Alimentation bipolaire à partir de modules abaisseurs cc-cc chinois prêts à l'emploi LM2596. Convertisseur de tension abaisseur sur LM2596 à partir du circuit d'alimentation Stone Age Lm2596

LM2596 - convertisseur abaisseur courant continu, il est souvent produit sous forme de modules prêts à l'emploi, coûtant environ 1 $ (recherchez LM2596S DC-DC 1,25-30 V 3A). En payant 1,5 $, vous pouvez acheter un module similaire sur Ali avec une indication LED de la tension d'entrée et de sortie, désactivant la tension de sortie et affinant les boutons avec l'affichage des valeurs sur les indicateurs numériques. D'accord, l'offre est plus que tentante !

Ci-dessous se trouve schéma de cette carte convertisseur (les composants clés sont marqués dans l'image à la fin). A l'entrée il y a une protection contre l'inversion de polarité - diode D2. Cela empêchera le régulateur d'être endommagé par une tension d'entrée mal connectée. Malgré le fait que la puce lm2596 puisse traiter des tensions d'entrée jusqu'à 45 V selon la fiche technique, en pratique, la tension d'entrée ne doit pas dépasser 35 V pour une utilisation à long terme.

Pour le lm2596, la tension de sortie est déterminée par l'équation ci-dessous. Avec la résistance R2, la tension de sortie peut être réglée de 1,23 à 25 V.

Bien que la puce lm2596 soit conçue pour un courant maximum de 3 A en fonctionnement continu, la petite surface de la masse de la feuille n'est pas suffisante pour dissiper la chaleur générée sur toute la plage de fonctionnement du circuit. Notez également que l'efficacité de ce convertisseur varie considérablement en fonction de la tension d'entrée, de la tension de sortie et du courant de charge. L'efficacité peut varier de 60 % à 90 % selon les conditions de fonctionnement. Par conséquent, l'évacuation de la chaleur est obligatoire si un fonctionnement continu se produit à des courants supérieurs à 1 A.

Selon la fiche technique, le condensateur à action directe doit être installé en parallèle avec la résistance R2, en particulier lorsque la tension de sortie dépasse 10 V - cela est nécessaire pour assurer la stabilité. Mais ce condensateur n'est souvent pas présent sur les cartes onduleurs chinoises bon marché. Au cours des expériences, plusieurs exemplaires de convertisseurs DC ont été testés dans diverses conditions de fonctionnement. En conséquence, nous sommes arrivés à la conclusion que le stabilisateur LM2596 est bien adapté aux courants d'alimentation faibles et moyens des circuits numériques, mais pour des valeurs de puissance de sortie plus élevées, un dissipateur thermique est nécessaire.

Il s'avère que sur le microassemblage LM2596, vous pouvez facilement assembler une alimentation stabilisée complète qui peut être utilisée dans presque toutes les alimentations de laboratoire avec protection contre d'éventuels courts-circuits.

Caractéristiques et propriétés maximales admissibles :

Analogues étrangers : Un analogue complet de ce microcircuit est la puce MIC4576BU

Circuit de connexion de microcircuit typique :

Tous les composants du circuit utilisé pour assembler la structure dans la première version correspondent en valeurs nominales à celles indiquées dans la fiche technique (voir l'archive sur le lien ci-dessus), seule la résistance d'accord de cinquante kilo-ohms n'a pas pu être trouvée, donc à la place, il y a une résistance de 47 kilo-ohms. L'avantage de ce stabilisateur de tension peut être considéré comme un échauffement minimal à des courants élevés, ce dont les microassemblages KRENOK et LM317 typiques ne peuvent pas se vanter.

De plus, un signal peut être envoyé à la cinquième branche du micro-assemblage pour éteindre l'appareil.

Option 2 - Régulateur de tension réglable basé sur la puce LM2596T

Le LM2596T, fonctionnant en mode impulsionnel, a un rendement assez élevé et permet à des courants d'une valeur nominale allant jusqu'à 2 A de circuler à travers lui-même, sans nécessiter de dissipateur thermique. Pour les courants de charge élevés, il est nécessaire d'utiliser un radiateur d'une surface d'au moins 100 cm2. De plus, le radiateur doit être fixé au micro-ensemble à l'aide d'une pâte thermoconductrice de type KPT-8.

