Paprastas perjungimo stabilizatorius. XL4015 lusto stabilizatoriaus perjungimas

Šiandien svarstoma mikroschema yra reguliuojamas nuolatinės ir nuolatinės srovės įtampos keitiklis arba tiesiog sumažinamas reguliuojamas srovės stabilizatorius, kurio įvestis yra 40 voltų, o išėjime - nuo 1,2 iki 35 V. LM2576 reikia apie 40-50 VDC įvesties galios. Kadangi jis gali valdyti iki 3 amperų sroves, LM2576 veikia kaip perjungimo reguliatorius, galintis valdyti 3 amperų apkrovą su minimaliu komponentų skaičiumi ir nedideliu radiatoriumi. LM2576 lusto kaina yra maždaug 140 rublių.

Stabilizatoriaus schema

Schemos ypatumai

• Išėjimo reguliuojama įtampa 1,2 - 35 V ir mažas pulsavimas
• Potenciometras sklandžiai reguliuoti išėjimo įtampą
• Plokštėje yra kintamosios įtampos tiltinis lygintuvas
• LED įvesties galios indikacija
• PCB matmenys 70 x 63 mm

Grandinė skirta stalinių kompiuterių maitinimo šaltiniams, akumuliatorių įkrovikliams, kaip LED tvarkyklė. Toliau pateikiamos 2 dizaino parinktys - standartinės ir plokštumos:

Kodėl tokiuose stabilizuotuose maitinimo šaltiniuose negalima naudoti paprastų parametrinių stabilizatorių, tokių kaip LM317? Kadangi galios išsklaidymas esant 30 V 3 A įtampai bus keliasdešimt vatų – reikės didžiulio radiatoriaus ir aušintuvo. Tačiau stabilizavus impulsą, mikroschemos išleidžiama galia yra beveik 10 kartų mažesnė. Todėl su LM2576 gauname nedidelį ir galingą, universalų reguliuojamą įtampos reguliatorių.

Ši apžvalga skirta perjungimo stabilizatoriaus moduliui, kurį internetinės parduotuvės siūlo pavadinimu „5A Lithium Charger CV CC Buck Step Down Power Module LED Driver“. Taigi modulis yra impulsų mažinimo keitiklis, skirtas ličio jonų baterijoms įkrauti CV (nuolatinė įtampa) ir CC (nuolatinė srovė) režimais, taip pat maitinti šviesos diodus. Šis įrenginys kainuoja apie 2 USD. Struktūriškai modulis yra spausdintinė plokštė, ant kurios sumontuoti visi elementai, įskaitant signalinius šviesos diodus ir reguliavimo valdiklius. Modulio išvaizda parodyta 1 pav.

Spausdintinės plokštės brėžinys parodytas fig. 2.

Pagal gamintojo specifikacijas modulis turi šias technines charakteristikas:

• Įėjimo įtampa 6-38V DC.
• Reguliuojama išėjimo įtampa 1,25-36 VDC.
• Išėjimo srovė 0-5 A (reguliuojama).
• Apkrovos galia iki 75 VA.
• Efektyvumas yra daugiau nei 96%.
• Apkrovoje yra įmontuota apsauga nuo perkaitimo ir trumpojo jungimo.
• Modulio matmenys 61,7x26,2x15 mm.
• Svoris 20 gramų.

Žemos kainos, mažo dydžio ir aukštų techninių charakteristikų derinys sukėlė autoriaus susidomėjimą ir norą eksperimentiškai nustatyti pagrindines modulio charakteristikas.
Gamintojas nepateikia elektros grandinės schemos, todėl ją teko braižyti pačiam. Šio darbo rezultatas pateiktas fig. 3.

Įrenginio pagrindas yra DA2 XL4015 lustas, kuris yra originalaus kiniško dizaino. Šis lustas labai panašus į populiarųjį LM2596, tačiau turi patobulintas charakteristikas. Matyt, tai pasiekiama naudojant galingą lauko tranzistorių kaip maitinimo jungiklį. Šios mikroschemos aprašymas pateiktas L1. Šiame įrenginyje mikroschema yra įtraukta visiškai laikantis gamintojo rekomendacijų. Kintamasis rezistorius „CV“ yra išėjimo įtampos reguliatorius. Reguliuojama išėjimo srovės ribojimo grandinė yra pagrįsta DA3.1 operaciniu stiprintuvu. Šis stiprintuvas lygina įtampos kritimą srovės jutimo rezistoriuje R9 su reguliuojama įtampa kintamajame rezistoriuje „CC“. Naudodami šį rezistorių galite nustatyti norimą srovės apribojimo lygį stabilizatoriaus apkrovoje.

Viršijus nurodytą srovės vertę, stiprintuvo išvestyje pasirodys aukšto lygio signalas, atsidarys raudonas HL2 šviesos diodas ir padidės įtampa DA2 lusto 2 įėjime, dėl ko sumažės įtampa. ir srovė stabilizatoriaus išėjime. Be to, HL2 švytėjimas parodys, kad modulis veikia srovės stabilizavimo (CC) režimu. Kondensatorius C5 turi užtikrinti srovės valdymo bloko stabilumą.

Antrajame operaciniame stiprintuve DA3.2 yra signalizacijos įtaisas, skirtas sumažinti apkrovos srovę iki mažesnės nei 9% nurodytos maksimalios srovės. Jei srovė viršija nurodytą vertę, užsidega mėlynas šviesos diodas HL3, kitaip žalias šviesos diodas HL1. Įkraunant ličio jonų baterijas, įkrovimo srovės sumažėjimas yra vienas iš požymių, kad įkrovimas baigėsi.
DA1 mikroschemoje yra stabilizatorius, kurio išėjimo įtampa yra 5 V. Ši įtampa naudojama DA3 operaciniam stiprintuvui maitinti, taip pat naudojama srovės ribotuvo atskaitos įtampai ir žemos srovės aliarmui formuoti.

Įtampos kritimas srovės matavimo rezistoriuje niekaip nekompensuojamas, todėl, didėjant apkrovos srovei, mažėja stabilizatoriaus išėjimo įtampa. Siekiant sumažinti šį trūkumą, srovės matavimo rezistoriaus vertė pasirenkama gana maža (0,05 Ohm). Dėl šios priežasties DA3 operacinio stiprintuvo dreifas gali sukelti pastebimą išėjimo srovės ribojimo ir aliarmo lygio nestabilumą.
Modulio bandymai parodė, kad stabilizatoriaus išėjimo varža įtampos reguliavimo (CV) režimu yra beveik visiškai nulemta srovės matavimo rezistoriaus ir yra apie 0,06 Ohm.
Įtampos stabilizavimo koeficientas yra apie 400.
Norint įvertinti šilumos išsklaidymą, modulio įėjimui buvo pritaikyta 12 V įtampa. Išėjimo įtampa buvo nustatyta į 5 V, o apkrovos varža 2,5 omo (srovė 2 A). Po 30 minučių DA2 lustas, induktorius L1 ir diodas VD1 įkaito atitinkamai iki 71, 64 ir 48 laipsnių Celsijaus.

