DC-DC на MP1584

[skanch]

Модуль построен на микросхеме MP1584 (даташит) step-down-регуляторе. Полностью готовое решение для использования "из коробки". На мой взгляд на сегодня одно из лучших решений для организации питания для планшетов с током нагрузки до 1.5А (с дополнительным охлаждением до 2.8А). Габариты 17 мм х 22 мм. Эти DC-DC модули держат "просадку" напряжения до 6.5-7.0В при нагрузке в 1.5А, что положительно сказывается на работе во время кручения стартером. Температурный тест модуля. При нагрузке выше 1.5А требуется дополнительное охлаждение (радиатор). Рекомендации по использованию модуля. Вариант установки модуля внутри планшета можно посмотреть здесь.
Подстроечный резистор очень "чувствительный", увеличение напряжения на выходе происходит если вращать против часовой стрелки.
Модуль имеет встроенную защиту от короткого замыкания, но абсолютно не защищен от "переплюсовки" входного напряжения - моментально "выгорает". По качеству выходного напряжения нареканий не вызывает (при использовании в качестве питания для планшетов и периферии "шумов" нет). Если производитель модуля использовал достаточно качественные компоненты, то во включённом состоянии без нагрузки при входном напряжении до 15V и выходном до 5V пульсации на выходе не выше 20mV. При таких же параметрах входного и выходного напряжений и с нагрузкой в 1,5А пульсации на выходе до 40mV (повторю: зависит от качества элементов на модуле). Рекомендую использовать отдельные модули - один для питания планшета и один для HUB-а. Собственное потребление во включённом состоянии без нагрузки находится в диапазоне от 200 µA до 300 µA (микроампер!) и зависит от производителя модуля. Если планшет правильно подготовлен и имеет своё собственное потребление в режиме "сна" 2-5мА (у некоторых пользователей, Nexus 7 имеет именно такое потребление как это сделать), то "связка" с модулем на MP1584 будет идеальным решением.



Для получения на выходе фиксированного напряжения 4.4V для питания планшета и напряжения 5,3V для HUB-а нужно заменить подстроечный резистор на постоянное сопротивление и поменять ещё один, как на рисунках ниже.

Резисторы нужны прецизионные с точностью 1% (лучше 0,1%).

Ниже варианты подбора выходного напряжения (резистор с бóльшим номиналом ставится вместо подстроечника):
4,35V (120К/27К)
4,43V (150К/33К)
4,44V (82К/18К)
4,56V (47К/10К)
4,58V (43К/9.1К)
4,60V (39К/8.2К)
4,90V (200K/39K)
5,30V (62К/11К)
5,32V (220К/39К)

Или поменять только один подстроечный резистор на многооборотный металлокерамический SMD 3224W 504 (последние цифры означают, что сопротивление подстроечника 500К). Этот вариант позволит осуществлять более тонкую настройку выходного напряжения. К тому же технология "кермет" по которой изготовлены эти потенциометры отличается высокой надёжностью и "стабильностью характеристик при самых неблагоприятных условиях окружающей среды" источник, что неоднократно подтвердилось на практике их использования в составе блоков питания.



Для увеличения надёжности и стабильности в дальнейшем использовании таких модулей рекомендую заменить входной и выходной керамические конденсаторы на аналогичные по размеру 1210 с ёмкостью от 22µF на напряжение 25-50V на входе и от 47µF на 16-25V на выходе. Добавочные электролитические конденсаторы (лучше использовать полимерные твердотельные конденсаторы): на вход от 22µF на напряжение 25-50V и от 100µF на 16-25V на выходе. А так же желательно заменить индуктор, на аналогичный по размеру с током от 3-4А и индуктивностью 10-15 µH и диод Шоттки на SS54 (это максимально возможный по размеру для установки на этом модуле). Резистор, задающий частоту переключения заменить на 200К, что приведёт к установке примерно 900kHz (на "стоке" выставлена максимальная частота в 1500kHz).



При этом элементы компенсации (резистор и конденсатор) на модуле менять не нужно. Ниже один из вариантов с индуктором на 10µH и заменёнными керамическими конденсаторами.




При увеличении площади платы и соответственно отвода тепла от микросхемы MP1584, а так же использовании более мощного индуктора и диода Шоттки можно увеличить ток нагрузки до 3,5А, при этом не используя радиатор охлаждения. С добавлением дополнительных элементов фильтрации реально получить очень "чистое" напряжение на выходе модуля с пульсациями не выше 30 mV при максимальной нагрузке.

Внешнее управление можно сделать по такому варианту,
отпаиваем этот резистор




и к ноге на самой микросхеме припаиваем проводок (как вариант МГТФ 0,07 мм.кв.)



