8-900-374-94-44
Регуляторы серии LM2596 это монолитные интегральные схемы, которые обеспечивают все активные функции понижающего импульсного стабилизатора, поддерживающие 3А в линии нагрузки. Эти устройства доступны в версиях с фиксированными выходными напряжениями 3,3 В, 5В, 12В, и изменяемым выходным напряжением.
Требуют минимальное количество внешних компонентов, просты в использовании и включают в себя частотную компенсацию с фиксированной частотой кварцевого генератора.
Микросхемы серии LM2596 работают на частоте 150 кГц, позволяя использовать компоненты фильтра меньшего размера. Микросхемы доступны в стандартном исполнении в корпусах TO-220 и TO-263 для поверхностного для монтажа.Они обеспечивают гарантированный допуск ±4% на выходное напряжение в пределах указанного входного напряжения и выходной нагрузки. Ток потребления в режиме ожидания 80 мкА .
Защита схемы дает возможность двукратного снижение предельного тока для выходного ключа, и полное отключение в случае перегрева.
Особенности
— 3.3 В, 5В, 12В, и регулируемое
выходное напряжение
— регулируемый диапазон выходного напряжения от 1.2 В до 37В
— ±4% стабильность напряжения в цепи нагрузки
— доступны в TO-220 и TO-263 исполнения
— гарантированный выходной ток нагрузки 3А
— диапазон входного напряжения до 40В
— требует только 4 внешних компонента
— превосходные нагрузочные технические характеристики
— 150 кГц фиксированная частота внутреннего генератора
— TTL возможность выключения
— низкое энергопотребление режим ожидания, IQ, как правило, 80 мкА
— высокая эффективность
— использование легко доступных стандартных индуктивностей
— тепловое отключение и защита по току
Применение
— простой высоко эффективный ступенчатый регулятор
— ключевые регуляторы
— преобразователь из положительного в отрицательный
Схема подключения (Для фиксированного входного напряжения)
Схема включения LM2596| Напряжение питания | 45В |
| Напряжение на выводе ON/OFF | -0. 3 ≤ В ≥ +25 В |
| Напряжение на выводе Feedback (Обратная связь) | -0.3 ≤ В ≥ +25 В |
| Напряжение на выводе Ground (стабильное) | -1В |
| Рассеиваемая мощность | Внутренне ограничена |
| Диапазон температур хранения | от -65°C до +150°C |
| Электростатическая восприимчивость | |
| Для модели человеческого тела(2) | 2 кВ |
| Значения температур | |
| Корпус DDPAK/TO-263 | |
| +215°C | |
| Ик излучение | +260°C |
| Корпус TO-220 (Пайка, 10 сек.) | +260°C |
| Максимальная температура p-n перехода | +150°C |
(1) Абсолютные максимальные значения показывают пределы, превышение которых, может привести к повреждению устройства. Эксплуатационные значения указывают условия в которых устройство может функционировать, но не обеспечивают конкретные пределы производительности.
Для обеспечения спецификаций и условий испытания см. Электрические характеристики.
(2) Модель человеческого тела представляет собой конденсатор 100 пФ, который разряжается на каждом выводе, через резистор 1,5 кОм.
| Диапазон температур | −40°C ≤ TJ ≤ +125°C |
| Напряжение питания | от 4,5 В до 40 В |
Электрические характеристики LM2596-3.3
Спецификация для TJ = 25°C — стандартным шрифтом. Для других значений рабочих температур — жирным шрифтом.
| Обозначение | Параметр | Условия | LM2596-3.3 | Ед. изм. (Предельные) | |
| Тип. (1) | Предельные (2) | ||||
VOUT | Выходное напряжение | 4. 75 В ≤ VIN ≤ 40 В, 0.2 A ≤ ILOAD ≤ 3 A | 3,3 | В | |
| 3.168/3.135 | В (мин.) | ||||
| 3.432/3.465 | В (макс.) | ||||
| η | Эффективность | VIN = 12 В, ILOAD = 3A | 73 | % | |
(1) Типовые значения при 25 °C, представляющие собой норму.
(2) Все пределы гарантированы при комнатной температуре (стандартный шрифт) и для экстремальных температур (жирный шрифт). Все пределы для комнатной температуры прошли 100% проверку на производстве. Все пределы для экстремальных температур гарантируются посредством корреляции с использованием метода стандартного статистического контроля качества (SQC). Все пределы используются для расчета среднего выходного уровня качества (AOQL).
(3) Внешние компоненты такие как ограничивающие диод, катушка индуктивности, входной и выходной конденсаторы, программируемые напряжением резисторы могут повлиять на характеристики системы импульсного регулятора.
Электрические характеристики LM2596-5.0
Спецификация для TJ = 25°C — стандартным шрифтом. Для других значений рабочих температур — жирным шрифтом.
| Обозначение | Параметр | Условия | LM2596-5.0 | Ед. изм. (Предельные) | |
| Тип. (1) | Предельные (2) | ||||
VOUT | Выходное напряжение | 7 В ≤ VIN ≤ 40 В, 0.2 A ≤ ILOAD | 5,0 | В | |
| 4.800/4.750 | В (мин.) | ||||
5. 200/5.250 | В (макс.) | ||||
| η | Эффективность | VIN = 12 В, ILOAD = 3A | 80 | % | |
(1) Типовые значения при 25 °C, представляющие собой норму.