Le circuit peut être configuré pour toute autre tension de sortie fixe, c'est-à-dire utiliser le stabilisateur comme convertisseur DC-DC. Pour ce faire, vous devez remplacer la résistance R2 par une résistance calculée à l'aide de la formule mathématique suivante :

R 2 = R 1 × (V sortie / V réf-1)
ou R 2 = 1210×(V sortie /1,23 - 1)

Si vous connectez cette conception à un transformateur abaisseur de réseau avec

Il y a longtemps, alors que j'étais assis dans la voiture, je me suis demandé : pourquoi est-ce que je recharge mon téléphone via un chargeur de voiture installé dans l'allume-cigare. Après tout, il y a souvent plus d'un « consommateur » et la prise allume-cigare elle-même est parfois nécessaire. J'ai formulé moi-même le cahier des charges : alimentation depuis le réseau de bord via le contacteur d'allumage, sortie de 1 à 3 ports avec un courant allant jusqu'à 2 A. J'ai cherché sur Internet et il s'est avéré que j'étais loin du le premier qui a été intrigué par le problème et, plus encore, l'a mis en œuvre de diverses manières.

Pour mon idée, j'avais besoin d'un stabilisateur de tension capable de résister à la tension et au courant embarqués jusqu'à 3 ampères. Il existe en fait un grand nombre d'options de mise en œuvre, mais elles se résument toutes à une seule chose : un convertisseur abaisseur pulsé. Pourquoi une impulsion ? Parce qu'il a une efficacité maximale. Cela signifie qu'il n'y aura presque rien à chauffer dans le convertisseur et que les dimensions promettent d'être minimes.

Un convertisseur abaisseur est conçu pour réduire la tension à la valeur requise. Ses éléments de puissance fonctionnent en mode clé, simplement allumés et éteints. Au moment de la mise sous tension, l'énergie est accumulée par l'inducteur (bobine sur le noyau), au moment où élément de puissance(transistor) est éteint, l'inducteur libère l'énergie stockée vers la charge. Dès que l'inductance libère l'énergie accumulée, le circuit qui contrôle la tension de sortie active le transistor de puissance et le processus se répète.
DANS actuellement Tous les chargeurs pour téléphones et tablettes insérés dans la prise allume-cigare sont fabriqués selon un circuit avec un convertisseur abaisseur d'impulsions.

Livraison et apparence :
La planche est arrivée dans un sac antistatique scellé, ce qui semble être une raison de se réjouir, mais en fait cela doit être pris pour acquis.
La qualité de soudure est plutôt bonne. Résidu de flux mineur au verso des bornes de la résistance variable.
La résistance multitours variable vous permet d'ajuster avec précision la tension de sortie.


Des trous de montage pour les vis sont fournis. Il n'y a pas de borniers, les fils devront être soudés. Sous la puce se trouvent des trous métallisés pour une évacuation supplémentaire de la chaleur. verso frais.

Le schéma ne pourrait pas être plus simple :

La seule chose est que les Chinois ont des valeurs nominales différentes pour l'inductance et les condensateurs. Apparemment, tout ce qui est disponible, ils l'installent. Cela ne peut pas être pire.

J'ai rapidement soudé les fils et la charge sous la forme d'une résistance bobinée de 2,2 Ohm 10 W.
Pour limiter la température lors du chauffage, la résistance a été placée dans l'eau.


2 tensions sont disponibles sur le stand : 12 Volts et 24 Volts. La première mise sous tension a été réalisée sans charge, pour régler la tension de sortie afin de ne pas brûler l'écharpe. En tournant la vis de la résistance, j'ai obtenu une tension de sortie de 5 Volts.
Une charge de 2,2 Ohms implique un courant de 2,27 Ampères, ce qui correspond aux paramètres indiqués de la carte ainsi qu'à mes besoins avec une petite marge, puisque j'ai mis la main sur un double connecteur d'une carte mère morte :

1 Ampère par port.

10 minutes de travail sous charge et la planche chauffe énormément. Photo de la caméra thermique :

face arrière

Attention! La température est de 115°C sur la diode et de 110°C sur le microcircuit (côté avec les pièces) et de 105°C au verso.
La température du papillon est d’environ 70°C, un peu trop, mais elle n’atteint pas la saturation.
La température maximale pour la diode est de 150°C et pour le microcircuit de 125°C.

