Дайын қытайлық тұрақты ток LM2596 модульдерінен биполярлық қуат көзі. Тас дәуіріндегі Lm2596 қуат беру тізбегінен LM2596-дағы төмендеткіш кернеу түрлендіргіші

LM2596 - конвертер тұрақты ток, ол көбінесе дайын модульдер түрінде шығарылады, құны шамамен $1 (LM2596S DC-DC 1,25-30 V 3A іздеу). 1,5 доллар төлей отырып, сіз кіріс және шығыс кернеуінің жарықдиодты индикаторы бар, шығыс кернеуін өшіретін және сандық индикаторларда мәндерді көрсететін түймелерді дәл баптайтын ұқсас модульді Алиде сатып ала аласыз. Келісіңіз - ұсыныс еліктірер емес!

Төменде электр схемасыосы түрлендіргіш тақтасының (негізгі компоненттер соңында суретте белгіленген). Кірісте полярлықты өзгертуден қорғаныс бар - диод D2. Бұл реттегіштің дұрыс қосылмаған кіріс кернеуінен зақымдануын болдырмайды. lm2596 чипі деректер парағына сәйкес 45 В дейінгі кіріс кернеулерін өңдей алатынына қарамастан, іс жүзінде ұзақ мерзімді пайдалану үшін кіріс кернеуі 35 В-тан аспауы керек.

lm2596 үшін шығыс кернеуі төмендегі теңдеу арқылы анықталады. R2 резисторымен шығыс кернеуін 1,23-тен 25 В-қа дейін реттеуге болады.

lm2596 микросхемасы үздіксіз жұмыс істейтін 3 А максималды ток үшін есептелгенімен, фольга массасының шағын беті пайда болған жылуды тізбектің барлық жұмыс диапазонында тарату үшін жеткіліксіз. Сондай-ақ, бұл түрлендіргіштің тиімділігі кіріс кернеуіне, шығыс кернеуіне және жүктеме токына байланысты айтарлықтай өзгеретінін ескеріңіз. Жұмыс жағдайларына байланысты тиімділік 60%-дан 90%-ға дейін болуы мүмкін. Сондықтан үздіксіз жұмыс 1 А-дан жоғары токтарда орын алса, жылуды жою міндетті болып табылады.

Деректер парағына сәйкес, алға бағыттаушы конденсатор R2 резисторымен параллель орнатылуы керек, әсіресе шығыс кернеуі 10 В-тан асқан кезде - бұл тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін қажет. Бірақ бұл конденсатор қытайлық арзан инверторлық тақталарда жиі болмайды. Тәжірибелер барысында әртүрлі жұмыс жағдайларында тұрақты ток түрлендіргіштерінің бірнеше көшірмелері сынақтан өтті. Нәтижесінде біз LM2596 тұрақтандырғышы сандық тізбектердің төмен және орташа қоректендіру токтарына жақсы сәйкес келеді деген қорытындыға келдік, бірақ шығыс қуатының жоғары мәндері үшін жылу қабылдағыш қажет.

LM2596 микрожинақтауында сіз қысқа тұйықталудан қорғайтын кез келген зертханалық қуат көзінде қолдануға болатын толық функционалды тұрақтандырылған қуат көзін оңай жинай аласыз.

Максималды рұқсат етілген сипаттамалар мен қасиеттер:

Шетелдік аналогтар: Бұл микросұлбаның толық аналогы MIC4576BU чипі болып табылады

Микросұлбаны қосудың әдеттегі схемасы:

Бірінші нұсқадағы құрылымды құрастыру үшін пайдаланылатын схеманың барлық құрамдас бөліктері номиналды мәндерде деректер парағында көрсетілгендерге сәйкес келеді (жоғарыдағы сілтемедегі мұрағатты қараңыз), тек елу кило-омның реттеу кедергісі табылмады, сондықтан оның орнына 47 кило-ом кедергісі бар. Бұл кернеу тұрақтандырғышының артықшылығы жоғары токтарда минималды қыздыру деп санауға болады, бұл әдеттегі KRENOK және LM317 микрожинақтары мақтана алмайтын нәрсе.

Сонымен қатар, құрылғыны өшіру үшін микрожинақтың бесінші аяғына сигнал жіберуге болады.