(2) Все пределы гарантированы при комнатной температуре (стандартный шрифт) и для экстремальных температур (жирный шрифт). Все пределы для комнатной температуры прошли 100% проверку на производстве. Все пределы для экстремальных температур гарантируются посредством корреляции с использованием метода стандартного статистического контроля качества (SQC). Все пределы используются для расчета среднего выходного уровня качества (AOQL).
(3) Внешние компоненты такие как ограничивающие диод, катушка индуктивности, входной и выходной конденсаторы, программируемые напряжением резисторы могут повлиять на характеристики системы импульсного регулятора. Когда LM2596 используется, как показано на рисунке 1 (Испытание цепи), характеристики системы будут выглядеть, как показано в параметрах системы в разделе электрические характеристики.
Электрические характеристики LM2596-12
Спецификация для TJ = 25°C — стандартным шрифтом. Для других значений рабочих температур — жирным шрифтом.
| Обозначение | Параметр | Условия | LM2596-12 | Ед. изм. (Предельные) | |
| Тип. (1) | |||||
VOUT | Выходное напряжение | 15 В ≤ VIN ≤ 40 В, 0.2 A ≤ ILOAD ≤ 3 A | 12 | В | |
| 11.52/11.40 | В (мин.) | ||||
| 12.48/12.60 | В (макс.) | ||||
| η | Эффективность | VIN = 25 В, ILOAD = 3A | 90 | % | |
(1) Типовые значения при 25 °C, представляющие собой норму.
(2) Все пределы гарантированы при комнатной температуре (стандартный шрифт) и для экстремальных температур (жирный шрифт). Все пределы для комнатной температуры прошли 100% проверку на производстве. Все пределы для экстремальных температур гарантируются посредством корреляции с использованием метода стандартного статистического контроля качества (SQC). Все пределы используются для расчета среднего выходного уровня качества (AOQL).
(3) Внешние компоненты такие как ограничивающие диод, катушка индуктивности, входной и выходной конденсаторы, программируемые напряжением резисторы могут повлиять на характеристики системы импульсного регулятора. Когда LM2596 используется, как показано на рисунке 1 (Испытание цепи), характеристики системы будут выглядеть, как показано в параметрах системы в разделе электрические характеристики.
Электрические характеристики LM2596-ADJ
Спецификация для TJ = 25°C — стандартным шрифтом. Для других значений рабочих температур — жирным шрифтом.
| Обозначение | Параметр | Условия | Ед. изм. (Предельные) | ||
| Тип. (1) | Предельные (2) | ||||
VFB | Напряжение обратной связи | 15 В ≤ VIN ≤ 40 В, 0.2 A ≤ ILOAD ≤ 3 A | 1.230 | В | |
| 1.193/1.180 | В (мин.) | ||||
| 1.267/1.280 | В (макс.) | ||||
| η | Эффективность | VIN = 12 В, ILOAD = 3A | 73 | % | |
(1) Типовые значения при 25 °C, представляющие собой норму.
(2) Все пределы гарантированы при комнатной температуре (стандартный шрифт) и для экстремальных температур (жирный шрифт).
Все пределы для комнатной температуры прошли 100% проверку на производстве. Все пределы для экстремальных температур гарантируются посредством корреляции с использованием метода стандартного статистического контроля качества (SQC). Все пределы используются для расчета среднего выходного уровня качества (AOQL).
(3) Внешние компоненты такие как ограничивающие диод, катушка индуктивности, входной и выходной конденсаторы, программируемые напряжением резисторы могут повлиять на характеристики системы импульсного регулятора. Когда LM2596 используется, как показано на рисунке 1 (Испытание цепи), характеристики системы будут выглядеть, как показано в параметрах системы в разделе электрические характеристики.
Электрические характеристики для всех версий выходного напряженияСпецификация стандартным шрифтом для TJ = 25°C, и жирным шрифтом для других значений диапазона рабочих температур. Если не указано иное, VIN = 12 В для 3.
3 В, 5 В, и регулируемой версии и VIN = 24 В для 12 В версии. Iload = 500 мА.
| Обозначение | Параметр | Условия | LM2596-XX | Ед. изм. (Предельные) | |
| Тип. (1) | Предельные (2) | ||||
| Ib | Ток смещения обратной связи | Только для регулируемой версии, VFB = 1.3 В | 10 | нА | |
| 50/100 | нА(макс.) | ||||
| fo | Частота генератора | См.(3) | 150 | 127/110 | кГц |
| 127/110 | кГц(мин.) | ||||
| 173/173 | кГц(макс.) | ||||
| Vsat | Напряжение насыщения | Iout = 3 А (4),(5) | 1. 16 | В | |
| 1.4/1.5 | В(макс.) | ||||
| DC | Макс. коэффициент заполнения | См. (5) | 100 | % | |
| Мин. коэффициент заполнения | См. (6) | 0 | |||
| ICL | Предельный ток | Пиковый ток (4),(5) | 4.5 | А | |
| 3.6/3.4 | А(мин.) | ||||
| 6.9/7.5 | А(макс.) | ||||
| IL | Выходной ток утечки | Напряжение на выходе 0 В (4),(6) | 50 | мкА(макс.) | |
| Напряжение на выходе -1 В (7) | 2 | мА | |||
| 30 | мА(макс.) | ||||
| IQ | Ток покоя | См. (6) | 5 | мА | |
| 10 | мА(макс. ) | ||||
| ISTBY | Ток покоя в режиме ожидания | Напряжение на выводе вкл./выкл. 5 В(выкл.) (7) | 80 | мкА | |
| 200/250 | мкА(макс.) | ||||
| θJC | Тепловое сопротивление | Корпус TO-220 или TO-263 от кристалла к корпусу | 2 | °C/Вт | |
| θJA | Корпус TO-220, от кристалла к окружающей среде | 50 | °C/Вт | ||
| θJA | Корпус TO-263, от кристалла к окружающей среде | 50 | °C/Вт | ||
| θJA | Корпус TO-263, от кристалла к окружающей среде | 30 | °C/Вт | ||
| θJA | Корпус TO-263, от кристалла к окружающей среде | 20 | °C/Вт | ||
| Вывод вкл./выкл. как дискретный вход | 1.3 | В | |||
| VIH | Пороговое напряжение | Нижнее (Вкл. ) | 0.6 | В(Макс.) | |
| VIL | Верхнее (Выкл.) | 0.2 | В(Мин.) | ||
| IH | Ток на выводе вкл./выкл. | VLOGIC = 2.5 В (Вкл.) | 5 | мкА | |
| 15 | мкА(макс.) | ||||
| IL | VLOGIC = 0.5 В (Вкл.) | 0.03 | мкА | ||
| 5 | мкА(макс.) | ||||
(1) Типовые значения при 25 °C, представляющие собой норму.
