Zatím nejvýkonnější zvyšující výkonový DC/DC měnič (konvertor), který je schopen pracovat už od 2 V.
Jedná se o modul určený k přímému zapojení, jen pro vnitřní použití. Ideální pro jednočlánkové lithiové baterie (Li-Ion/Li-Pol), z nichž dokáže udělat i několikanásobně vyšší napětí na výstupu.
Charakteristika
Impulzní DCDC měnič Boost Step-up, neizolovaný. Řídicí obvod FP5139 v pouzdru TSSOP8. Nastavení výstupního napětí je víceotáčkovým trimrem. Omezení výstupního proudu je rovněž nastavitelné víceotáčkovým trimrem. Indikace výstupu zelenou LED. Tavná pojistka na vstupu (15 A). Pro připojení vstupu i výstupu jsou svorkovnice. Pro výstup je navíc USB konektor. V desce jsou dva otvory pro šrouby M3 mm pro upevnění celého měniče. K měniči dodáván samolepicí chladič (nenalepen).
Prodáváno pod obchodním názvem ZK-S4.
Technické údaje měniče
- Vstupní napětí: 2–24 V
- Výstupní napětí: 3–30 V
- Vstupní proud: max. 1.2 A při 3,7 V (změřeno)
- Účinnost přeměny: 65–85 %
- Provozní teplota: –40..+85 ℃
Výrobce také uvádí, že modul má nízké zvlnění výstupního napětí, protože má dvojí filtraci.
Pozor na uváděné nesmysly od výrobce modulu:
- Maximální vstupní proud může dosáhnout 15 A.
- Výstupní proud je maximálně 4 A.
Rozměry a schéma zapojení modulu
- Velikost: 80 × 32 × 21 mm
Na plošném spoji měniče je bílý potisk označení vstupu (IN–, IN+) a výstupu (OUT–, OUT+).
Regulační trimry se nacházejí u výstupních svorek.
Nespojujte spolu zem IN– a OUT– (vstup s výstupem). Mezi nimi je na modulu snímací kanthalový bočník. Měnič by pak nefungoval správně.
Funkce
Perfektní ochranný mechanismus (možná až moc perfektní), vstupní obvod proti přepólování (RU3560L – výkonový MOSFET s kanálem N), vstupní proudová ochrana, vstupní podpěťová ochrana (viz níže), ochrana výstupu proti zpětnému proudu, režim konstatní napětí nebo konstatní proud. Měnič může být připojen přímo na baterii.
Regulační trimry
Otáčení trimrů: ve směru hodinových ručiček zvyšujete napětí i maximální dovolený proud.
- CV – Control Voltage = regulace výstupního napětí
- CC – Control Current = omezení výstupního proudu
Výstupní proud nelze nastavit od nuly.
Nanastavujte výstupní proud zkratováním výstupních svorek !!!
Výstupní USB konektor
Na USB konektoru je identické výstupní napětí jako je na výstupní svorkovnici. Pokud nebudete měnič provozovat s výstupním napětím 5 V, nepřipojujte žádné standardní USB zařízení, došlo by k jeho zničení.
Vstupní podpěťová ochrana
Ochrana je nastavena tak, že při poklesu napětí pod 2 V se měnič vypne.
Vývojáři poskytli na desce plošných spojů prostor pro vlastní nastavení prahové úrovně. Typicky pro případ, když potřebujete zabránit nadměrnému vybíjení lithiové baterie (podbití). Jedná se o pozici R22 v levém dolním rohu modulu (toto místo je dobře označeno, navíc je tam šipka).
Pro odpor 5k6 platí: Měnič se vypne, pokud vstupní napětí klesne pod 3 V a spustí se, je-li vyšší než 3,5 V. Tovární výchozí nastavení (bez rezistoru) pracuje při napětí 2 V. Pokud potřebujete jinou úroveň prahové hodnoty podpěťové ochrany, můžete si ji vypočítat sami. Vzorec pro výpočet je R22 = 12500/(U – 0,75 V). Výsledek je v ohmech, zadává se U, což je požadované prahové napětí podpěťové ochrany (Stop Voltage).