Если напряжение управления фиксированное 5V, то подаём его прямо на провод, если напряжение бортовой сети автомобиля, (условно 12V), то подаём его через резистор в 100КОм.



__________________________________________________ ________
Ниже сравнительные тесты модулей LM2596, XL4005E без доработок:
Напряжение на входе: 13,5V
Напряжение на выходе: 4,35V
Время теста при каждом изменении нагрузки:30 мин.

LM2596



Пульсации на выходе без нагрузки: 50mV
Пульсации на выходе нагр. 1,5А: 290 mV
Температура на микросхеме: 85С
Частота переключения:92 KHz.

Пульсации на выходе нагр. 2,0А: 310 mV
Температура на микросхеме: 98С
Частота переключения:92 KHz

Рекомендуемая длительная нагрузка: 900 mA

XL4005E



Пульсации на выходе без нагрузки: 30mV
Пульсации на выходе нагр. 2,0А: 60 mV
Температура на микросхеме: 75С
Температура диода Шоттки: 83С
Температура входного электролита: 66С
Температура дросселя: 76С
Частота переключения:290 KHz.

Пульсации на выходе нагр. 2,5А: 60 mV
Температура на микросхеме: 85С
Температура диода Шоттки: 97С
Температура входного электролита: 70С
Температура дросселя: 86С
Частота переключения:290 KHz.

Пульсации на выходе нагр. 3,0А: 90 mV
Температура на микросхеме: 95С
Температура диода Шоттки: 106С
Температура входного электролита: 70С
Температура дросселя: 93С
Частота переключения:300 KHz.

Рекомендуемая длительная нагрузка: 1,8А

Что бы микросхема работала долго с заявленными параметрами, температура на её корпусе не должна превышать 65-70С.

Я не рекомендую преобразователи на XL4005E и LM2596 использовать в качестве источников напряжения для питания планшетов и периферии.

[skanch]

Немного добавлю информации по данному модулю. В последнее время очень часто попадаются модули у которых нет площадки под микросхемой под распайку общей массы.



Эта площадка выполняет функцию основного теплоотвода от её корпуса. В не распаянном варианте микросхема работает не совсем правильно: понижается нагрузочная способность модуля и увеличивается нагрев всей платы и как результат при нагрузке в 1,6А температура на микросхеме 95-105С. При таком нагреве выходное напряжение начинает "плавать". Для исправления ситуации нужно отпаять микросхему, зачистить слой маски до появления меди, залудить получившуюся площадку и припаять назад микросхему. Сразу скажу - без фена сделать достаточно проблематично.

Появились в продаже очень похожие модули, но с другими характеристиками (отличия не в лучшую сторону).



Микросхемы на них со спиленной маркировкой, трассировка платы тоже отличается. Собственное потребление модулем выше, чем у "оригинала" и составляет 11мА. Пульсации напряжения на выходе без нагрузки 260 мВ (с нагрузкой до 1.8В). По максимальной нагрузке (без радиатора) примерно сопоставимы с MP1584. Не могу утверждать, но очень похоже, что это MP2365...

[skanch]

Ещё сравнение модулей, с "личиной" MP1584... Мне пока попались два вида "подделки" таких модулей.



Один вариант безнадёжен в плане доработки для нормального использования ( я не смог это сделать). Но если вы стали "счастливым" обладателем такого варианта модуля,



то есть возможность немного исправить его в лучшую сторону.
Для этого на модуле добавляем элементы, как на фото.



На входе и выходе меняем керамические конденсаторы и ставим с ёмкостью побольше: 22-47мкФ. На вход добавляем электролит 220-330 мкФ на 25В или выше. На выходе паяем электролит на 1000-2000 мкФ на 16В или выше. Без нагрузки пульсации на выходе после доработки уменьшились до 90мВ, при выставленном на выходе напряжении 4.5В и нагрузке в 2.0А пульсации 130 мВ. Это не "супер", но гораздо лучше чем в исполнении производителя. После доработки нагрузку держит хорошо, напряжение на выходе не "плавает".

Для варианта внешнего управления по "EN" нужно сделать следующее: выпаиваем резистор на 100К, который на фото,



впаиваем резистор на 10К (подтяжка к "массе"), изменив его положение, как ниже на фото и проводок управления к ноге микросхемы. Ниже "готовый" модуль с внешним управлением ( если от контроллера, то ничего не добавляем, если от внешнего питания , то последовательно с проводом нужен резистор на 100К).