(2) Все пределы гарантированы при комнатной температуре (стандартный шрифт) и для экстремальных температур (жирный шрифт). Все пределы для комнатной температуры прошли 100% проверку на производстве. Все пределы для экстремальных температур гарантируются посредством корреляции с использованием метода стандартного статистического контроля качества (SQC).
Все пределы используются для расчета среднего выходного уровня качества (AOQL).
(3) Частота переключения уменьшается, когда активируется вторая стадия с ограничением тока.
(4) Нет диода, катушки индуктивности или конденсатора, подключенных к выходным контактам.
(5) Контакт Feedback отключен от выхода и подключен к 0V, чтобы заставить выходной транзистор переключиться на ON.
(6) Контакт Feedback отключен от выхода и подключен к 12V для 3.3V, 5V, и ADJ. версий, и 15V для 12V версии, чтобы заставить выходной транзистор переключиться на OFF.
(7) VIN = 40 В.
Схемы включенияРис. 1 Схема с плавным включениемСхема представленная на Рис. 1 использует вывод включения/выключения (ON /OFF), чтобы обеспечить временную задержку между моментом изменения напряжения на входе и изменением напряжения на выходе. При повышении напряжения на входе, начинает заряжаться конденсатор С1, тем самым устанавливая высокий уровень напряжения на выводе ON /OFF, что удерживает регулятор в выключенном состоянии.
После того как конденсатор зарядится, ток в цепи прекращается, и на выводе ON /OFF через резистор R2 устанавливается низкий уровень напряжения. Это включает регулятор. Резистор R1 служит для ограничения напряжения на выводе ON /OFF (максимум 25 В), а также снижает чувствительность к помехам в цепи питания и ограничивает ток заряда конденсатора C1. При высокой пульсации напряжения на входе, следует избегать большого времени задержки, так как пульсация на выводе ON /OFF осложнит работу схемы. Эта схема будет полезна там, где источник питания на входе имеет ограничения по току. Она позволяет входному напряжению увеличиться до рабочего напряжения и только потом подключает регулятор.
В некоторых схемах применения LM2596 требуется, чтобы микросхема оставалась отключена до тех пор, пока входное напряжение не достигнет заданного уровня. Функция блокировки при снижении напряжения применяется в схемах импульсных преобразователей, показанных на Рис.
2, Рис. 3. В схеме на Рис. 2 имеется постоянное напряжение для включения и отключения, задаваемое стабилитроном Z1. Если нужен гистерезис, схема на Рис. 2 может обеспечить напряжение включения отличное от напряжения выключения (напряжение на стабилитроне плюс примерно 1 В). Общий гистерезис при этом представляется приблизительно равным выходному напряжению. Если напряжение на стабилитроне превышает 25 В, подключается дополнительный резистор 47 кОм. Он соединяет вывод ON /OFF с землей для того, чтобы напряжение на этом выводе оставалось в пределах 25 В.
Схема на Рис. 3 преобразует положительное напряжение на входе в отрицательное на выходе с общей землей. Схема работает как стабилизатор с компенсационной обратной связью. В данной схеме для получения – 5 В применяется LM2596-5.0. Для получения других значений выходного напряжения могут применяться другие серии LM2596, в том числе и регулируемая.
Поскольку такая топология может поддерживать выходное напряжение больше или и меньше входного, выходной ток в значительной степени зависит от входного и выходного напряжений. Кривые представленные на Рис 4. Дают возможность подбора тока в нагрузке при различных значениях входного и выходного напряжений. Максимальное напряжение на регуляторе равно абсолютной сумме входного и выходного напряжений и не должно превышать 40 В. Например при преобразовании напряжения + 20 В в -12 В, на входе регулятора будет напряжение 32 В относительно земли. Диод D1 служит для фильтрации пульсаций или шумов от прохождения через конденсатор CIN на выход, при небольшой нагрузке или без нее. Диод Шоттки рекомендуется применять при низких входных напряжениях (из-за низкого падения напряжения), для более высоких напряжений можно использовать диод с накоплением заряда (импульсный диод).