Veikimą apkrovos srovės stabilizavimo režimu (SS) lydėjo DA2 mikroschemos perėjimas į impulsų pliūpsnio formavimo režimą. Plyšių pasikartojimo dažnis ir trukmė svyravo plačiose ribose, priklausomai nuo srovės stiprumo. Šiuo atveju srovės stabilizavimo efektas įvyko, tačiau modulio išėjimo bangos žymiai padidėjo. Be to, įrenginio veikimą CC režimu lydėjo gana stiprus girgždėjimas, kurio šaltinis buvo induktorius L1.
Dabartinės sumažinimo aliarmo veikimas priekaištų nesukėlė. Modulis sėkmingai atlaikė trumpąjį jungimą apkrovoje.

Taigi modulis veikia tiek CV, tiek CC režimu, tačiau jį naudojant reikėtų atsižvelgti į aukščiau aprašytas savybes.
Ši apžvalga parašyta remiantis vienos įrenginio kopijos tyrimo rezultatais, todėl gauti rezultatai yra tik orientaciniai.
Anot autoriaus, aprašytas perjungimo stabilizatorius gali būti sėkmingai naudojamas, jei reikalingas pigus, kompaktiškas, patenkinamų charakteristikų maitinimo šaltinis.

Radioelementų sąrašas

Paskyrimas	Tipas	Denominacija	Kiekis	Pastaba	Parduotuvė	Mano užrašų knygelė
DA1	Linijinis reguliatorius	LM317L	1			Į užrašų knygelę
DA2	Chip	XL4015	1			Į užrašų knygelę
DA3	Operacinis stiprintuvas	LM358	1			Į užrašų knygelę
VD1	Schottky diodas	SK54	1			Į užrašų knygelę
HL1	Šviesos diodas	Žalias	1			Į užrašų knygelę
HL2	Šviesos diodas	Raudona	1			Į užrašų knygelę
HL3	Šviesos diodas	Mėlyna	1			Į užrašų knygelę
C1, C6	Elektrolitinis kondensatorius	220 µF 50 V	2			Į užrašų knygelę
C2-C4, C7	Kondensatorius	0,47 µF	4			Į užrašų knygelę
C5	Kondensatorius	0,01 µF	1			Į užrašų knygelę
R1	Rezistorius	680 omų	1			Į užrašų knygelę
R2	Rezistorius	220 omų	1			Į užrašų knygelę
R3	Rezistorius	330 omų	1			Į užrašų knygelę
R4	Rezistorius	18 kOhm	1			Į užrašų knygelę
R7	Rezistorius	100 kOhm	1			Į užrašų knygelę
R8	Rezistorius	10 kOhm	1

Dažnas kompensuojamųjų įtampos stabilizatorių trūkumas yra mažas jų efektyvumas dėl valdymo elemento tranzistorių nuostolių, dėl kurių, be to, reikalingi galingi šilumos šalintuvai, kurių dydis ir svoris yra žymiai didesni nei patys stabilizatoriai. Pažangesnis techninis sprendimas – impulsiniai įtampos stabilizatoriai (VST), kuriuose valdymo elementų tranzistoriai veikia raktiniu režimu. Naudojant aukšto dažnio tranzistorius, tokių stabilizatorių efektyvumo ir svorio matmenų charakteristikų problema išsprendžiama gana radikaliai.

Yra trys pagrindinės ISN grandinės: nuoseklusis atmetimo tipo ISN (12.15 pav.), lygiagretus stiprintuvo tipo ISN (12.16 pav.) ir lygiagretusis invertuojantis (12.17 pav.). Visose trijose grandinėse yra saugojimo droselis L, valdymo elementas 1, blokavimo diodas VD, valdymo elementai 2, 3 ir filtro kondensatorius C.

Žemyno perjungimo serijos reguliatorius pagamintas pagal blokinę schemą, parodytą Fig. 12.15, kuriame valdymo elementas 1 ir induktorius L yra nuosekliai sujungti su apkrova Rn. Tranzistorius, veikiantis perjungimo režimu, naudojamas kaip RE. Kai tranzistorius yra atidarytas laiką T„, energija iš įėjimo nuolatinės srovės šaltinio Ui (arba lygintuvo su išėjimo įtampa Uo) per induktorių L, kuriame kaupiama energija, perduodama į apkrovą. Kai tranzistorius uždaromas tam tikram laikui Tp, induktoryje sukaupta energija per diodą VD perduodama apkrovai. Perjungimo (konversijos) periodas lygus T=Ti+Tn. Perjungimo (konversijos) dažnis F=1/T. Tranzistoriaus atviros būsenos, kuriai sukuriamas Ti trukmės įtampos impulsas, trukmės santykis su perjungimo periodu T vadinamas darbo ciklu K3=Ti/T.

Taigi, impulsų stabilizatoriuje reguliavimo elementas 1 paverčia (moduliuoja) įėjimo nuolatinę įtampą Ui į tam tikros trukmės ir dažnio impulsų seriją ir išlyginamąjį filtrą, susidedantį iš diodo VD, induktoriaus L ir kondensatoriaus C. demoduliuoja juos į nuolatinę įtampą Uo. Kai impulsų stabilizatoriuje, naudojant grįžtamojo ryšio grandinę, susidedančią iš 3 matavimo elemento ir valdymo grandinės 2, keičiasi išėjimo įtampa Uo arba apkrovos srovė Rn, impulso trukmė pasikeičia taip, kad išėjimo įtampa Uo lieka nepakitusi (tam tikru tikslumu).

Impulsinis darbo režimas leidžia žymiai sumažinti valdymo elemento nuostolius ir taip padidinti maitinimo šaltinio efektyvumą, sumažinti jo svorį ir matmenis. Tai yra pagrindinis impulsų stabilizatorių pranašumas, palyginti su nuolatinio kompensavimo stabilizatoriais.

Impulsinis lygiagretus stabilizatorius (padidėjimo tipas) pagamintas pagal blokinę schemą pav. 12.16, kuriame valdymo elementas 1 yra prijungtas lygiagrečiai su apkrova Rn. Kai valdymo tranzistorius yra atidarytas, srovė iš maitinimo šaltinio Ui teka per induktorių L, kaupdama jame energiją. Diodas VD yra uždaroje būsenoje, todėl neleidžia kondensatoriui C išsikrauti per atvirą valdymo tranzistorių. Srovė į apkrovą per šį laikotarpį ateina tik iš kondensatoriaus C. Tuo momentu, kai valdymo tranzistorius užsidaro, induktoriaus L saviindukcijos emf sumuojama su įėjimo įtampa ir induktoriaus energija perduodama į apkrova, o išėjimo įtampa yra didesnė už įėjimo maitinimo įtampą Ui. Skirtingai nuo diagramos pav. 12.15 čia induktorius nėra filtro elementas, o išėjimo įtampa tampa didesnė už įėjimo įtampą dydžiu, kurį lemia induktoriaus L induktyvumas ir valdymo tranzistoriaus atviras laikas (arba valdymo impulsų darbo ciklas).

Stabilizatoriaus valdymo grandinė pav. 12.16 yra sukonstruotas taip, kad, pavyzdžiui, padidėjus įėjimo maitinimo įtampai Ui, valdymo tranzistoriaus atviros būsenos trukmė sumažėja tiek, kad išėjimo įtampa Uo liktų nepakitusi.

Impulsinis lygiagretus invertuojantis stabilizatorius pagamintas pagal blokinę schemą, parodytą Fig. 12.17. Skirtingai nuo diagramos pav. 12.16 čia induktorius L yra prijungtas lygiagrečiai su apkrova Rn, o valdymo elementas 1 nuosekliai sujungtas su juo. Blokavimo diodas atskiria filtro kondensatorių C ir apkrovą Rn nuo nuolatinės srovės valdymo elemento. Stabilizatorius turi savybę keisti (invertuoti) išėjimo įtampos Uo poliškumą, palyginti su įėjimo maitinimo įtampos poliškumu.

