Fuente de alimentación bipolar a partir de módulos reductores de CC-CC chinos LM2596 ya preparados. Convertidor reductor de voltaje en LM2596 del circuito de alimentación Stone Age Lm2596
LM2596 - convertidor reductor corriente continua, a menudo se produce en forma de módulos prefabricados y cuesta alrededor de 1 dólar (busque LM2596S DC-DC 1,25-30 V 3A). Pagando 1,5 dólares, puedes comprar un módulo similar en Ali con indicación LED de voltaje de entrada y salida, desactivación del voltaje de salida y botones de ajuste fino que muestran valores en indicadores digitales. De acuerdo: ¡la oferta es más que tentadora!
A continuación es diagrama de circuito de esta placa convertidora (los componentes clave están marcados en la imagen al final). En la entrada hay protección contra inversión de polaridad: diodo D2. Esto evitará que el regulador resulte dañado por un voltaje de entrada conectado incorrectamente. A pesar de que el chip lm2596 puede procesar voltajes de entrada de hasta 45 V según la hoja de datos, en la práctica el voltaje de entrada no debe exceder los 35 V para un uso prolongado.
Para lm2596, el voltaje de salida está determinado por la siguiente ecuación. Con la resistencia R2, el voltaje de salida se puede ajustar de 1,23 a 25 V.
Aunque el chip lm2596 está diseñado para una corriente máxima de 3 A de funcionamiento continuo, la pequeña superficie de la masa de la lámina no es suficiente para disipar el calor generado en todo el rango de funcionamiento del circuito. También tenga en cuenta que la eficiencia de este convertidor varía mucho según el voltaje de entrada, el voltaje de salida y la corriente de carga. La eficiencia puede oscilar entre el 60% y el 90% dependiendo de las condiciones de funcionamiento. Por lo tanto, la eliminación de calor es obligatoria si se produce un funcionamiento continuo con corrientes superiores a 1 A.
Según la hoja de datos, el condensador de alimentación directa debe instalarse en paralelo con la resistencia R2, especialmente cuando el voltaje de salida excede los 10 V; esto es necesario para garantizar la estabilidad. Pero este condensador a menudo no está presente en las placas inversoras económicas chinas. Durante los experimentos, se probaron varias copias de convertidores de CC en diversas condiciones de funcionamiento. Como resultado, llegamos a la conclusión de que el estabilizador LM2596 es muy adecuado para corrientes de suministro bajas y medias de circuitos digitales, pero para valores de potencia de salida más altos se requiere un disipador de calor.
Resulta que en el microconjunto LM2596 se puede montar fácilmente una fuente de alimentación estabilizada con todas las funciones que se puede utilizar en casi cualquier fuente de alimentación de laboratorio con protección contra posibles cortocircuitos.
Características y propiedades máximas permitidas:
Análogos extranjeros: un análogo completo de este microcircuito es el chip MIC4576BU.
Circuito típico de conexión de microcircuitos:
Todos los componentes del circuito utilizado para ensamblar la estructura en la primera versión corresponden en valores nominales a los indicados en la hoja de datos (ver el archivo en el enlace de arriba), solo no se pudo encontrar la resistencia de sintonización de cincuenta kiloohmios. entonces en su lugar hay una resistencia de 47 kiloohmios. La ventaja de este estabilizador de voltaje puede considerarse un calentamiento mínimo a altas corrientes, algo de lo que los microconjuntos típicos KRENOK y LM317 no pueden presumir.
Además, se puede enviar una señal a la quinta pata del microconjunto para apagar el dispositivo.
Opción 2: regulador de voltaje ajustable basado en el chip LM2596T
El LM2596T, que funciona en modo pulsado, tiene una eficiencia bastante alta y permite que fluyan a través de él corrientes con un valor nominal de hasta 2 A, sin necesidad de un disipador de calor. Para corrientes de carga elevadas, es necesario utilizar un radiador con una superficie mínima de 100 cm2. Además, el radiador se debe fijar al microconjunto mediante pasta termoconductora tipo KPT-8.