Без диода D3 при подаче напряжения на вход, зарядный ток через конденсатор CIN может дать положительное напряжение в несколько вольт на выходе.
Диод D3 ограничивает это напряжение.
Из-за различий в работе инверторов стандартная процедура разработки схемы не использует метод подбора индуктивности. В большинстве случаев применяется индуктивность 33 мкГн, 3.5 А.
Тип инвертора показанный на Рис. 3 Требует больших суммарных токов на входе для запуска, даже при небольших значениях нагрузки. При запуске инвертора токи на входе достигают максимальных значений ( для LM2596 4.5 А) и должны удерживаться на этом уровне не менее 2 мс, пока напряжение на выходе не достигнет номинального значения. Фактическое время зависит от выходного напряжения и емкости конденсатора COUT. Из-за больших пусковых токов в схеме используется задержка запуска, задаваемая цепочкой C1, R1 и R2 . Задержка запуска дает время зарядиться конденсатору CIN, а тот в свою очередь обеспечивает больший ток на входе. Увеличивая емкость CIN, можно добиться работы в более сложных условиях эксплуатации.
Рис. | |
| CIN — 68 мкФ/25 В танталовый серии Sprague 595D или 470 мкФ/50 В электролитический Panasonic HFQ | |
| COUT —47 мкФ/20 В танталовый Sprague 595D или 220 мкФ/25 В электролитический Panasonic HFQ | |
Использование вывода ON /OFF в схеме импульсного понижающего стабилизатора, для отключения, очень просто. Для включения стабилизатора на вывод ON /OFF нужно подать напряжение ниже 1.3 В (относительно земли). Для выключения нужно подать напряжение выше 1.3 В. В схеме инвертора применяется другая цепь, так как вывод GND подключен не к земле, а к выходу с отрицательным уровнем напряжения. Два разных метода отключения инвертора показаны на Рис. 5 и Рис. 6.
Схема инвертора с подачей отключающего напряжения относительно землиСхема инвертора с подачей отключающего напряжения относительно земли с использованием оптопарыПечатная плата для версии с фиксированным выходным напряжением| Выходное напряжение (В) | Емкость CFF |
| 2 | 33 нФ |
| 4 | 10 нФ |
| 6 | 3. 3 нФ |
| 9 | 1.5 нФ |
| 12 | 1 нФ |
| 15 | 680 пФ |
| 24 | 560 пФ |
| 28 | 390 пФ |
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Как то достаточно давно, сидя в машине подумал: а чего это я заряжаю телефон через автомобильную зарядку установленную в прикуриватель. Ведь «потребителей» частенько бывает больше чем один, да и само гнездо прикуривателя бывает нужно. Сформулировал для себя ТЗ: питание от борт сети через замок зажигания, выход 1-3 порта с током до 2 А. Поискал в интернете и оказалось что я далеко не первый кто озадачился проблемой и даже больше, реализовал ее различными способами.
Для моей затеи нужен был стабилизатор напряжения выдерживающий напряжение бортсети и ток до 3 Ампер.
Вариантов реализации на самом деле огромное количество, но все они сводятся к одному — импульсный понижающий преобразователь. Почему импульсный? Потому что у него КПД максимальное. Значить греться в преобразователе будет почти нечему и размеры обещают быть минимальные.
Понижающий преобразователь предназначен для понижения напряжения до необходимого значения. Его силовые элементы работают в ключевом режиме, по простому включено, выключено. В момент включения энергию накапливает дроссель (катушка на сердечнике), в момент когда силовой элемент (транзистор) выключен, дроссель отдает запасенную энергию в нагрузку. Как только дроссель отдаст накопленную энергию, схема контролирующая напряжение на выходе включит силовой транзистор и процесс повторится.
В настоящий момент все зарядные устройства для телефонов и планшетов вставляемые в гнездо прикуривателя выполнены по схеме с импульсным понижающим преобразователем.
Доставка и внешний вид:
Плата пришла в запаянном антистатическом пакете, вроде бы повод порадоваться, но на самом деле должно восприниматься как должное.
Качество пайки вполне себе качественное. Незначительные остатки флюса на обратной стороне на выводах переменного резистора.
Переменный резистор многооборотный, позволяет точно подстроить выходное напряжение.
Предусмотрены крепежные отверстия под винт. Клеммников нет, провода придется паять. Под микросхемой есть отверстия с металлизацией для дополнительного отвода тепла на обратную сторону платы.
Схема проще не придумаешь:
Единственное что у китайцев номиналы дросселя и конденсаторов отличаются. Видимо что есть в наличии, то и ставят. Хуже уже не будет.
На скорую руку припаял провода и нагрузку в виде проволочного резистора 2.2 Ом 10 Вт.
Для ограничения температуры при нагреве, резистор был помещен в воду.
На стенде доступно 2 напряжения 12 Вольт и 24 Вольта. Первое включение провел без нагрузки, для регулировки выходного напряжения, что бы не сжечь платку. Вращая винт резистора добился напряжения на выходе 5 Вольт.
Нагрузка 2.2 Ом подразумевает ток 2.27 Ампера, что укладывается в заявленные параметры платы а так же мои потребности с небольшим запасом, поскольку я раздобыл сдвоенный разъем с дохлой материнской платы:
По 1 Амперу на порт.
10 минут работы под нагрузкой и дикий нагрев платы. Фото с тепловизора:
Обратная сторона
Ахтунг! Температура 115С на диоде и 110С на микросхеме (сторона с деталями) и 105С с обратной стороны.
