Domov Blog~~Od teórie po prax: Implementácia regulátora napätia LM2596 vo vašich projektoch~~

~~na 2024/04/29~~ ~~535~~

Od teórie po prax: Implementácia regulátora napätia LM2596 vo vašich projektoch

Regulátor napätia je obvod napájania alebo zariadenie, ktoré dokáže automaticky upraviť výstupné napätie.Môže stabilizovať napájacie napätie napájania, ktoré sa značne kolíše alebo nespĺňa požiadavky elektrických zariadení v rozsahu nastavenej hodnoty, čo umožňuje rôznym obvodom alebo elektrickým zariadeniam normálne pracovať pri menovitom pracovnom napätí.Ďalej sa ponoríme do funkcií, konfigurácie PIN, štruktúry, princípu rozloženia PCB a aplikáciami LM2596 regulátor napätia.

Katalóg

1. Čo je regulátor napätia?

2. Prehľad regulátora napätia LM2596

3. Vlastnosti regulátora napätia LM2596

4. Konfigurácia kolíka regulátora napätia LM2596

5. Štruktúra regulátora napätia LM2596

6. Pokyny LM2596 PCB

7. Aký je princíp riadenia PWM regulátora napätia LM2596?

8. Aplikácie regulátora napätia LM2596

Čo je regulátor napätia?

Stabilizátor napätia je zariadenie, ktoré udržiava výstupné napätie stabilné a pozostáva z riadiaceho obvodu, obvodu regulácie napätia, servo -motora atď. Keď sa zmení vstupné napätie alebo zaťaženie, riadiaci obvod bude reagovať na vzorkovanie, porovnanie a porovnanie aZosilnené výsledky a potom riadte servomotorový motor.Tento proces spôsobuje, že sa zmení poloha regulátora napätia uhlíkového kefy, a automaticky upraví pomer cievky, aby sa zachovala stabilita výstupného napätia.

Regulátory napätia sú hlavne rozdelené do lineárnych regulátorov a prepínajúcich regulátorov.Obidve regulujú systémové napätie, ale lineárne regulátory sú menej efektívne, zatiaľ čo regulátory prepínania sú efektívnejšie.Vysokoúčinné regulátory prepínania môžu prenášať väčšinu vstupného výkonu na výstup bez straty.

Prehľad regulátora napätia LM2596

LM2596 je 3A Aktuálny výstupný výstupný typ prepínača Typ integrovaného čipu regulátora napätia vyrobený spoločnosťou Texas Instruments.Je vybavený fixným frekvenčným oscilátorom (150 kHz) a regulátorom referenčného napätia (1,23V) a má úplné ochranné obvody vrátane obmedzenia prúdu a tepelného vypínania obvodov.Použitie tohto čipu môže výrazne znížiť dopyt po periférnych zariadeniach, čím sa vytvorí efektívne obvody stabilizácie napätia.

ČIP interne integruje kompenzáciu frekvencie a generátor s pevnou frekvenciou s prepínajúcou frekvenciou 150 kHz.V porovnaní s nízkofrekvenčnými regulátormi prepínača môže použiť menšie špecifikácie komponentov filtrovania.Vzhľadom na to, že zariadenie vyžaduje iba minimálne 4 externé komponenty a môže používať univerzálne štandardné induktory, je použitie LM2596 optimalizované, čo výrazne zjednodušilo návrh obvodu prepínania napájania.

Náhrada a ekvivalenty

• ACT4523

• BD9876

• LM2576

Vlastnosti regulátora napätia LM2596

• Nízko výkonný pohotovostný režim, typická hodnota IQ je 80UA

• Jeho periférny obvod je jednoduchý a vyžaduje iba najmenej 4 externé komponenty.

• Používa internú frekvenciu oscilácie 150 kHz a je regulátorom prepínania napätia druhej generácie s nízkou spotrebou energie a vysokou účinnosťou.

• Môže dosiahnuť externý vypnutie s iba 80UA pohotovostnými prúdmi.

• Má obvody s vlastnou ochranou (dvojstupňová ochrana obmedzujúca frekvencia redukcie frekvencie a nadmerne teplotný kompletný ochranný obvod, ktorý zakazuje energiu za neobvyklých podmienok).

