Обзор DC-DC повышающего конвертера с регулировкой тока и напряжения

Здравствуйте друзья.

Со времени моего знакомства с DC-DC конвертером Jtron, кому интересно, обзор можно прочитать здесь, меня не оставляла мысль найти подобное решение с регулировкой не только по напряжению, но и по току. Например для создания недорогого зарядного для аккумуляторных батарей (под термином батарея — понимается 2 и более соединенных вместе аккумулятора). Вот про один из вариантов такого конвертера я сегодня и расскажу.
Сразу скажу — обзор носит больше исследовательский чем прикладной характер, в некотором роде это творческий поиск, поэтому буду благодарен за конструктивные комментарии и предложения.

Почему мое внимание привлек именно данный конвертер? Кроме того что он имеет регулировку по току и по напряжению, он является повышающим — Step — Up Boost Converter, что для меня весьма интересно, так как на хозяйстве имеется довольно много 12 В блоков питания (да и не забываем про бортовую сеть автомобиля), а для заряда например 4х элементной LiOn батареи с последовательно соединенными элементами, нужно напряжение в 16.8 В. Так же понравилась невысокая цена, и возможность скинуть часть ее поинтами — в моем случае свободных поинтов было на 2 с небольшим доллара, что дало цену примерно в 5.5 доллара.

Характеристики:

● Входное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходное напряжение / ток: DC 11-35V/10A (Max)
● Выходная мощность: 100W (Max, 150W кратковременно), если позволяет источник питания
● Может работать как источник питания для ноутбуков 65W — 90W
● При использовании 12V источника для питания 19V 3.42A ноутбука, температура модуля — около 45 С градусов
● Эффективность преобразования: 94% (вход 16V выход 19V 2.5A)
● Рабочая температура: от -40 до +85 градусов, если температура окружающей среды превышает 40 градусов, необходимо использование активного охлаждения
● Температура при полной нагрузке: 45 градусов

Так же на странице товара имеется полезная информация о назначении элементов управления

Внешний осмотр, элементная база

Поставляется в антистатическом пакете


Размеры модуля — ширина чуть менее 6 см



Длина — чуть более 6,5 см



Максимальная габаритная высота, на уровне электролитов — около 2,5 см



На одной из сторон конвертера находится два подстроечника, для регулировки тока и напряжения, за ними находится массивный, относительно размеров конвертера дроссель



между подстроечниками находится ШИМ контролер 3843b



По бокам находятся два радиатора, которые рассеивают тепло от MOSFET транзистора IRF2807 с одной стороны



И сдвоенного диода Шотки MBR2060CT с другой стороны



С другой стороны находится контактная колодка на 4 винтовых разъема, соответственно входное и выходное напряжение, за ними два 35 В электролита на 1000 мкФ



Нижняя часть конвертера:

Испытания

В качестве источника питания, я использовал 12 В блок питания, про который рассказывал в одном из своих предыдущихобзоров. В качестве нагрузки для первого включения — 24 В автомобильная лампочка. Первое включение — «из коробки» без проведения каких-либо настроек. В данном случае, разницы с прямым подключением к блоку питания нет



При помощи подстроечника напряжения поднимаю напряжение до 24 В, максимума для лампочки, ограничения по току нет. Потребляемая лампочкой мощность в этом случае — более 60 Ватт. Так что рассматривать данный конвертер в качестве источника питания для ноутбуков от, например, бортовой сети автомобиля — вполне вероятно.



«Прикрутить» напряжение удалось до 11.76 В. При использовании этой лампочки в качестве нагрузки с этим блоком питания — это минимальные показатели



Цель моего эксперимента — зарядить аккумуляторную батарею из 4х 18650 последовательно соединенных аккумуляторов. Рабочее напряжение выставляю 4,2 * 4 = 16,8 В.



После этого прикручиваю ток до 2 А.



Проверяю на холстом ходу — напряжение 16,8, индикатор напряжения без нагрузки светит зеленым.



Собираю стенд из 4х NCR1860B — напряжение на батарее, источник питания отключен



А теперь включаю блок питания. Зарядный ток выставлен в ходе предыдущего теста на 2А



При желании ток можно ограничить и на 1 А



и на 0,5 А



Я зафиксировал ток на 1,5 А, весь дальнейший тест будет проходить с этим ограничением



В ходе всего теста я делал замеры температуры, максимум который мне удалось зафиксировать на самом горячем элементе конвертера — MOSFET транзисторе IRF2807 — около 40 С



Максимальная температура зафиксированная на аккумуляторах — 32 С



Когда напряжение на аккумуляторной батарее приблизилось к отметке 16.7 В, потребляемый ток стал существенно падать





В районе 0.3 А — изменения практически прекратились и я завершил заряд



После заряда — напряжение на батарее без нагрузки



Напряжение на единичном элементе

Вывод

С одной стороны — аккумуляторы я зарядил. С другой стороны — каким образом отслеживать момент, когда следует прекращать заряд? Применять дополнительные индикаторы? Вопрос пока открыт, жду комментариев. Может быть этот конвертер вообще нельзя применять как зарядное, я ошибся с выбором?