2-нұсқа - LM2596T чипіне негізделген реттелетін кернеу реттегіші

Импульстік режимде жұмыс істейтін LM2596T айтарлықтай жоғары тиімділікке ие және номиналды мәні 2 А-ға дейінгі токтардың жылу қабылдағышты қажет етпестен өздігінен өтуіне мүмкіндік береді. Жоғары жүктеме токтары үшін бетінің ауданы кемінде 100 см2 радиаторды пайдалану қажет. Сонымен қатар, радиаторды микрожинақтау KPT-8 типті жылу өткізгіш паста көмегімен бекіту керек.

Схеманы кез келген басқа бекітілген шығыс кернеуі үшін конфигурациялауға болады, яғни тұрақтандырғышты DC-DC түрлендіргіші ретінде пайдаланыңыз. Ол үшін R2 кедергісін келесі математикалық формула бойынша есептелген резистормен ауыстыру керек:

R 2 = R 1 ×(V шығыс / V реф-1)
немесе R 2 = 1210×(V шығыс /1,23 - 1)

Егер сіз осы дизайнды желілік төмендеткіш трансформаторға қоссаңыз

Біраз уақыт бұрын көлікте отырып, мен неге телефонымды темекі тұтандырғышына орнатылған зарядтағыш арқылы зарядтаймын деп ойладым. Өйткені, көбінесе бірнеше «тұтынушы» болады, ал темекі тұтқышының өзі кейде қажет болады. Мен өзім үшін сипаттамаларды тұжырымдадым: борттық желіден тұтану қосқышы арқылы қуат беру, 2 А-ға дейінгі токпен 1-3 порттың шығуы. Мен Интернеттен іздедім, мен бұл жерден алыс екенмін. мәселеге бірінші болып таңғалған және одан да көп оны әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырған.

Менің идеям үшін маған борттық кернеуге және 3 Амперге дейінгі токқа төтеп бере алатын кернеу тұрақтандырғышы қажет болды. Іс жүзінде іске асыру нұсқаларының үлкен саны бар, бірақ олардың барлығы бір нәрсеге - импульстік төмендеткіш түрлендіргішке байланысты. Неліктен импульс? Өйткені ол максималды тиімділікке ие. Бұл түрлендіргіште қыздыру үшін дерлік ештеңе болмайтынын және өлшемдердің минималды болуын уәде етеді.

Төмендеткіш түрлендіргіш кернеуді қажетті мәнге дейін төмендетуге арналған. Оның қуат элементтері кілт режимінде жұмыс істейді, жай қосулы және өшірулі. Қосу сәтінде энергия индуктор (ядродағы катушка) арқылы жинақталады. қуат элементі(транзистор) өшіріледі, индуктор жинақталған энергияны жүктемеге жібереді. Индуктор жинақталған энергияны босатқаннан кейін, шығыс кернеуін басқаратын тізбек қуат транзисторын қосады және процесс қайталанады.
IN қазіргі уақыттаТемекі тұтқышының розеткасына салынған телефондар мен планшеттерге арналған барлық зарядтағыштар импульсті төмендететін түрлендіргіші бар схемаға сәйкес жасалған.

Жеткізу және сыртқы түрі:
Басқарма мөрленген антистатикалық қапшықта келді, бұл қуануға себеп болып көрінеді, бірақ шын мәнінде оны қарапайым деп қабылдау керек.
Дәнекерлеу сапасы өте жақсы. Айнымалы резистор терминалдарының артқы жағындағы шамалы ағын қалдықтары.
Айнымалы көп айналымды резистор шығыс кернеуін дәл реттеуге мүмкіндік береді.


Бұрандалар үшін монтаждау тесіктері қарастырылған. Терминал блоктары жоқ, сымдарды дәнекерлеу керек болады. Чиптің астында қосымша жылуды кетіру үшін металдандырылған тесіктер бар кері жағыалымдар.

Схема қарапайым болуы мүмкін емес:

Жалғыз нәрсе, қытайлықтар индуктор мен конденсаторлар үшін әртүрлі рейтингтерге ие. Шамасы, не бар болса, соны орнатады. Бұдан жаман болуы мүмкін емес.

