Bipolārā barošana no gataviem ķīniešu līdzstrāvas-līdzstrāvas LM2596 moduļiem. Pazeminošs sprieguma pārveidotājs uz LM2596 no akmens laikmeta Lm2596 barošanas ķēdes

LM2596 - buks pārveidotājs līdzstrāva, tas bieži tiek ražots gatavu moduļu veidā, kas maksā apmēram $ 1 (meklējiet LM2596S DC-DC 1,25-30 V 3A). Maksājot 1,5 USD, jūs varat iegādāties līdzīgu moduli Ali ar LED ieejas un izejas sprieguma indikāciju, izslēdzot izejas spriegumu un precīzas regulēšanas pogas ar vērtību parādīšanu digitālajos indikatoros. Piekrītu – piedāvājums ir vairāk nekā vilinošs!

Zemāk ir ķēdes shēmašīs pārveidotāja plates (galvenās sastāvdaļas ir atzīmētas attēlā beigās). Pie ieejas ir aizsardzība pret polaritātes maiņu - diode D2. Tas novērsīs regulatora bojājumus nepareizi pievienota ieejas sprieguma dēļ. Neskatoties uz to, ka lm2596 mikroshēma var apstrādāt ieejas spriegumu līdz 45 V saskaņā ar datu lapu, praksē ieejas spriegumam nevajadzētu pārsniegt 35 V ilgstošai lietošanai.

Modelim lm2596 izejas spriegumu nosaka zemāk redzamais vienādojums. Izmantojot rezistoru R2, izejas spriegumu var noregulēt no 1,23 līdz 25 V.

Lai gan lm2596 mikroshēma ir paredzēta maksimālai strāvai 3 A nepārtrauktai darbībai, folijas masas mazā virsma nav pietiekama, lai izkliedētu radīto siltumu visā ķēdes darbības diapazonā. Ņemiet vērā arī to, ka šī pārveidotāja efektivitāte ievērojami atšķiras atkarībā no ieejas sprieguma, izejas sprieguma un slodzes strāvas. Efektivitāte var svārstīties no 60% līdz 90% atkarībā no darbības apstākļiem. Tāpēc siltuma noņemšana ir obligāta, ja nepārtraukta darbība notiek ar strāvu, kas lielāka par 1 A.

Saskaņā ar datu lapu, uz priekšu vērstais kondensators ir jāuzstāda paralēli rezistoram R2, īpaši, ja izejas spriegums pārsniedz 10 V - tas ir nepieciešams, lai nodrošinātu stabilitāti. Bet šis kondensators bieži vien nav pieejams Ķīnas lētajos invertora dēļos. Eksperimentu laikā tika pārbaudīti vairāki līdzstrāvas pārveidotāju eksemplāri dažādos darbības apstākļos. Rezultātā mēs nonācām pie secinājuma, ka stabilizators LM2596 ir labi piemērots digitālo ķēžu zemām un vidējām barošanas strāvām, bet lielākām izejas jaudas vērtībām ir nepieciešama siltuma izlietne.

Izrādās, ka uz LM2596 mikrobloka var viegli salikt pilna funkcionalitātes stabilizētu barošanas bloku, ko var izmantot gandrīz jebkurā laboratorijas barošanas blokā ar aizsardzību pret iespējamiem īssavienojumiem.

Maksimāli pieļaujamie raksturlielumi un īpašības:

Ārvalstu analogi: Pilnīgs šīs mikroshēmas analogs ir MIC4576BU mikroshēma

Tipiska mikroshēmu savienojuma shēma:

Visas shēmas sastāvdaļas, kuras tika izmantotas konstrukcijas montāžai pirmajā versijā, nominālajās vērtībās atbilst tām, kas norādītas datu lapā (sk. arhīvu iepriekš norādītajā saitē), tikai piecdesmit kiloomu regulēšanas pretestību nevarēja atrast, tāpēc tā vietā ir pretestība 47 kiloomi. Par šī sprieguma stabilizatora priekšrocību var uzskatīt minimālu sildīšanu pie lielām strāvām, ar ko nevar lepoties tipiskie KRENOK un LM317 mikroelementi.