• Pri špecifických podmienkach vstupného napätia a výstupného zaťaženia je možné zaručiť, že chyba výstupného napätia bude v rozmedzí ± 4%, a je možné zaručiť, že chyba frekvencie oscilácie bude v rozmedzí ± 15%.

Konfigurácia kolíka regulátora napätia LM2596

LM2596 má celkom päť kolíkov.Jeho názvy a funkcie PIN sú nasledujúce.

Pin Configuration of LM2596 Voltage Regulator

PIN 1 (VIN): Je to kladný vstupný zdroj regulátora prepínača IC.Na kolíku musí byť prítomný vhodný kondenzátor obtoku vstupu, aby sa minimalizovalo prechody napätia a poskytli požadovaný prepínací prúd regulátorovi.

PIN 2 (Out): Interný spínač.Napätie na tomto kolíku sa prepína medzi približne (+VIN -VSAT) a približne -0,5 V s pracovným cyklom Voutvin.Aby sme minimalizovali spojenie na citlivé obvody, musíme udržať medenú plochu PCB pripojenú k tomuto kolíku na minimum.

PIN 3 (GND): Zem obvodu

PIN 4 (FB): snímanie nastaveného výstupného napätia na dokončenie slučky spätnej väzby.

PIN 5 (ON '/OFF): Umožňuje použitie logického signálu na vypnutie obvodu regulátora prepínania, čím sa zníži celkový vstupný prúdový prúd na približne 8UA.Potiahnutím tohto kolíka pod prahové napätie približne 1,3 V zapne regulátor, zatiaľ čo tento kolík nad 1,3 V (až 25 V) vypustí regulátor.Ak sa táto funkcia vypnutia nevyžaduje, kolík ON/OFF sa dá zapojiť do zemného kolíka alebo ponechať.V obidvoch prípadoch bude regulátor v štáte.

Štruktúra regulátora napätia LM2596

LM2596 zvyčajne obsahuje nasledujúce časti.

Referenčný zdroj napätia

Vo vnútri LM2596, zvyčajne pri 1,23 V, nájdeme referenčný zdroj napätia.Toto referenčné napätie slúži ako základ pre porovnanie vstupného napätia a výstupného napätia, čím sa zabezpečuje stabilita výstupného napätia.

Spätná väzba a zosilňovač chýb

Zahŕňa spätnú väzbu, ktorá meria výstupné napätie (VOT) a porovnáva ju s referenčným napätím.Týmto spôsobom akákoľvek odchýlka vo výstupnom napätí generuje chybový signál, ktorý sa zosilní a používa na úpravu pracovného cyklu prepínania FET na udržanie stability.

Obvod

Obsahuje vstavané vlastnosti tepelného vypnutia a obmedzenia prúdu, aby sa chránila IC a pripojené komponenty pred poškodením.

Logika kontroly

Logika vnútornej kontroly riadi operácie načasovania a prepínania.Zvyčajne beží pri pevnej frekvencii a je zodpovedná za zapnutie a vypnutie interného FET.

Interný prepínací tranzistor (FET)

Zvyčajne obsahuje interný n-kanálový tranzistor poľa (FET), ktorý sa používa ako spínací prvok.Tento FET umožňuje LM2596 prepínať prúdové cesty, čím znižuje napätie.

LM2596 Pokyny pre rozloženie PCB

Rovnako ako v prípade každého regulátora spínača je rozloženie dosky s tlačenými obvodmi veľmi dôležité.Rýchlo prepínajúca prúžky s indukčnosťou zapojenia, túlavou kapacitanciou a parazitickou indukčnosťou stopy dosky s tlačenými obvodmi môžu generovať prechody napätia, ktoré môžu generovať elektromagnetické interferencie (EMI) a ovplyvniť požadovanú operáciu.Ako je uvedené na obrázku, na minimalizáciu indukčnosti a podzemných slučiek by sa mala dĺžka vodičov označených ťažkými čiarami udržiavať čo najkratšie.Najlepšie výsledky by sa mali použiť jednotlivé uzemnenie alebo výstavba pozemnej roviny.

Na druhej strane, plocha PCB pripojená k kolíku 2 (emitor vnútorného spínača) by sa mala udržiavať na minimum, aby sa minimalizovala spojka k citlivým obvodom.

