DC-DC на 5 mA

[RadioSanta]

Вариант такой, сделать ПРОСТЕЙШИЙ трансформаторный преобразователь, при входном напряжении 6-10 вольт и потреблении не более 10 мА, получить на выходе выпрямленное напряжение 5 вольт и потреблении не более 5 мА.
Собрал схему на мультивибраторе. На ферритовом тороиде диаметром 10 мм и высотой 8 мм, намотано 15 витков проводом 0.1 мм. Частота преобразования меняется сама в пределах 30-100 кгц.
Ограничение по входному току - включен последовательно резистор 640 Ом.
В качестве нагрузки пока резистор на 1 Ком.
Выпрямление со вторички - одно и двухполупериодный выпрямитель, кремниевые и германиевые диоды.

Вся беда в том, что у меня во всех вариантах получается на выходе 2.5 вольт. Пробовал увеличить вторичку намотав в 2 раза больше витков, все равно мало, 3-4 вольта. Думал ограничить выходное напряжение стабилитроном 4.7 вольт, но он дополнительно просаживает выходное напряжение.
Что-то я туплю.
Есть ШИМ 2703, спаял типичную схему на 5 вольт, но там вообще бред какой-то.

Может у кого есть проверенная схема ? Или кто подскажет ? А то все мысли уже кончились.

[Пилот]

LDO стабилизатор чем не устраивает?

[SERJ]

Ограничение по входному току - включен последовательно резистор 640 Ом.

Это ещё зачем?

[YS]

Я недавно в блоге писал про простой DC-DC.

[Foton-4n]

Обратоход или Sepic. Обратоход собирай на LM3488, Sepic тоже на ней, на такие копеечные мощности думать не стоит не о чём. Рекомендую Sepic конечно. У меня на 20Вт Sepic в мини универсальном БП всё гуд.
Я сейчас начал собирать БП универсал для автономной системы энергоснабжения собираю модули один из модулей 12В питальник с входом 5-30В обратоход на LM3488 могу скинуть.
LM2703 низкое напруга стока тут надо от 45В я для таких вещей юзаю ключ на 60В, Sepic напруга на ключе выход и запас и того уже много, обратоход и того выше.
Конечно с 10В входа и 5В выхода Sepic можно и на LM2735 или LM2731 с гарантией невозможности превышения напруги стока 20В (доп гаситель). У меня LM2735 в Sepic выдаёт до 10В (только работа без нагрузки, так напруга выхода не превышает 6.5В) при расчётном питании 2.1-5.5В драйвер ЛД, (питание было 4В), без проблем выдаёт 1А (на 25сек залита плата) для 638нм диода.

[RadioSanta]

Это при 6 вольт и 9 мА на входе. На выходе просто резистор 1 ком, без диодов, на нем вот эта осциллограмма.
Добавляем диоды. В итоге после выпрямления и сглаживания получается около 3 вольт.

Померял тороид, 300+300 мкГн первичка и 2.3 мГн вторичка.

Пилот. А как обратную связь сделать ? Я на ШИМ 2307 попробовал, стаб не работает.

SERJ. Это ПРОСТЕЙШИЙ ограничитель, зачем усложнять?

YS. Теория конечно хорошо, но на практике что-то не так получается. Кстати, про форму импульса ничего не сказано, вот где засада. У меня как раз такой мультивибратор, резисторы по 10 кОм.

Foton-4n. Там где маленькие напруги и токи, там проблемы. А на 1 мА ниже вообще жуть). Мне надо компактное и поменьше деталей.

[Jack_A]

Это ПРОСТЕЙШИЙ ограничитель, зачем усложнять?

Выбросить его на фиг, на нем вся мощность и теряется. Если уж очень хочется, то Ом 47 + кондер на десяток мкФ.

[Foton-4n]

Foton-4n. Там где маленькие напруги и токи, там проблемы. А на 1 мА ниже вообще жуть). Мне надо компактное и поменьше деталей.

