История началась с того, что двигатель минидрели пришел в упадок, и пришлось его чем-то заменять. Неисправность была самой простой, латунная втулка на оси ротора выработалась полностью и ротор болтало, как в семибальный шторм. Двигатель без особого труда разобрался. Разбитая втулка была извлечена с надеждой поставить на её место нормальный шарикоподшипник. К сожалению, подходящего подшипника не нашлось и двигатель пришлось отставить в сторону до лучших времен.
В закромах нашелся другой моторчик, но уже на 27 вольт. Мощность была вполне подходящая и обороты около 4000 тоже устраивали. Задача состояла в том, что предыдущий мотор питался напряжением 12 вольт и для него всё было настроено, и теперь надо было сделать питание на 27 вольт. Выбор упал на повышающие преобразователи, способные поднимать постоянное напряжение в среднем до 30 - 35 вольт. Была закуплена целая куча разных модулей-конструкторов, разных типов и параметров. Частично для ознакомления и изучения. И как конечная цель, что-то приспособить для имеющегося мотора.
При проверке оказалось, что все платы преобразователей имеют свой характер, работают по разному, могут уходить в разнос. Один из повышающих преобразователей, на алюминиевой пластине, предположительно, оказался неисправным.
Для продолжения экспериментов остановился на одном регуляторе, который показался мне попроще и при первом включении честно повышал напряжение и не особо грелся.
Для лучшего понимания процессов пришлось долго рыскать в интернете в поисках подходящей схемы. На удивление, схема нашлась и не одна.
Общий вид регулятора со схемами:
Эта схема взята из технических характеристик микросхемы UC3843A:
А эти две схемы срисованы с платы преобразователя:
Как видно, разница очень заметная.
После внимательного изучения разных схем и изучения обзоров на разных форумах, подверг свою плату небольшим усовершенствованиям. Появились новые детали. К сожалению, очень маленькие размеры платы не позволили добавить электролиты по входу и выходу. SMD-монтаж также ограничил возможности по установке деталей.
Теперь плата DC-DC преобразователя выглядит так:
Затем провел испытания. В качестве нагрузки использовались два сопротивления по 33 ома, соединенные параллельно и мотор на 27 вольт на холостых оборотах. Выходное напряжение 27 вольт. Входное напряжение нестабилизированное, без нагрузки около 19 вольт, при полной нагрузке (15-25 ампер) проседает до 13 вольт. То есть, запас по мощности на входе преобразователя более, чем достаточный. Ток в нагрузке был менее 2 ампер. Но ! Электролитические конденсаторы на таком токе начали так сильно греться, что через пару минут их температура превысила 60 градусов.
Пришлось отключать питание. Блокировочные конденсаторы, дополнительные емкости, сопротивление в цепи затвора полевого транзистора - ничего не помогло.
В момент открывания и закрывания полевого транзистора в цепях дросселя появляются короткие мощные импульсы, видимо, они и приводят к чрезмерному разогреву конденсаторов. При этом радиаторы транзистора и диода нагрелись до теплого состояния без всяких признаков перегрева. Осциллограф не показал признаков паразитной генерации в схеме. Только короткие импульсы. Теоретически, с дросселем в схеме так и должно быть. ЭДС самоиндукции, никуда от нее не деться, потому что именно на принципе возникновения этой ЭДС и работает преобразователь.
Потом в качестве нагрузки оставил один двигатель. На долгое время. В режиме холостого хода потребляемый ток составил около 30 ма, что никак не сказалось на температуре деталей регулятора. В режиме сверления и сильной нагрузки на вал двигателя было зафиксировано потребление тока до 3 ампер. Но, это был режим почти полной остановки вращения ротора, что на практике бывает очень редко. Ну, можно сказать, что данный преобразователь для моего сверлильного устройства подошел. А вот рассчитывать на результат, заявленный продавцом - "6 ампер на выходе" не приходится. О чем писали многие экспериментаторы и исследователи китайских конструкторов.
Конечно, в домашних условиях возможности по полному исследованию всех режимов и возможностей конструкторов весьма ограничены. Во первых сама конструкция и SMD-монтаж вносят главные ограничения. Во вторых, импульсный режим работы, наводки, паразитные связи, большие токи - не позволяют разносить детали на значительное расстояние друг от друга. Можно было попробовать заменить электролиты на заведомо качественные, с низким ESR, или вообще, поставить другие, масляные типа КБГ-МН, или танталовые. Но для емкостей 1000 - 2000 мкф получатся громадные размеры всей конструкции. Что будет не совсем практично :).
На данном этапе решил остановиться. Вмонтировать этот регулятор в блок питания, собранный на базе ИБП и в корпусе от него же. Регуляторы напряжения собрать из двух переменных сопротивлений, добавить цифровой вольтметр, может быть с переключением контроля по разным выходам. То есть, нестабилизированный выход и регулируемый выход. И на этом закончить с данным конструктором, повышающим регулятором постоянного тока.
.