Температура дросселя около 70С, многовато, но в насыщение не входит.
Предельная температура для диода 150С, а для микросхемы 125С.
Ни в какие ворота не лезет. Начал думать что это брак или в очередной раз я купил дешевую фигню.
Скачал документацию на микросхему и обнаружил что этот преобразователь имеет паршивенькое КПД. А все из за того, что ключевой элемент в микросхеме является биполярный транзистор, который хоть и работает в ключевом режиме, но в открытом состоянии на нем падает прилично напряжения.
Повышение напряжения на входе до 24 Вольт ситуацию никак не спасло.
График КПД при токе нагрузки 3 Ампера:
Т.е. примерно 80% при питании от борт сети автомобиля. Выходит на микросхеме выделяется при нагрузке 3 А 3.7Вт, а еще греется диод и дроссель. Заменой диода (3А 40В) и дросселя (47мкГн), а так же установкой радиатора можно было бы решить проблему с нагревом, но к чему такие усилия, когда за те же деньги можно взять более продвинутые понижающие преобразователи.
Попытка исправить ситуацию:
На обратную сторону через теплопроводящий клей установил небольшой радиатор (распилил радиатор от неисправного блока питания компьютера).
Диод планировал брать там же из «дежурки» С дросселем немного сложнее, но думаю нашел бы с большим сечением обмоточного провода (учитывая приличный разброс индуктивности в применяемых китайцами дросселях).
Попытка включить и снять показания температуры привела к краху =) я перепутал полярность и спалил микросхему.
Сэкономил, надо было штук 5 сразу брать на эксперименты, а лучше не брать вообще, ибо этот древний преобразователь настолько ужасен что в конкретно примененной плате даже 50% характеристик не отрабатывает.
Hint
На просторах сети обнаружил нетипичное применение микросхеме LM2596 — усилитель звуковой частоты класса D! Сигнал подается на вход 4 «обратная связь». Частота дискредитации правда не более 150 КГц. Ни в коем случае не призыв собирать усилитель на базе преобразователя, для этого есть специализированные микросхемы =)
Выводы неутешительны:
Плата в том виде, как она продается не оправдывает заявленные характеристики. Причем зависимость от тока нагрузки гораздо выше, чем от изменения напряжения. Доработать плату можно заменив половину деталей, но какой в этом смысл?
Все же если вам нужен понижающий преобразователь (step down), то лучшей альтернативой обозреваемому были бы преобразователи собранные на микросхемах: LM2577, LM 2678 и аналогичных.
На данный момент я уже заказал несколько плат на пробу заявлено КПД 96%
Ps
Пока я очень долго планировал поставить на машину USB порты, моя машинка поехала в утиль 🙁
но все же нашлось еще место, куда бы я поставил преобразователь взамен трансформаторному блоку питания:
Это раз (там где креативненькая надпись):
Это два (передняя планка с USB портами выдрана из старого корпуса от компьютера стенки «корпуса» оргстекло):
Специально к обзору изготовил нагрузочную платку для проверки зарядных устройств (даже спалил парочку, не выдержали нагрузки). на али такие продаются готовые около 1$:
Котэ:
Варианты доставки и скорость доставки могут варьироваться в зависимости от местоположения.
Войдите, чтобы управлять адресами
Страна
AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua And BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia And HerzegovinaBotswanaBrazilBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCanary Islands, TheCape VerdeCaribbean NetherlandsCayman IslandsChadChileChinaColombiaComorosCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuracaoCyprusCzech RepublicDemocratic Republic Of The CongoDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong Kong, ChinaHungaryIcelandIndiaIndonesiaIrelandIsraelItalyIvory CoastJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLiechten steinLithuaniaLuxembourgMacao, ChinaMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmar [Burma]NamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPolandPortugalPuerto RicoQatarRepublic Of The CongoRomaniaRussiaRwandaRéunionSaint HelenaSaint Kitts And NevisSaint LuciaSaint Vincent And The GrenadinesSamoaSan MarinoSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSouth AfricaSouth KoreaSpainSri LankaSudanSurinameSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaSão Tomé And PríncipeTaiwan, ChinaTajikistanTanzaniaThailandTogoTongaTrinidad And TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks And Caicos IslandsTuvaluU.
S. Виргинские островаУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСШАУругвайУзбекистанВануатуВенесуэлаВьетнамЗамбияЗимбабве
Город BerlinAach B TrierAach, HegauAachenAalenAarbergenAasbuettelAbbenrodeAbenbergAbensbergAbentheuerAbrahamAbsbergAbstattAbtsbessingenAbtsgmuendAbtsteinachAbtswindAbtweilerAchbergAchernAchimAchslachAchstettenAchtAchtelsbachAchterwehrAchtrupAckendorfAddebuellAdelbergAdelebsenAdelheidsdorfAdelmannsfeldenAdelschlagAdelsdorfAdelsheimAdelshofen, Kr FuerstenfeldbruckAdelshofen, MittelfrAdelsriedAdelzhausenAdenauAdenbachAdenbuettelAdendorfAderstedtAdlersteigeAdligstadtAdlkofenAdmannshagen-BargeshagenAdorf/Vogtl.AebtissinwischAerzenAffalterbachAffingAffinghausenAfflerAgathenburgAgethorstAglasterhausenAhamAhausAhausenAhlbeckAhlden (Aller)Ahlefeld-BistenseeAhlenAhlerstedtAhlsdorfAhlstaedtAhnatalAhnebyAhnsbeckAhnsenAholfingAholmingAhorn, BadenAhorn, Kr CoburgAhorntalAhrbrueckAhrensboekAhrensburgAhrensfeldeAhrenshagen-DaskowAhrenshoeftAhrenstedtAhrenvioelAhrenvioelfeldAicha Vorm WaldAichachAichelbergAichenAichhaldenAichstettenAichtalAichwaldAidenbachAidhausenAidlingenAiglsbachAilertchenAindling
проекты лабораторного оборудования (к сожалению, они были приостановлены, в то время как приоритет отдавался другим работам!), я бы также сделал серию экспериментальных блогов.
