और वे एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं, तो कनेक्शन बनाना आसान लगता है।
• पथ बनाने के लिए सोल्डर का उपयोग करना बहुत अधिक मिलाप का उपयोग करता है। तार का उपयोग करना कम "महंगा" है।
• एक गलती के मामले में, पुराने सोल्डर पथ को हटाना और इसे एक नए के साथ बदलना वास्तव में कठिन हो सकता है। वायर-पथ का उपयोग करना अपेक्षाकृत अधिक आसान कार्य है।
• तारों का उपयोग करना अधिक विश्वसनीय कनेक्शन बनाता है।

नुकसान यह है कि तार को आकार देने और उसे मिलाप करने में अधिक समय लगता है। लेकिन अगर आपको कुछ अनुभव मिलता है तो यह अब मुश्किल काम नहीं है। कम से कम मुझे बस इसकी आदत थी।

टिप्स

• तत्वों को रखने का मुख्य नियम बोर्ड के दूसरी तरफ अत्यधिक पैरों को काटना है, जितना संभव हो बोर्ड के करीब। यह बाद में हमारी मदद करेगा जब हम पथ बनाने के लिए तार लगाएंगे।
• पथ बनाने के लिए तत्व के पैरों का उपयोग न करें। आम तौर पर इसे करना एक अच्छा विचार है, लेकिन यदि आप कोई गलती करते हैं, या आपके तत्व को बदलने की आवश्यकता है (जैसे कि यह टूट गया है) तो इसे करना वास्तव में कठिन है। आपको वैसे भी पथ-तार को काटने की आवश्यकता होगी और क्योंकि पैर मुड़े हुए हैं, बोर्ड से तत्व को बाहर निकालना चुनौतीपूर्ण हो सकता है।
• सर्किट के अंदर से बाहर या एक तरफ से दूसरी तरफ पथ बनाने का प्रयास करें। स्थिति से बचने की कोशिश करें, जब आपको एक पथ बनाने की आवश्यकता हो, लेकिन आसपास के अन्य पथ पहले से ही बनाए गए हैं। पथ-तार को पकड़ना कठिन हो सकता है।
• टांका लगाने से पहले पथ-तार को अंतिम लंबाई/आकार में न काटें। अधिक लंबा पथ-तार लें, इसे आकार दें, पथ-तार को बोर्ड पर एक स्थिति में रखने के लिए एक टेप का उपयोग करें, इसे मिलाप करें और अंत में इसे एक पर काटें वांछित बिंदु (फोटो जांचें)।

चरण 4: तत्वों को रखना - मुख्य कार्य

आपको बस योजनाबद्ध का पालन करने और तत्व को एक-एक करके रखने की जरूरत है, अत्यधिक पैरों को काटकर, इसे जितना संभव हो सके बोर्ड के करीब मिलाप करें, पथ-तार को आकार दें, इसे मिलाप करें और काटें। दूसरे तत्व के साथ दोहराएं।

युक्ति:

आप तस्वीरों पर जांच सकते हैं कि मैंने हर तत्व को कैसे रखा। केवल प्रदान की गई योजना का पालन करने का प्रयास करें। उच्च आवृत्तियों आदि से निपटने वाले कुछ जटिल सर्किटों में, चुंबकीय क्षेत्र के कारण बोर्ड पर प्रेरकों को अलग कर दिया जाता है जो अन्य तत्वों के साथ हस्तक्षेप कर सकता है। लेकिन हमारी परियोजना में हम इस मामले की परवाह नहीं करते हैं। इसलिए मैंने प्रारंभ करनेवाला को सीधे MC34063 चिप के ऊपर रखा और मुझे किसी भी व्यवधान की परवाह नहीं है।

चरण 5: बोर्ड काटना

आपको पहले यह जानना होगा कि पीसीबी बोर्ड वास्तव में कठिन हैं और इस वजह से इसे काटना मुश्किल है। मैंने पहले एक रोटरी टूल (फोटो) का उपयोग करने की कोशिश की। काटने की रेखा बहुत चिकनी है, लेकिन इसे काटने में बहुत समय लग रहा था। मैंने धातु को काटने के लिए एक नियमित आरी पर स्विच करने का फैसला किया और मेरे लिए यह आम तौर पर ठीक काम कर रहा था।

सुझाव:

• सभी तत्वों को टांका लगाने से पहले बोर्ड को काटें। पहले सभी तत्वों (बिना सोल्डरिंग) को रखें, कटिंग पॉइंट्स को चिह्नित करें, सभी तत्वों को हटा दें, बोर्ड को काट लें और फिर तत्वों को वापस रख दें और उन्हें मिला दें। काटने के दौरान आपको पहले से ही मिलाप वाले तत्वों का ध्यान रखना होगा।
• मैं रोटरी टूल के बजाय आरा का उपयोग करना पसंद करूंगा, लेकिन यह शायद एक व्यक्तिगत चीज है।

चरण 6: आकार देना

काटने के बाद, मैंने किनारों को चिकना करने और कोनों को गोल करने के लिए एक फ़ाइल का उपयोग किया।

बोर्ड का अंतिम आकार 2.5 सेमी लंबाई, 2 सेमी चौड़ाई और 1.5 सेमी ऊंचाई था।

परियोजना अपने मोटे रूप में की जाती है। परीक्षण के लिए समय…

चरण 7: परीक्षण संचालन

मैंने बोर्ड को एक एलईडी पट्टी (12 एलईडी) में प्लग किया, जिसे 12 वी बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता है। मैंने 5V इनपुट (USB पोर्ट द्वारा निजीकृत) सेट किया है और विनियमित अवरोधक का उपयोग करके मैंने 12V आउटपुट सेट किया है। यह पूरी तरह से काम करता है। अपेक्षाकृत उच्च धारा खींचे जाने के कारण, MC34063 चिप गर्म हो रही थी। मैंने कुछ मिनटों के लिए एलईडी पट्टी के साथ सर्किट को छोड़ दिया और यह स्थिर था।

चरण 8: अंतिम परिणाम

मैं इसे एक बड़ी सफलता मानता हूं कि इतना छोटा एसएमपीएस इस तरह की करंट ड्रॉइंग चीज जैसे 12 एलईडी को पावर दे सकता है।