El circuito se puede configurar para cualquier otro voltaje de salida fijo, es decir, utilizar el estabilizador como convertidor DC-DC. Para hacer esto, necesita reemplazar la resistencia R2 con una resistencia calculada usando la siguiente fórmula matemática:
R 2 = R 1 ×(V salida / V ref-1)
o R 2 = 1210×(V salida /1,23 - 1)
Si conecta este diseño a un transformador reductor de red con
Hace un tiempo, mientras estaba sentado en el auto, pensé: ¿por qué estoy cargando mi teléfono a través del cargador de auto instalado en el encendedor? Después de todo, a menudo hay más de un “consumidor” y, a veces, se necesita la propia toma del encendedor. Formulé las especificaciones por mí mismo: suministro de energía desde la red de a bordo a través del interruptor de encendido, salida de 1-3 puertos con una corriente de hasta 2 A. Busqué en Internet y resultó que estaba lejos del primero quien quedó desconcertado por el problema y, más aún, lo implementó de diversas maneras.
Para mi idea, necesitaba un estabilizador de voltaje que pudiera soportar el voltaje y la corriente a bordo de hasta 3 amperios. En realidad, hay una gran cantidad de opciones de implementación, pero todas se reducen a una cosa: un convertidor reductor pulsado. ¿Por qué impulso? Porque tiene la máxima eficiencia. Esto significa que no habrá casi nada que calentar en el convertidor y las dimensiones prometen ser mínimas.
Un convertidor reductor está diseñado para reducir el voltaje al valor requerido. Sus elementos de potencia funcionan en modo llave, simplemente encendido y apagado. En el momento del encendido, el inductor (bobina en el núcleo) acumula energía, en el momento en que elemento de poder(transistor) se apaga, el inductor libera la energía almacenada a la carga. Tan pronto como el inductor libere la energía acumulada, el circuito que controla el voltaje de salida encenderá el transistor de potencia y el proceso se repetirá.
EN actualmente Todos los cargadores de teléfonos y tabletas que se insertan en la toma del encendedor de cigarrillos se fabrican según un circuito con un convertidor reductor de impulsos.
Entrega y apariencia:
La placa llegó en una bolsa antiestática sellada, lo que parece un motivo de alegría, pero en realidad hay que darlo por sentado.
La calidad de la soldadura es bastante buena. Residuos de flujo menores en el reverso de los terminales de resistencia variable.
La resistencia variable de múltiples vueltas le permite ajustar con precisión el voltaje de salida. 
Se proporcionan orificios de montaje para tornillos. No hay bloques de terminales, habrá que soldar los cables. Debajo del chip hay agujeros metalizados para eliminar el calor adicional. reverso honorarios.
El esquema no podría ser más sencillo:
Lo único es que los chinos tienen diferentes clasificaciones para inductores y condensadores. Al parecer, lo que esté disponible, lo instalan. No puede ser peor.
Soldé rápidamente los cables y la carga en forma de una resistencia bobinada de 2,2 ohmios y 10 W.
Para limitar la temperatura durante el calentamiento, la resistencia se colocó en agua. 
Hay 2 voltajes disponibles en el stand: 12 Voltios y 24 Voltios. El primer encendido se realizó sin carga, para ajustar el voltaje de salida y no quemar la bufanda. Al girar el tornillo de la resistencia, logré un voltaje de salida de 5 voltios.
Una carga de 2,2 Ohmios implica una corriente de 2,27 Amperios, lo que se ajusta a los parámetros indicados de la placa así como a mis necesidades con un pequeño margen, ya que conseguí un conector dual de una placa base muerta: 
1 amperio por puerto.
10 minutos de trabajo bajo carga y la tabla se calienta muchísimo. Foto de una cámara termográfica: 
parte trasera 
¡Achtung! La temperatura es de 115 ° C en el diodo, 110 ° C en el microcircuito (lado de las piezas) y 105 ° C en el reverso.
La temperatura del acelerador es de unos 70°C, un poco excesiva, pero no llega a la saturación.
La temperatura máxima para el diodo es de 150 ° C y para el microcircuito de 125 ° C.
