Conversor DC-DC barato e prático.

Na vida de qualquer hobbista de eletrônica — e não só deles — há situações em que um conversor abaixador de tensão pequeno, compacto e barato seria muito útil. Esta análise é justamente sobre um dispositivo assim.

Já fazia tempo que eu estava de olho nesses conversores, mas o preço de 4 dólares nas lojas físicas não me animava a comprar. Depois, encontrei conversores desse tipo em um fórum de eletrônica, por cerca de 10 dólares o lote com 10 unidades. Durante a promoção de 25 de março no AliExpress, resolvi comprar.
Para ser sincero, escolhi pelo preço, ou seja, os mais baratos. Imagino que existam opções ainda mais baratas, mas, naquele momento, essa era a melhor oferta.
Atenção: agora o lote do vendedor custa 7,5 dólares, mas vem com 5 unidades; quando comprei, o lote era de 10. Fiquem atentos.

Especificações informadas pelo vendedor (na verdade, são iguais para todas essas placas).
Tensão de entrada — 3,2–40 V (o fabricante do CI recomenda 4,5–40)
Tensão de saída — 1,25–35 V (naturalmente, desde que a tensão de entrada seja pelo menos 3 V maior que a de saída; e, nesse caso, o capacitor de saída também fica no limite)).
Corrente de saída — até 3 A (eu não seria tão otimista; considerando os componentes instalados, 2 A me parece mais realista).
Eficiência de até 92% (é perfeitamente possível em determinadas condições)
Tensão ajustada de fábrica — 5 V.

Dimensões da placa — comprimento 41 mm, largura 21 mm, altura de 15 mm no componente mais alto.

Recebi o pacote há alguns dias. Ele chegou numa caixinha, com meu pedido embrulhado num pedaço de plástico-bolha. O principal eram os conversores, além de mais algumas coisinhas.
Vou fazer uma análise das outras coisinhas mais tarde, mas resolvi falar dos conversores agora.
Então, foi assim que chegou —


Pelo visto, o vendedor tem algum problema com matemática ou entendeu o conceito de desconto do jeito dele, porque chegaram 9 unidades em vez das 10 que encomendei. Ele economizou 10%. Mandei uma mensagem para ele sobre isso e ainda estou esperando a resposta.
Isso me lembrou uma história que ouvi por acaso numa feira de roupas.
Um vendedor queria comprar echarpes para revender e ficou pechinchando por um bom tempo com um chinês para conseguir um desconto. Conseguiu 20%. Quando recebeu o pedido, ficou muito surpreso: cada echarpe era 20% menor.

Cada conversor veio embalado individualmente num saquinho antiestático selado.


A aparência da placa é claramente diferente da que aparece na página do vendedor.
A principal diferença são os capacitores de alumínio comuns e baratos na entrada e na saída.
Para quem tiver interesse, estas são as especificações:

Entrada: 100 µF, 50 V; ESR — 0,13 Ω; capacitância real: 102 µF
Saída: 220 µF, 35 V; ESR — 0,077 Ω; capacitância real: 225 µF.
Ambos são para 105 °C.
O fabricante é uma tal de Chengx, uma marca desconhecida (até a Chang, chinesa e pouco conhecida, é mais conhecida).
Eu os trocaria por algo de qualidade melhor, já que o CI PWM é sensível à qualidade deles, e colocaria capacitores cerâmicos em paralelo.
CI LM2596S — descrição — www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf‎
O circuito segue quase exatamente o datasheet (mostrei um circuito o mais parecido possível; a diferença está no valor do capacitor de entrada, no tipo de diodo e no valor incorreto indicado para o indutor, pois a marcação 330 corresponde a 33 µH).

Um CI desses custa cerca de 2,5 dólares por aqui.
O indutor instalado é de 33 µH e, pelas dimensões, parece ser do tipo com corrente de operação em torno de 3 A (12 × 12 × 7 mm).


A placa também tem um trimpot multivoltas, que permite um ajuste bastante preciso, e um diodo Schottky que, na minha opinião (e também na do fabricante do CI PWM do regulador), é pequeno demais.
Foi instalado um SS36, mas, depois de comparar as dimensões com o datasheet, estou mais inclinado a achar que é um SS26 remarcado — www.vishay.com/docs/88748/88748.pdf‎
Se quiser aumentar a eficiência, reduzir o aquecimento e melhorar a confiabilidade, é melhor trocá-lo por um mais potente (a descrição do CI recomenda o 1N5825).
Os terminais de entrada e saída estão identificados na placa.


O verso da placa é usado como dissipador de calor. Bem embaixo do chip, há uma matriz de furos metalizados para conduzir o calor até o outro lado da placa. Durante os testes, a placa praticamente não esquentou.


Naturalmente, quis verificar a eficiência desse conversor.
Na foto abaixo, a corrente na entrada com a saída ajustada para 5 V (um valor muito usado em vários dispositivos), carga de 5 Ω (corrente de 1 A, potência de 5 W) e tensão estável de 12 V na entrada (também um valor bastante comum). A corrente na entrada é de 0,5 A, o que representa uma perda de 1 W e uma eficiência de cerca de 83%.


No segundo exemplo, a saída está ajustada para 10 V, com resistência de carga de 10 Ω, portanto, corrente de 1 A e potência de 10 W. A entrada recebe 15 V estabilizados. A corrente na entrada ficou em 0,74 A, com perda de 1,1 W e eficiência de cerca de 90%.


É claro que as medições têm alguma margem de erro, mas estão bem próximas dos valores reais.
Não tenho certeza se compraria esses conversores desse vendedor uma segunda vez, embora o preço tenha me agradado. Mas a falta de atenção (9 unidades em vez de 10) e os capacitores de entrada e saída, que não são muito bons e é melhor trocar, acabam anulando a vantagem do preço baixo.
O diodo necessário pode ser dessoldado de uma fonte de alimentação de computador com defeito, e ele também custa pouco. Os capacitores geralmente podem ser encontrados na bancada de qualquer hobbista de eletrônica, mas é melhor tentar confirmar com o vendedor quais são os modelos instalados (embora isso possa ser complicado com os chineses).

Por outro lado, se comprar tudo isso aqui no Brasil, o preço é ótimo mesmo com esses defeitos. Mas é melhor comprar um lote de 10 unidades, porque em quantidades menores o preço fica quase igual ao das lojas.

Em resumo, recomendo muito comprar as plaquinhas. Quanto a estas em particular e a esse vendedor, a decisão é sua; descrevi os defeitos da melhor forma que pude.

P.S. Com uma modificação relativamente simples (adicionando alguns resistores, um transistor e um capacitor), dá para estabilizar a corrente de saída e transformar a placa em um driver para alimentar LEDs, embora a eficiência caia.
Abaixo está o esquema da modificação desta placa para estabilizar a corrente de saída.
Como carga, usei o LED desta análise


Desculpem pela qualidade das fotos; ficaram escuras.
Se esqueci alguma coisa, escrevam que tento acrescentar.

Atualização: o vendedor devolveu o dinheiro pela placa que faltou.

ATUALIZAÇÃO: agora o lote do vendedor custa 7,5 dólares, mas vem com 5 unidades. Quando comprei, o lote tinha 10 unidades. Fiquem atentos.