Это будет смесь оценок готовых плат и экспериментов с различными концепциями дизайна. Это первый из них, и я буду смотреть на LM259.Плата 6S от компании eBoot, которую я купил у Amazon несколько недель назад. Он поставлялся в виде упаковки из 6 штук за 8,99 фунтов стерлингов, а на Amazon Prime он был доставлен бесплатно с доставкой на следующий день, что делает доски всего 1,50 фунта стерлингов каждая. Итак, за эту цену, насколько хорошими могут быть эти доски? Платы можно найти на Amazon здесь: https://www.amazon.co.uk/gp/product/B01GJ0SC2C/ref=oh_aui_detailpage_o05_s00?ie=UTF8&psc=1
следующим образом:
Вещи, которые могут негативно повлиять на производительность Такой платы являются качество и соответствие используемых пассивных компонентов, а также внимание к деталям в компоновке.
На первый взгляд компоновка выглядит разумной, поэтому я перейду к компонентам. Они говорят, что используют твердотельные конденсаторы SANYO, но, глядя на маркировку на деталях, я не уверен, что это действительно детали SANYO. Единственные детали, которые я могу найти с пометкой RVT, на самом деле принадлежат ELNA. Технический паспорт можно найти здесь: http://http://www.elna.co.jp/en/capacitor/pdf/catalog_17-18_e.pdf
Деталь на плате рассчитана на 220 мкФ, 35 В, что для меня не очень хорошо сочетается с максимальным выходным напряжением 35 В, так как вам нужен запас выше этого. При номинальном напряжении 35 В и выходе, установленном на 35 В, любые пульсации или всплески будут приводить к превышению напряжения, указанного для конденсатора, и со временем это может привести к его преждевременному выходу из строя. ESR этой части при 180 мОм также немного высок для выхода 3A. Пиковый ток, вероятно, будет выше, поэтому я ожидаю увидеть относительно большие колебания выходного напряжения на частоте коммутации, когда ток потребления на выходном конденсаторе самый высокий.
Спецификация тока пульсации для этой части также составляет всего 500 мА, что кажется довольно низким для этого приложения. Я бы выбрал 50-вольтовый алюминиево-полимерный конденсатор для этого приложения, так как он будет иметь соответствующее номинальное напряжение для выхода, ESR в десятках мОм и рейтинг пульсаций тока в несколько ампер. Хорошим примером может служить что-то вроде этого диапазона от Nichicon: http://nichicon-us.com/english/products/pdfs/e-pcr.pdf
Они указывают высокодобротную катушку индуктивности, но невозможно сказать, что это такое, просто взглянув на плату. Для наиболее эффективного источника питания я бы постарался свести к минимуму сопротивление катушки индуктивности постоянному току (DCR).
В настоящее время у меня нет измерителя LCR, но я собираюсь его приобрести. Когда он у меня появится, я, вероятно, сниму детали с одной из этих плат и точно измерю их, чтобы увидеть, каковы их фактические характеристики. Об этом я расскажу в коротком блоге, если/когда я получу необходимое оборудование.
Но за 1,50 фунта стерлингов за плату, я думаю, я не могу слишком сильно жаловаться……
В любом случае, техпаспорт на LM2596S можно найти здесь: http://www.ti .com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
Спецификация из технического паспорта: V и версии с регулируемым выходом
Если вы заинтересованы в использовании этой детали в своих собственных проектах, ее можно приобрести у Farnell здесь: http://uk.
farnell.com/texas-instruments/lm2596s-adj-nopb/ic-dc-dc- convert-3a/dp/1469194
В. Что я действительно хочу проверить?
A. Для этого блога я хочу рассмотреть следующее:
В. Какое оборудование мне понадобится для проведения этих тестов?
A. Для проверки эффективности мне нужно будет установить и контролировать напряжение и ток на входе и выходе, а также обеспечить постоянную или переходную нагрузку. Мне также нужно иметь возможность просматривать формы сигналов напряжения и тока на выходе, чтобы проверить регулирование при различных постоянных нагрузках и переходных нагрузках.
Для тестирования EMI я ограничен отсутствием доступа к анализатору спектра, поэтому мне придется импровизировать. Тестовое оборудование, которое я планирую использовать для этого, следующее:
В. Как выполнить тесты эффективности?
A Процентная эффективность преобразователя просто (100 Power In Power Out, поэтому для их расчета нам нужно знать ток и напряжение на входе, а также ток и напряжение на выходе. Мы могли бы сделать это, измерив ток и напряжение с одним мультиметром как на входе, так и на выходе для каждого условия тестирования, но это был бы медленный и утомительный метод с большим количеством постоянных переподключений измерителя.