[oleg707]

Слушай, а что мешает при заказе рассмотреть, тот ли модуль? И если не то пришло, просто открывать диспут.
По поводу управления - я ничего не выпаиваю, просто подпаиваюсь к ноге микросхемы ( EN), и на выход процессора через 1к резистор. При низком логическом уровне дс-дс выключен, без управления - включен.
Естественно, если надо управлять "плюсом" то выпаивать подтяжку и т.п.

[mazay66]

Сообщение от oleg707

Слушай, а что мешает при заказе рассмотреть, тот ли модуль?

Скажи честно, когда последний раз заказывал модули? Можно "в четыре глаза" рассматривать. Будет идеальный, стандартный модуль. А когда распечатаешь посылку, "пить боржоми" будет поздно. Что решает диспут??? Кроме морального удовлетворения возврата части денег, модуль не превратится "из тыквы в карету". Думаю, именно поэтому и появляются такие посты.

[skanch]

Сообщение от oleg707

Слушай, а что мешает при заказе рассмотреть, тот ли модуль?

Если бы покупал в магазине или на базаре, то - да, согласен можно покрутить в руках и рассмотреть... Покупаешь по ссылке в магазине, где указан модуль на MP1584, а приходят - те, что приходят. По последнему "диспуту" продаван, даже не ответил, а Алиэкспресс выплатил только половину суммы. Так, что лежат у меня больше сотни подобных модулей...
.

[muslimun95]

Привет. Почитав эту тему решил купить и попробовать на работоспособность этот dc dc. Проверил сравнив с оригиналом. Все совпадает. Выставил на выходе напряжение 4.3 в и подцепил нагрузку 1.3амп. где то через 40сек. Плата была горячая что не возможно было тронуть пальцем. Потом решил подцепить dc dc lm2596 на такой же нагрузке, можно сказать практически не греется.

[skanch]

Сообщение от muslimun95

Привет. Почитав эту тему решил купить и попробовать на работоспособность этот dc dc. Проверил сравнив с оригиналом. Все совпадает. Выставил на выходе напряжение 4.3 в и подцепил нагрузку 1.3амп. где то через 40сек. Плата была горячая что не возможно было тронуть пальцем. Потом решил подцепить dc dc lm2596 на такой же нагрузке, можно сказать практически не греется.

Вы попробовали один модуль и делаете заключение о его непригодности...
Но я с уверенностью могу сказать, что плата с оригинальной трассировкой и микросхемой MP1584 без дополнительного охлаждения при комнатной температуре способна работать продолжительное время (5 часов и более) с напряжением на выходе 5В и током нагрузки до 1,7А (не более!), при этом температура на корпусе микросхемы почти 80С (это предельная рабочая температура для этой микросхемы, при которой параметры выходного напряжения стабильные). С увеличением нагрузки температура сильно растёт. При нагрузке в 1,5А при тех же условиях температура уже 55-65С, что является рабочей для этой микросхемы. Но не следует забывать, что в машине условия отличаются от экспериментальных и температура летом под консолью или в "бардачке, а тем более в "козырьке" не редко доходит до 70-80С и поэтому дополнительный теплоотвод для модуля необходим. Утверждения, что модуль без изменений в конструкции может "тянуть" до 2А безосновательны. Модуль с размерами 75мм х 43мм, выполненный на двухсторонней плате по трассировке, близкой к оригиналу, но с более мощными индуктором и диодом Шоттки без дополнительного охлаждения при нагрузке в 2,5А, выходном напряжении 5В и непрерывной работе в течение 4 часов показал температуру на микросхеме в 60С (и это при размерах в 8 раз больше оригинального модуля!). "Упаковка" платы в алюминиевый корпус с размерами 75 х 50 х 20мм позволила увеличить нагрузку уже до 3,5А.

[anton2204]

Заказал себе такой преобразователь(как понимаю на той же микросхеме), без подстроичника. Что скажете(судя по "картинкам")?
P.S. Параллельно заказал еще такой, но на "картинке" марки чипа не видно - спилен(но скорее всего MH KC24). Типо - поддержка QC3.0 и QC2.0. Мне быстрая зарядка особо не нужна - тупо кондеры на плате понравились!)

[skanch]

Этот, по трассировке идентичный указанному в теме. Основные резисторы в "обвязке" 1% - что скажется в лучшую сторону на стабильности напряжения. Индуктор более "правильной" индуктивности... Частота переключения выставлена в районе 900 KHz.



Но нагрузку в 3А без дополнительного радиатора и небольшой доработки не "потянет". Противоположная сторона платы "голая" и это позволит наклеить плату через термо-скотч на теплоотвод.

Здесь обзор про второй модуль.