Еще ни разу не испытывал проблем при малых мощностях кроме большого потребления схемой но не везде это актуально.

На сколько компактно? Sepic на LM2731 что проще и компактнее? Потребление будет около 20мА сразу говорю. Вот те и компактно и просто, умещается где то на 15x14, дросселя SDR0403 или LQH1210.
Сорри если накосячил рисовал так на скорую что ппп! Кондёры только керамика 1206 скажем.

Трансформатор не когда будет компактнее , проблем с трансом всегда больше, не когда не юзают транс где можно дросселями отделаться.

Если потребление имеет значение то тогда проблемы серьёзные.

[RadioSanta]

сделать ПРОСТЕЙШИЙ трансформаторный преобразователь
Именно так. DC-DC так и построен. Не дроссель там главное, а разделительный трансформатор между источником питания и нагрузкой.

Foton-4n. Мне нужно из входных 10 ма максимум (не более), выдать на вторичке 5 ма гарантировано. То есть, меня устраивает КПД 50% даже ).

Jack_A. На нем 1 вольт всего теряется, но зато это защита источника питания от КЗ, если хоть один транзистор преобразователя коротнет. Заодно и ограничение вплоть до 10 вольт. А кондер после резистора ...ты не поверишь... все наоборот, с ним выходное напряжение падает на 0.5 вольта постоянки или на 1 вольт переменки.

[YS]

Теория конечно хорошо, но на практике что-то не так получается.

Не совсем понял, в чем дело. У меня теория вроде как совпала с практикой.

[Foton-4n]

а разделительный трансформатор между источником питания и нагрузко

Так и говорить надо было гальванически развязанный!

Тогда обратоход (все 3 обмотки одинаковые по виткам, индуктивность в районе 4.7-10мкГн) вот те и развязка. Плату сделал еще не собрал модуль питания внутренний как раз с гальванической развязкой для запитки ключей. Могу кинуть проект.

Гы про КПД говорить на таких мощностях и обычных компонентах некошерно как то. Потреблять будет 15-30мА в любом случае.

если хоть один транзистор преобразователя коротнет

С чего бы вдруг такое?

Выроятность пробоя ключа крайне мала, как правило можно сказать если такое случится то просто не повезло, предохранитель поставь на 100мА, гы правда что бы он сработал понадобится около 200мА, у меня на программаторе предохрон на 170мА часто срабатывает когда корочу бывает но даже к перезагрузке МК в не приводило. Но это не резюк всё же сопротивление в рабочем состоянии мало. А еще на плате делают плавкий предохранитель из дорожки.

Кстати неужели не прошёл век пародии транзисторной? Человеку нужна гальваническая развязка. Кстати а еще есть модули DC-DC погляди в сторону их они очень компактные, иногда нет смысла городить большой питальник когда нужна такая мощность.

[dr.doc]

Собирал. Работает. Достаточно экономична. Только для малых токов дроссель большей индуктивности нужен.

[RadioSanta]

YS

Не совсем понял, в чем дело. У меня теория вроде как совпала с практикой

Там речь идет о более высоких токах нагрузки, поэтому совпало. Я тоже думал, что все просто, оказалось не так.

Foton-4n

Так и говорить надо было гальванически развязанный!

Так вроде сформулировал точно в своем первом вопросе

Тогда обратоход (все 3 обмотки одинаковые по виткам, индуктивность в районе 4.7-10мкГн) вот те и развязка.

С обмотками и поигрался на ШИМ 2307 (взял первое, подходящее, что было под рукой). Обмотка-1 как дроссель, обмотка-2 как обратная связь с выпрямлением, обмотка-3 уже как вторичка.
Нееее, качели страшные, на стабилизацию не выходит. Либо постоянка, либо неуправляемые импульсы. Генерация есть, но длительность не регулируется почему-то. Покрутил, не понял, пока отложил, логики там нет.