Impulsiniai stabilizatoriai, priklausomai nuo valdymo tranzistoriaus valdymo būdo, gali būti gaminami su impulsų pločio moduliacija (PWM), impulsų dažnio moduliacija (PFM) arba relės valdymu. PWM stabilizatoriuose impulso trukmė Ti veikimo metu kinta, tačiau perjungimo dažnis išlieka nepakitęs; PFM stabilizatoriuose perjungimo dažnis keičiasi, bet impulso trukmė Ti išlieka pastovi; Reliniuose stabilizatoriuose įtampos reguliavimo procese kinta tiek impulsų trukmė, tiek jų pasikartojimo dažnis.

Plačiausiai praktikoje naudojamas nuoseklusis ISN (12.15 pav.), kuriame akumuliacinė droselis yra ir išlyginamojo LC filtro elementas. Stabilizatoriuose Fig. 12.16 ir 12.17, induktorius L nedalyvauja išlyginant išėjimo įtampos pulsaciją. Šiose schemose pulsacijos išlyginimas pasiekiamas tik padidinus kondensatoriaus C talpą, todėl padidėja filtro ir viso įrenginio masė bei matmenys.

Statinės valdymo charakteristikos, nustatytos stabilizatoriui Fig. 12.15 pagal formulę Uo/Ui=Kз (1 - Kg), yra tiesė, kurios nuolydis priklauso (neatsižvelgiant į valdymo tranzistoriaus ir diodo nuostolius) nuo induktoriaus aktyviųjų varžų santykio ir apkrova Kg=Rd/Rn. Apkrovos įtampa Uo nustatoma pagal santykinę valdymo impulsų trukmę (esant pastoviai Ui) ​​ir negali būti didesnė už maitinimo įtampą, o šios charakteristikos tiesiškumas atitinka stabilaus ISN veikimo sąlygas.

Panagrinėkime pagrindinius ISN elementus Fig. 12.15 val. Pradėkime nuo pagrindinio bloko, kurio schema parodyta fig. 12.18.

Blokas apima maitinimo sekciją ir tranzistoriaus VT1 reguliavimo elementą, valdomą tranzistoriaus VT2 jungikliu (diodas VD2 skirtas apsaugoti bazinę jungtį VT2 dideliu neigiamu įvesties valdymo signalu). Rezistoriaus R1 varža parenkama iš sąlygos, užtikrinančios tranzistoriaus VT1 uždarą būseną (100...900 omų), o R2 - maždaug iš sąlygos kbUi=R2 Ikmax, kur k=l,5...2 yra prisotinimo saugos koeficientas; b, Ikmax - tranzistoriaus VT1 srovės stiprinimo koeficientas ir maksimali impulsų kolektoriaus srovė. Rezistoriaus R3 varža parenkama panašiai, tačiau skaičiavimuose Ui pakeičiama funkcijų generatoriaus valdymo impulso amplitude. Atkreipkite dėmesį, kad renkantis RE tranzistorių skaičių, galite vadovautis rekomendacijomis, pateiktomis grandinės pav. 12.12.

Pradiniai grandinės parametrų pasirinkimo duomenys pav. 12.18 yra:

įtampa Ui ir jos kitimo ribos; šaltinio Ui vidinė varža Ri; stabilizatoriaus Uo vardinė išėjimo įtampa ir leistinos jos reguliavimo ribos; didžiausios Inmax ir minimalios Imin apkrovos srovės, leistina stabilizatoriaus išėjimo įtampos pulsacijos amplitudė; stabilizavimo koeficientas Kn ir vidinė varža Ro; didžiausias įtampos temperatūros nuokrypis Uo ir tt Parametrų pasirinkimo procedūra yra tokia:

1. Pasirinkite konvertavimo dažnį F (iki 100 kHz, modeliui - kilohercų vienetai) ir paimkite apytikslį naudingumo koeficientą = 0,85...0,95.

2. Nustatykite minimalias ir didžiausias santykinės trukmės (darbo koeficiento) filtro įėjimo įtampos impulso reikšmes:

3. Iš induktoriaus srovių tęstinumo režimo palaikymo sąlygos nustatome ją

minimali induktyvumas

4. Apskaičiuokite sandaugą LC iš nurodytos pulsavimo įtampos U„ vertės.

iš kur tada randame kondensatoriaus C talpą.

LC produktas nustato ne tik pulsacijos lygį, bet ir išėjimo įtampos pereinamųjų procesų pobūdį po stabilizatoriaus įjungimo.

Fig. 12.19 pav. parodyti grandinės modeliavimo rezultatai pav. 12.18 su šiais duomenimis: F=1 kHz, K=0.5, Rn=100 omų, L=200 mH, C=100 µF (12.19 pav., a) ir C=1 µF (12.19 pav., b) . Kaip matyti iš paveikslų, esant santykinai didelei LC produkto vertei, trumpalaikis tiriamos grandinės atsakas yra svyruojantis, dėl kurio atsiranda išėjimo įtampos šuolių, kurie gali būti pavojingi vartotojui (apkrovai).

Pereikime prie kito ISN funkcinio vieneto - valdymo grandinės ir matavimo elemento - svarstymo. Tokiu atveju patartina atsižvelgti į ISN naudojamų moduliatorių charakteristikas.

Perjungimo stabilizatoriai su PWM turi šiuos pranašumus, palyginti su kitų dviejų tipų stabilizatoriais:

Aukštas efektyvumas ir optimalus konversijos dažnis užtikrinamas nepriklausomai nuo pirminio maitinimo šaltinio įtampos ir apkrovos srovės; pulsacijos dažnis esant apkrovai yra pastovus, o tai reikšminga daugeliui elektros vartotojų;

Realizuojama galimybė vienu metu sinchronizuoti neriboto skaičiaus ISN konvertavimo dažnius, o tai pašalina dažnio permušimų riziką, kai keli ISN maitinami iš bendro pirminio nuolatinės srovės šaltinio. Be to, kai ISN veikia su nereguliuojamu keitikliu (pavyzdžiui, galios stiprintuvu), galima sinchronizuoti abiejų įrenginių dažnius.

ISN su PWM trūkumas, palyginti su relės tipo stabilizatoriumi, yra sudėtingesnė valdymo grandinė, kurioje paprastai yra papildomas pagrindinis generatorius.

Impulsų stabilizatoriai su PFM, nors ir neturi reikšmingų pranašumų prieš kitų tipų ISN, turi šiuos trūkumus:

О dažnio valdiklių diegimo sudėtingumas plačiame diapazone, ypač esant dideliems maitinimo įtampos ir apkrovos srovės pokyčiams;

Neįmanoma realizuoti aukščiau išvardintų PWM valdymo sistemos pranašumų.

Paskutinis trūkumas taip pat taikomas relių (arba dviejų padėčių) ISN, kuriems taip pat būdingas gana didelis įtampos pulsavimas esant apkrovai (stabilizatoriuose su PWM arba PWM išėjimo įtampos pulsaciją iš esmės galima sumažinti iki nulio, o tai yra neįmanoma pasiekti relių stabilizatoriuose).

