avatar_Sattva

Замена дросселя 10 мкГн в БП для PowerBank на базе LiFePO4

Автор Sattva, 31 Май 2017 в 10:14

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Sattva

Приветствую, господа.

Крупное фото:
DropBox


Параметры БП от производителя:
Входящее напряжение: 2..6 В
Выход: 3,3..9 В.
Сила тока: до 2А
Выход: USB.
eBay: http://www.ebay.com/itm/122456747638



Испортил модуль питания - случайно ткнул тестером в режиме вольтметра в выход.
В этот момент плюсовой щуп тестера был в гнезде 10А. Никогда не думал, что это
может привести к нагрузке в 10А на блок питания.   :ah: Теперь знаю.  :facepalm:

В дросселе с маркировкой "100" мгновенно образовалось отверстие (вверху на фото), из которого повалил дым.
Щуп тестера я быстро снял и блок питания даже работает, но отверстие в дросселе не радует.

Заранее благодарен за ответы.

Помогите, пожалуйста:
1. Подобрать нужный дроссель большего номинала.
2. Предотвратить пожар и выход блока питания из строя, снизив рабочую температуру элементов.
3. Понять, можно ли вообще использовать этот БП в сумке без вентиляции?
4. Теплоотвод.

1. Подобрать нужный дроссель большего номинала.
а) На дросселе есть маркировка 100. Как я понял, это 100 микроГенри.
б) Пересмотрел несколько видео, но так и не понял на какой более мощный аналог его заменить, чтобы снизить нагрев.

2. Предотвратить пожар и выход блока питания из строя, снизив рабочую температуру элементов.
а) Блок питания предполагается разместить в сумке на раме велосипеда.
б) Использоваться он будет для питания мобильного телефона (навигатора),
сила тока при этом составляет 1,0..1,3 А.
в) Даже 1.0 А в этом БП разогревает элементную базу до 50 - 80 С (на ощуп), что не есть хорошо для условий закрытой сумки.

Изучал тему рабочих температур северного моста материнской платы. Она может достигать 104 С в некоторых случаях.
Понимаю, что 80 С - вполне может быть в рамках нормы для большинства элементов, при пассивном охлаждении,
но наш случай - герметично закрытая от дождя сумка, потому хочется снизить нагрев.

3. Понять, можно ли вообще использовать этот БП в сумке? Греется все:
а) Конденсаторы SMD 220, 16V, SYK на входе и выходе.
б) Диод M4 на входе.
в) Дроссель 100 мкГн.
г) Даже разъем USB греется до 45 С!
д) Не чем пока замерять нагрев мелких компонентов, потому есть только пальцы.
е) При напряжении 3,3 В и токе 1,3 А имеем 4,29 Вт тепла, которое нужно рассеивать.


Планирую поместить БП в металлическую хромированную трубку диаметров 30 мм в качестве корпуса.

4. Теплоотвод.
а) Задумался о том, как приклеить теплопроводным клеем какие-то металлические пластины-радиаторы к
SMD компонентам БП.

б) Быть может даже микро-вентилятор понадобится поставить в трубке и поделать
отверстия для циркуляции воздуха в сумке.

в) На крайний случай можно сделать герметичную трубку-корпус, убрав USB разъем и загерметизировав провода.
Герметичную трубку можно будет вынести из сумки на раму, где охлаждение ветром получится намного лучше.
Но крепить БП на раму велика - последний вариант.

г) Видел видео в котором было показано, как два подобных блока
питания (тоже повышающие) были объединены в один с целью снизить нагрев:
Этим и занимался. Ничего не выпаивал.
"-" объединил на входе БП (он идет на выход без сопротивления)
"+" объединил на выходе.
Некоторого нагрева удалось избежать, точнее замедлить. Поначалу все отлично!
Если дроссель и диод на входе раньше разогревались за секунды, то в паре нагрев
происходил через 5 - 10 мин, что существенно усложняло дальнейшую настйроку.

Через 5 - 10 мин один из модулей питания все же брал на себя
основную нагрузку и сильно разогревался, а второй остывал градусов до 30.

Около 90 мин игрался с настройками выходного напряжения в попытках
подобрать такое напряжение на выходе каждого БП, чтобы равномерно
распределить нагрузку, но ничего не выходило.

Замерял напряжение и силы тока на выходе одного БП USB ватт-метром.

Стало ясно, что нужно замерять силу тока между блоками питания, текущую по "плюсовому"
проводу, который объединяет блоки. Через 3 минуты замеров доигрался
и спалил дроссель в одном из блоков.

Sattva

Понятно, что можно купить новый модуль БП и не заморачиваться.
Куплено два, потому новый есть. Но изначально он работает на повышенных
температурах и это не подойдет для использования в любой сумке, что и есть
проблема. Потому рад поломке - придется обратиться к знающим людям
за поддержкой.

gad1982

Не чем тут не поможешь,  схема работает у тебя на пределе.  Дроссель даже если и найдешь с большим током (хотя не факт сам свое время искал на 3а) то микруху маленькую которая рядом с дросселем это не спасет. Бери мощнее преобразователь.