No cabe en ninguna puerta. Empecé a pensar que eso era un defecto o que había vuelto a comprar basura barata.
y descubrí que este convertidor tiene una eficiencia pésima. Y todo debido al hecho de que el elemento clave en el microcircuito es un transistor bipolar que, aunque funciona en modo clave, cuando está abierto, el voltaje a través de él cae bastante.
Aumentar el voltaje de entrada a 24 voltios no ayudó a mejorar la situación.
Gráfico de eficiencia con una corriente de carga de 3 amperios: 
Aquellos. aproximadamente el 80% cuando se alimenta desde la red de a bordo del vehículo. La salida del microcircuito se libera con una carga de 3 A 3,7 W y el diodo y el inductor también se calientan. Reemplazar el diodo (3A 40V) y el inductor (47 μH), además de instalar un radiador, podría resolver el problema de calefacción, pero ¿por qué tanto esfuerzo cuando se pueden conseguir convertidores reductores más avanzados por el mismo dinero?
Un intento de corregir la situación:
Instalé un pequeño radiador en el reverso con pegamento termoconductor (corté el radiador de una fuente de alimentación defectuosa de la computadora). 
Planeaba llevar el diodo allí desde la "sala de servicio". Con el inductor es un poco más complicado, pero creo que podría encontrar uno con una sección transversal más grande del cable de bobinado (teniendo en cuenta la distribución decente de la inductancia en los inductores utilizados por los chinos).
Un intento de encender y tomar lecturas de temperatura provocó un bloqueo =) Confundí la polaridad y quemé el microcircuito. Ahorré dinero, tuve que llevar inmediatamente 5 de ellos para experimentos, pero sería mejor no llevarlos en absoluto, porque este convertidor antiguo es tan terrible que ni siquiera resuelve el 50% de las características en el específico. tablero utilizado.
En la inmensidad de la red descubrí un uso atípico del microcircuito LM2596: un amplificador. frecuencia de audio clase D! La señal se suministra a la entrada 4 ". Comentario" La frecuencia de desacreditación en realidad no supera los 150 KHz. En ningún caso se contempla montar un amplificador a base de convertidor, existen microcircuitos especializados para ello =)
Las conclusiones son decepcionantes:
El tablero vendido no justifica las características declaradas. Además, la dependencia de la corriente de carga es mucho mayor que del cambio de voltaje. Puedes modificar el tablero reemplazando la mitad de las piezas, pero ¿cuál es el punto?
Aún así, si necesita un convertidor reductor, la mejor alternativa al que se analiza serán los convertidores ensamblados en microcircuitos: LM2577, LM 2678 y similares. En este momento Ya he pedido varias tablas para probar.
Si bien había estado planeando instalar puertos USB en el automóvil durante mucho tiempo, mi máquina se estropeó :( 
pero aun así había un lugar donde colocaría el convertidor en lugar de la fuente de alimentación del transformador:
Esta vez (donde está la inscripción creativa): 
Estos son dos (barra frontal con Puertos USB paredes de “caja” de plexiglás arrancadas de una vieja caja de computadora): 
Especialmente para la revisión hice una placa de carga para probar. cargadores(Incluso quemé un par, no aguantaban la carga). En Ali se venden confeccionados por alrededor de 1 dólar: 
Los convertidores reductores CC-CC se utilizan cada vez más en la vida cotidiana, en el hogar, en aplicaciones automotrices y también como fuentes de alimentación reguladas en un laboratorio doméstico.
Por ejemplo, en un vehículo pesado, el voltaje de la red de cable a bordo puede ser de +24 V, pero es necesario conectar la radio del automóvil u otro dispositivo con un voltaje de entrada de +12 V, entonces dicho convertidor reductor te será de mucha utilidad.
Mucha gente pide convertidores reductores CC-CC en varios sitios chinos, pero su potencia es bastante limitada, debido al ahorro chino en la sección transversal del cable de bobinado, dispositivos semiconductores y núcleos de inductores, porque cuanto más potente es el convertidor, más caro es. Por lo tanto, le sugiero que monte usted mismo un DC-DC reductor, que superará en potencia a los homólogos chinos y también será más económico. Según mi reportaje fotográfico y el diagrama presentado, está claro que el montaje no llevará mucho tiempo.