Bendru atveju 3 bloke (12.20 pav.) yra įtampos daliklis, atskaitos įtampos šaltinis ION, lyginamasis elementas ir neatitikimo stiprintuvas. Šie elementai atlieka tas pačias funkcijas kaip ir kompensuojantys stabilizatoriai. ISN su PWM prie šių įrenginių pridedamas sinchronizuojantis įtampos formuotojas (pagrindinis osciliatorius) ir slenkstinis įtaisas, kurio pagalba generuojami moduliuojami trukmės impulsai. Valdymo impulso trukmė keičiama moduliuojant jo priekinį arba galinį kraštą.

Kai moduliuojama priekinė briauna, tiesiškai kintanti sinchronizacijos įtampa didėja kiekvienu periodu, o kai moduliuojasi galinė briauna, valdymo įtampa mažėja kiekvienu periodu. Moduliuojant briaunas, sinchronizacijos įtampa kyla ir krinta kiekvienu periodu. Šio tipo moduliacija, palyginti su vienpuse moduliacija, leidžia įdiegti greitesnius ISN, nes šiuo atveju momentinė valdymo įtampos vertė turi įtakos briaunų susidarymui.

Valdymo grandinės perdavimo koeficientas, nustatantis santykinės impulsų trukmės prie išlyginamojo filtro įėjimo ir apkrovos įtampos pokyčių (PWM), yra lygus

atitinkamai įtampos daliklio ir paklaidos stiprintuvo stiprinimo koeficientai; Uy yra sinchronizavimo įtampos amplitudė.

Visa ISN grandinė su PWM elementais parodyta Fig. 12.20 val. Įtampos daliklis pagamintas ant rezistorių R3, R4, atskaitos įtampos šaltinis yra rezistorius R5 ir zenerio diodas VD2, klaidos signalo stiprintuvas yra OU1, slenkstinis įtaisas yra OU2. Kadangi abu operatyviniai stiprintuvai maitinami iš vienpolio šaltinio, kad atitiktų VT2 pagrindinio etapo lygius, į emiterio grandinę įtrauktas parametrinis stabilizatorius (VD3, R8). Funkcinis generatorius trikampio impulso režimu buvo naudojamas kaip pagrindinis; Moduliuojant ant priekinio krašto darbo ciklas pasirenkamas kaip maksimalus (99%), moduliuojant ant krentančio krašto - kaip minimalus (0,1%), kai moduliuojamas abiejose briaunos - 50%. Fig. 12.21 paveiksle parodytas valdymo impulsų generavimo proceso modeliavimo rezultatas moduliacijos metu išilgai priekinio krašto.

Parodyta pav. 12.21 rezultatai gauti esant Rn = 100 omų ir Ui = 20 V. Kaip matyti iš pav. 12.21 val., iš karto įjungus maitinimo šaltinį, susidaro maksimalios trukmės valdymo impulsai, tada atsiranda ilga pauzė dėl teigiamo išėjimo įtampos Uo šuolio, tada vėl pradedamas priverstinis režimas dėl neigiamo Uo šuolio. Pastovios būsenos valdymo impulsų formavimo režimas atsiranda po kelių pagrindinio generatoriaus valdymo signalo periodų.

Testo užduotys

1. Grandinei pav. 12.18 gauti priklausomybę Uo=f(K,) esant F=1 kHz, Uy=3 V (valdymo stačiakampių impulsų vienpoliškumas užtikrinamas funkciniame generatoriuje nustatant pastovią dedamąją Offset=3 V, darbo ciklas K nustatomas pasirenkant darbo ciklo parametrą), Ui= 30 V, Rn=100 omų, L=100 mH, C=100 µF.

2. Grandinei pav. 12.18, ištirti pereinamųjų procesų formos priklausomybę nuo aktyviųjų nuostolių varžos Rd, įskaitant 0,1... 10 omų varžą nuosekliai su induktoriumi.

3. Išnagrinėkite ISN pagal diagramą pav. 12.20 moduliuojant krintantį kraštą, vienu metu palei priekinį ir krentantį kraštą ir palyginti rezultatus, kada prietaisai pasiekia pastovią būseną.

4. Kiekvienam valdymo signalų generavimo pastovioje būsenoje būdui gauti valdymo signalų generavimo periodo priklausomybę nuo apkrovos varžos Rn intervale 10...1000 omų ir įėjimo įtampos Ui 15.. intervale. .40 V.

LM2596 sumažina įėjimo įtampą (iki 40 V) - išėjimas reguliuojamas, srovė 3 A. Idealiai tinka šviesos diodams automobilyje. Labai pigūs moduliai – apie 40 rublių Kinijoje.

Texas Instruments gamina aukštos kokybės, patikimus, prieinamus ir pigius, lengvai naudojamus nuolatinės srovės-DC valdiklius LM2596. Kinijos gamyklos jo pagrindu gamina itin pigius impulsinius keitiklius: LM2596 modulio kaina yra maždaug 35 rubliai (su pristatymu). Patariu pirkti 10 vienetų partiją iš karto - visada bus iš jų naudos, o kaina nukris iki 32 rub., o užsakant 50 vnt. - mažiau nei 30 rublių. Skaitykite daugiau apie mikroschemos grandinės apskaičiavimą, srovės ir įtampos reguliavimą, jo taikymą ir kai kuriuos keitiklio trūkumus.

Tipiškas naudojimo būdas yra stabilizuotas įtampos šaltinis. Šio stabilizatoriaus pagrindu nesunku pagaminti perjungimo maitinimo šaltinį, aš jį naudoju kaip paprastą ir patikimą laboratorinį maitinimo šaltinį, atlaikantį trumpuosius jungimus. Jie patrauklūs dėl kokybės nuoseklumo (atrodo, kad visi jie pagaminti toje pačioje gamykloje - ir sunku padaryti klaidų penkiose dalyse), ir visiškas atitikimas duomenų lapui ir deklaruotoms charakteristikoms.

Kita programa yra impulsų srovės stabilizatorius maitinimo šaltinis didelės galios šviesos diodams. Šiame luste esantis modulis leis prijungti 10 vatų automobilinę LED matricą, papildomai užtikrinant apsaugą nuo trumpojo jungimo.

Labai rekomenduoju jų įsigyti keliolika – tikrai pravers. Jie yra savaip unikalūs – įėjimo įtampa siekia iki 40 voltų, o reikalingi tik 5 išoriniai komponentai. Tai patogu – sumažinę laidų skerspjūvį galite padidinti išmaniojo namo maitinimo magistralės įtampą iki 36 voltų. Tokį modulį sumontuojame vartojimo vietose ir sukonfigūruojame į reikiamus 12, 9, 5 voltus arba pagal poreikį.

Pažvelkime į juos atidžiau.

Lustos savybės:

• Įvesties įtampa - nuo 2,4 iki 40 voltų (iki 60 voltų HV versijoje)
• Išėjimo įtampa – fiksuota arba reguliuojama (nuo 1,2 iki 37 voltų)
• Išėjimo srovė - iki 3 amperų (su geru aušinimu - iki 4,5 A)
• Konversijos dažnis – 150 kHz
• Korpusas – TO220-5 (montuojamas per kiaurymę) arba D2PAK-5 (montuojamas ant paviršiaus)
• Efektyvumas - 70-75% esant žemai įtampai, iki 95% esant aukštai įtampai

1. Stabilizuotas įtampos šaltinis
2. Konverterio grandinė
3. Duomenų lapas
4. USB įkroviklis LM2596 pagrindu
5. Dabartinis stabilizatorius
6. Naudoti naminiuose įrenginiuose
7. Išėjimo srovės ir įtampos reguliavimas
8. Patobulinti LM2596 analogai

Istorija – linijiniai stabilizatoriai

Pirmiausia paaiškinsiu, kodėl standartiniai tiesinės įtampos keitikliai, tokie kaip LM78XX (pavyzdžiui, 7805) arba LM317, yra blogi. Čia yra jo supaprastinta diagrama.

