Eu tenho um projeto que envolve um computador de placa única específico * e várias centenas de LEDs RGB "inteligentes" WS2812B *, todos funcionando com uma fonte de 5V.
Eu tenho uma fonte de alimentação não regulamentada de 5 volts e 15 amp. Enquanto os LEDs estão bem com uma fonte de alimentação não regulamentada, o microcontrolador que estou usando tende a ter problemas quando a tensão não é constante.
Desde que eu quero executar tudo isso a partir de uma fonte de energia, eu gostaria de criar cerca de 1 amp de energia 5V regulada a partir da fonte não regulamentada de 15A 5V.
Quero construir esse conversor de energia em uma placa de circuito impresso, por isso estou procurando um design que possa implementar e não uma placa pré-fabricada. Meu design final será um chapéu Pi, ou seja, ele se encaixará nas portas GPIO do Pi e ficará em cima.
Tudo isso será soldado manualmente (através do orifício ou montagem na superfície), de modo que, idealmente, não envolva mais peças do que o necessário. Este é um caso único, embora o custo seja uma preocupação, não estou tentando economizar centavos.
Que tipo de circuito conversor de energia eu poderia construir na minha placa que pode fazer isso? Convertendo apenas 1 amp, encontrarei problemas significativos de calor?
Não estou pedindo a ninguém para projetar isso para mim, mas me aponte na direção correta.
* O WS2812B é uma fonte de luz LED RGB controlada por dados seriais 'inteligente' integrada em um pacote 5050. As conexões são entradas e saídas seriais digitais, mais 5V e terra. alfinetes. Ele também inclui um oscilador interno de precisão e um inversor de corrente constante de 12V (gerado internamente). Os dispositivos são encadeados em série (do Dout ao próximo Din), permitindo até 1024 dispositivos e uma corda de 5 metros de comprimento em uma única conexão em série.
Para mais detalhes, consulte a folha de dados aqui
* Raspberry Pi 2 B
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Respostas:
A folha de dados do conversor XL6009 possui vários esquemas de referência, incluindo um para o conversor boost-buck não inversor:
Você precisará adaptá-lo à saída de 5V em vez de 12V substituindo R2 por um resistor de 3,0K, de acordo com a fórmula acima. A faixa de entrada depende da tensão e corrente de saída; portanto, sua fonte não regulamentada de 5V deve estar na faixa de uma saída regulada de 5V.
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O que você deseja é chamado de "conversor de inversão de impulso não inversor". Existem algumas topologias diferentes do conversor de modo comutado que podem alcançar isso.
Infelizmente, todos eles são mais complexos do que um simples conversor buck (apenas desce) ou um conversor boost (apenas desce).
Um google rápido encontrou uma appnote Ti comparando as opções. http://www.ti.com/lit/an/slyt584/slyt584.pdf
A National Semiconductor possui uma ferramenta on-line chamada webbench que projetará esse material para você. A única desvantagem que encontrei com ela é que ela gosta de escolher peças que sejam um PITA para soldar.
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Por que construir você mesmo quando você pode comprar um pequeno conversor boost-buck por menos de dez dólares? Eu tenho uma experiência bastante positiva com este . É pequeno, de perfil baixo e é fácil de soldar (4 furos nos cantos, 2 para entrada e 2 para saída):
Para sua informação, o tamanho dessa coisa é 44x21x13mm, portanto pode se encaixar bem entre a sua PCB personalizada e a RPi.
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Meu raspberry pi 2012-2013 anunciado como necessitando de "5V regulado" acabou precisando de 4,88 a 5,02 V para inicializar e> 4,4V para continuar operando. Como seu suprimento principal de 15A pode momentaneamente ultrapassar 5,02 volts às vezes, eu não confio nele.
Se você pode tolerar que um LED verde esteja sempre aceso, você pode usá-lo como um "transbordamento" a 4,9 Volts com pares de verdes paralelos ao rPi, que vão do limiar de brilho mínimo em cerca de 4,8V a muito brilhantemente em 5.2V. Do seu suprimento de 15A, passe um cabo com classificação de 2Amp na placa do "regulador de transbordamento", que inclui nada além de pares de LED verde e o suficiente para descarregar um amplificador em 5,2V, embora normalmente eles devam usar muito menos. O objetivo é que ele fique próximo a 5V nesta placa com o rPi desligado. use um cabo de alimentação 2A mais longo (para sua resistência), se necessário. Dependendo do tipo de fonte não regulamentada de 15A, você também pode querer um capacitor de gordura na placa "regulador de sobrecarga". De 5V rms desregulado retificado (um dos piores tipos de desregulado),
Em seguida, você deseja comprimento suficiente de fio com classificação 2A desta placa para as linhas "0" e "+5" do pi, possivelmente com uma chave lá, e com o objetivo de 1/20 a 1/8 ohms nesses cabos de alimentação. (a maioria dos multímetros não mede tão baixo quanto isso). A ativação do rPi deve tornar os verdes visivelmente mais escuros e fornecer 4.9V constantes no rPi.
Por favor, poste aqui e em um fórum rPi a tensão medida entre TP1 e TP2, pois é nesse ponto que espero que seja necessário 4,9Volts (que é anunciado como "5")
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