Dorn

100мкгн будет обозначаться как 101, а у вас 10мкгн
Бафанг 500вт х36в на 26-колесе и батарея 48В 18Ач, 6фет 25Аток .Китаец 350Вт х36В на 16-м колесе и батарея 48В 18Ач,6фет 25а ток. Китаец 350вт х 36в на 18-м колесе и батарея 48В 20Ач.6фет 25А ток Самодельный трицикл 500втх48в в 16-колесе и батарея 48В 38Ач, Инфинеон ,12фет 31А.ток. Трёхколёсный вел ,22колесо 350вт Х 36в батарея 48В 27Ач NiMh. 6Фет 25А ток. 350Втх36В 22колесо и батарея 48В 30Ач.  12фет 30А ток. Детский трёхколёсный скутерок 250втх24В и батарея 24В 18Ач NiMh

TRO

#4
Если греется дроссель, то значит он дрыщавенький для этой мощности (или тонкий провод в дросселе греется от большого сопротивления, или мало массы феррита и он входит в насыщение). Дроссель можно и нужно ставить больше габаритами и толще проводом. Я для замены таких дрыщавых дросселей брал кольца распыленного железа 52 марки, по массе больше раза в три, и мотал более толстым проводом такую же индуктивность

Однако надо помнить, что для частот выше 300кГц лучше использовать все таки феррит (с зазором), какая частота у  вашего преобразователя я незнаю. В общем общая рекомендация понятна, толще провод и тяжелее сердечник.

И уделите внимание толщине проводов на входе, что бы от источника в 3.3в до преобразователя на проводах существенно не падало напряжение.
От чего вы там в реале вообще запитываетесь?

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

Sattva

#5
TRO, спасибо за ответ. Со школьной скамьи боялся дроселей. Придется освоить их изготовление.

Питаю от одного Headway 40152 проводом 0,5 мм2. А как количество витков посчитать?

TRO

Цитата: Sattva от 31 Май 2017 в 12:29
..А как количество витков посчитать?
Лучше мерять.
А посчитать....  В даташите производителей сердечников и колец есть такой параметр как индуктивность одного витка, берите в расчет что индуктивность растет в квадрате от количества витков.

Цитата: Sattva от 31 Май 2017 в 12:29.... проводом 0,5 мм2.
Замерьте падение напряжения на этих проводах, и желание увеличить сечение прийдет само собой.

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

Sattva

#7
Цитата: gad1982 от 31 Май 2017 в 11:17
Не чем тут не поможешь,  схема работает у тебя на пределе.  Дроссель даже если и найдешь с большим током (хотя не факт сам свое время искал на 3а) то микруху маленькую которая рядом с дросселем это не спасет. Бери мощнее преобразователь.

[user]gad1982[/user], спасибо за ответ. Не нашел блоков питания, способных работать с LiFePO4.
Все штампуют для Li-Ion, Li-Pol.
Это первый и единственный такой на всем Аликспресcе и eBay.
Вероятно потому, что есть в нем та самая неопознанная микросхема:
4410
GA5T45

Найти ее описание не удалось.



Добавлено 31 Май 2017 в 14:00

Цитата: TRO от 31 Май 2017 в 12:35
Цитата: Sattva от 31 Май 2017 в 12:29
..А как количество витков посчитать?
Лучше мерять.

Начнем с ферритовых колец. Можно взять какое-то любое от материнской платы?
Наверное нет, потому как нет же на него datasheet с параметрами индуктивности
одного кольца. Верно?

P.S.
Прочел внимательнее. Первая фраза - "лучше мерять".
Пошел изучать, чем его мерять и сколько должно быть единиц.

Sattva

Становится ясно, что нужно искать мультиметр, измеряющй индуктивность.

Так же наткнулся на вариант последовательного подключения двух дросселей.
А вот как это повлияет на совместную работу пока не понял. Выдираю из контекста,
потому и не понятно:

https://goo.gl/9Dkn0K

ЦитироватьВозник такой вопрос: необходимо в солярии установить новый дроссель для одной их ламп, но лампы там на 180 Вт, а стартер есть только на 240 Вт, на сколько я понимаю это задаст для лампы больший ток, а значит более жёсткие условия работы, верно?

Так вот можно ли его использовать, загорится ли лампа вообще и на сколько сильно это повлияет на долговечность?

И ещё: а можно ли использовать в такой ситуации два дросселя парраллельно, если их сумарная мощность равна искомой?

ЦитироватьДроссели надо включить последовательно, тогда по мощности они подойдут, если параллельно, то лампа быстро выйдет из строя, ибо при таком включении к ним надо лампу на 500 вт... .