Pagrindinis tokio keitiklio elementas yra galingas bipolinis tranzistorius, įjungtas „pradine“ prasme - kaip valdomas rezistorius. Šis tranzistorius yra Darlingtono poros dalis (siekiant padidinti srovės perdavimo koeficientą ir sumažinti galią, reikalingą grandinei veikti). Bazinė srovė nustatoma operaciniu stiprintuvu, kuris sustiprina skirtumą tarp išėjimo įtampos ir nustatytos ION (atskaitos įtampos šaltinio), t.y. jis jungiamas pagal klasikinę klaidų stiprintuvo grandinę.

Taigi keitiklis tiesiog įjungia rezistorių nuosekliai su apkrova ir kontroliuoja jo varžą taip, kad, pavyzdžiui, visoje apkrovoje užgestų lygiai 5 voltai. Nesunku apskaičiuoti, kad kai įtampa sumažėja nuo 12 voltų iki 5 (labai dažnas 7805 lusto naudojimo atvejis), 12 voltų įvestis paskirstoma tarp stabilizatoriaus ir apkrovos santykiu „7 voltai ant stabilizatoriaus + 5 voltų ant apkrovos“. Esant pusės ampero srovei, esant apkrovai išsiskiria 2,5 vatai, o esant 7805 - net 3,5 vatai.

Pasirodo, „papildomi“ 7 voltai tiesiog užgęsta ant stabilizatoriaus ir virsta šiluma. Pirma, tai sukelia aušinimo problemų, antra, iš maitinimo šaltinio sunaudojama daug energijos. Kai maitinamas iš elektros lizdo, tai nėra labai baisu (nors vis tiek kenkia aplinkai), tačiau kai maitinamas iš baterijų arba įkraunamų baterijų, to negalima ignoruoti.

Kita problema yra ta, kad naudojant šį metodą paprastai neįmanoma sukurti padidinimo keitiklio. Dažnai toks poreikis iškyla, o bandymai išspręsti šią problemą prieš dvidešimt ar trisdešimt metų yra nuostabūs – kokia sudėtinga buvo tokių grandinių sintezė ir skaičiavimas. Viena iš paprasčiausių tokio tipo grandinių yra stumdomasis 5V->15V keitiklis.

Reikia pripažinti, kad jis suteikia galvaninę izoliaciją, tačiau transformatorių neišnaudoja efektyviai – bet kuriuo metu sunaudojama tik pusė pirminės apvijos.

Pamirškime tai kaip blogą sapną ir pereikime prie modernios grandinės.

Įtampos šaltinis

Schema

Mikroschemą patogu naudoti kaip žeminamąjį keitiklį: viduje yra galingas dvipolis jungiklis, belieka pridėti likusius reguliatoriaus komponentus - greitąjį diodą, induktyvumą ir išėjimo kondensatorių, taip pat galima sumontuokite įvesties kondensatorių - tik 5 dalys.

LM2596ADJ versijai taip pat reikės išėjimo įtampos nustatymo grandinės, tai yra du rezistoriai arba vienas kintamasis rezistorius.

Sumažėjusios įtampos keitiklio grandinė, pagrįsta LM2596:

Visa schema kartu:

Čia galite Atsisiųskite LM2596 duomenų lapą.

Veikimo principas: galingas įrenginio viduje esantis jungiklis, valdomas PWM signalu, siunčia įtampos impulsus į induktyvumą. Taške A x% laiko yra visa įtampa ir (1-x)% laiko įtampa lygi nuliui. LC filtras išlygina šiuos svyravimus, paryškindamas pastovų komponentą, lygų x * maitinimo įtampai. Diodas užbaigia grandinę, kai tranzistorius yra išjungtas.

Išsamus darbo aprašymas

Induktyvumas priešinasi srovės pokyčiams per jį. Kai taške A atsiranda įtampa, induktorius sukuria didelę neigiamą savaiminės indukcijos įtampą, o įtampa per apkrovą tampa lygi skirtumui tarp maitinimo įtampos ir saviindukcijos įtampos. Induktyvumo srovė ir įtampa visoje apkrovoje palaipsniui didėja.

Išnykus įtampai taške A, induktorius stengiasi išlaikyti ankstesnę srovę, tekėjusią iš apkrovos ir kondensatoriaus, ir sutrumpina ją per diodą į žemę - ji palaipsniui mažėja. Taigi, apkrovos įtampa visada yra mažesnė už įėjimo įtampą ir priklauso nuo impulsų darbo ciklo.

Išėjimo įtampa

Modulis yra keturių versijų: su 3.3V (indeksas –3.3), 5V (indeksas –5.0), 12V (indeksas –12) ir reguliuojama versija LM2596ADJ. Tikslinga visur naudoti pritaikytą versiją, nes jos dideliais kiekiais galima įsigyti elektronikos įmonių sandėliuose ir vargu ar susidursite su jos trūkumu – ir tam tereikia papildomų dviejų centų rezistorių. Ir, žinoma, populiari 5 voltų versija.

Sandėlyje esantis kiekis nurodytas paskutiniame stulpelyje.

Išėjimo įtampą galite nustatyti DIP jungiklio pavidalu, geras to pavyzdys pateiktas čia, arba sukamuoju jungikliu. Abiem atvejais jums reikės tikslių rezistorių baterijos - bet jūs galite reguliuoti įtampą be voltmetro.

Rėmas

Yra du korpuso variantai: TO-263 plokštuminio tvirtinimo korpusas (modelis LM2596S) ir TO-220 korpusas su kiauryme (modelis LM2596T). Man labiau patinka naudoti plokščiąją LM2596S versiją, nes šiuo atveju radiatorius yra pati plokštė ir nereikia pirkti papildomo išorinio radiatoriaus. Be to, jo mechaninis atsparumas yra daug didesnis, skirtingai nei TO-220, kuris turi būti prisukamas prie kažko, net ir prie lentos – bet tada lengviau montuoti plokštuminę versiją. Maitinimo šaltiniuose rekomenduoju naudoti lustą LM2596T-ADJ, nes iš jo korpuso lengviau pašalinti didelį šilumos kiekį.

Įėjimo įtampos pulsacijos išlyginimas

Gali būti naudojamas kaip efektyvus "protingas" stabilizatorius po srovės ištaisymo. Kadangi mikroschema tiesiogiai stebi išėjimo įtampą, įėjimo įtampos svyravimai sukels atvirkščiai proporcingą mikroschemos konversijos koeficiento pokytį, o išėjimo įtampa išliks normali.

Iš to išplaukia, kad naudojant LM2596 kaip sumažintą keitiklį po transformatoriaus ir lygintuvo, įvesties kondensatorius (t. y. tas, kuris yra iškart po diodinio tiltelio) gali turėti mažą talpą (apie 50–100 μF).