Ďalšou citlivou časťou obvodu je spätná väzba.Je dôležité, aby bol citlivý zapojenie spätnej väzby krátka.Aby ste to zaistili, fyzicky vyhľadajte programovacie odpory v blízkosti regulátora pri použití nastaviteľnej verzie regulátora LM2596.

Aký je princíp riadenia PWM regulátora napätia LM2596?

LM2596 využíva riadenie PWM na udržanie konzistentného výstupného napätia moduláciou období zapínania a vypínania prepínania.Keď vstupné napätie prekročí výstupné napätie, spínacia trubica sa aktivuje, čo spôsobí, že induktor ukladá energiu, kondenzátor na vypúšťanie a výstupné napätie, aby zostalo stabilné.Naopak, keď vstupné napätie klesne pod výstupné napätie, spínač deaktivuje, čo vedie k uvoľňovaniu energie z induktora, nabíjania kondenzátora a stabilného výstupného napätia.Tento riadiaci mechanizmus PWM umožňuje presnú reguláciu výstupného napätia.

Aplikácie regulátora napätia LM2596

• Bezdrôtová komunikácia: Môže sa použiť v rôznych bezdrôtových komunikačných zariadeniach, ktoré potrebujú zabezpečiť stabilnú energiu, vrátane modulov Bluetooth, smerovačov WiFi a mobilných komunikačných zariadení.Môže efektívne previesť nestabilné napájacie napätie na stabilné výstupné napätie, čím sa zabezpečí normálna prevádzka bezdrôtového komunikačného zariadenia.

• LED osvetlenie: LM2596 sa môže použiť na stlmenie a riadenie osvetľovacích systémov LED, aby sa zabezpečila konštantný jas a stabilný zdroj napájania.

• Elektronické prototypovanie: Bežne sa používa aj pri elektronickom prototypovaní, pretože sa ľahko používa a lacnejšie a môže poskytnúť požadovanú energiu.

• Napájanie: LM2596 sa môže použiť na navrhovanie rôznych typov napájacích zdrojov vrátane prepínania napájacích zdrojov a lineárneho napájacieho zdroja.Môže previesť vysokonapäťový vstup (ako je 12 V alebo 24 V) na výstup nízkeho napätia (napríklad 5V alebo 3,3 V), poskytuje stabilný a spoľahlivý výkon pre senzory, osvetlenie LED, mikrokontroléry, elektronické zariadenia atď.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Môže LM2596 vystúpiť?

Vstupné napätie dosky môže byť medzi 4V a 35 V;Jeho výstupné napätie je možné upraviť medzi 1,25 V a 25 V.Jedným z regulátorov v doske je prevodník s krokom a druhým prevodníkom.

2. Aká je funkcia LM2596?

Séria regulátorov LM2596 sú monolitické integrované obvody, ktoré poskytujú všetky aktívne funkcie pre regulátor spínacieho (Buck), ktorý je schopný riadiť zaťaženie 3-A s vynikajúcou reguláciou čiary a zaťaženia.

3. Aký je dizajn napájacieho zdroja LM2596?

LM2596 je v podstate regulátor napätia navrhnutý ako prevodník buck.Dokáže manipulovať s vstupnými napätiami do 40 V, čo ich efektívne zníži nadol, aby sa vytvorilo nižšie, stabilné výstupné napätie (Vout), ktoré môže byť až 3V alebo až 35 V.

4. Aký je vstupný rozsah LM2596?

LM2596 je bežne používaný populárny regulátor spínača IC.Nastaviteľná verzia môže mať vstupné napätie od 4,5 V do 40 V a prevádzať ju na variabilné získavanie napätia až do 3A pokračujúceho prúdu.

5. Aké je použitie LM2596 Kroku dole?

LM2596 DC-DC Buck Converter je všestranný a užitočný nástroj na premenu vyššieho vstupného napätia na nižšie výstupné napätie.Môže sa použiť na napájanie viacerých zariadení s rôznymi požiadavkami na napätie z jedného zdroja a má vstavanú nadmernú ochranu pre pridanú bezpečnosť.

O nás

ALLELCO LIMITED

Allelco je medzinárodne slávny na jednom mieste Distribútor služieb obstarávania hybridných elektronických komponentov, ktorý sa zaviazal poskytovať komplexné služby obstarávania a dodávateľského reťazca pre globálny elektronický výrobný a distribučný priemysel vrátane globálnych 500 tovární OEM a nezávislých maklérov.
Čítaj viac