Ne rentre dans aucune porte. J'ai commencé à penser que c'était un défaut ou que j'avais encore une fois acheté de la merde bon marché.
et j'ai découvert que ce convertisseur avait une efficacité médiocre. Et tout cela est dû au fait que l'élément clé du microcircuit est un transistor bipolaire qui, bien qu'il fonctionne en mode clé, lorsqu'il est ouvert, la tension à ses bornes chute considérablement.
L'augmentation de la tension d'entrée à 24 Volts n'a pas amélioré la situation.
Graphique d'efficacité à un courant de charge de 3 ampères :


Ceux. environ 80 % lorsqu'il est alimenté par le réseau de bord du véhicule. La sortie sur le microcircuit est libérée à une charge de 3 A 3,7 W, et la diode et l'inductance chauffent également. Le remplacement de la diode (3A 40V) et de l'inducteur (47 μH), ainsi que l'installation d'un radiateur, pourraient résoudre le problème de chauffage, mais pourquoi un tel effort alors que vous pouvez obtenir des convertisseurs abaisseurs plus avancés pour le même prix.

Une tentative pour corriger la situation :
J'ai installé un petit radiateur au verso grâce à de la colle thermoconductrice (j'ai scié le radiateur à partir d'une alimentation d'ordinateur défectueuse).




J'avais prévu d'y prendre la diode de la « salle de garde ». C'est un peu plus compliqué avec l'inductance, mais je pense que je pourrais en trouver une avec une plus grande section de fil de bobinage (en tenant compte de la répartition décente de l'inductance dans les inducteurs utilisés par les Chinois).
Une tentative d'allumage et de prise de température a conduit à un crash =) J'ai confondu la polarité et brûlé le microcircuit. J'ai économisé de l'argent, j'ai dû en prendre 5 immédiatement pour des expériences, mais il vaudrait mieux ne pas les prendre du tout, car cet ancien convertisseur est si terrible qu'il ne calcule même pas 50% des caractéristiques dans le spécifique planche utilisée.

Dans l'immensité du réseau j'ai découvert une utilisation atypique du microcircuit LM2596 - un amplificateur fréquence audio classe D ! Le signal est fourni à l'entrée 4 " Retour" La fréquence du discrédit ne dépasse en réalité pas 150 KHz. En aucun cas il n'est demandé d'assembler un amplificateur à base de convertisseur ; il existe des microcircuits spécialisés pour cela =)

Les conclusions sont décevantes :
La planche telle que vendue ne justifie pas les caractéristiques annoncées. De plus, la dépendance au courant de charge est bien plus élevée qu'au changement de tension. Vous pouvez modifier la carte en remplaçant la moitié des pièces, mais à quoi ça sert ?

Néanmoins, si vous avez besoin d'un convertisseur abaisseur, la meilleure alternative à celui examiné serait les convertisseurs assemblés sur des microcircuits : LM2577, LM 2678 et similaires. Sur ce moment J'ai déjà commandé plusieurs planches pour essayer

Alors que j'envisageais depuis très longtemps d'installer des ports USB sur la voiture, ma machine est tombée à la ferraille :(


mais il y avait quand même un endroit où je mettrais le convertisseur à la place de l'alimentation du transformateur :
Cette fois (là où se trouve l'inscription créative) :


Ce sont deux (barre avant avec Ports USB Parois du « boîtier » en plexiglas arraché d’un vieux boîtier d’ordinateur) :


Spécialement pour la revue, j'ai réalisé une plaque de chargement pour les tests chargeurs(J'en ai même brûlé quelques-uns, ils ne supportaient pas la charge). Sur Ali, ils sont vendus prêts à l'emploi pour environ 1$ :

Les convertisseurs DC-DC abaisseurs sont de plus en plus utilisés dans la vie quotidienne, dans les ménages, dans les applications automobiles, ainsi que comme alimentations régulées dans un laboratoire domestique.

Par exemple, sur un véhicule lourd, la tension du réseau câblé de bord peut être de +24 V, mais vous devez connecter un autoradio ou un autre appareil avec une tension d'entrée de +12 V, puis un tel convertisseur abaisseur vous sera très utile.

De nombreuses personnes commandent des convertisseurs DC-DC abaisseurs sur divers sites chinois, mais leur puissance est assez limitée, en raison des économies chinoises sur la section transversale du fil de bobinage, des dispositifs semi-conducteurs et des noyaux d'inductance, car plus le convertisseur est puissant, plus c'est cher. Par conséquent, je vous suggère d'assembler vous-même un DC-DC abaisseur, qui surpassera les analogues chinois en puissance et sera également plus économique. D'après mon reportage photo et le schéma présenté, force est de constater que le montage ne prendra pas beaucoup de temps.