Мен сымдарды және жүктемені 2,2 Ом 10 Вт сымды резистор түрінде жылдам дәнекерледім.
Жылыту кезінде температураны шектеу үшін резистор суға орналастырылды.


Стендте 2 кернеу бар: 12 вольт және 24 вольт. Шарфты күйдірмеу үшін шығыс кернеуін реттеу үшін бірінші қосу жүктемесіз жүзеге асырылды. Резистордың бұрандасын айналдыру арқылы мен 5 вольт шығыс кернеуіне қол жеткіздім.
2,2 Ом жүктемесі 2,27 Ампер токты білдіреді, ол тақтаның көрсетілген параметрлеріне, сондай-ақ менің қажеттіліктеріме аз маржамен сәйкес келеді, өйткені мен өлі аналық платадан қос қосқышты ұстадым:

Әр портқа 1 Ампер.

10 минут жүктеме кезінде жұмыс және тақта қатты қызады. Фотосурет тепловизордан:

арт жағы

Ахтунг! Температура диодта 115С және микросұлбада (бөліктері бар жағы) 110С және кері жағында 105С.
Дроссельдің температурасы шамамен 70С, сәл артық, бірақ ол қанықтылыққа жетпейді.
Диод үшін максималды температура 150С, ал микросұлба үшін 125С.

Ешбір қақпаға сыймайды. Мен бұл кемшілік немесе мен тағы да арзан ақымақ сатып алдым деп ойлай бастадым.
және бұл түрлендіргіштің тиімділігі нашар екенін анықтады. Мұның бәрі микросұлбадағы негізгі элемент биполярлы транзистор болғандықтан, ол кілт режимінде жұмыс істейтін болса да, ашық кезде ондағы кернеу біршама төмендейді.
Кіріс кернеуін 24 вольтке дейін арттыру жағдайға көмектеспеді.
3 Ампер жүктеме тогы кезіндегі тиімділік графигі:


Анау. көліктің борттық желісінен қуат алған кезде шамамен 80%. Микросұлбадағы шығыс 3 А 3,7 Вт жүктемеде шығарылады, сонымен қатар диод пен индуктор да қызады. Диодты (3А 40В) және индукторды (47 мкH) ауыстыру, сондай-ақ радиаторды орнату жылыту мәселесін шешуі мүмкін, бірақ дәл сол ақшаға неғұрлым жетілдірілген төмендеткіш түрлендіргіштерді алуға болатын кезде мұндай күш-жігер қажет.

Жағдайды түзету әрекеті:
Мен жылу өткізгіш желім арқылы артқы жағына кішкене радиатор орнаттым (мен радиаторды компьютердің ақаулы қуат көзінен араладым).




Мен диодты «кезекші бөлмеден» алуды жоспарладым. Бұл индуктормен сәл күрделірек, бірақ мен орама сымының үлкенірек көлденең қимасы бар біреуін таба аламын деп ойлаймын (индуктивтіліктің лайықты таралуын ескере отырып) қытайлықтар пайдаланатын индукторлар).
Қосу және температура көрсеткіштерін алу әрекеті апатқа әкелді =) Мен полярлықты араластырып, микросұлбаны өртеп жібердім. Мен ақшаны үнемдедім, олардың 5-еуін бірден тәжірибеге алуға тура келді, бірақ оларды мүлдем қабылдамағаным дұрыс, өйткені бұл ежелгі түрлендіргіш соншалықты қорқынышты, ол тіпті нақты сипаттамалардың 50% жұмыс істемейді. пайдаланылған тақта.

Желінің кеңдігінде мен LM2596 микросхемасының - күшейткіштің типтік емес қолданылуын таптым. дыбыс жиілігі D класы! Сигнал 4" кірісіне беріледі кері байланыс" Ескерту жиілігі шын мәнінде 150 кГц аспайды. Ешбір жағдайда түрлендіргіш негізінде күшейткішті жинауға шақыру жоқ, бұл үшін арнайы микросұлбалар бар =)

Қорытындылар көңіл көншітпейді:
Сатылған тақта көрсетілген сипаттамаларды ақтамайды. Сонымен қатар, жүктеме токына тәуелділік кернеудің өзгеруіне қарағанда әлдеқайда жоғары. Бөлшектердің жартысын ауыстыру арқылы тақтаны өзгертуге болады, бірақ оның мәні неде?