Turklāt signālu var nosūtīt uz mikromezgla piekto kāju, lai izslēgtu ierīci.

2. iespēja – regulējams sprieguma regulators, kura pamatā ir LM2596T mikroshēma

LM2596T, kas darbojas impulsa režīmā, ir diezgan augsta efektivitāte un ļauj strāvām ar nominālo vērtību līdz 2 A plūst caur sevi, neprasot siltuma izlietni. Lielām slodzes strāvām ir nepieciešams izmantot radiatoru, kura virsmas laukums ir vismaz 100 cm2. Turklāt radiators jāpiestiprina pie mikrobloka, izmantojot siltumvadošu KPT-8 tipa pastu.

Ķēdi var konfigurēt jebkuram citam fiksētam izejas spriegumam, tas ir, izmantot stabilizatoru kā līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāju. Lai to izdarītu, pretestība R2 jāaizstāj ar rezistoru, kas aprēķināts, izmantojot šādu matemātisko formulu:

R 2 = R 1 × (V ārā / V ref-1)
vai R 2 = 1210 × (V out / 1,23 - 1)

Ja pievienojat šo dizainu tīkla pazeminošajam transformatoram ar

Diezgan sen, sēžot mašīnā, domāju: kāpēc es lādēju telefonu caur cigarešu šķiltavā uzstādītu auto lādētāju. Galu galā bieži vien ir vairāk nekā viens “patērētājs”, un dažreiz ir nepieciešama pati cigarešu aizdedzinātāja ligzda. Es formulēju specifikācijas sev: barošana no borta tīkla caur aizdedzes slēdzi, 1-3 pieslēgvietu izeja ar strāvu līdz 2 A. Meklēju internetā un izrādījās, ka esmu tālu no pirmais, kurš bija neizpratnē par problēmu un, vēl vairāk, to īstenoja dažādos veidos.

Manai idejai man bija nepieciešams sprieguma stabilizators, kas varētu izturēt borta spriegumu un strāvu līdz 3 ampēriem. Patiesībā ir milzīgs skaits ieviešanas iespēju, taču tās visas ir saistītas ar vienu lietu - impulsa pazemināšanas pārveidotāju. Kāpēc impulss? Tā kā tam ir maksimāla efektivitāte. Tas nozīmē, ka pārveidotājā gandrīz nekas nebūs jāuzsilda, un izmēri solās būt minimāli.

Pazeminošs pārveidotājs ir paredzēts, lai samazinātu spriegumu līdz vajadzīgajai vērtībai. Tā jaudas elementi darbojas taustiņu režīmā, vienkārši ieslēdzot un izslēdzot. Ieslēgšanas brīdī enerģiju akumulē induktors (spole uz serdes), brīdī, kad spēka elements(tranzistors) ir izslēgts, induktors atbrīvo uzkrāto enerģiju slodzei. Tiklīdz induktors atbrīvo uzkrāto enerģiju, ķēde, kas kontrolē izejas spriegumu, ieslēgs jaudas tranzistoru un process atkārtosies.
IN pašlaik Visi tālruņu un planšetdatoru lādētāji, kas tiek ievietoti cigarešu aizdedzinātāja ligzdā, ir izgatavoti pēc shēmas ar impulsa pazemināšanas pārveidotāju.

Piegāde un izskats:
Dēlis nonāca aizzīmogotā antistatiskā maisiņā, kas it kā ir iemesls priekam, bet patiesībā tas ir jāuztver kā pašsaprotami.
Lodēšanas kvalitāte ir diezgan laba. Neliels plūsmas atlikums mainīgo rezistoru spaiļu aizmugurē.
Mainīgais daudzpagriezienu rezistors ļauj precīzi pielāgot izejas spriegumu.


Ir paredzēti montāžas caurumi skrūvēm. Nav spaiļu bloku, vadi būs jālodē. Zem mikroshēmas ir caurumi ar metalizāciju papildu siltuma noņemšanai otrā puse maksas.