El chip LM2596 no es más que un regulador reductor de voltaje conmutado. Está disponible en tensión fija (3,3 V, 5 V, 12 V) y voltaje ajustable(ADJ). Nuestro convertidor reductor CC-CC se construirá sobre la base de un microcircuito ajustable.
Circuito convertidor
Parámetros básicos del regulador LM2596.
Voltaje de entrada………. hasta +40V
Tensión máxima de entrada………. +45V
Tensión de salida………. de 1,23V a 37V ±4%
Frecuencia del generador………. 150kHz
Corriente de salida………. hasta 3A
Consumo actual en modo de espera…………. 80uA
Temperatura de funcionamiento de -45°С a +150°С
Tipo de carcasa TO-220 (5 pines) o TO-263 (5 pines)
Eficiencia (a Vin= 12V, Vout= 3V Iout= 3A).......... 73%
Aunque la eficiencia puede alcanzar el 94%, depende de la tensión de entrada y salida, así como de la calidad del devanado y de la correcta selección de la inductancia del inductor.
Según el gráfico tomado de, con un voltaje de entrada de +30V, un voltaje de salida de +20V y una corriente de carga de 3A, la eficiencia debería ser del 94%.
Además, el chip LM2596 tiene protección contra corriente y sobrecalentamiento. Observo que en microcircuitos no originales estas funciones pueden no funcionar correctamente o estar completamente ausentes. Un cortocircuito en la salida del convertidor provoca una falla del microcircuito (probado en dos LM), aunque no hay nada sorprendente aquí, el fabricante no escribe en la hoja de datos sobre la presencia de protección contra cortocircuitos.
Elementos esquemáticos
Todas las clasificaciones de elementos se indican en el diagrama del circuito eléctrico. El voltaje de los condensadores C1 y C2 se selecciona según el voltaje de entrada y salida (voltaje de entrada (salida) + margen del 25%), instalé los condensadores con un margen de 50V.
El condensador C3 es cerámico. Su denominación se selecciona según la tabla de la hoja de datos. De acuerdo con esta tabla, se selecciona la capacitancia C3 para cada voltaje de salida individual, pero como en mi caso el convertidor es ajustable, utilicé un capacitor con una capacidad promedio de 1nF.
El diodo VD1 debe ser un diodo Schottky u otro diodo ultrarrápido (FR, UF, SF, etc.). Debe estar diseñado para una corriente de 5A y un voltaje de al menos 40V. Instalé un diodo de pulso FR601 (6A 50V).
El inductor L1 debe tener una potencia nominal de 5 A y una inductancia de 68 μH. Para hacer esto, tome un núcleo de hierro en polvo (amarillo-blanco), diámetro exterior 27 mm, interior 14 mm, ancho 11 mm, sus dimensiones pueden variar, pero cuanto más grandes sean, mejor. A continuación, enrollamos dos cables (el diámetro de cada cable es de 1 mm) 28 vueltas. Enrollé un solo núcleo con un diámetro de 1,4 mm, pero con una potencia de salida alta (40 W), el inductor se calentó mucho, también debido a la sección transversal insuficiente del núcleo. Si enrolla dos cables, no podrá enrollar el devanado en una sola capa, por lo que deberá enrollarlo en dos capas, sin aislamiento entre las capas (si el esmalte del cable no está dañado).
Una pequeña corriente fluye a través de la resistencia R1, por lo que su potencia es de 0,25 W.
La resistencia R2 está sintonizada, pero se puede reemplazar por una constante, para ello se calcula su resistencia para cada voltaje de salida según la fórmula:
Donde R1 = 1kOhm (según la hoja de datos), Vref = 1,23V. Luego, calculemos la resistencia de la resistencia R2 para el voltaje de salida Vout = 30V.
R2 = 1 kOhm * (30V/1,23V - 1) = 23,39 kOhm (reduciendo al valor estándar, obtenemos la resistencia R2 = 22 kOhm).
Además, conociendo la resistencia de la resistencia R2, puedes calcular el voltaje de salida.
Prueba de un convertidor CC-CC reductor en LM2596
Durante las pruebas, se instaló en el chip un radiador con un área de ≈ 90 cm².
