Patryk Synowiec
W obecnych czasach stabilizatory impulsowe są wszędzie. Ich wysoka sprawność przekłada się na dłuższe życie baterii urządzeń mobilnych. I niższe wydzielanie ciepła zasilaczy, co pozwala na zmniejszenie ich gabarytów.
Jednak stworzenie dobrze działającej przetwornicy czy układu wykorzystującego stabilizator impulsowy wymaga sporego zakresu wiedzy projektanta jak i rozsądnie rozłożonych elementów już na samej płytce. W tym artykule zostanie przeprowadzony test stabilizatora impulsowego WP1584 3A.
Specyfikacja stabilizatora
- napięcie wejściowe DC 4,5V-28V
- napięcie wyjściowe DC 1,8V-26V (regulowane potencjometrem)
- maksymalny prąd 3A
- sprawność <92%
- częstotliwość pracy 1,5MHz
- poziom tętnień max 30mV
- wymiary 20x18mm
- temperatura pracy -20*C do 85*C
Jak widać producent deklaruje prąd maksymalny rzędu 3A., nie za duże tętnienia i wysoką sprawność, oraz duży zakres pracy. I wszystko to w tak małym rozmiarze płytki.
Opis przeprowadzonych testów:
- Test obciążenia 10 Ohm na UWy 10V Uwe 12V
- Test obciążenia 24 Ohm na Uwy 5V Uwe 12V
- Test obciążenia 10 Ohm na Uwy 5V Uwe 12V
- Test obciążenia 7 Ohm na Uwy 5V Uwe 12V
- Test obciążenia 10 Ohm na Uwy 26V Uwe 28V
- Test obciążenia 10 Ohm na Uwy 12V Uwe 28V
- Test obciążenia 7 Ohm na Uwy 5V Uwe 9V
- Test obciążenia 7 Ohm na Uwy 7.4V Uwe 12V
- Test miał na celu otrzymać jak największe tętnienia na obciążeniu 7 Ohm
- Test miał na celu ustalić najmniejsze napięcie na wejściu przy utrzymaniu napięcia wyjściowego i zachowaniu stabilnej pracy.
Wyniki
Komentarz do wyników
Na podstawie przeprowadzonych testów widać, że układ trzyma parametry jedynie w wąskim zakresie warunków pracy. Maksymalny prąd układu nie został sprawdzony, gdyż już przy prądzie 1,5A układ nagrzewał się niebezpiecznie szybko. A po dłuższym okresie działania, elementy zaczynały śmierdzieć z powodu temperatury. Dodatkowo układ momentami działał w sposób dziwny, Zamiast typowych dla tego typu układu tętnień pojawiały się dziwne przebiegi
Dodatkowo, jeśli nastaw napięcia był większy niż możliwe do wytworzenia napięcie, to układ zachowywał się w bardzo niepożądany sposób. Zaczynał pobierać bardzo duży prąd mimo, tego, że obciążenie było niewielkie. Co powodowało momentalne przegrzanie się układu i tym samym jego uszkodzenie To połączone z wysoką amplituda ów tętnień, oraz nie wywiązywaniem się z jakimkolwiek z parametrów w specyfikacji, poza wymiarami sprawia, że można domniemać, iż układ nie został zaprojektowany w sposób przemyślany.
W przypadku testu 1 nie udało się osiągnąć chcianych napięć. Układ zdestabilizował się i zaczął mieć a wyjściu napięcie na poziomie około 6V. Jest to dosyć niebezpieczne zachowanie, ponieważ jeśli byśmy stabilizowali układem napięcie z baterii, to po pewnym czasie, gdy napięcie baterii spadłoby odpowiednio nisko. Układ nie dość, że by przestał stabilizować napięcie, to jeśli urządzenia podłączone dalej pobierały by prąd rzędu to układ może ulec spaleniu, przez nagłe obniżenie swojej sprawności.
W przypadku 5 układ zachował się tak samo, Jednakowoż postanowiłem sprawdzić maksymalne napięcie na wyjściu przy którym nadal działał on stabilnie. I wynosiło ono nieco ponad 16V. Bez obciążenia to napięcie mogło wynosić około 22V. Jednakże po podłączeniu jakiegokolwiek obciążenia układ destabilizował się, niebezpiecznie nagrzewając. Biorąc to wszystko pod uwagę postanowiłem zaktualizować specyfikację układu:
Specyfikacja stabilizatora
- napięcie wejściowe DC 4,5V-28V
- napięcie wyjściowe DC 1,8V-16V (24V bez obciążenia) (regulowane potencjometrem)
- maksymalny prąd 1A (ciągły)
- sprawność << 90% (Ale przeważnie około 78%)
- częstotliwość pracy 1,5MHz
- poziom tętnień max 350mV
- wymiary 20x18mm
- temperatura pracy -20*C do 85*C
Uwaga: Układ zachowuje się nieprzewidywalnie gdy różnica między napięciem wejściowym i wyjściowym jest mniejsza od 3V.
Wnioski
Układ wykazuje dosyć niepożądane właściwości takie jak utrata stabilnego przy niektórych warunkach. Jego faktyczna specyfikacja jest daleka deklarowanej przez dystrybutora, co sprawia, że wielu poczatkujących elektroników może paść ofiarą tego układu. Osoba niedoświadczona mogłaby ślepo wierzyć w podaną specyfikacji i próbować zasilić czułe urządzenie elektroniczne nią. Takie jak Arduino Czy Raspberry Pi. Takie zastosowanie owego układu bez dalszej filtracji i stabilizacji napięcia może spowodować niepoprawną pracę lub nawet uszkodzenie wyżej wymienionych urządzeń.
Mimo niskiej ceny i małych wymiarów odradzałbym ten układ jako części do swojego projektu. Jedyne zastosowanie owego stabilizatora jakie widzę jest w mało wymagających obciążeniach takich jak listwy LED. Jednakowoż i tutaj zastosowanie byłoby ograniczone, przez to, że układ zwyczajnie może się przegrzać, jeśli zbyt wiele od niego możemy wymagać.
Reasumując, naprawa owego układu wymagałaby sporej ilości dodatkowych elementów. I porównując układ do innych uważam, że nie można go uznać za dobry stabilizator.
Hubert
Kilka słów o autorze:
Hubert Kowalski to jeden z najbardziej ambitnych studentów Politechniki Warszawskiej, na wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych, a jednocześnie uczestnik koła Bionik. Hubert interesuje się od dłuższego czasu robotyką, systemami wybudowanymi oraz elektroniką, sam określa się mianem audiofila oraz pasjonata wielu różnych dziedzin.
