Автоматический источник питания-стабилизатор SEPIC

Это устройство способно выдавать на выходе постоянное напряжение от 0.8 до 30 вольт с током до 5 ампер при напряжении на входе от 4.5 до 30 вольт. Цифровой индикатор показывает напряжение на выходе или на входе.




Уже давно в электронике применяются понижающие (Step Down) и повышающие (Step Up) преобразователи, а сравнительно недавно появились автоматические преобразователи SEPIC, которые могут как понижать, так и повышать входное напряжение. В этом обзоре подробно рассказано, как работает такой преобразователь.

Преобразователь способен выдать до 5А, но не более 80 Вт.

Выходное напряжение устанавливается многооборотным подстроечным резистором.

Индикатор показывает выходное напряжение (горит зелёный светодиод) или входное напряжение (горит красный). Режим индикации переключается маленькой кнопкой под индикатором и запоминается при выключении питания.

При напряжении до 9.99 В индикатор показывает вольты, десятые и сотые доли. При напряжении более 10 вольт индикатор показывает вольты и десятые доли.



Если подержать кнопку 1 секунду, индикатор и светодиод погаснут. Чтобы вновь их включить, нужно ещё раз нажать кнопку. Это состояние также запоминается и выключенный индикатор не загорится при отключении и включении преобразователя.

Нажатие кнопки более 3 секунд запускает режим калибровки вольтметра. Измерение входного и выходного напряжения калибруется отдельно. Сначала загорается красный светодиод и индикатор показывает значение опорного напряжения (3.55-3.75 В). Каждый щелчок кнопки увеличивает значение на одну десятую, а при достижении значения 3.75, перескакивает на 3.55. Прикинув в какую сторону и на сколько нужно менять показания, меняем значение из расчёта 0.01 В опорного напряжения на 0.02 В измеряемого. После трёхсекундного нажатия кнопки значение сохраняется, светодиод становится зелёным и точно так же выставляется значение для измерения выходного напряжения. Мне удалось откалибровать вольтметр так, что он всегда показывает входное и выходное напряжение с точностью до одной десятой вольта.

На плате видны два больших дросселя и два конденсатора SANYO 1000 uF 35V. Остальные элементы схемы закрыты радиатором.



Вид на плату сбоку.



Снизу ничего интересного.



Подав на вход преобразователя 12 вольт, и выставив на выходе напряжение 15 вольт, я проверил, меняется ли выходное напряжение от тока нагрузки. При увеличении тока от 0 до 2.3А напряжение остаётся стабильным.



Для проверки уровня пульсации я подал на преобразователь 12 вольт со свинцового аккумулятора (я не стал использовать сетевой источник питания, чтобы исключить влияние его пульсации). В качестве нагрузки использовался резистор 1.1 Ом 200 Вт.



При напряжении 5.7 В и токе нагрузки 5 A уровень пульсации 17 мВ. Частота преобразователя около 160 кГц.



При том же напряжении на выходе и нагрузке 0.5 А, напряжения пульсации составило около 12 мВ.



При напряжении 22 вольта и токе 1 ампер, напряжение пульсации около 30 мВ.

Независимо от характера изменения входного напряжения (плавно или скачками), напряжение на выходе остаётся стабильным.

На холостом ходу с выключенным индикатором преобразователь потребляет 15-25 mA.

КПД преобразователя зависит от многих факторов. Максимальный КПД 89.7% зафиксирован при входном напряжении 12-15 вольт, выходном напряжении 20 вольт и токе нагрузки 1А. Минимальный КПД — 78%, когда преобразователь понижает 15 вольт до 5.

Несколько примеров его использования:

— в автомобиле для питания любых устройств, требующих стабильного напряжения питания;
— для питания устройств, требующих нестандартного напряжение питания;
— в качестве дешёвого лабораторного источника питания совместно с любым стандартным блоком питания (например на 12 В или 24 В).

© 2018, Алексей Надёжин