Realicé pruebas con una carga con una resistencia de 6,8 ohmios (una resistencia constante sumergida en agua). Inicialmente, apliqué un voltaje de +27 V a la entrada del convertidor, la corriente de entrada fue de 1,85 A (potencia de entrada 49,95 W). Configuré el voltaje de salida en 15,5 V, la corriente de carga fue de 2,5 A ( potencia de salida 38,75W). La eficiencia fue del 78%, lo cual es muy bueno.
Después de 20 min. Durante el funcionamiento del convertidor reductor, el diodo VD1 se calentó hasta una temperatura de 50°C, el inductor L1 se calentó hasta una temperatura de 70°C y el propio microcircuito se calentó hasta 80°C. Es decir, todos los elementos tienen reserva de temperatura, excepto el acelerador, 70 grados es demasiado para él.
Por lo tanto, para operar este convertidor a una potencia de salida de 30-40W o más, es necesario enrollar el inductor con dos (tres) cables y seleccionar un núcleo más grande. El diodo y el microcircuito pueden mantener una temperatura de 100-120°C durante mucho tiempo sin ningún temor (excepto calentar todo lo que hay cerca, incluida la carcasa). Si lo desea, puede instalar un radiador más grande en el microcircuito y dejar cables largos en el diodo VD1, luego el calor se disipará mejor o conectar (soldar a uno de los cables) una placa pequeña (radiador). También necesitas estañar las pistas lo mejor posible. placa de circuito impreso, o soldar un núcleo de cobre a lo largo de ellos, esto asegurará un menor calentamiento de las pistas durante el funcionamiento a largo plazo con una alta potencia de salida.
Hola queridos visitantes. Lo compré en eBay hace un año. Convertidores CC-CC para una fuente de alimentación de laboratorio pequeño y, de hecho, para el desarrollo general. Y el precio de 66 rublos resultó muy atractivo.
La vista general del convertidor se muestra en la captura de pantalla.
Como podéis ver en la foto, el pañuelo no es nada grande y mide 41x20mm. La base de este convertidor es el chip LM2596S.
,que es un reductor ajustable estabilizador de pulso voltaje con una frecuencia de hasta 150 kHz y una corriente de salida máxima de 3A. El circuito de conexión del estabilizador es típico y se muestra en la Figura 1.
El voltaje máximo de entrada del microcircuito es 40 V; en ese momento no tenía ese voltaje, así que analicé el estabilizador a un voltaje en la entrada del dispositivo de 27 voltios. En la salida, configuré el voltaje a 6,5 voltios usando una resistencia de recorte. La corriente máxima de 3A, con esta instalación y sin al menos un radiador pequeño, se consideró demasiado alta. Por lo tanto, se eligió una corriente de carga de 1,5 A. Y así, teniendo estos valores de parámetros, después de media hora de funcionamiento, la temperatura de la carcasa del microcircuito era de aproximadamente 75 grados Celsius. Esta situación, debo decir, me agradó. Aquellos. cuando el microcircuito se suministra con un radiador o cuando se utiliza soplado, la corriente de salida del estabilizador de 3 amperios es bastante realista. El voltaje mínimo en la salida de este estabilizador en particular fue de 2,5 voltios.
A partir de este módulo se podrán diseñar diversas fuentes de alimentación caseras, ajustables y estabilizadas, tanto unipolares como bipolares. Se puede utilizar para nutrición. Lámparas LED, también es adecuado para alimentar motores eléctricos de CC utilizados en microtaladros, con la capacidad de ajustar la velocidad. Un estabilizador de este tipo bien puede reemplazar al estabilizador lineal en el microcircuito KR142EN5 para alimentar circuitos que incluyen microcontroladores. Especialmente cuando la diferencia entre el voltaje de entrada del estabilizador y el voltaje de salida es muy grande y se hace necesario utilizar un disipador de calor para el microcircuito. Tiene sentido utilizar un estabilizador de este tipo para suprimir el exceso de voltaje cuando el voltaje del devanado secundario del transformador que compró es mayor de lo necesario, pero es imposible o demasiado perezoso darle cuerda a las espiras. Entonces sesenta y seis rublos no son nada. Buena suerte. K.V.Yu.