Išėjimo kondensatorius

Dėl didelio konversijos dažnio išėjimo kondensatorius taip pat neturi būti didelės talpos. Netgi galingas vartotojas neturės laiko žymiai sumažinti šio kondensatoriaus per vieną ciklą. Paskaičiuokime: paimkime 100 µF kondensatorių, 5 V išėjimo įtampą ir 3 amperų apkrovą. Visas kondensatoriaus įkrovimas q = C*U = 100e-6 µF * 5 V = 500e-6 µC.

Per vieną konversijos ciklą apkrova iš kondensatoriaus paims dq = I*t = 3 A * 6,7 μs = 20 μC (tai tik 4% viso kondensatoriaus įkrovimo), ir iškart prasidės naujas ciklas, keitiklis įdės naują energijos dalį į kondensatorių.

Svarbiausia nenaudoti tantalo kondensatorių kaip įvesties ir išvesties kondensatorių. Duomenų lapuose jie rašo tiesiai - „nenaudoti maitinimo grandinėse“, nes labai prastai toleruoja net trumpalaikius viršįtampius ir nemėgsta didelių impulsų srovių. Naudokite įprastus aliuminio elektrolitinius kondensatorius.

Efektyvumas, efektyvumas ir šilumos nuostoliai

Efektyvumas nėra toks didelis, nes dvipolis tranzistorius naudojamas kaip galingas jungiklis - ir jo įtampos kritimas nėra lygus nuliui, apie 1,2 V. Dėl to sumažėja efektyvumas esant žemai įtampai.

Kaip matote, maksimalus efektyvumas pasiekiamas, kai skirtumas tarp įėjimo ir išėjimo įtampų yra apie 12 voltų. Tai yra, jei jums reikia sumažinti įtampą 12 voltų, minimalus energijos kiekis pateks į šilumą.

Kas yra keitiklio efektyvumas? Tai vertė, apibūdinanti srovės nuostolius – dėl šilumos generavimo visiškai atidarytame galingame jungiklyje pagal Džaulio-Lenco dėsnį ir panašių nuostolių pereinamųjų procesų metu – kai jungiklis, tarkime, tik pusiau atidarytas. Abiejų mechanizmų poveikis gali būti panašus, todėl nereikėtų pamiršti abiejų nuostolių būdų. Nedidelis energijos kiekis taip pat naudojamas pačių keitiklio „smegenims“ maitinti.

Idealiu atveju konvertuojant įtampą iš U1 į U2 ir išėjimo srovę I2, išėjimo galia lygi P2 = U2*I2, įėjimo galia lygi jai (idealus atvejis). Tai reiškia, kad įvesties srovė bus I1 = U2/U1*I2.

Mūsų atveju konversijos efektyvumas yra mažesnis nei vienetas, todėl dalis energijos liks įrenginio viduje. Pavyzdžiui, esant efektyvumui η, išėjimo galia bus P_out = η*P_in, o nuostoliai P_loss = P_in-P_out = P_in*(1-η) = P_out*(1-η)/η. Žinoma, keitiklis turės padidinti įėjimo srovę, kad išlaikytų nurodytą išėjimo srovę ir įtampą.

Galime manyti, kad konvertuojant 12V -> 5V ir išėjimo srovę 1A, nuostoliai mikroschemoje bus 1,3 vatai, o įėjimo srovė - 0,52 A. Bet kokiu atveju tai yra geriau nei bet kuris tiesinis keitiklis, kuris duos mažiausiai 7 vatus nuostolių ir sunaudos 1 amperą iš įvesties tinklo (įskaitant šią nenaudingą užduotį) - dvigubai daugiau.

Beje, LM2577 mikroschemos veikimo dažnis yra tris kartus mažesnis, o jo efektyvumas yra šiek tiek didesnis, nes pereinamuose procesuose yra mažiau nuostolių. Tačiau jam reikia tris kartus didesnių induktoriaus ir išėjimo kondensatoriaus įvertinimų, o tai reiškia papildomų pinigų ir plokštės dydį.

Išėjimo srovės didinimas

Nepaisant jau gana didelės mikroschemos išėjimo srovės, kartais reikia dar daugiau srovės. Kaip išeiti iš šios situacijos?

1. Galima lygiagretinti kelis keitiklius. Žinoma, jiems turi būti nustatyta lygiai tokia pati išėjimo įtampa. Tokiu atveju negalite apsieiti su paprastais SMD rezistoriais grįžtamojo ryšio įtampos nustatymo grandinėje; turite naudoti arba 1% tikslumo rezistorius, arba rankiniu būdu nustatyti įtampą kintamu rezistoriumi.

Jei nesate tikri dėl nedidelio įtampos pasklidimo, geriau lygiagrečiai keitiklius pervesti per nedidelį šuntą, maždaug kelių dešimčių miliohmų. Priešingu atveju visa apkrova kris ant aukščiausios įtampos keitiklio pečių ir jis gali neatlaikyti. 2. Galite naudoti gerą aušinimą – didelį radiatorių, daugiasluoksnę spausdintinę plokštę su dideliu plotu. Tai leis [padidinti srovę] (/lm2596-tips-and-tricks/ „LM2596 naudojimas įrenginiuose ir plokštės išdėstymas“) iki 4,5 A. 3. Galiausiai galite [perkelti galingą klavišą] (#a7) už mikroschemos korpuso. Tai leis naudoti lauko tranzistorių su labai mažu įtampos kritimu ir labai padidins tiek išėjimo srovę, tiek efektyvumą.

USB įkroviklis skirtas LM2596

Galite pagaminti labai patogų kelioninį USB įkroviklį. Norėdami tai padaryti, turite nustatyti reguliatorių į 5 V įtampą, aprūpinti jį USB prievadu ir maitinti įkroviklį. Naudoju Kinijoje įsigytą radijo modelio ličio polimero bateriją, kuri užtikrina 5 amper valandas esant 11,1 volto įtampai. Tai yra daug – užtenka 8 kartusįkrauti įprastą išmanųjį telefoną (neatsižvelgiant į efektyvumą). Atsižvelgiant į efektyvumą, jis bus bent 6 kartus.

Nepamirškite trumpinti USB lizdo D+ ir D- kontaktų, kad telefonas būtų prijungtas prie įkroviklio ir perduota srovė neribojama. Be šio įvykio telefonas manys, kad yra prijungtas prie kompiuterio ir bus kraunamas 500 mA srove – labai ilgai. Be to, tokia srovė gali net nekompensuoti telefono srovės suvartojimo, o akumuliatorius visiškai nesikraus.

Taip pat galite pateikti atskirą 12 V įvestį iš automobilio akumuliatoriaus su cigarečių degiklio jungtimi - ir perjungti šaltinius kokiu nors jungikliu. Patariu įsidėti šviesos diodą, kuris signalizuotų, kad įrenginys įjungtas, kad nepamirštumėte išjungti baterijos po pilno įkrovimo – kitaip keitiklio nuostoliai per kelias dienas visiškai išeikvos atsarginę bateriją.

Tokio tipo akumuliatorius nelabai tinka, nes yra skirtas didelėms srovėms – galima pabandyti surasti mažesnės srovės akumuliatorių, taip jis bus mažesnis ir lengvesnis.

Dabartinis stabilizatorius

Išėjimo srovės reguliavimas

Galima tik su reguliuojamos išėjimo įtampos versija (LM2596ADJ). Beje, kinai taip pat gamina šią plokštės versiją, reguliuojančią įtampą, srovę ir visokias indikacijas - paruoštą srovės stabilizatoriaus modulį LM2596 su apsauga nuo trumpojo jungimo galima nusipirkti pavadinimu xw026fr4.

