Przetwornica napięcia buck (LM2576/LM2596): 4 stopnie

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Stworzenie wysoce wydajnego konwertera buck to ciężka praca i nawet doświadczeni inżynierowie potrzebują wielu projektów, aby znaleźć właściwy

Przetwornica buck (przetwornica obniżająca) to konwerter prądu stałego na prąd stały, który obniża napięcie (podczas zwiększania prądu) z wejścia (zasilania) do wyjścia (obciążenia).

Konwertery przełączające (takie jak konwertery buck) zapewniają znacznie większą wydajność energetyczną jako konwertery DC-DC niż regulatory liniowe, które są prostszymi obwodami, które obniżają napięcia poprzez rozpraszanie mocy jako ciepło, ale nie zwiększają prądu wyjściowego.

Podstawowym działaniem przetwornicy buck jest sterowanie prądem w cewce za pomocą dwóch przełączników (najczęściej tranzystora i diody). W wyidealizowanym konwerterze wszystkie komponenty są uważane za doskonałe. W szczególności przełącznik i dioda mają zerowy spadek napięcia, gdy są włączone i zerowy przepływ prądu, gdy są wyłączone, a cewka indukcyjna ma zerową rezystancję szeregową. Ponadto zakłada się, że napięcia wejściowe i wyjściowe nie zmieniają się w trakcie cyklu (byłoby to sugerować, że pojemność wyjściowa jest nieskończona).

Krok 1: LM2576/2596, 3-A regulator napięcia obniżającego napięcie

Cechy

1. Wersje 3,3 V, 5 V, 12 V, 15 V i regulowane wyjścia
2. Regulowany zakres napięcia wyjściowego wersji, 1,23 V do 37 V (57 V dla wersji HV)
3. Określony prąd wyjściowy 3-A
4. Szeroki zakres napięcia wejściowego: 40 V do 60 V dla wersji HV
5. Wymaga tylko 4 zewnętrznych komponentów
6. Oscylator wewnętrzny o stałej częstotliwości 52 kHz
7. Możliwość wyłączenia TTL, tryb gotowości o niskim poborze mocy
8. Monolityczne układy scalone, które zapewniają wszystkie aktywne funkcje dla regulatora przełączającego obniżającego (buck)
9. Wysoka wydajność

Arkusz danych LM2576

Krok 2: Projekt PCB

Do zaprojektowania 2-warstwowej płytki PCB wykorzystałem EasyEda.

Jeśli ktoś chce, zawsze mogę wysłać dla Ciebie pliki gerber.

Najważniejszą kwestią projektową, o której należy pamiętać, jest to, że zaciski uziemienia diody, nasadek i układu scalonego powinny znajdować się jak najbliżej.

Również długość ścieżki pinu wyjściowego układu scalonego (pin 2) do cewki indukcyjnej powinna być jak najkrótsza.

Krok 3: Zamawianie płytek drukowanych

Teraz mamy projekt PCB i czas na zamówienie PCB. W tym celu wystarczy wejść na JLCPCB.com i kliknąć przycisk „WYCENIAJ TERAZ”.

JLCPCB jest również sponsorem tego projektu. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) jest największym przedsiębiorstwem produkującym prototypy PCB w Chinach i producentem high-tech specjalizującym się w szybkim prototypie PCB i produkcji małych partii PCB. Możesz zamówić minimum 5 płytek za jedyne 2 USD. Aby wyprodukować płytkę PCB, prześlij plik gerber, który pobrałeś w ostatnim kroku. Prześlij plik.zip lub przeciągnij i upuść pliki gerber. Po przesłaniu pliku zip na dole zobaczysz komunikat o powodzeniu, jeśli plik zostanie pomyślnie przesłany. Możesz przejrzeć PCB w przeglądarce Gerber, aby upewnić się, że wszystko jest w porządku. Możesz zobaczyć zarówno górną, jak i dolną część PCB. Po upewnieniu się, że PCB wygląda dobrze, możesz złożyć zamówienie w rozsądnej cenie. Możesz zamówić 5 płytek za jedyne 2 USD plus koszty wysyłki. Aby złożyć zamówienie, kliknij przycisk „ZAPISZ DO KOSZYKA”. Produkcja moich płytek drukowanych zajęła 2 dni i dotarła w ciągu 20 dni przy użyciu standardowej opcji przesyłki poleconej. Dostępne są również opcje szybkiej dostawy. Płytki drukowane były dobrze zapakowane, a jakość była naprawdę dobra.

Krok 4: Montaż i praca

Przed zamówieniem płytek drukowanych zawsze upewnij się, że układ i obwód działają.

Przetestowałem obwód na płytce perf, a następnie na płytkach drukowanych w domu, a następnie zamówiłem płytki.

W swoim obwodzie dodałem dodatkowe punkty dla PIN 4 i 5 do podłączenia do arduino lub innego MCU.

Pin 5 może być używany jako włącznik/wyłącznik (aktywny LOW), więc gdy PIN 5 jest uziemiony, konwerter buck jest włączony, a gdy PIN 5 jest powyżej 1,8 V, konwerter jest wyłączony.

PIN 4 to pin sprzężenia zwrotnego i za pomocą PWM z arduino/MCU możemy sterować napięciem wyjściowym za pomocą dodatkowego rezystora na obwodzie dzielnika rezystorowego.

Na koniec powiedziałbym, że LM2576 lub LM2596 są jednymi z najłatwiejszych do współpracy IC konwerterów buck i są łatwo dostępne w lokalnym sklepie elektronicznym i online.

Również ten układ scalony jest bardzo wyrozumiały i działa ze źle zaprojektowanymi układami.

Polecam używanie radiatorów na IC, aby wydłużyć ich żywotność.

Obejrzyj pełny samouczek na YT

pełny samouczek हिंदी में youtube पर