Teoriasta harjoitteluun: LM2596 -jännitesäätimen toteuttaminen projekteissasi

Jännitesäädin on virtalähdepiiri tai laite, joka voi säätää lähtöjännitettä automaattisesti.Se voi vakauttaa virtalähteen jännitettä, joka vaihtelee suuresti tai ei täytä asetetun arvoalueen sähkölaitteiden vaatimuksia, jolloin erilaiset piirit tai sähkölaitteet voivat toimia normaalisti nimellisellä työjännitteellä.Seuraavassa pohdimme ominaisuuksia, nastakokoonpanoja, rakennetta, piirilevyasettelua ja sovelluksia LM2596 Jännitesäädin.

Jännitevakain on laite, joka pitää lähtöjännitteen vakaana ja koostuu ohjauspiiristä, jännitteen säätelevästä piiristä, servomoottorista jne. Kun tulojännite tai kuormitus muuttuu, ohjauspiiri reagoi näytteenottoon, vertailuun ja vertailuun jamonistetut tulokset ja aja sitten servomoottoria.Tämä prosessi aiheuttaa jännitesäätimen hiiliharjaasennon muutoksen, säätämällä kela -käännösuhdetta automaattisesti lähtöjännitteen stabiilisuuden ylläpitämiseksi.

Jännitesäätimet on jaettu pääasiassa lineaarisiin säätelijöihin ja kytkentäsäätimiin.Molemmat säätelevät järjestelmän jännitettä, mutta lineaariset säätimet ovat vähemmän tehokkaita, kun taas säätimien vaihtaminen on tehokkaampaa.Korkean tehokkuuden kytkentäsäätimet voivat siirtää suurimman osan syöttötehosta ulostuloon menettämättä.

LM2596 on 3A-virran ulostulon alaspäin suuntautuva kytkimen tyyppinen integroitu jännitesäätimen siru, jonka on valmistanut Texas Instruments.Se on varustettu kiinteän taajuuden oskillaattorilla (150 kHz) ja vertailujännitesäätimellä (1,23 V), ja siinä on täydelliset suojapiirit, mukaan lukien virran rajoittaminen ja lämmön sammutuspiirit.Tämän sirun käyttö voi vähentää huomattavasti oheislaitteiden kysyntää, rakentaen siten tehokkaita jännitteen vakauttavia piirejä.

Siru integroi taajuuskorvauksen ja kiinteän taajuuden generaattorin sisäisesti kytkentätaajuus 150 kHz.Verrattuna matalataajuisiin kytkimen säätimiin, se voi käyttää pienempiä suodatuskomponenttien eritelmiä.Koska laite vaatii vain vähintään 4 ulkoista komponenttia ja voi käyttää yleisiä standardi -induktoreita, LM2596: n käyttö on optimoitu, mikä yksinkertaistaa merkittävästi kytkentävirtalähdepiirin suunnittelua.

• ACT4523

• BD9876

Olla LM2576

• Matala tehon valmiustila, tyypillinen IQ -arvo on 80UA

• Sen ääreispiiri on yksinkertainen, mikä vaatii vain vähintään 4 ulkoista komponenttia.

• Se käyttää sisäistä värähtelytaajuutta 150 kHz ja on toisen sukupolven kytkentäjännitesäädin, jolla on pieni virrankulutus ja korkea hyötysuhde.

• Se voi saavuttaa ulkoisen voimanoton vain 80UA-valmiustilassa.

• Siinä on itsesuojelupiirit (kaksivaiheinen taajuuden vähentämisvirran rajoittava suoja ja ylikuormitus täydellinen suojapiiri, joka katkaisee tehon epänormaalissa olosuhteissa).

• Erityisissä tulojännitteissä ja lähtökuormitusolosuhteissa lähtöjännitevirhe voidaan taata olevan ± 4%: n alueella, ja värähtelytaajuusvirhe voidaan taata olevan alueella ± 15%.

LM2596: lla on yhteensä viisi nastaa.Sen PIN -nimet ja toiminnot ovat seuraavat.