Выроятность пробоя ключа крайне мала, как правило можно сказать если такое случится то просто не повезло, предохранитель поставь на 100мА

Мне надо, чтобы не более 10 мА ). Знаю, что маловероятно, но всего 1 резистор, как защита - это лучшее решение. Нет ? Я считаю, что это просто идеально.

Кстати а еще есть модули DC-DC

Я в курсе, жрут в покое они ОЧЕНЬ много )

Кстати неужели не прошёл век пародии транзисторной?

Неа). Еще долго не пройдет, зато предсказуемо. Микросхемы же копать надо, проверять, а транзисторы изучены и проверены.

dr.doc

Только для малых токов дроссель большей индуктивности нужен.

Это не проблема. Схему посмотрел, не понравилась.
Пусть и много элементов, но явно это не для экономичной схемы, это не то.

Почитал вас и стал думать. Может больше вторичку намотать? А стабильность как сделать? Стабилитрону тоже нужен ток, чтобы выйти в режим.
На этой вторичке проверил - параллельно вторичке (после диодов) ставлю стабилитрон 4.7 Вольт и он режет до до 3.8. Стабилитрон 5.6 вольт обеспечивает при 6-10 вольт входных, на выходе - 4.7-5.4 вольта. Но это без нагрузки.
Включаю нагрузку резистор 1 ком и стабилизации нет, падает выходное напряжение до 2.5 вольт. Ну то есть стабилитрон+резистор, это гремучая смесь )))

[Vladlog]

Ну то есть стабилитрон+резистор, это гремучая смесь )))

Если это для Вас гремучая смесь, то за DC-DC преобразователь еще очень рано браться.
Чтобы коллективно обсуждать и настраивать схему, для начала надо ее привести, с номиналами, при чем, именно такую, как собрана. А то бывает, приводят собираемую схему, а на деле оказывается, что входные конденсаторы не поставлены, транзисторы другие и т.п. изменения, вот и не работает.

Есть ШИМ 2703, спаял типичную схему на 5 вольт, но там вообще бред какой-то.

The LM2703 is a micropower step-up DC/DC.
Это повышающий преобразователь, а у Вас на входе 6-10В, а надо получить 5В. Что еще ожидать от микросхемы, кроме бреда?

Опишите более точно задачу, что еще требуется от БП, кроме выходных 5В и нагрузочной способностью 5мА?
Действительно нужна гальваническая развязка от источника или просто хочется использовать трансформатор? Так как есть множество схем понижаек без транса. С гальванической развязкой и хорошей стабилизацией 5В простейшей и экономичной, при таких токах, схемы не получится.

[RadioSanta]

Vladlog
Схема обычная. Пробовал вместо резисторов перемычки, там вообще на выходе напряжение маленькое получается.


Решил поменять коэффициент трансформации. Сегодня намотал побольше витков вторички, получилось на выходе переменки 18.5+18.5=37 вольт. Выпрямление сделал по такой схеме


Это после диодов на холостом ходу.


В итоге на нагрузке 1 ком опять получилось 2.5 вольта. Подсоединил резистор прямо к обмотке на 37 вольт (до диодов), просаживается снова до 2.5 вольт. Но это при 6 вольтах питания на входе.

Опишите более точно задачу, что еще требуется от БП, кроме выходных 5В и нагрузочной способностью 5мА?

Точность стабилизации 5% конечно хочется дополнительно.

Действительно нужна гальваническая развязка от источника или просто хочется использовать трансформатор?

Трансформатор.
Ну пусть будет 8-10 вольт, этого хватит ?

The LM2703 is a micropower step-up DC/DC.

В теме допустил ошибку (не нашел как исправить, комментарии уже были), у меня 2307 Step-down, в следующих 2 сообщениях указал это.
---
Усложнять сильно не хочется, но в принципе, можно.

[Vladlog]

Схема обычная.

