Синхронный понижающий DC-DC преобразователь на 5 вольт 5 ампер, контроллер TPS4005 + доработка.

Неполноценный обзор модуля на чипе TPS40057.
Заявленные характеристики:
Входное напряжение: 9-35 в
Выходное напряжение: 5 В
Выходной ток: 5А
Выходная мощность: 25 Вт





На плате есть три основных компонента:
Синхронный контроллер TPS40057
SMD дроссель Sumida 6R1ML M9N2
Транзисторы TOSHIBA TPCA8053-H

В даташите есть рекомендована схема подключения и она близко соответствует данной плате.


С тестированием возникли проблемы.У меня нет нормальной нагрузки выше 3,5А
Пришлось городить связку из электронной нагрузки + кусок нихромной проволоки.
На верху в каждом столбце указано напряжение от блока питания.

Uвход — напряжение отданное блоком питания
Iвход — ток отданный блоком питания
Wвход — мощность отданная блоком питания

Uвыход — напряжение на выходе с модуля
Iвыход — ток нагрузки на выходе с модуля
Wвыход — мощность на выходе с модуля

КПД — преобразования модуля

Показания напряжений снимались с контактов на плате.

Ну и следом сгорел USB тестер. т.к. не рассчитан на такой ток.

Шумы на выходе

В районе 120мВ и они не меняются во всех диапазонах измерений. Печально, даже доделывать нечего.
Частота ШИМ 263,1kHz.

Нагрев, прогрел 5 минут на токе 4,35А:

Самым горячим оказался диод Шоттки.

Переделка.
Не люблю когда на плате что-то сильно греется без особой необходимости.
По этой причини диод выпаял и поставил перемычку. Он нужен только как защита от неправильного подключения, переполюсовки.
Лично мне он не нужен.

Прогрел 30 минут на токе 3,5А:

Так уже намного лучше. Равномерный нагрев, максимальная температура 57,6 градуса, очень порадовала.

Но этот модуль я изначально покупал не для 5 вольт. Мне от него нужно стабильные 3,3В при токе 6А.
Покурив немного инструкцию и разглядывая плату, был найден нужный резистор.

И формула его расчёта:

На плате он помечен как R14 номиналом 1.6kOm.

Зачем эти формулы? Припаяем на угад, а если не получится тогда и посчитаем как правильно.
Выпаял его и припаял подстроечник на 5кОм. В итоге получил регулируемый понижающий модуль. Диапазон напряжений от 0,8-8 вольт. Потом регулятор заменю на SMD резистор или маленький много оборотистый подстроечник.
Для получения 3,3 вольта выставил сопротивление 2,65кОм, можно просто заменить на 2,7кОм.

Ну последовательность была немного другая. Первым делом впаял подстроечник, а потом же смотрел на тепловую карту. Но не суть.

На 3,3 электронная нагрузка стала ещё хуже работать. Намотал ещё проволоки.

Светло-жёлтым помечены поля, где нагрузку давал буквально на 5 сек.
Две последних нагрузка по 5 минут.

В общем картина меня вполне порадовала. Блоки полностью оправдали мои ожидания. Но я не смог выжать с него все возможности.
Да, амперметр мне показывал более 10А. Но как долго плата сможет выдержать — непонятно. Проволока начинала светиться. И появлялся шум от дросселя.
Без хорошей электронной нагрузки нормальное тестирование не получится сделать.
Сегодня заказал плату на 150 ватт. Но пока она придёт… и придёт ли… Потом дополню обзор, а может и нет. Если к тому времени коллеги не запилят уже нормальный обзор, а не этот выкидыш.

Доработка заключалась только в замене резистора, для регулировки выходного напряжения. Удаление диода по желанию. Можно ещё поставить не силовой выключатель, т.к. контроллер имеет софт старт.
При цене в ~100р. и таких характеристиках — этот блок просто подарок и не имеет конкурентов.

На этом всё.

2019.01.30 — дополнение
Приехала электронная нагрузка на 10А. Я очень удивлён результатом. Ток на выходе в 10А держит! Просадка 100мВ, пульсации 200мВ, температура 120+