Shēma nevar būt vienkāršāka:

Vienīgais, ka ķīniešiem ir dažādi induktora un kondensatoru reitingi. Acīmredzot, kas ir pieejams, viņi to instalē. Sliktāk jau vairs nevar būt.

Es ātri pielodēju vadus un slodzi 2,2 Ohm 10 W stieples rezistora veidā.
Lai ierobežotu temperatūru sildīšanas laikā, rezistors tika ievietots ūdenī.


Statīvā ir pieejami 2 spriegumi: 12 volti un 24 volti. Pirmā ieslēgšanās tika veikta bez slodzes, lai noregulētu izejas spriegumu, lai nesadegtu šalli. Pagriežot rezistora skrūvi, es panācu 5 voltu izejas spriegumu.
Slodze 2,2 omi nozīmē 2,27 ampēru strāvu, kas ar nelielu rezervi iekļaujas norādītajos plates parametros, kā arī manās vajadzībām, jo ​​man bija duālais savienotājs no mirušas mātesplates:

1 ampērs uz vienu portu.

10 minūtes darba zem slodzes un dēlis mežonīgi uzkarst. Foto no termovizora:

aizmugurējā puse

Achtung! Temperatūra ir 115C uz diodes un 110C uz mikroshēmas (puse ar daļām) un 105C aizmugurē.
Droseles temperatūra ir ap 70C, mazliet par daudz, bet piesātinājumu nesasniedz.
Maksimālā temperatūra diodei ir 150C, bet mikroshēmai 125C.

Neiekļaujas nekādos vārtos. Es sāku domāt, ka tas ir defekts vai ka esmu kārtējo reizi nopircis lētas stulbas.
un atklāja, ka šim pārveidotājam ir slikta efektivitāte. Un tas viss ir saistīts ar faktu, ka mikroshēmas galvenais elements ir bipolārais tranzistors, kas, lai arī darbojas atslēgas režīmā, atvērtā stāvoklī spriegums pāri tam nedaudz pazeminās.
Situācijai nepalīdzēja ieejas sprieguma palielināšana līdz 24 voltiem.
Efektivitātes grafiks pie slodzes strāvas 3 ampēri:


Tie. aptuveni 80%, ja to darbina no transportlīdzekļa borta tīkla. Mikroshēmas izeja tiek atbrīvota ar slodzi 3 A 3,7 W, un arī diode un induktors uzsilst. Diodes (3A 40V) un induktora (47 μH) nomaiņa, kā arī radiatora uzstādīšana varētu atrisināt apkures problēmu, bet kāpēc tāda piepūle, ja par to pašu naudu var dabūt progresīvākus pazeminātos pārveidotājus.

Mēģinājums labot situāciju:
Uzstādīju nelielu radiatoru aizmugurē caur siltumvadošu līmi (radiatoru zāģēju no bojāta datora barošanas avota).




Es plānoju ņemt diodi no "dežūras telpas". Ar induktors ir nedaudz sarežģītāk, bet es domāju, ka varētu atrast tādu ar lielāku tinuma stieples šķērsgriezumu (ņemot vērā pienācīgu induktivitātes izplatību induktorus, ko izmanto ķīnieši).
Mēģinājums ieslēgties un veikt temperatūras rādījumus noveda pie avārijas =) Es sajaucu polaritāti un sadedzināju mikroshēmu. Ietaupīju naudu, uzreiz vajadzēja ņemt 5 uz eksperimentiem, bet labāk neņemt vispār, jo tas senais pārveidotājs ir tik briesmīgs, ka pat nedarbojas 50% no īpašībām konkrētajā lietots dēlis.

Tīkla plašumos atklāju netipisku LM2596 mikroshēmas pielietojumu - pastiprinātāju audio frekvence D klase! Signāls tiek piegādāts ieejai 4" Atsauksmes" Diskreditācijas biežums tiešām nav lielāks par 150 KHz. Nekādā gadījumā nav aicinājuma montēt pastiprinātāju, pamatojoties uz pārveidotāju; tam ir specializētas mikroshēmas =)

Secinājumi ir neapmierinoši:
Plāksne pārdotā veidā neattaisno norādītās īpašības. Turklāt atkarība no slodzes strāvas ir daudz lielāka nekā no sprieguma izmaiņām. Jūs varat modificēt dēli, nomainot pusi detaļu, bet kāda jēga?