Jei nenorite naudoti paruošto modulio ir norite patys pasidaryti šią grandinę, nėra nieko sudėtingo, išskyrus vieną išimtį: mikroschema neturi galimybės valdyti srovės, tačiau galite ją pridėti. Paaiškinsiu, kaip tai padaryti, ir paaiškinsiu sudėtingus dalykus.

Taikymas

Srovės stabilizatorius yra dalykas, reikalingas galingiems šviesos diodams maitinti (beje, mano mikrovaldiklio projektas didelės galios LED tvarkyklės), lazeriniai diodai, galvanizavimas, baterijų įkrovimas. Kaip ir su įtampos stabilizatoriais, tokie įrenginiai yra dviejų tipų – linijiniai ir impulsiniai.

Klasikinis linijinis srovės stabilizatorius yra LM317, ir jis yra gana geras savo klasėje - tačiau jo maksimali srovė yra 1,5 A, kurios neužtenka daugeliui didelės galios šviesos diodų. Net jei šį stabilizatorių maitinate išoriniu tranzistoriumi, jo nuostoliai yra tiesiog nepriimtini. Visas pasaulis kelia triukšmą dėl budėjimo režimo lempučių energijos sąnaudų, tačiau čia LM317 veikia 30% efektyvumu. Tai ne mūsų metodas.

Tačiau mūsų mikroschema yra patogi impulsinės įtampos keitiklio, turinčio daug darbo režimų, tvarkyklė. Nuostoliai yra minimalūs, nes nenaudojami linijiniai tranzistorių veikimo režimai, tik pagrindiniai.

Iš pradžių jis buvo skirtas įtampos stabilizavimo grandinėms, tačiau keli elementai paverčia jį srovės stabilizatoriumi. Faktas yra tas, kad mikroschema visiškai priklauso nuo „atsiliepimo“ signalo kaip grįžtamojo ryšio, bet ką jį maitinti, priklauso nuo mūsų.

Standartinėje perjungimo grandinėje įtampa į šią koją tiekiama iš varžinio išėjimo įtampos daliklio. 1,2 V yra balansas; jei grįžtamasis ryšys yra mažesnis, vairuotojas padidina impulsų darbo ciklą, o jei didesnis, sumažina. Tačiau šiam įėjimui galite prijungti įtampą iš srovės šunto!

Šuntas

Pavyzdžiui, esant 3A srovei, reikia paimti šuntą, kurio vardinė vertė ne didesnė kaip 0,1 omo. Esant tokiam pasipriešinimui, ši srovė išskirs apie 1 W, taigi tai daug. Geriau lygiagrečiai sulyginti tris tokius šuntus, gaunant 0,033 omo varžą, 0,1 V įtampos kritimą ir 0,3 W šilumos išsiskyrimą.

Tačiau grįžtamojo ryšio įvestis reikalauja 1,2 V įtampos, o mes turime tik 0,1 V. Didesnę varžą montuoti neracionalu (šiluma bus išleista 150 kartų daugiau), tad belieka kažkaip padidinti šią įtampą. Tai atliekama naudojant operacinį stiprintuvą.

Neinvertuojantis op-amp stiprintuvas

Klasikinė schema, kas gali būti paprasčiau?

Mes vienijamės

Dabar mes sujungiame įprastą įtampos keitiklio grandinę ir stiprintuvą naudodami LM358 operatyvinį stiprintuvą, prie kurio įvesties prijungiame srovės šuntą.

Galingas 0,033 omo rezistorius yra šuntas. Jis gali būti pagamintas iš trijų lygiagrečiai sujungtų 0,1 omo rezistorių, o norint padidinti leistiną galios sklaidą, naudokite SMD rezistorius 1206 pakuotėje, sudėkite juos su nedideliu tarpu (ne arti vienas kito) ir stenkitės palikti kuo daugiau vario sluoksnio aplink rezistoriai ir po jais kiek įmanoma. Prie grįžtamojo ryšio išvesties yra prijungtas mažas kondensatorius, kad būtų išvengta galimo perėjimo į osciliatoriaus režimą.

Reguliuojame tiek srovę, tiek įtampą

Prie Grįžtamojo ryšio įvesties prijungkime abu signalus – tiek srovę, tiek įtampą. Norėdami sujungti šiuos signalus, ant diodų naudosime įprastą laidų schemą „IR“. Jei srovės signalas yra didesnis už įtampos signalą, jis dominuos ir atvirkščiai.

Keletas žodžių apie schemos pritaikymą

Negalite reguliuoti išėjimo įtampos. Nors ir išėjimo srovės, ir įtampos reguliuoti vienu metu neįmanoma – jie yra proporcingi vienas kitam, turintys „apkrovos pasipriešinimo“ koeficientą. Ir jei maitinimo blokas įgyvendina tokį scenarijų kaip „pastovi išėjimo įtampa, bet kai srovė viršija, pradedame mažinti įtampą“, t.y. CC/CV jau yra įkroviklis.

Didžiausia grandinės maitinimo įtampa yra 30 V, nes tai yra LM358 riba. Galite išplėsti šią ribą iki 40 V (arba 60 V naudojant LM2596-HV versiją), jei operacinės sistemos stiprintuvą maitinate iš zenerio diodo.

Pastarajame variante kaip sumuojančius diodus būtina naudoti diodų mazgą, nes abu jame esantys diodai yra pagaminti to paties technologinio proceso metu ir ant tos pačios silicio plokštelės. Jų parametrų sklaida bus daug mažesnė nei atskirų diskrečiųjų diodų parametrų sklaida – to dėka gausime didelį sekimo verčių tikslumą.

Taip pat turite atidžiai užtikrinti, kad operacinės stiprintuvo grandinė nesusijaudintų ir neįsijungtų į lazerio režimą. Norėdami tai padaryti, pabandykite sumažinti visų laidininkų ilgį, ypač takelį, prijungtą prie LM2596 2 kaiščio. Nestatykite operacinės stiprintuvo šalia šio takelio, o SS36 diodą ir filtro kondensatorių pastatykite arčiau LM2596 korpuso ir užtikrinkite minimalų įžeminimo kilpos plotą, prijungtą prie šių elementų – būtina užtikrinti minimalų jungties ilgį. grįžtamosios srovės kelias „LM2596 -> VD/C -> LM2596“.

LM2596 pritaikymas įrenginiuose ir nepriklausomas plokštės išdėstymas

Išsamiai kalbėjau apie mikroschemų naudojimą savo įrenginiuose ne kaip gatavą modulį kitas straipsnis, kuris apima: diodo, kondensatorių, induktoriaus parametrų pasirinkimą, taip pat kalbėjo apie teisingą laidų sujungimą ir keletą papildomų gudrybių.

Tolimesnio tobulėjimo galimybės

Patobulinti LM2596 analogai

Lengviausias būdas po šio lusto yra pereiti prie LM2678. Iš esmės tai yra tas pats sumažinimo keitiklis, tik su lauko tranzistoriumi, kurio dėka efektyvumas pakyla iki 92%. Tiesa, jis turi 7, o ne 5 kojeles, ir nėra suderinamas su kaiščiu. Tačiau šis lustas yra labai panašus ir bus paprastas ir patogus pasirinkimas su geresniu efektyvumu.