Вот, теперь совсем другое дело!
Начнем с того, что это импульсный преобразователь. Где конденсаторы справа от R3? Надо поставить микрофарад на 47-100 и параллельно ему керамический на 100-200 нанофарад.
Кроме того, R3 680 Ом никогда не обеспечит достаточный ток трансформатору, чтобы получить на выходе 5В и 5мА.
Как вообще делался расчет счехы? Какие транзисторы применены? Какие диоды в выпрямителе (все таки 130кГц)?
Проще сказать, что надо сделать.
Начать надо с расчета трансформатора, на вскидку - первичка 10+10 витков проводом 0,1мм, вторичка 11+11 витков проводом 0,1мм.
Амплитуда тока первичной обмотки около 300 мА, средний ток потребления под нагрузкой около 30-40 мА.
Значит резистор R3 надо взять не более 10 Ом. Транзисторы с током коллектора не менее 1А, чтобы не сгорели при КЗ на выходе.
Диоды в выпрямителе только Шоттки или быстрые (Fast switch), простые не пойдут.
Не забыть про конденсаторы после R3. Паять их как можно ближе к трансформатору и транзисторам.
После этого, думаю, напряжение на выходе не будет так просаживаться.

Далее, ни о какой стабилизации тут речи не может быть. Так как это простой мультивибратор и никакой обратной связи по напряжению нет.

Еще далее. Смотрим на КПД схемы и понимаем, что для данных условий, экономичней будет просто аналоговый стабилизатор.

[RadioSanta]

Где конденсаторы справа от R3? Надо поставить микрофарад на 47-100 и параллельно ему керамический на 100-200 нанофарад.

Дело в том, что для треугольных импульсов это не работает. Наоборот, с конденсатором выходное напряжение просаживается на 0.3 вольт.

Как вообще делался расчет счехы?

Резистор просто ограничивает ток до 10 ма. А что, эту схему можно рассчитать ? Исходные данные есть, попробуйте и сравните с о скринами.

Амплитуда тока первичной обмотки около 300 мА, средний ток потребления под нагрузкой около 30-40 мА.
Значит резистор R3 надо взять не более 10 Ом. Транзисторы с током коллектора не менее 1А, чтобы не сгорели при КЗ на выходе.
Диоды в выпрямителе только Шоттки или быстрые (Fast switch), простые не пойдут.

ПРОСТЕЙШИЙ трансформаторный преобразователь, при входном напряжении 6-10 вольт и потреблении не более 10 мА, получить на выходе выпрямленное напряжение 5 вольт и потреблении не более 5 мА.
По диагонали читают все ?



В общем... Решил зайти с другой сторон и увеличил ток в первичке. При выходном напряжении 5.0 вольт, ток первичной обмотки составил 17 мА, независимо от входного напряжения. При 16 мА = 4.75 вольт, 18 мА = 5.25 вольт.

Без нагрузки холостой ток первичной обмотки 13.8 мА (6 вольт) и 14.5 мА (10 вольт)

На скрине импульсы на нагрузке 1 кОм (при 17 мА в в первичке). С электролитом эти импульсы сглаживаются в постоянку ровно 5.0 вольт.

Далее, ни о какой стабилизации тут речи не может быть. Так как это простой мультивибратор и никакой обратной связи по напряжению нет.

Как раз и есть. Стабилизация входного тока на уровне 17 мА генератором тока вместо резистора 640 Ом, решает проблему стабильности выходного напряжения 5 вольт. Генератор простой - резистор+транзистор.
==============

Хм, по идее, если увеличить число витков первичной обмотки, то холостой ток первичной обмотки должен уменьшиться. Или я ошибаюсь ?
Вот бы эти 5-7 мА скинуть, а рабочий ток пусть будет 17 мА, куда уж деваться

Upd.
Проверил на большей индуктивности, правда быстро и не до конца. Выставил 17 мА рабочий ток, холостой ток оказался 15.6 мА (6 вольт), то есть на 2 мА больше. Значит надо первичку по индуктивности уменьшать.
И скорее всего надо уменьшать площадь сердечника трансформатора, чтобы загнать его в насыщение. Это нужно для получения более прямоугольного импульса, который дает повышение конечного напряжения. Но опять начнет расти холостой ток, мда, не угадаешь.
Приходится бороться за каждый мА... )))

[Vladlog]

Где конденсаторы справа от R3? Надо поставить микрофарад на 47-100 и параллельно ему керамический на 100-200 нанофарад.

