Od teorije do prakse: izvajanje regulatorja napetosti LM2596 v vaših projektih

Regulator napetosti je napajalni vezje ali oprema, ki lahko samodejno prilagodi izhodno napetost.Lahko stabilizira napajalno napetost, ki močno niha ali ne izpolnjuje zahtev električne opreme v območju nastavljene vrednosti, kar omogoča, da različna vezja ali električna oprema normalno deluje pri nazivni delovni napetosti.Spodaj se bomo poglobili v funkcije, konfiguracijo pin, strukturo, načelo postavitve PCB in aplikacije LM2596 regulator napetosti.

Stabilizator napetosti je naprava, ki ohranja izhodno napetost in je sestavljena iz regulacijskega vezja, napetostnega regulacijskega vezja, servo motorja itd. Ko se vhodna napetost ali obremenitev spremeni, se bo regulacijsko vezje reagiralo na vzorčenje, primerjavo in primerjavo in in in primerjavoojačani rezultati in nato poganjate servo motor.Ta postopek povzroči, da se položaj ogljikovega krtače regulatorja napetosti spremeni in samodejno prilagodi razmerje za obračanje tuljave, da ohrani stabilnost izhodne napetosti.

Regulatorji napetosti so v glavnem razdeljeni na linearne regulatorje in preklopne regulatorje.Oba regulirata sistemsko napetost, vendar so linearni regulatorji manj učinkoviti, medtem ko so preklopni regulatorji učinkovitejši.Regulatorji za preklop z visoko učinkovitostjo lahko brez izgube prenesejo večino vhodne moči na izhod.

LM2596 je 3a tokovni izhodni izhodni stikalni stikal integrirani čip regulatorja napetosti, ki ga proizvajajo Texas Instruments.Opremljen je s fiksnim frekvenčnim oscilatorjem (150kHz) in regulatorjem referenčne napetosti (1,23V) ter ima popolna zaščitna vezja, vključno s tokovnim omejevanjem in termičnim izklopom.Uporaba tega čipa lahko močno zmanjša povpraševanje po perifernih napravah in s tem konstruira učinkovita vezja stabilizacijskega napetosti.

Čip integrira frekvenčno kompenzacijo in fiksno frekvenčno generator notranje, s preklopno frekvenco 150kHz.V primerjavi z regulatorji nizkofrekvenčnih stikal lahko uporabi manjše specifikacije filtrirnih komponent.Zaradi dejstva, da naprava potrebuje le najmanj 4 zunanje komponente in lahko uporablja univerzalne standardne induktorje, je uporaba LM2596 optimizirana, kar bistveno poenostavi zasnova stikalnega vezja.

• ACT4523

• BD9876

• LM2576

• Način pripravljenosti z nizko močjo, tipična vrednost IQ je 80UA

• Njegovo periferno vezje je preprosto, kar zahteva le vsaj 4 zunanje komponente.

• Uporablja notranje frekvenco nihanja 150kHz in je stikalni regulator napetosti druge generacije z nizko porabo energije in visoko učinkovitostjo.

• Zunanje izklop lahko doseže le 80ua v pripravljenosti.

• Ima samo-zaščitna vezja (dvostopenjsko zaščito, ki omejuje tok, in preveč temperaturno popolno zaščitno vezje, ki v nenormalnih pogojih odreže moč).

• V posebnih pogojih vhodne napetosti in izhodne obremenitve je mogoče napako izhodne napetosti zagotoviti v območju ± 4%, napaka frekvence nihanja pa je lahko v območju ± 15%.

LM2596 ima skupno pet zatičev.Njegova imena in funkcije PIN so naslednji.

PIN 1 (VIN): To je pozitivno vhodno napajanje regulatorja stikala IC.Na PIN mora biti prisoten ustrezen vhodni obvodni kondenzator, da se zmanjša prehodne napetosti in zagotoviti potreben preklopni tok do regulatorja.

Pin 2 (zunaj): notranje stikalo.Napetost na tem zatiču se preklopi med približno (+Vin -VSAT) in približno -0,5V z delovnim ciklom voutVin.Da bi zmanjšali sklopko na občutljivo vezje, moramo območje bakra PCB ohraniti povezavo s tem zatičem na minimum.

PIN 3 (GND): Ozemljitev vezja

PIN 4 (FB): Zaznavanje nastavljene izhodne napetosti za dokončanje povratne zanke.

PIN 5 (vklopljen '/izklop): Omogoča uporabo logičnega signala za izklop vezja regulatorja preklopa in s tem zmanjša skupni vhodni tok na približno 8OUA.Potegnite ta zatič pod mejno napetostjo približno 1,3 V vklopi regulator, medtem ko vleče ta zatič nad 1,3 V (do 25 V) izklopi regulator.Če ta funkcija zaustavitve ni potrebna, lahko zatič za vklop/izklop priključite na ozemljitev ali pustite vklop.V obeh primerih bo regulator v državi.

LM2596 običajno vsebuje naslednje dele.

Znotraj LM2596, običajno pri 1.23V, bomo našli vir referenčne napetosti.Ta referenčna napetost služi kot osnova za primerjavo vhodne napetosti in izhodne napetosti, kar zagotavlja stabilnost izhodne napetosti.

