DC – DC Voltage Step Down Switch Mode Buck Voltage Converter (LM2576/LM2596): - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Die Herstellung eines hocheffizienten Abwärtswandlers ist eine schwierige Aufgabe und selbst erfahrene Ingenieure benötigen mehrere Designs, um das richtige zu finden

Ein Abwärtswandler (Abwärtswandler) ist ein DC-zu-DC-Leistungswandler, der die Spannung (während der Strom) von seinem Eingang (Versorgung) zu seinem Ausgang (Last) heruntertransformiert wird.

Schaltwandler (wie Abwärtswandler) bieten eine viel höhere Energieeffizienz als DC-zu-DC-Wandler als Linearregler, bei denen es sich um einfachere Schaltungen handelt, die Spannungen durch Abführen von Leistung als Wärme senken, aber den Ausgangsstrom nicht erhöhen.

Bei der Grundfunktion des Abwärtswandlers wird der Strom in einer Induktivität von zwei Schaltern (normalerweise einem Transistor und einer Diode) gesteuert. Im idealisierten Konverter gelten alle Komponenten als perfekt. Insbesondere weisen der Schalter und die Diode im eingeschalteten Zustand keinen Spannungsabfall und im ausgeschalteten Zustand keinen Stromfluss auf, und der Induktor hat einen Serienwiderstand von null. Weiterhin wird angenommen, dass sich die Eingangs- und Ausgangsspannungen im Verlauf eines Zyklus nicht ändern (dies würde bedeuten, dass die Ausgangskapazität unendlich ist).

Schritt 1: LM2576/2596, 3-A-Abwärtsspannungsregler

Merkmale

1. 3,3-V-, 5-V-, 12-V-, 15-V- und Versionen mit einstellbarem Ausgang
2. Einstellbarer Ausgangsspannungsbereich der Version, 1,23 V bis 37 V (57 V für HV-Version)
3. Spezifizierter 3-A-Ausgangsstrom
4. Großer Eingangsspannungsbereich: 40 V bis 60 V für HV-Version
5. Benötigt nur 4 externe Komponenten
6. Interner 52-kHz-Oszillator mit fester Frequenz
7. TTL-Shutdown-Fähigkeit, stromsparender Standby-Modus
8. Monolithische integrierte Schaltkreise, die alle aktiven Funktionen für einen Abwärts-(Buck)-Schaltregler bereitstellen
9. Hohe Effizienz

LM2576 Datenblatt

Schritt 2: PCB-Design

Ich habe EasyEda verwendet, um die 2-Lagen-Leiterplatte zu entwerfen.

Wenn jemand möchte, kann ich immer die Gerber-Dateien für Sie posten.

Die wichtigste Designüberlegung ist, dass die Masseanschlüsse der Diode, der Kappen und des ICs so nahe wie möglich liegen sollten.

Auch die Spurlänge des Ausgangspins des IC (Pin 2) zum Induktor sollte so kurz wie möglich sein.

Schritt 3: Bestellung der Leiterplatten

Jetzt haben wir das PCB-Design und es ist Zeit, die PCBs zu bestellen. Dazu müssen Sie nur zu JLCPCB.com gehen und auf die Schaltfläche „JETZT QUOTE“klicken.

JLCPCB ist auch Sponsor dieses Projekts. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für PCB-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf die schnelle Herstellung von PCB-Prototypen und PCB-Kleinserien spezialisiert hat. Sie können mindestens 5 Leiterplatten für nur 2 US-Dollar bestellen. Um die Leiterplatte herzustellen, laden Sie die im letzten Schritt heruntergeladene Gerber-Datei hoch. Laden Sie die.zip-Datei hoch oder ziehen Sie die Gerber-Dateien per Drag & Drop. Nach dem Hochladen der ZIP-Datei sehen Sie unten eine Erfolgsmeldung, wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde. Sie können die Leiterplatte im Gerber-Viewer überprüfen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Sie können sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Platine anzeigen. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Platine gut aussieht, können Sie jetzt die Bestellung zu einem vernünftigen Preis aufgeben. Sie können 5 Leiterplatten für nur 2 USD zzgl. Versand bestellen. Um die Bestellung aufzugeben, klicken Sie auf die Schaltfläche „IN DEN WARENKORB SPEICHERN“. Meine Leiterplatten brauchten 2 Tage, um hergestellt zu werden, und kamen innerhalb von 20 Tagen mit der standardmäßigen Einschreiben-Zustellungsoption an. Es gibt auch schnelle Lieferoptionen. PCBs waren gut verpackt und die Qualität war wirklich gut.

Schritt 4: Zusammenbauen und Arbeiten

Stellen Sie vor der Bestellung der Leiterplatten immer sicher, dass das Layout und die Schaltung funktionieren.

Ich habe die Schaltung auf Perfboard und dann auf selbstgeätzten Leiterplatten getestet und dann die Leiterplatten bestellt.

In meiner Schaltung habe ich zusätzliche Punkte für PIN 4 und 5 hinzugefügt, um mit Arduino oder einer anderen MCU verbunden zu werden.

Pin 5 kann als Ein/Aus-Schalter (aktiv LOW) verwendet werden. Wenn also PIN 5 geerdet ist, ist der Abwärtswandler eingeschaltet und wenn PIN 5 über 1,8 V liegt, ist der Wandler ausgeschaltet.

PIN 4 ist der Feedback-Pin und mit Hilfe von PWM von Arduino / MCU können wir die Ausgangsspannung mit einem zusätzlichen Widerstand an der Widerstandsteilerschaltung steuern.

Am Ende würde ich sagen, dass der LM2576 oder LM2596 einer der einfachsten Abwärtswandler-ICs ist und leicht im lokalen Elektronikgeschäft und online erhältlich ist.

Auch dieser IC ist sehr fehlerverzeihend und funktioniert mit schlecht gestalteten Layouts.

Ich würde empfehlen, Kühlkörper auf dem IC zu verwenden, um deren Lebensdauer zu verlängern.

Sehen Sie sich das vollständige Tutorial auf YT an

vollständiges Tutorial हिंदी में youtube पर