Tomēr, ja jums ir nepieciešams pazemināts pārveidotājs, labākā alternatīva apskatāmajam būtu pārveidotāji, kas samontēti uz mikroshēmām: LM2577, LM 2678 un tamlīdzīgi. Ieslēgts Šis brīdis Esmu jau pasūtījis vairākus dēļus izmēģināšanai

Kamēr es ļoti ilgi biju plānojis mašīnai uzstādīt USB portus, mana mašīna nonāca metāllūžņos :(


bet tomēr bija vieta, kur transformatora barošanas avota vietā liktu pārveidotāju:
Šoreiz (kur ir radošais uzraksts):


Tie ir divi (priekšējā josla ar USB porti no vecā datora korpusa noplēstas organiskā stikla “korpusa” sienas):


Speciāli apskatei izgatavoju slodzes plāksni testēšanai lādētāji(Es pat sadedzināju pāris, viņi neizturēja slodzi). Vietnē Ali tie tiek pārdoti gatavā veidā par aptuveni 1 USD:

Pazeminātie līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāji arvien biežāk tiek izmantoti ikdienas dzīvē, mājsaimniecībās, automobiļu lietojumos, kā arī kā regulējami barošanas avoti mājas laboratorijā.

Piemēram, lieljaudas transportlīdzeklim borta kabeļu tīkla spriegums var būt +24 V, bet jāpievieno automašīnas radio vai cita ierīce ar ieejas spriegumu +12 V, tad šāds pazeminošs pārveidotājs. jums būs ļoti noderīgi.

Daudzi cilvēki pasūta pazeminātus līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājus no dažādām Ķīnas vietnēm, taču to jauda ir diezgan ierobežota, jo ķīnieši ietaupa uz tinuma stieples šķērsgriezuma, pusvadītāju ierīču un induktora serdeņu, jo jo jaudīgāks ir pārveidotājs, jo tas ir dārgāks. Tāpēc iesaku pašam samontēt pazeminošu DC-DC, kas pēc jaudas pārspēs ķīniešu analogus un būs arī ekonomiskāks. Pēc manas fotoreportāžas un uzrādītās diagrammas ir skaidrs, ka montāža neaizņems daudz laika.

LM2596 mikroshēma ir nekas cits kā pārslēgšanas pazeminošs sprieguma regulators. Tas ir pieejams gan fiksētā sprieguma (3.3V, 5V, 12V), gan regulējams spriegums(ADJ). Mūsu pazeminātais līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs tiks veidots, pamatojoties uz regulējamu mikroshēmu.

Pārveidotāja ķēde

Regulatora LM2596 pamatparametri

Ieejas spriegums………. līdz +40V

Maksimālais ieejas spriegums………. +45V

Izejas spriegums………. no 1,23 V līdz 37 V ±4%

Ģeneratora frekvence………. 150 kHz

Izejas strāva………. līdz 3A

Pašreizējais patēriņš gaidstāves režīmā………. 80uA

Darba temperatūra no -45°С līdz +150°С

Korpusa tips TO-220 (5 tapas) vai TO-263 (5 tapas)

Efektivitāte (pie Vin= 12V, Vout= 3V Iout= 3A)......... 73%

Lai gan efektivitāte var sasniegt 94%, tas ir atkarīgs no ieejas un izejas sprieguma, kā arī no tinuma kvalitātes un pareizas induktora induktivitātes izvēles.

Saskaņā ar grafiku, kas ņemts no, ar ieejas spriegumu +30V, izejas spriegumu +20V un slodzes strāvu 3A, efektivitātei jābūt 94%.