Vstupní proudová ochrana
Ochrana je nastavena tak, že při nárústu proudu na vstupu (důsledek zvětšení odebíraného výkonu na výstupu) se měnič vypne. Pro další provoz je pak nutné zcela odpojit a znovu připojit vstupní napětí.
Praktické rady
Výrobce modulu sice uvádí při vstupním napětí 3,7 V výkon 45 W a při vstupním napětí 12 V výkon 80 W, ale to jsou však typické čínské watty. Realita je mnohem, opravdu mnohem horší – viz sekce Naměřená data.
Rovněž chraňte vstup proti přepěťovým špičkám (např. transilem nebo varistorem), protože jinak při překročení maximálního vstupního napětí se řídicí obvod zničí!
Osobní zkušenost
Měnič jsem si původně pořídil, abych mohl použít jednu lithiovku (v paralelním zapojení) a nemusel tak řešit balancer. Výstupní napětí jsem potřeboval pro LED osvětlení v napěťové úrovni kolem 19 V. A případně pro 12 V (typické pro LED pásky). V tomto ohledu mě měnič velmi zklamal, protože se vstupním proudem jsem se dostal jen kousek nad 1 ampéru (při napětí 3,3 V). Víc z toho vyždímat nešlo. Při dalším zvyšování výstupního proudu se měnič vypnul. Účinnost byla nižší *), ale to se dalo čekat.
Píšu si teď s dodavatelem, tak uvidím. Obvykle dělají mrtvé brouky a operátorka odpovídá ve stylu, co pro mě jiného může udělat.
*) Když píšu o té účinnosti, o pár dnů později jsem vzal jiné tři měniče a zatížil je stejným způsobem: vstup 3,7 V/výstup 19 V při proudu 0,15 A. První byl MT3608, a druhý CN6009 a třetí LTC1871. Nejvíc mě překvapil mrňavý MT3608, protože se ani tolik nehřál, na jeho vstup i výstup jsem ale musel dát dal elyty 220µ. Účinnost necelých 60 %. To bylo na tak malý měnič velmi dobré. Zklamal mě měnič CN6009, účinnost asi 50 %, po zahřátí spadla až na 44 %, navíc se hřál jako kráva. Poslední testovaný LTC1871 se choval docela dobře až na maličkost, že nastavené výstupní napětí po připojení zátěže spadlo z 19,0 na 18,9 V a nešlo vůbec zvýšit. Skoro vůbec se nehřál. Jeho účinnost byla 68 %. I když jsem zpočátku testování na měnič ZKS4 nadával, musím uznat, že z mého amatérského testu vyšel nejlíp, tedy co se týče účinnosti při malém vstupním napětí.
Hodnocení
Pozitivně hodnotím nápad udělat výkonový měnič pro rozsah od 2 V výše s výstupním napětím vyšším než USB (až do 30 V). Šikovný je také USB konektor na výstupu, lze do něj snadno připojit USB doctora a měřit výstupní napětí a proud zároveň. Jako zásadní negativum jsou bohužel ty čínské waty, které dosahují jen desetiny uváděné hodnoty.
Tento měnič je bohužel téměř jediný, který umí “vykouzlit” z 3,7 V vyšší napětí. Většina zvyšujících měničů, které máme v sortimentu, má vstupní napětí od 5 V. Prodávají se sice měniče, které zvyšují z 3,7 V až na 9 V (viz sekce Podobné produkty, ale jejich výkon je velmi malý. Pár typů jich je s výstupem na USB (5 V), ale to neřeší daný problém.
Naměřená data
Nastavený výstup: 19 V/0,15 A/2,85 W (LED pásek)
Vstup: 3,7 V/1,04 A/3,85 W
Nastavený výstup: 12 V/0,74 A/8,88 W (LED pásek)
Vstup: 9 V/1,12 A/10,08 W
Při vyšším zatížení výstupu se měnič vypne.
Odkazy
- Řídicí obvod FP5139 – Datasheet
- Výrobce řídicího obvodu: FEELING TECHNOLOGY (Taiwan)