Дегенмен, егер сізге төмендеткіш түрлендіргіш қажет болса, онда қарастырылып жатқан түрлендіргішке ең жақсы балама микросұлбаларда жиналған түрлендіргіштер болады: LM2577, LM 2678 және ұқсас. Қосулы осы сәтМен қазірдің өзінде бірнеше тақтаға тапсырыс бердім

Мен көлікке USB порттарын орнатуды ұзақ уақыт бойы жоспарлап жүргенімде, менің машинам істен шықты :(


бірақ әлі де трансформаторды қуат көзінің орнына түрлендіргішті қоятын орын болды:
Бұл жолы (шығармашылық жазу қайда):


Бұл екі (алдыңғы жолағы бар USB порттарыескі компьютер корпусынан жыртылған плексиглас «қорап» қабырғалары):


Арнайы шолу үшін мен сынақ үшін жүк тақтасын жасадым зарядтағыштар(Мен тіпті жұпты өртеп жібердім, олар жүкті көтере алмады). Алиде олар дайын күйінде шамамен 1 долларға сатылады:

Төмендеткіш DC-DC түрлендіргіштері күнделікті өмірде, үй шаруашылығында, автомобиль қолданбаларында, сондай-ақ үй зертханасында реттелетін қуат көздері ретінде жиі қолданылуда.

Мысалы, ауыр жүк көлігінде борттық кабельдік желінің кернеуі +24 В болуы мүмкін, бірақ сізге автомобиль радиосын немесе кіріс кернеуі +12 В басқа құрылғыны қосу керек, содан кейін мұндай төмендеткіш түрлендіргіш. сізге өте пайдалы болады.

Көптеген адамдар әртүрлі қытайлық сайттардан төмендетілетін DC-DC түрлендіргіштеріне тапсырыс береді, бірақ олардың қуаты айтарлықтай шектеулі, себебі қытайлықтар орама сымының, жартылай өткізгіш құрылғылардың және индуктор өзектерінің көлденең қимасын үнемдейді, өйткені түрлендіргіш неғұрлым қуатты, соғұрлым қымбатырақ. Сондықтан мен сізге төмендететін DC-DC-ны өзіңіз жинауды ұсынамын, ол қуаттылығы бойынша қытайлық аналогтардан асып түседі және үнемді болады. Менің фоторепортажыма және ұсынылған диаграммаға сәйкес, құрастыру көп уақытты қажет етпейтіні анық.

LM2596 микросхемасы ауыспалы төмендететін кернеу реттегішінен басқа ештеңе емес. Ол бекітілген кернеуде де (3,3В, 5В, 12В) және реттелетін кернеу(ADJ). Біздің төмендететін DC-DC түрлендіргішіміз реттелетін микросхема негізінде құрастырылады.

Түрлендіргіш тізбегі

LM2596 реттегішінің негізгі параметрлері

Кіріс кернеуі………. +40 В дейін

Максималды кіріс кернеуі………. +45 В

Шығу кернеуі………. 1,23В-тан 37В-ға дейін ±4%

Генератор жиілігі………. 150 кГц

Шығу тогы………. 3А дейін

Күту режиміндегі ағымдағы тұтыну………. 80уА

Жұмыс температурасы -45°С-тан +150°С-қа дейін

Корпус түрі TO-220 (5 түйреуіш) немесе TO-263 (5 түйреуіш)

Тиімділік (Vin= 12V, Vout= 3V Iout= 3A кезінде).......... 73%

Тиімділік 94% жетуі мүмкін болса да, ол кіріс және шығыс кернеуіне, сондай-ақ орамның сапасына және индуктивті индуктивтіліктің дұрыс таңдалуына байланысты.

Алынған графикке сәйкес кіріс кернеуі +30В, шығыс кернеуі +20В және жүктеме тогы 3А болса, ПӘК 94% болуы керек.