La puce LM2596 n'est rien de plus qu'un régulateur de tension abaisseur de commutation. Il est disponible en tension fixe (3,3 V, 5 V, 12 V) et tension réglable(ADJ). Notre convertisseur DC-DC abaisseur sera construit sur la base d'un microcircuit réglable.

Circuit convertisseur

Paramètres de base du régulateur LM2596

Tension d'entrée………. jusqu'à +40V

Tension d'entrée maximale………. +45V

Tension de sortie………. de 1,23V à 37V ±4%

Fréquence du générateur………. 150 kHz

Courant de sortie………. jusqu'à 3A

Consommation de courant en mode veille………. 80uA

Température de fonctionnement de -45°С à +150°С

Type de boîtier TO-220 (5 broches) ou TO-263 (5 broches)

Efficacité (à Vin= 12V, Vout= 3V Iout= 3A).......... 73%

Bien que le rendement puisse atteindre 94 %, il dépend de la tension d'entrée et de sortie, ainsi que de la qualité du bobinage et du choix correct de l'inductance de l'inducteur.

Selon le graphique tiré de, avec une tension d'entrée de +30 V, une tension de sortie de +20 V et un courant de charge de 3 A, le rendement devrait être de 94 %.

De plus, la puce LM2596 dispose d'une protection contre le courant et la surchauffe. Je note que sur les microcircuits non originaux, ces fonctions peuvent ne pas fonctionner correctement ou être totalement absentes. Un court-circuit à la sortie du convertisseur entraîne une défaillance du microcircuit (testé sur deux LM), même s'il n'y a rien d'étonnant ici, le constructeur n'écrit pas dans la fiche technique sur la présence d'une protection contre les courts-circuits.

Éléments schématiques

Toutes les valeurs nominales des éléments sont indiquées sur le schéma du circuit électrique. La tension des condensateurs C1 et C2 est choisie en fonction de la tension d'entrée et de sortie (tension d'entrée (sortie) + marge de 25%), j'ai installé les condensateurs avec une marge de 50V.

Le condensateur C3 est en céramique. Sa dénomination est choisie selon le tableau de la fiche technique. Selon ce tableau, la capacité C3 est sélectionnée pour chaque tension de sortie individuelle, mais comme le convertisseur dans mon cas est réglable, j'ai utilisé un condensateur de capacité moyenne 1nF.

La diode VD1 doit être une diode Schottky, ou une autre diode ultra-rapide (FR, UF, SF...). Il doit être conçu pour un courant de 5A et une tension d'au moins 40V. J'ai installé une diode impulsionnelle FR601 (6A 50V).

La self L1 doit être conçue pour un courant de 5 A et avoir une inductance de 68 μH. Pour ce faire, prenez un noyau en poudre de fer (jaune-blanc), diamètre extérieur 27 mm, intérieur 14 mm, largeur 11 mm, vos dimensions peuvent varier, mais plus elles sont grandes, mieux c'est. Ensuite, nous enroulons deux fils (le diamètre de chaque fil est de 1 mm) sur 28 tours. J'ai enroulé un seul noyau d'un diamètre de 1,4 mm, mais avec une puissance de sortie élevée (40 W), l'inducteur est devenu très chaud, également à cause de la section transversale insuffisante du noyau. Si vous enroulez deux fils, vous ne pourrez pas mettre le bobinage en une seule couche, vous devez donc l'enrouler en deux couches, sans isolation entre les couches (si l'émail du fil n'est pas endommagé).

Un petit courant traverse la résistance R1, sa puissance est donc de 0,25 W.

La résistance R2 est réglée, mais peut être remplacée par une résistance constante ; pour cela, sa résistance est calculée pour chaque tension de sortie selon la formule :

Où R1 = 1kOhm (selon la fiche technique), Vref = 1,23V. Calculons ensuite la résistance de la résistance R2 pour la tension de sortie Vout = 30V.

R2 = 1 kOhm * (30V/1,23V - 1) = 23,39 kOhm (en réduisant à la valeur standard, on obtient une résistance R2 = 22 kOhm).

De plus, connaissant la résistance de la résistance R2, vous pouvez calculer la tension de sortie.

Test d'un convertisseur DC-DC abaisseur sur LM2596

Lors des tests, un radiateur d'une superficie de ≈ 90 cm² a été installé sur la puce.