L5973D– gana senas lustas, užtikrinantis iki 2,5A, ir kiek didesnį efektyvumą. Jis taip pat turi beveik dvigubai didesnį konversijos dažnį (250 kHz), todėl reikia mažesnių induktorių ir kondensatorių. Tačiau mačiau, kas atsitiks, jei įdėsite tiesiai į automobilių tinklą - gana dažnai jis išmuša trukdžius.

ST1S10- Labai efektyvus (90% efektyvumas) DC–DC laipsniškas keitiklis.

• Reikalingi 5–6 išoriniai komponentai;

ST1S14- aukštos įtampos (iki 48 voltų) valdiklis. Didelis darbinis dažnis (850 kHz), išėjimo srovė iki 4A, galia Gera išvestis, didelis efektyvumas (ne prastesnis nei 85%) ir apsaugos grandinė nuo perteklinės apkrovos srovės daro jį bene geriausiu keitikliu serveriui maitinti iš 36 voltų. šaltinis.

Jei reikalingas maksimalus efektyvumas, turėsite kreiptis į neintegruotus DC–DC valdiklius. Integruotų valdiklių problema yra ta, kad jie niekada neturi šaltų galios tranzistorių – tipinė kanalo varža yra ne didesnė kaip 200 mOhm. Tačiau, jei imsite valdiklį be įmontuoto tranzistoriaus, galite pasirinkti bet kurį tranzistorių, net AUIRFS8409–7P, kurio kanalo varža yra pusė miliohmo

DC-DC keitikliai su išoriniu tranzistoriumi

Kita dalis

Sveiki. Atkreipiu jūsų dėmesį į integruoto linijinio reguliuojamo įtampos (arba srovės) stabilizatoriaus LM317, kurio vienetas kainuoja 18 centų, apžvalgą. Vietinėje parduotuvėje toks stabilizatorius kainuoja eilės tvarka brangiau, todėl ir susidomėjau šia partija. Nusprendžiau pasitikslinti, kas pardavinėjama tokia kaina ir paaiškėjo, kad stabilizatorius gana kokybiškas, bet apie tai plačiau žemiau.
Peržiūra apima bandymus įtampos ir srovės stabilizatoriaus režimu, taip pat apsaugos nuo perkaitimo patikrinimą.
Susidomėjusius prašome...

Šiek tiek teorijos:

Yra stabilizatoriai linijinis Ir pulsas.
Linijinis stabilizatorius yra įtampos daliklis, kurio įėjimas tiekiamas įėjimo (nestabilia) įtampa, o išėjimo (stabilizuota) įtampa pašalinama iš apatinės daliklio peties. Stabilizavimas atliekamas keičiant vienos iš skirstytuvo pečių varžą: varža nuolat palaikoma, kad įtampa stabilizatoriaus išėjime būtų nustatytose ribose. Esant dideliam įėjimo ir išėjimo įtampų santykiui, linijinis stabilizatorius turi mažą efektyvumą, nes didžioji galios dalis Pdis = (Uin - Uout) * Jis išsklaido kaip šiluma valdymo elemente. Todėl valdymo elementas turi sugebėti išsklaidyti pakankamai galios, tai yra, jis turi būti sumontuotas ant reikiamo ploto radiatoriaus.
Privalumas linijinis stabilizatorius - paprastumas, trukdžių nebuvimas ir nedidelis naudojamų dalių skaičius.
Trūkumas- mažas efektyvumas, didelė šilumos gamyba.
Perjungimo stabilizatoriusįtampa yra įtampos stabilizatorius, kuriame reguliavimo elementas veikia perjungimo režimu, tai yra, didžiąją laiko dalį jis yra arba išjungimo režimu, kai jo varža yra didžiausia, arba soties režimu - su minimalia varža, o tai reiškia gali būti laikomas jungikliu. Sklandus įtampos pokytis atsiranda dėl integruojančio elemento buvimo: įtampa didėja kaupiant energiją ir mažėja, kai ji patenka į apkrovą. Šis darbo režimas gali žymiai sumažinti energijos nuostolius, taip pat pagerinti svorio ir dydžio rodiklius, tačiau jis turi savo ypatybes.
Privalumas impulsų stabilizatorius – didelis efektyvumas, mažai generuoja šilumą.
Trūkumas- didesnis elementų skaičius, trukdžių buvimas.

Apžvalgos herojus:

Partiją sudaro 10 mikroschemų TO-220 pakuotėje. Stabilizatoriai buvo plastikiniame maišelyje, suvyniotame į polietileno putas.






Palyginimas su bene garsiausiu linijiniu stabilizatoriumi 7805 5 voltams tame pačiame korpuse.

Testavimas:
Panašius stabilizatorius čia gamina daugelis gamintojų.
Kojų padėtis yra tokia:
1 - reguliavimas;
2 - išėjimas;
3 - įėjimas.
Surenkame paprastą įtampos stabilizatorių pagal vadovo schemą:


Štai ką mums pavyko gauti naudojant 3 kintamo rezistoriaus pozicijas:
Atvirai kalbant, rezultatai nėra labai geri. Nedrįsčiau to vadinti stabilizatoriumi.
Tada aš įkėliau stabilizatorių 25 omų rezistoriumi ir vaizdas visiškai pasikeitė:

Toliau nusprendžiau patikrinti išėjimo įtampos priklausomybę nuo apkrovos srovės, kuriai įvesties įtampą nustačiau iki 15V, išėjimo įtampą nustačiau apie 5V naudodamas trimerio rezistorių, o išėjimą įkėliau kintamu 100 omų apvijos rezistorius. . Štai kas atsitiko:
Didesnės nei 0,8A srovės gauti nepavyko, nes Įvesties įtampa pradėjo kristi (maitinimas silpnas). Dėl šio bandymo stabilizatorius su radiatoriumi įkaito iki 65 laipsnių:

Norėdami patikrinti srovės stabilizatoriaus veikimą, buvo surinkta ši grandinė:


Vietoj kintamo rezistoriaus naudojau pastovų, čia yra bandymo rezultatai:
Dabartinis stabilizavimas taip pat geras.
Na, kaip gali būti peržiūra nesudeginant herojaus? Tam dar kartą surinkau įtampos stabilizatorių, įvedimui pridedu 15V, išėjimą nustačiau 5V, t.y. 10V nukrito ant stabilizatoriaus, o apkrove 0,8A, t.y. Stabilizatoriuje buvo išleista 8 W galia. Radiatorius buvo nuimtas.
Rezultatas buvo parodytas šiame vaizdo įraše:

Taip, veikia ir apsauga nuo perkaitimo, stabilizatoriaus nepavyko sudeginti.

Rezultatas:

Stabilizatorius yra visiškai veikiantis ir gali būti naudojamas kaip įtampos stabilizatorius (atsižvelgiant į apkrovą) ir srovės stabilizatorius. Taip pat yra daug įvairių taikymo schemų, kaip padidinti išėjimo galią, naudoti jį kaip akumuliatorių įkroviklį ir pan. Temos kaina yra gana priimtina, turint omenyje, kad neprisijungęs galiu nusipirkti tokį minimumą už 30 rublių, o už 19 rublių. , kuris yra žymiai brangesnis nei peržiūrimas.

Leisk man atostogauti, sėkmės!

Prekė buvo skirta parduotuvės atsiliepimui parašyti. Apžvalga paskelbta vadovaujantis Svetainės taisyklių 18 punktu.

Planuoju pirkti +37 Įtraukti į adresyną Man patiko apžvalga +59 +88