Сондай-ақ, LM2596 чипінде ток пен қызып кетуден қорғаныс бар. Түпнұсқа емес микросұлбаларда бұл функциялар дұрыс жұмыс істемеуі немесе мүлдем болмауы мүмкін екенін ескеремін. Түрлендіргіштің шығысындағы қысқа тұйықталу микросұлбаның істен шығуына әкеледі (екі LM-де сыналған), бірақ бұл жерде таңқаларлық ештеңе жоқ; өндіруші қысқа тұйықталудан қорғаудың болуы туралы деректер парағында жазбайды.

Схемалық элементтер

Барлық элементтердің рейтингтері электр тізбегінің диаграммасында көрсетілген. C1 және C2 конденсаторларының кернеуі кіріс және шығыс кернеуіне байланысты таңдалады (кіріс (шығыс) кернеуі + 25% маржа), мен конденсаторларды 50 В маржасымен орнаттым.

C3 конденсаторы керамикалық. Оның номиналы деректер парағындағы кестеге сәйкес таңдалады. Осы кестеге сәйкес, C3 сыйымдылығы әрбір жеке шығыс кернеуі үшін таңдалады, бірақ менің жағдайда түрлендіргіш реттелетіндіктен, мен орташа сыйымдылығы 1nF конденсаторды қолдандым.

VD1 диоды Шоттки диоды немесе басқа ультра жылдам диод (FR, UF, SF және т.б.) болуы керек. Ол 5А токқа және кемінде 40В кернеуге есептелуі керек. Мен импульстік диодты FR601 (6А 50В) орнаттым.

Дроссель L1 5А ток үшін есептелуі және индуктивтілігі 68 мкГ болуы керек. Ол үшін ұнтақ темірден (сары-ақ), сыртқы диаметрі 27 мм, ішкі 14 мм, ені 11 мм өзек алыңыз, өлшемдеріңіз әртүрлі болуы мүмкін, бірақ олар неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жақсы. Әрі қарай, біз екі сымды орап аламыз (әр сымның диаметрі 1 мм) 28 айналым. Мен диаметрі 1,4 мм болатын жалғыз ядроны орап алдым, бірақ жоғары шығыс қуатымен (40 Вт), индуктор өте қызып кетті, сонымен қатар өзектің көлденең қимасы жеткіліксіз болды. Егер сіз екі сымды орап алсаңыз, ораманы бір қабатқа қою мүмкін болмайды, сондықтан оны қабаттар арасында оқшаулаусыз екі қабатта орау керек (егер сымдағы эмаль зақымдалмаған болса).

R1 резисторы арқылы шағын ток өтеді, сондықтан оның қуаты 0,25 Вт.

R2 резисторы бапталады, бірақ оны тұрақтымен ауыстыруға болады, бұл үшін оның кедергісі әрбір шығыс кернеуі үшін формула бойынша есептеледі:

Мұндағы R1 = 1 кОм (мәліметтер парағы бойынша), Vref = 1,23 В. Содан кейін, Vout = 30В шығыс кернеуі үшін R2 резисторының кедергісін есептейік.

R2 = 1 кОм * (30В/1,23В - 1) = 23,39 кОм (стандартты мәнге дейін төмендетсек, R2 = 22 кОм қарсылықты аламыз).

Сондай-ақ, R2 резисторының кедергісін біле отырып, шығыс кернеуін есептеуге болады.

LM2596 құрылғысында төмендеткіш тұрақты ток түрлендіргішін сынау

Тестілеу кезінде чипке ауданы ≈ 90 см² радиатор орнатылды.

Мен кедергісі 6,8 Ом (суға түсірілген тұрақты резистор) жүктемеде сынақтар өткіздім. Бастапқыда мен түрлендіргіштің кірісіне +27В кернеу бердім, кіріс тогы 1,85А (кіріс қуаты 49,95 Вт) болды. Мен шығыс кернеуін 15,5 В-қа қойдым, жүктеме тогы 2,5А болды ( шығыс қуаты 38,75 Вт). Тиімділік 78% құрады, бұл өте жақсы.

20 минуттан кейін. Төмендеткіш түрлендіргіштің жұмысы кезінде VD1 диоды 50°С температураға дейін, L1 индукторы 70°С температураға дейін қызады, микросұлбаның өзі 80°С дейін қызады. Яғни, барлық элементтерде дроссельден басқа температура резерві бар, ол үшін 70 градус тым көп.