Tappi 1 (VIN): Se on IC -kytkentäsäätimen positiivinen syöttövirtalähde.PIN: llä on oltava sopivan tulon ohituskondensaattorin, jotta voidaan minimoida jännitteen transientit ja tarjota vaadittava kytkentävirta säätimelle.

Tappi 2 (ulos): Sisäinen kytkin.Tämän PIN -koodin jännite kytkeytyy noin -0,5 V: n välillä (+vin -vsat) ja VOUTVIN -käyttöjaksolla.Jotta kytkemisen minimoimiseksi arkaluontoisiin piiriin, meidän on pidettävä PCB -kuparialue kytkettynä tähän PIN -koodiin minimiin.

Tappi 3 (GND): Piirin maadoitus

Tappi 4 (FB): Säädetyn lähtöjännitteen tunnistaminen palautteen silmukan loppuun saattamiseksi.

Tappi 5 (päällä '/pois): Se mahdollistaa logiikan signaalin käytön kytkentäsäätimen piirin sammuttamiseen, vähentäen siten kokonaistulon syöttövirran noin 8OUA: een.Tämän tapien vetäminen noin 1,3 V: n kynnysjännitteen alapuolelle kääntää säätimen päälle, samalla kun tämä tappi yli 1,3 V (enintään 25 V) sammuttaa säätimen.Jos tätä sammutusominaisuutta ei vaadita, päälle/pois -nasta voidaan kytkeä maadoitukseen tai vasemmalle.Kummassakin tapauksessa sääntelijä on valtiossa.

LM2596 sisältää yleensä seuraavat osat.

LM2596: n sisällä, tyypillisesti 1,23 V: n kohdalla, löydämme vertailujännitteen lähteen.Tämä referenssijännite toimii perustana tulojännitteen ja lähtöjännitteen vertaamiselle, mikä varmistaa lähtöjännitteen stabiilisuuden.

Se sisältää palautussilmukan, joka mittaa lähtöjännitettä (VOUT) ja vertaa sitä referenssijännitteeseen.Tällä tavoin mikä tahansa lähtöjännitteen poikkeama tuottaa virhesignaalin, joka on vahvistettu ja jota käytetään kytkentä FET: n käyttöjakson säätämiseen vakauden ylläpitämiseksi.

Se sisältää sisäänrakennettuja ominaisuuksia lämmön sammutuksesta ja virran rajoittamisesta IC: n ja kytkettyjen komponenttien suojaamiseksi vaurioilta.

Sisäinen ohjauslogiikka hallitsee ajoitus- ja kytkentätoimenpiteitä.Se toimii yleensä kiinteällä taajuudella ja on vastuussa sisäisten FET: ien kytkemisestä päälle ja pois päältä.

Se sisältää yleensä kytkentäelementtinä käytetyn sisäisen N-kanavan kenttävaikutustransistorin (FET).Tämä FET antaa LM2596: lle vaihtaa virtapolkuja vähentäen siten jännitettä.

Kuten missä tahansa kytkentäsäätimessä, painetun piirilevyn asettelu on erittäin tärkeä.Painetun piirilevyn jälkien nopeasti kytkentävirrat ovat nopeasti kytkettyjä johdotusinduktanssi, hajakapasitanssi ja loisten induktanssi, jotka voivat tuottaa jännitteen transienttejä, jotka voivat aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä (EMI) ja vaikuttaa haluttuun toimintaan.Kuten kuvassa on osoitettu, induktanssin ja jauhesilmukoiden minimoimiseksi raskaiden viivojen osoittamien liidien pituus tulisi pitää mahdollisimman lyhyinä.Parhaiden tulosten saavuttamiseksi on käytettävä yhden pisteen maadoitus- tai maatason rakennetta.

Toisaalta PCB -alue, joka on kytketty LM2596: n PIN -PIN 2 (sisäkytkimen emitteriin), on pidettävä minimissä kytkennän minimoimiseksi arkaluontoisiin piiriin.