Другой способ состоял бы в том, чтобы иметь четыре мультиметра, это позволило бы проводить все измерения. быть прочитаны сразу для каждого условия тестирования. Проблема в том, что у меня нет 4 мультиметров. Таким образом, мы могли бы сказать, что хорошо знаем, какое напряжение и ток входят из показаний источника питания, и это верно до некоторой степени, за исключением этого. не учитывает падение напряжения на проводах, используемых для подключения блока питания к плате. вход на плату, и блок питания компенсирует падение напряжения в кабелях. Сначала я нагружу его и измерю с помощью цифрового мультиметра, чтобы убедиться, что все работает правильно, но после этого я оставлю его блоку питания и сниму напряжение. на плате должно быть так, как указано в источнике питания. Кроме того, источник питания может не давать точного измерения тока при некоторых условиях (как я выяснил, проводя тестирование для другого блога, поэтому, когда мне нужно точно знать ток, мне все еще нужно использовать хороший Цифровой мультиметр В этом случае я поставлю свой Keysight U1272AU1272A в схему для измерения тока на входе.
На выходе электронная нагрузка постоянного тока даст точное измерение тока на выходе, поэтому мне просто нужно измерить выходное напряжение непосредственно на плате. это я буду использовать мой настольный мультиметр Keithley 2015 THD. Для целей этого блога я буду тестировать при следующих входных и выходных напряжениях и выходном токе
В. Что я имею в виду под регулированием мощности?
A. Здесь есть два аспекта: во-первых, при увеличении тока остается ли выходное напряжение на выбранном уровне или оно падает, во-вторых, насколько чистым является выход, становится ли он шумным и имеет ли значительные всплески при переключении частота?
В. Что такое постоянные и переходные нагрузки?
A.
Постоянная нагрузка означает установку постоянного тока и измерение выходного сигнала. Переходная нагрузка меняет ток с разной скоростью. Это покажет, насколько быстро регулятор может отреагировать, чтобы обеспечить правильное регулирование, и есть ли в результате какие-либо значительные ошибки регулирования по повышенному или пониженному напряжению.
В. Как измерить выходное регулирование?
A. Для постоянного тока это можно просто измерить с помощью мультиметра. Установите правильное выходное напряжение при низкой нагрузке/без нагрузки, а затем измерьте при увеличении тока нагрузки. Если измеренное выходное напряжение остается постоянным, устройство имеет хорошую регулировку, если оно начинает проседать, это указывает на плохую регулировку. Для переходных нагрузок следует использовать осциллограф для контроля форм выходного напряжения и тока. Электронная нагрузка LD300 имеет выход монитора тока, который представляет собой масштабированное напряжение +/- 50 мВ на ампер.
Форма кривой тока покажет, насколько быстро электронная нагрузка изменяет ток, тогда как форма волны выходного напряжения покажет, есть ли какие-либо условия пониженного или повышенного напряжения, в то время как регулятор пытается приспособиться к изменяющейся выходной нагрузке. Переход от нагрузки с высоким током к нагрузке с низким током, вероятно, вызовет временное состояние перенапряжения, тогда как переход от нагрузки с низким током к нагрузке с высоким током, вероятно, вызовет временное состояние пониженного напряжения.
В. Почему я должен беспокоиться о температуре регулятора и как влияют входное напряжение, выходное напряжение и ток нагрузки?
A. Все дело в эффективности! Любая мощность, которая поступает, но не попадает в нагрузку, должна выходить в виде тепла! Тепло в электронном устройстве обычно является потраченной впустую энергией (исключениями могут быть, например, генератор в печи или прецизионный источник опорного напряжения).
В. Что такое электромагнитные помехи и зачем мне этот регулятор?
A. EMI означает электромагнитные помехи. Всякий раз, когда ток течет по проводнику, создается магнитное поле, и сила поля пропорциональна току. В зависимости от того, является ли это постоянным током, переменным током, включением/выключением и т. д., это повлияет на генерируемое электрическое поле. Распространяя этот основной принцип на электронные устройства, некоторые устройства будут очень безопасными и не излучают много на любой частоте, тогда как другие будут генерировать много электромагнитных помех на разных частотах. Импульсный регулятор, такой как LM2596 относится к типу устройств, требующих тщательной разработки для сведения к минимуму электромагнитных излучений. Если устройство излучает высокий уровень на частотах, которые могут мешать другим устройствам вокруг него, эти другие устройства могут начать работать со сбоями. Из-за этого правительства во всем мире предъявляют строгие требования к соблюдению правил EMI в определенных диапазонах частот, чтобы гарантировать, что они не вызывают никаких проблем.
Тестирование электромагнитных помех является специализированной областью и выходит далеко за рамки этого блога, и, поскольку у меня нет анализатора спектра, я весьма ограничен в том, какие тесты я могу выполнять, но я попытаюсь создать несколько значимых примеров, чтобы попытаться проиллюстрировать это явление.
В. Почему мы делаем вопросы и ответы, когда вы должны показать настройку теста?!
A. Хороший вопрос! Тогда давайте подробнее о настройке!
Вход платы LM2596S будет осуществляться от источника питания TTi CPX400SCPX400S KeySight U1272AU1272A будет подключен последовательно с положительным входным напряжением для измерения входного тока. Удаленный датчик подключается непосредственно ко входу платы, чтобы компенсировать любые потери в кабеле, а также напряжение нагрузки амперметра. Как было сказано ранее, с этим скомпенсированным напряжением питания входное напряжение будет считываться непосредственно из установленного напряжения.
