Преобразователь DC–DC LM2596

Преобразователь DC–DC LM2596

Импульсный понижающий регулируемый стабилизатор постоянного напряжения. Имеет высокий КПД. Меньше нагревается если сравнивать с модулями на линейных стабилизаторах. Источник питания может применяться в широком спектре устройств. К безусловным достоинствам относится работа в ощутимом диапазоне входного напряжения. Вместе с большим КПД это дает хорошие результаты при последовательном включении DC–DC LM2596 с химическими источниками тока, солнечными панелями или ветряными генераторами.

Дополнив преобразователь DC–DC LM2596 трансформатором, выпрямителем и фильтром получим блок питания. На входе стабилизатора напряжение должно быть большее выходного минимум на 1,5 В. При потреблении мощности от DC–DC LM2596 более десяти Вт следует применять средства охлаждения.

Характеристики

Входное напряжение 4,5–28 B
Выходное напряжение 1,3–25 B
Наибольший уровень шумов 50 мВ
Влияние изменения входного напряжения на уровень выхода 0,5 %
Поддержание установленного напряжения с точностью 2,5 %

Выходной ток:
номинальный до 1 А,
от 1 до 2 А заметно возрастает нагрев,
предельный 3 А.

Частота преобразования 150 КГц
КПД до 92%
Пределы температуры окружающего воздуха во время работы -40…85 °С

 

Размеры, расположение компонентов и отверстий платы преобразователя DC–DC LM2596.

Схема преобразователя

Нестабилизированное напряжение подается на контакты модуля +IN, –IN. На входе установлены: ограничитель всплесков напряжения D1, конденсаторы C1 и С4 сглаживающие пульсации в напряжении, поступающем на модуль. Также эти компоненты снижают шумы, поступающие в общую сеть питания. Микросхема LM2596S-ADJ содержит мощный транзистор управляющий выходным напряжением в импульсном режиме.



Электрическая схема DC–DC LM2596

Выход микросхемы OUT вывод 2 подключается внутренним транзистором на короткое время к входу микросхемы – импульс. За это время происходит накопление энергии в индуктивности L1. Затем транзистор МС полностью отключает выход МС и энергия, запасенная в индуктивности, передается потребителю. Когда транзистор МС закрыт, то ток питания нагрузки проходит по цепи, в которую входит диод D3.

Так как частота коммутации высокая, то требуется небольшая индуктивность для такой схемы. Резисторы позволяют организовать петлю обратной связи подключенную к входу микросхемы FB. Для точной установки выходного напряжения преобразователь DC–DC LM2596 имеет многооборотный переменный резистор. Благодаря обратной связи, контролирующей выходное напряжение, происходит стабилизация. Конденсаторы C2, C3, C5 на выходе схемы снижают шумы в напряжении источника до незначительной величины. Выходное напряжение снимается с контактов платы +OUT, -OUT.

Высокий КПД и сниженный нагрев объясняется следующими причинами. Питание коммутируется мощным транзистором микросхемы, работающим в двух режимах: полностью открыт или закрыт. Сопротивление открытого транзистора очень низкое, при протекании через него тока нагрев мал. Через закрытый транзистор ток не течет – нагрева нет. D4 – диод Шотки, на нем малое падение напряжения и следовательно D4 почти не нагревается.

Стабилизация выходного напряжения происходит путем изменения скважности импульсов, управляющих транзистором. Для этого в микросхеме имеется ШИМ генератор, изменяющий скважность импульсов под действием напряжения, поступающего на вход 4 микросхемы. Частота генератора постоянна.