Toinen arkaluonteinen osa piiristä on palaute.On tärkeää pitää herkkä palautteen johdotus lyhyinä.Tämän varmistamiseksi etsivät fyysisesti säätimen lähellä olevat ohjelmointivastukset käytettäessä LM2596 -säätimen säädettävää versiota.

LM2596 käyttää PWM -ohjausta tasaisen lähtöjännitteen ylläpitämiseksi moduloimalla kytkentäputken päälle ja pois päältä.Kun tulojännite ylittää lähtöjännitteen, kytkinputki aktivoituu, aiheuttaen induktorin energian tallentamisen, kondensaattorin purkamiseen ja lähtöjännite pysymään vakaana.Sitä vastoin, kun syöttöjännite laskee lähtöjännitteen alapuolelle, kytkin deaktivoi deaktivoi, mikä johtaa energian vapautumiseen induktorista, kondensaattorin latauksesta ja stabiilista lähtöjännitteestä.Tämä PWM -ohjausmekanismi mahdollistaa lähtöjännitteen tarkan säätelyn.

• Langaton viestintä: Sitä voidaan käyttää erilaisissa langattomissa viestintälaitteissa, joiden on tarjottava vakaa virtaa, mukaan lukien Bluetooth -moduulit, WiFi -reitittimet ja matkaviestintälaitteet.Se voi muuntaa tehokkaasti epävakaan virtalähteenjännitteen stabiiliksi lähtöjännitteeksi varmistaen siten langattomien viestintälaitteiden normaalin toiminnan.

• LED -valaistus: LM2596: ta voidaan käyttää himmentämään ja hallitsemaan LED -valaistusjärjestelmiä jatkuvan kirkkauden ja vakaan virtalähteen varmistamiseksi.

• Elektroninen prototyyppi: Sitä käytetään myös yleisesti elektronisessa prototyyppissä, koska sitä on helppo käyttää ja halvempaa ja se voi tarjota vaaditun virran.

• Virtalähde: LM2596: ta voidaan käyttää erityyppisten virtalähteiden suunnittelussa, mukaan lukien virtalähteiden ja lineaaristen virtalähteiden vaihtaminen.Se voi muuntaa korkeajännitteisen tuloa (kuten 12 V tai 24 V) pienjännitesäiliöksi (kuten 5 V tai 3,3 V), joka tarjoaa vakaan ja luotettavan tehon antureille, LED-valaistukselle, mikro-ohjaimille, elektronisille laitteille jne.

Levyn syöttöjännite voi olla välillä 4 V - 35 V;Sen lähtöjännite voidaan säätää välillä 1,25 V - 25 V.Yksi taulun sääntelijöistä on asteittainen muunnin ja toinen on asteittainen muunnin.

LM2596-säätimien sarja on monoliittisia integroituja piirejä, jotka tarjoavat kaikki aktiiviset toiminnot askel alaspäin (BUCK) kytkentäsäätimelle, jotka kykenevät ajamaan 3-A-kuorman erinomaisella viivalla ja kuorman säätelyllä.

LM2596 on olennaisesti jännitesäädin, joka on suunniteltu buck -muunnin.Se pystyy käsittelemään jopa 40 V: n syöttöjännitteitä, astumalla ne tehokkaasti alaspäin tuottaakseen pienemmän, vakaan lähtöjännitteen (VOUT), joka voi olla niin alhainen kuin 3 V tai jopa 35 V.

LM2596 on yleisesti käytetty suosittu askelta alaspäin suuntautuva kytkentäsäädin IC.Säädettävä versio voi ottaa sisääntulojännitettä 4,5 V: stä 40 V: iin ja muuntaa sen muuttuvan jännitteen hankintaan 3A: n jatkamisvirran saakka.

LM2596 DC-DC Buck -muunnin on monipuolinen ja hyödyllinen työkalu korkeamman tulojännitteen muuntamiseksi alhaisemmaksi lähtöjännitteeksi.Sitä voidaan käyttää useiden laitteiden avulla, joilla on erilaiset jännitevaatimukset yhdestä lähteestä, ja siinä on sisäänrakennettu ylivirtasuojaus lisäämään turvallisuutta.