J'ai effectué des tests sur une charge d'une résistance de 6,8 Ohms (une résistance constante plongée dans l'eau). Initialement, j'ai appliqué une tension de +27V à l'entrée du convertisseur, le courant d'entrée était de 1,85A (puissance d'entrée 49,95W). J'ai réglé la tension de sortie sur 15,5 V, le courant de charge était de 2,5 A ( puissance de sortie 38,75W). Le rendement était de 78 %, ce qui est très bien.

Après 20 minutes. Pendant le fonctionnement du convertisseur abaisseur, la diode VD1 s'est chauffée jusqu'à une température de 50°C, l'inducteur L1 s'est chauffé jusqu'à une température de 70°C et le microcircuit lui-même s'est chauffé jusqu'à 80°C. C'est-à-dire que tous les éléments ont une réserve de température, à l'exception de l'accélérateur, 70 degrés, c'est trop pour cela.

Par conséquent, pour faire fonctionner ce convertisseur à une puissance de sortie de 30 à 40 W ou plus, il est nécessaire d'enrouler l'inducteur avec deux (trois) fils et de sélectionner un noyau plus grand. La diode et le microcircuit peuvent maintenir longtemps une température de 100-120°C sans aucune crainte (sauf pour chauffer tout ce qui se trouve à proximité, y compris le boîtier). Si vous le souhaitez, vous pouvez installer un radiateur plus grand sur le microcircuit et laisser de longs fils sur la diode VD1, la chaleur sera alors mieux dissipée, ou fixer (souder à l'un des fils) une petite plaque (radiateur). Vous devez également étamer les pistes du mieux possible. circuit imprimé, ou soudez un noyau de cuivre le long d'eux, cela garantira moins d'échauffement des pistes lors d'un fonctionnement à long terme à une puissance de sortie élevée.

Bonjour, chers visiteurs. Je l'ai acheté sur eBay il y a un an Convertisseurs DC-DC pour une petite alimentation de laboratoire, et même pour le développement général. Et le prix de 66 roubles s'est avéré très attractif.

La vue générale du convertisseur est présentée dans la capture d'écran.

Comme vous pouvez le voir sur la photo, le foulard n'est pas grand du tout et mesure 41x20 mm. La base de ce convertisseur est la puce LM2596S

qui est un abaisseur réglable stabilisateur d'impulsion tension avec une fréquence allant jusqu'à 150 kHz et un courant de sortie maximum de 3A. Le circuit de connexion du stabilisateur est typique et est illustré à la figure 1.

La tension d'entrée maximale du microcircuit est de 40 V; je n'avais pas une telle tension pour le moment, j'ai donc analysé le stabilisateur à une tension à l'entrée de l'appareil de 27 volts. En sortie, j'ai réglé la tension à 6,5 volts à l'aide d'une résistance d'ajustement. Le courant maximum de 3A, avec cette installation et l'absence d'au moins un petit radiateur, a été jugé trop élevé. Par conséquent, un courant de charge a été choisi de 1,5 A. Ainsi, avec ces valeurs de paramètres, après une demi-heure de fonctionnement, la température du boîtier du microcircuit était d'environ 75 degrés Celsius. Cet état de choses, je dois le dire, me plaisait. Ceux. lorsque le microcircuit est alimenté par un radiateur ou lorsque le soufflage est utilisé, le courant de sortie du stabilisateur de 3 ampères est tout à fait réaliste. La tension minimale à la sortie de ce stabilisateur particulier était de 2,5 volts.

Sur la base de ce module, vous pouvez concevoir une variété d'alimentations maison, réglables et stabilisées, à la fois unipolaires et bipolaires. Il peut être utilisé pour la nutrition Lampes LED, convient également pour alimenter les moteurs électriques à courant continu utilisés dans les micro-perceuses, avec la possibilité d'ajuster la vitesse. Un tel stabilisateur pourrait bien remplacer le stabilisateur linéaire du microcircuit KR142EN5 pour alimenter les circuits comprenant des microcontrôleurs. Surtout lorsque la différence entre la tension d'entrée du stabilisateur et la tension de sortie est très grande et qu'il devient nécessaire d'utiliser un dissipateur thermique pour le microcircuit. Il est logique d'utiliser un tel stabilisateur pour supprimer la surtension lorsque la tension de l'enroulement secondaire du transformateur que vous avez acheté est supérieure à celle nécessaire, mais il est impossible ou trop paresseux d'enrouler les tours. Alors soixante-six roubles, ce n’est rien. Bonne chance. K.V.Yu.