Sattva

Так, мотать дросселя, подключать параллельно или последовательно - это чуть позже.
Пока что нашел продавца, у которого не просто кучка дросселей, а есть некоторые параметры.
Есть два варианта:

1.
Индуктивность: 10 мкГн
Корпус: 8мм х 10мм
Частота тестирования: 1 кГц
DCR (max), Ohm: 0.04
IDC (max), A: 3.8

2.
Индуктивность: 10 мкГн
Корпус: 9мм х 12мм
Частота тестирования: 1 кГц
DCR (max), Ohm: 0.03
IDC (max), A: 3.4

Цена: 2,39 USD за 10 штук
https://www.aliexpress.com/item/10pcs-power-inductor-dip-10uH-100uH/32745999567.html

Подскажите, пожалуйста, что лучше взять?

Sattva

#10
Еще нашел в Украине:
Дроссель силовой RCH114NP-100KB Sumida
Тип: RCH114
Индуктивность: 10uH±10%
Рабочий ток, А: 4 A
Idc=4.0 А
Rdc мax/typ=33/25 mOhm
Габариты: d=10,5 mm; h=14,4 mm
Радиальные выводы
Характеристики: Силовая, пров. на феррит. гантеле
https://www.rcscomponents.kiev.ua/product/10uh-10-rch114np-100kb-sumida-drossel-silovoj_38159.html
Цена: 12 грн = 0,5 USD

Есть еще производитель в Украине:
Компания: Core Tech
http://coretech.com.ua/docs/coretech-powerful_toroidal_chokes-DPT-2015.pdf

Тип: DPT09V-090

Номинальная начальная индуктивность дросселя:
LН (±10%) = 9,4 мкГн

Макс. ном. сопротивление по постоянному току:
RDC (±20%), Ом = 0,025

Максимальная пост. составляющая силы тока через дроссель на перегрев 50°C:
IDC max 50 = 4,35 А

Максимальная пост. составляющая силы тока через дроссель на перегрев 25°C:
IDC max 25 = 2,67 А

Номинальная индуктивность при макс. токе на перегрев 25°C
LI max 25 (±10%) = 7,4 мкГн

TRO

[user]Sattva[/user], Советую прикупить на ебей или алиэкспрессе (или на Украине поищите) тестер полупроводниковых элементов, там цена около 7-14 уе в зависимости от исполнения.
Вот один из вариантов исполнения:

Там даже думать не надо к какой клемме что подключать, он сам определяет что к нему подключили и показывает индуктивность, сопротивление, емкость, и тип транзисторов даже с коэфициентом усиления. Вам в жизни точно пригодится. Я себе собирал сам, но вам лучше купить, незнаю как я раньше без него обходился.

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

gad1982

ЦитироватьНе нашел блоков питания, способных работать с LiFePO4
Есть такое, более мощные срываются при входном 3,5-3,7В, сталкивался с таким сам. Конечно лучше спаять самому (как в итоге я и сделал), не дорого выходит и с токами можно поиграться. Дроссель поменяешь сразу теплоотвод ставь на микруху.

Sattva

Цитата: gad1982 от 01 Июнь 2017 в 10:58
ЦитироватьНе нашел блоков питания, способных работать с LiFePO4
Дроссель поменяешь сразу теплоотвод ставь на микруху.
Спасибо. Так и поступлю.

Тем временем попробовал целый блок питания всунуть в корпус от таблеток.
Через минут 5 - 10 зарядного процесса из целого дросселя так же начал идти дымок.
Стало ясно:
1. В корпусе при силе тока 1,3 А этот блок питания эксплуатировать недопустимо.
2. Я на верном пути - нужно менять все компоненты, которые работают на пределе возможностей.

Sattva

Цитата: TRO от 01 Июнь 2017 в 09:03
[user]Sattva[/user], Советую прикупить на ебей или алиэкспрессе (или на Украине поищите) тестер полупроводниковых элементов, там цена около 7-14 уе в зависимости от исполнения.
Вот один из вариантов исполнения:


Спасибо. Я за этим пару недель пересмотрел множество таких измерительных приборов
по разным ценам. Нашел даже обзор на такой, как вы привели. Вот обзор.
https://youtu.be/KW5cOYmohjk

Суть обзора в том, что точность замеров подобных приборчиков весьма невысока.
Он, конечно, показывает и емкость и индуктивность, но задумался о чем-то поточнее.

Пока рассматриваю один из таких по цене $28 с аккумулятором и USB зарядкой встроенной и цветным дисплеем.

https://www.aliexpress.com/item/MK-328-TR-LCR-ESR-Tester-transistor-inductance-capacitance-resistance-ESR-meter-free-shipping/32310123631.html?spm=2114.13010308.0.0.hVC8LD

https://www.aliexpress.com/item/2016-T7-New-Transistor-Tester-TFT-Diode-Triode-Capacitance-Meter-LCR-ESR-meter-NPN-PNP-MOSFET/32700218750.html?spm=2114.13010308.0.0.hVC8LD

Насколько они хороши не понятно.

Так же мною найдены и подобраны на замену диод и дроссель в местном магазине РКС компоненты.
Детали заказаны, оплачены и дожидаются меня с сегодняшнего утра.

Так что продолжение модернизации модуля питания будет.