Сондықтан, бұл түрлендіргішті 30-40 Вт немесе одан да көп шығыс қуатында жұмыс істеу үшін индукторды екі (үш) сыммен орап, үлкенірек ядроны таңдау керек. Диод пен микросхема 100-120 ° C температураны ұзақ уақыт бойы ешқандай қорқынышсыз сақтай алады (жақын жердегі барлық заттарды, соның ішінде корпусты жылытудан басқа). Қажет болса, микросұлбаға үлкенірек радиаторды орнатуға болады, ал VD1 диодында ұзын сымдарды қалдыруға болады, содан кейін жылу жақсырақ таралады немесе кішкене пластинаны (радиатор) бекітіңіз (продукциялардың біріне дәнекерлеу). Сондай-ақ, жолдарды мүмкіндігінше жақсылап қалыпқа келтіру керек. баспа схемасы, немесе олардың бойымен мыс өзегін дәнекерлеңіз, бұл жоғары шығыс қуатында ұзақ мерзімді жұмыс кезінде жолдарды аз қыздыруды қамтамасыз етеді.

Сәлеметсіздер ме, құрметті келушілер. Мен оны ebay-ден бір жыл бұрын сатып алдым Тұрақты ток түрлендіргіштерішағын зертханалық электрмен жабдықтау үшін және шын мәнінде жалпы даму үшін. Ал 66 рубльдің бағасы өте тартымды болып шықты.

Түрлендіргіштің жалпы көрінісі скриншотта көрсетілген.

Фотодан көріп отырғаныңыздай, орамал мүлдем үлкен емес, өлшемі 41х20 мм. Бұл түрлендіргіштің негізі LM2596S чипі болып табылады

бұл реттелетін, төмендеткіш импульстік тұрақтандырғыш 150 кГц-ке дейінгі жиіліктегі кернеу және максималды шығыс тогы 3А. Тұрақтандырғышты қосу схемасы типтік және 1-суретте көрсетілген.

Микросұлбаның максималды кіріс кернеуі 40 В; Менде қазір ондай кернеу болған жоқ, сондықтан мен тұрақтандырғышты 27 вольт құрылғы кірісіндегі кернеуде талдадым. Шығу кезінде мен кесу резисторын пайдаланып кернеуді 6,5 вольтқа қойдым. Бұл қондырғымен және кем дегенде кішкентай радиатордың болмауымен 3А максималды ток тым жоғары деп саналды. Сондықтан 1,5 А жүктеме тогы таңдалды.Осылайша, осы параметр мәндеріне ие бола отырып, жарты сағат жұмыс істегеннен кейін микросхема корпусының температурасы шамамен 75 градус Цельсий болды. Бұл жағдай мені қуантты деп айтуым керек. Анау. микросхема радиатормен қамтамасыз етілгенде немесе үрлеуді қолданғанда, тұрақтандырғыштың 3 ампер шығыс тогы өте шынайы. Осы тұрақтандырғыштың шығысындағы ең аз кернеу 2,5 вольт болды.

Осы модульдің негізінде сіз бірполярлы және биполярлы әртүрлі қолдан жасалған, реттелетін, тұрақтандырылған қуат көздерін жасай аласыз. Оны тамақтану үшін қолдануға болады Жарықдиодты шамдар, сонымен қатар жылдамдықты реттеу мүмкіндігімен микробұрғыларда қолданылатын тұрақты ток электр қозғалтқыштарын қуаттандыруға жарамды. Мұндай тұрақтандырғыш KR142EN5 микросхемасындағы сызықтық тұрақтандырғышты микроконтроллерлерді қамтитын қуат тізбектеріне ауыстыруы мүмкін. Әсіресе тұрақтандырғыштың кіріс кернеуі мен шығыс кернеуі арасындағы айырмашылық өте үлкен болғанда және микросұлба үшін жылу қабылдағышты пайдалану қажет болғанда. Сіз сатып алған трансформатордың қайталама орамының кернеуі қажет болғаннан жоғары болған кезде артық кернеуді басу үшін мұндай тұрақтандырғышты пайдалану мағынасы бар, бірақ бұрылыстарды орау мүмкін емес немесе тым жалқау. Сонда алпыс алты рубль ештеңе емес. Іске сәт. К.В.Ю.