Arī LM2596 mikroshēmai ir strāvas un pārkaršanas aizsardzība. Es atzīmēju, ka neoriģinālās mikroshēmās šīs funkcijas var nedarboties pareizi vai var nebūt pilnībā. Īssavienojums pie pārveidotāja izejas noved pie mikroshēmas atteices (pārbaudīts uz diviem LM), lai gan šeit nav nekā pārsteidzoša; ražotājs datu lapā neraksta par īssavienojuma aizsardzības klātbūtni.

Shematiski elementi

Visas elementu vērtības ir norādītas elektriskās ķēdes shēmā. Kondensatoru C1 un C2 spriegums tiek izvēlēts atkarībā no ieejas un izejas sprieguma (ieejas (izejas) spriegums + rezerve 25%), es uzstādīju kondensatorus ar rezervi 50 V.

Kondensators C3 ir keramikas. Tās nominālvērtība ir izvēlēta saskaņā ar tabulu no datu lapas. Saskaņā ar šo tabulu kapacitāte C3 ir izvēlēta katram atsevišķam izejas spriegumam, bet, tā kā pārveidotājs manā gadījumā ir regulējams, es izmantoju kondensatoru ar vidējo jaudu 1nF.

Diodei VD1 jābūt Šotkija diodei vai citai īpaši ātrai diodei (FR, UF, SF utt.). Tam jābūt paredzētam 5A strāvai un vismaz 40V spriegumam. Es uzstādīju impulsu diodi FR601 (6A 50V).

Droseles L1 nominālajai strāvai jābūt 5A, un tā induktivitātei jābūt 68 μH. Lai to izdarītu, ņemiet kodolu, kas izgatavots no pulverveida dzelzs (dzeltenbalts), ārējais diametrs 27 mm, iekšējais 14 mm, platums 11 mm, jūsu izmēri var atšķirties, bet jo lielāki tie ir, jo labāk. Tālāk mēs uztinam divus vadus (katra stieples diametrs ir 1 mm) 28 apgriezienus. Satinu vienu serdi ar diametru 1,4 mm, bet ar lielu izejas jaudu (40W) induktors ļoti uzkarsa, arī nepietiekamā serdes šķērsgriezuma dēļ. Uztinot divus vadus, tinumu nevarēs salikt vienā slānī, tāpēc tas jātin divos slāņos, bez izolācijas starp slāņiem (ja nav bojāta stieples emalja).

Caur rezistoru R1 plūst neliela strāva, tāpēc tā jauda ir 0,25 W.

Rezistors R2 tiek regulēts, bet to var aizstāt ar nemainīgu; šim nolūkam tā pretestība tiek aprēķināta katram izejas spriegumam pēc formulas:

Kur R1 = 1kOhm (saskaņā ar datu lapu), Vref = 1,23 V. Pēc tam aprēķināsim rezistora R2 pretestību izejas spriegumam Vout = 30V.

R2 = 1 kOhm * (30 V / 1,23 V - 1) = 23,39 kOhm (samazinot līdz standarta vērtībai, mēs iegūstam pretestību R2 = 22 kOhm).

Tāpat, zinot rezistora R2 pretestību, varat aprēķināt izejas spriegumu.

Pazemināta līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāja testēšana uz LM2596

Pārbaudes laikā uz mikroshēmas tika uzstādīts radiators ar laukumu ≈ 90 cm².

Es veicu testus slodzei ar pretestību 6,8 omi (konstants rezistors, kas nolaists ūdenī). Sākotnēji uz pārveidotāja ieeju pieliku +27V spriegumu, ieejas strāva bija 1.85A (ieejas jauda 49.95W). Es iestatīju izejas spriegumu uz 15,5 V, slodzes strāva bija 2,5 A ( izejas jauda 38,75 W). Efektivitāte bija 78%, kas ir ļoti labi.

Pēc 20 min. Pazeminošā pārveidotāja darbības laikā diode VD1 uzkarsa līdz 50°C temperatūrai, induktors L1 uzkarsa līdz 70°C, bet pati mikroshēma uzkarsa līdz 80°C. Tas ir, visiem elementiem ir temperatūras rezerve, izņemot droseļvārstu, 70 grādi tam ir par daudz.