на блоке питания
Выход платы LM2596S подключается напрямую к электронной нагрузке постоянного тока TTi LD300. Keithley 2015 THD будет подключен непосредственно к выходу платы для измерения напряжения на выходе платы, что позволит исключить любые потери в выходных кабелях. Ток можно считать непосредственно с электронной нагрузки.
Осциллограф Keysight MSO-X 3054A используется для проверки форм сигналов напряжения и тока на плате LM2596S. Канал 1 подключен напрямую к выходу платы с пробником x10. Канал 2 должен быть подключен к выходу монитора тока электронной нагрузки кабелем BNC, и его входное сопротивление должно быть установлено на 1 МОм.
Тестовая установка показана ниже:
Примечание. Я нарисовал мультиметр на выходе, просто подключив его посередине выходных проводов. В реальной настройке мультиметр подключен непосредственно к выходу платы LM2596S, чтобы исключить падение напряжения в кабеле при сильноточных нагрузках.
Теперь приступим к реальному тестированию!
В следующей таблице показаны измеренные значения входного тока для каждой настройки входного напряжения, (без нагрузки) выходного напряжения и выходного тока.
В этих данных измерений следует отметить несколько моментов.
Во-первых, я не мог получить значимый выходной сигнал при входном напряжении 3 В, хотя в спецификации указано, что он должен работать. Я считаю, что это связано со стабильностью и может быть исправлено путем замены конденсаторов и катушек индуктивности на значения и типы, выбранные специально для более низкого диапазона напряжения.
Мне также не удалось заставить выход выдерживать входное напряжение 24 В и выходное напряжение 15 В при нагрузке 3 А. Когда я увеличил ток нагрузки примерно до 2,4 А, он сразу же рухнул. Он также разрушится при гораздо более низком выходном токе, немногим более 1 А, если я попытаюсь слишком быстро увеличить нагрузку.
Это опять проблема со стабильностью.
Наконец, вы увидите, что столбец ввода 40 В пуст. Когда я настроился на измерения и приложил нагрузку 10 мА, плата преобразователя вышла из строя и испустила волшебный дым. Я полагаю, что это произошло либо из-за индуктора, либо из-за установки напряжения POT, но теперь он полностью мертв. Я сниму компоненты и протестирую их, чтобы определить, что не удалось, чтобы это произошло при такой низкой нагрузке.
В следующей таблице показаны расчетные эффективности в диапазоне измерений, проведенных выше.
Из этого видно, что плата может иметь очень хорошую производительность при определенных условиях настройки. Его пиковый КПД составляет 93,4% при входном напряжении 24 В и выходе 15 В при нагрузке 1 А. Я ожидаю, что это было примерно то, где первоначальный проект был нацелен на первоначальные параметры проекта. Наивысшая эффективность для выхода 5 В снова была на выходе 1 А, но на этот раз с входом 12 В, но она была намного ниже, достигая пика 84,4%, что все еще разумно.
КПД еще немного снижается при выходном напряжении 3,3 В, достигая пика 78,7% при нагрузке 1 А и входном напряжении 12 В.
В следующей таблице показано регулирование с точки зрения падения напряжения в вольтах в диапазоне измерений, выполненных выше.
По большей части, просто глядя на напряжение на выходе, измеренное мультиметром, падение напряжения на выходе под нагрузкой очень незначительно. Худший случай — 140 мВ при нагрузке 3 А на выходе 5 В. Чего это не показывает, так это того, сколько пульсаций на выходе, и это будет измерено на осциллографе после того, как я переключился на новую плату.
Я собираюсь опубликовать это на этапе, так как я намеревался закончить его сегодня, и поскольку я не уверен, когда смогу все настроить для дальнейшего тестирования, я бы предпочел разместить это жду отзывов, и я вернусь и обновлю разделы ниже, как только проведу дополнительное тестирование.
На следующих снимках осциллографа показаны формы выходных сигналов (связь по переменному току) для измерения выходного сигнала с наибольшим током (наихудший случай) из диапазона, взятого выше. [ОЖИДАНИЕ ФИКСИРОВАННОЙ НАСТРОЙКИ ТЕСТА]
Следующие снимки осциллографа показывают форму выходного сигнала без нагрузки (связь по переменному току) для выбора входного и выходного напряжения. [ОЖИДАНИЕ НАСТРОЙКИ ФИКСИРОВАННОГО ТЕСТА]
Датчики температуры были подключены к LM2596S, выходному дросселю и конденсатору, а четвертый датчик измерял температуру окружающей среды в помещении.
Затем входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток были установлены на значения эффективности для наихудшего случая, описанные выше, и установка была оставлена «прогреваться» до тех пор, пока не установится измеренная температура. В следующей таблице показаны температуры, измеренные на каждом из устройств, а также дельта с температурой окружающей среды, чтобы дать представление о том, сколько тепла может генерироваться в такой цепи.
за 1,50 фунтов стерлингов. Каждая. Я должен сказать, что они стоили. Они великолепны? Абсолютно нет, они не работают во всем диапазоне спецификации. Отсутствие стабильной работы при низковольтных входах и определенных комбинациях входов/выходов, а также испускание волшебного дыма при входном напряжении 40 В разочаровывают, но не являются неожиданностью в этой ценовой категории. Я подозреваю, что при тщательном анализе и выборе компонентов ее можно заставить работать намного лучше, чем текущие платы.
3 Схема инвертора на -5 В с задержкой включения