Vključuje povratno zanko, ki meri izhodno napetost (vout) in jo primerja z referenčno napetostjo.Na ta način vsako odstopanje v izhodni napetosti ustvari signal napake, ki se ojača in uporablja za nastavitev delovnega cikla preklopnega FET za ohranjanje stabilnosti.

Vsebuje vgrajene značilnosti toplotnega izklopa in omejitve toka za zaščito IC in povezanih komponent pred poškodbami.

Logika notranjega nadzora upravlja s časovnim razporedom in preklopnimi operacijami.Običajno deluje s fiksno frekvenco in je odgovoren za vklop in izklop notranjih FET -jev.

Običajno vsebuje notranje moči N-kanalne tranzistor polja (FET), ki se uporablja kot preklopni element.Ta FET omogoča, da LM2596 preklopi trenutne poti in s tem zmanjša napetost.

Kot v katerem koli stikalnem regulatorju je tudi postavitev tiskanega vezja zelo pomembna.Hitro preklapljanje, povezano z induktivnostjo ožičenja, potepuško kapacitivnostjo in parazitsko induktivnostjo sledi tiskane vezje, lahko ustvarijo napetostne prehode, ki lahko ustvarijo elektromagnetne motnje (EMI) in vplivajo na želeno delovanje.Kot je navedeno na sliki, je treba za zmanjšanje induktivnosti in zemeljskih zank čim manj dolžine potencialnih strank, ki jih označuje težke črte.Za najboljše rezultate je treba uporabiti enotočkovno ozemljitev ali konstrukcijo ozemljitvene ravnine.

Po drugi strani je treba območje PCB, povezano s pin 2 (emiter notranjega stikala) LM2596, najmanjše, da se zmanjša sklop na občutljivo vezje.

Drug občutljiv del vezja je povratna informacija.Pomembno je, da občutljive povratne informacije ožičete kratko.Če želite to zagotoviti, fizično poiščite programske upore blizu regulatorja, ko uporabljate nastavljivo različico regulatorja LM2596.

LM2596 uporablja krmiljenje PWM, da ohrani dosledno izhodno napetost z modulacijo vklopljenih in izklopa stikalne cevi.Ko vhodna napetost preseže izhodno napetost, se stikalna cev aktivira, zaradi česar induktor shrani energijo, kondenzator se izprazni in izhodna napetost ostane stabilna.Ko vhodna napetost pade pod izhodno napetost, stikalo deaktivira, kar vodi do sproščanja energije iz induktorja, polnjenja kondenzatorja in stabilne izhodne napetosti.Ta krmilni mehanizem PWM omogoča natančno regulacijo izhodne napetosti.

• Brezžična komunikacija: Uporablja se lahko v različnih brezžičnih komunikacijskih napravah, ki morajo zagotoviti stabilno moč, vključno z moduli Bluetooth, usmerjevalniki WiFi in mobilnimi komunikacijskimi napravami.Učinkovito lahko pretvori nestabilno napajalno napetost v stabilno izhodno napetost in tako zagotovi normalno delovanje brezžične komunikacijske opreme.

• LED razsvetljava: LM2596 se lahko uporabi za zatemnitev in nadzor sistemov LED osvetlitve, da se zagotovi konstantna svetlost in stabilno napajanje.

• Elektronsko prototipiranje: Običajno se uporablja tudi pri elektronskem prototipiranju, saj je enostaven za uporabo in ceneje in lahko zagotovi potrebno moč.

• napajanje: LM2596 se lahko uporablja za oblikovanje različnih vrst napajalnikov, vključno s preklopnimi napajalniki in linearnimi napajalniki.Lahko pretvori vhod z visoko napetostjo (na primer 12V ali 24V) v izhod z nizko napetostjo (na primer 5V ali 3.3V), ki jo potrebujete, kar zagotavlja stabilno in zanesljivo moč za senzorje, LED osvetlitev, mikrokontrolerje, elektronske naprave itd.

Vhodna napetost plošče je lahko med 4V in 35V;Izhodna napetost je mogoče prilagoditi med 1,25 V in 25V.Eden od regulatorjev na plošči je pretvornik s stopnico, drugi pa pretvornik.

Serija regulatorjev LM2596 so monolitna integrirana vezja, ki zagotavljajo vse aktivne funkcije za regulator za preklop (Buck-Down), ki lahko vozi 3-A obremenitev z odlično regulacijo linije in obremenitve.

LM2596 je v bistvu napetostni regulator, zasnovan kot pretvornik Buck.Vhodne napetosti lahko prenese do 40 V, kar jih učinkovito pospeši, da ustvari nižjo, stabilno izhodno napetost (vout), ki je lahko le 3V ali do 35 V.

LM2596 je pogosto uporabljen priljubljen regulator za preklop IC.Nasta

Pretvornik BM2596 DC-DC BUCK je vsestransko in uporabno orodje za pretvorbo večje vhodne napetosti v nižjo izhodno napetost.Uporablja se lahko za napajanje več naprav z različnimi zahtevami napetosti iz enega samega vira in ima vgrajeno zaščito pred tokom za dodatno varnost.