Tāpēc, lai darbinātu šo pārveidotāju ar izejas jaudu 30-40 W vai vairāk, ir nepieciešams uztīt induktors ar diviem (trīs) vadiem un izvēlēties lielāku serdi. Diode un mikroshēma bez bailēm var ilgstoši uzturēt 100-120°C temperatūru (izņemot visu tuvumā esošo apsildi, ieskaitot korpusu). Ja vēlaties, varat uzstādīt lielāku radiatoru uz mikroshēmas, un jūs varat atstāt garus vadus uz VD1 diodes, tad siltums tiks labāk izkliedēts vai pievienot (lodēt pie viena no vadiem) nelielu plāksnīti (radiatoru). Arī sliedes ir jānoskārda pēc iespējas labāk. iespiedshēmas plate, vai pielodēt gar tiem vara serdi, tas nodrošinās mazāku sliežu ceļu uzsildīšanu ilgstošas ​​darbības laikā pie lielas izejas jaudas.

Sveiki, dārgie apmeklētāji. Es to nopirku ebay pirms gada DC-DC pārveidotāji nelielai laboratorijas barošanas avotam un patiešām vispārējai attīstībai. Un cena 66 rubļi izrādījās ļoti pievilcīga.

Pārveidotāja vispārējais skats ir parādīts ekrānuzņēmumā.

Kā redzams no foto, šalle nemaz nav liela, un tās izmēri ir 41x20 mm. Šī pārveidotāja pamatā ir mikroshēma LM2596S

kas ir regulējams, pazeminošs pulsa stabilizators spriegums ar frekvenci līdz 150 kHz un maksimālo izejas strāvu 3A. Stabilizatora savienojuma ķēde ir tipiska un parādīta 1. attēlā.

Mikroshēmas maksimālais ieejas spriegums ir 40 V; Man tāda sprieguma šobrīd nebija, tāpēc es analizēju stabilizatoru ar spriegumu ierīces ieejā 27 volti. Izejā es iestatīju spriegumu uz 6,5 voltiem, izmantojot apgriešanas rezistoru. Maksimālā strāva 3A ar šo instalāciju un vismaz neliela radiatora neesamību tika uzskatīta par pārāk augstu. Tāpēc tika izvēlēta slodzes strāva 1,5 A. Un tā ar šīm parametru vērtībām pēc pusstundas darbības mikroshēmas korpusa temperatūra bija aptuveni 75 grādi pēc Celsija. Man jāsaka, ka šāds stāvoklis mani iepriecināja. Tie. ja mikroshēma tiek piegādāta ar radiatoru vai ja tiek izmantota pūšana, stabilizatora izejas strāva 3 ampēri ir diezgan reāla. Minimālais spriegums pie šī konkrētā stabilizatora izejas bija 2,5 volti.

Pamatojoties uz šo moduli, jūs varat izveidot dažādus paštaisītus, regulējamus, stabilizētus barošanas avotus, gan vienpolārus, gan bipolārus. To var izmantot uzturam LED lampas, ir piemērots arī līdzstrāvas elektromotoru darbināšanai, ko izmanto mikro urbjmašīnās, ar iespēju regulēt ātrumu. Šāds stabilizators var labi aizstāt KR142EN5 mikroshēmas lineāro stabilizatoru, lai barotu ķēdes, kurās ir iekļauti mikrokontrolleri. It īpaši, ja starpība starp stabilizatora ieejas spriegumu un izejas spriegumu ir ļoti liela un rodas nepieciešamība mikroshēmai izmantot siltuma izlietni. Ir jēga izmantot šādu stabilizatoru, lai nomāktu lieko spriegumu, ja jūsu iegādātā transformatora sekundārā tinuma spriegums ir lielāks nekā nepieciešams, bet nav iespējams vai pārāk slinks uztīt pagriezienus. Tad sešdesmit seši rubļi nav nekas. Veiksmi. K.V.Yu.