Дело в том, что для треугольных импульсов это не работает.

Где там на правом выводе R3 такие импульсы?

Резистор просто ограничивает ток до 10 ма.

Интересное ограничение... С таким резистором ток достигнет 10 мА, когда напряжение после него упадет до 0, т.е. все питание пойдет через этот резистор.
Кроме того, я уже сказал, что это - импульсный преобразователь и токи тут импульсные, а этот резистор не даст получить на выходе 5В 5мА.

Амплитуда тока первичной обмотки около 300 мА, средний ток потребления под нагрузкой около 30-40 мА.
Значит резистор R3 надо взять не более 10 Ом. Транзисторы с током коллектора не менее 1А, чтобы не сгорели при КЗ на выходе.
Диоды в выпрямителе только Шоттки или быстрые (Fast switch), простые не пойдут.

ПРОСТЕЙШИЙ трансформаторный преобразователь, при входном напряжении 6-10 вольт и потреблении не более 10 мА, получить на выходе выпрямленное напряжение 5 вольт и потреблении не более 5 мА.
По диагонали читают все ?

ПРОСТЕЙШИЙ трансформаторный преобразователь - это 2 катушки и магнитопровод. Тут я вижу несколько больше деталей, которые еще и коммутируют ток в обмотках.

Решил зайти с другой сторон и увеличил ток в первичке. При выходном напряжении 5.0 вольт, ток первичной обмотки составил 17 мА, независимо от входного напряжения. При 16 мА = 4.75 вольт, 18 мА = 5.25 вольт.

Чем измерялся ток? Это мгновенное или действующее значение?

Далее, ни о какой стабилизации тут речи не может быть. Так как это простой мультивибратор и никакой обратной связи по напряжению нет.

Как раз и есть. Стабилизация входного тока на уровне 17 мА генератором тока вместо резистора 640 Ом, решает проблему стабильности выходного напряжения 5 вольт.

Ну-ну...
А обратные связи в схемах стабилизации напряжения вводят дураки, которые не знают, что для этого достаточно стабилизировать входной ток трансформатора.

P.S.: Вообще, я думал нужна помощь настроить простой преобразователь из 6 в 5 Вольт, а тут - какие-то эксперименты с треугольными импульсами.
Пойду, почитаю теорию по треугольным импульсам...

[RadioSanta]

Вообще, я думал нужна помощь настроить простой преобразователь из 6 в 5 Вольт

Именно это и нужно, остальное потом.

Чем измерялся ток? Это мгновенное или действующее значение?

Действующее, измерялся обычным цифровым мультиметром.

С таким резистором ток достигнет 10 мА, когда напряжение после него упадет до 0

Ну так уменьшить можно, что я и сделал.

[Vladlog]

Чем измерялся ток? Это мгновенное или действующее значение?

Действующее, измерялся обычным цифровым мультиметром.

Обычный цифровик на частоте 30-130 кГц, да еще и не синуса, покажет ерунду, а не реальное положение дел.
И еще, эта схема не годится для получения на выходе стабильного напряжения. А все эти эксперименты, с якобы стабильным выходом, от лукавого, так как с теорией ничего общего не имеют. Стоит настроить напряжение на выходе при 1 кОм, а потом увеличить его до 10 кОм, сразу будет видна разница. И я не об осциллограмме говорю, а о выпрямленном и отфильтрованном выходном напряжении. Тема DC-DC на 5 mA же предполагает, что на выходе постоянка?