Понижающий преобразователь

Зачастую в радиолюбительской практике возникает необходимость в получении различных стабилизированных напряжений для питания устройств.

Наиболее часто для этих целей служат:

—  параметрические стабилизаторы (на основе стабилитрона при малых токах потребления устройства);

p1

 

— линейные стабилизаторы на транзисторной основе либо на основе стабилизаторов LM78XX ,  LM317.  Возможности таких стабилизаторов по току ограничены 1,5 Амперами.

Кроме того, еще одним фактором ограничивающим спектр применения данных стабилизаторов, является преобразование входного напряжения в выходное с выделением большого количества тепла, т.е. если входное напряжение будет 20 Вольт, а применяется стабилизатор с выходным напряжением 9 Вольт, то лишние 11 Вольт будут превращаться в тепло.

При этом корпус ИС разогревается до достаточно высоких температур и для его отведения требуются радиатор, термопаста, а при высоких токах нагрузки и принудительное охлаждение вентилятором, для которого так же необходимо питание;

p2

— импульсные стабилизаторы. В данных стабилизаторах осуществляется преобразование постоянного входного напряжения в импульсные колебания с последующей их стабилизацией. Одним из представителей данного сектора стабилизаторов является ИС LM2596.  По сути это импульсный преобразователь с большим количеством режимов работы. В силу отсутствия всяких линейных процессов во внутреннем мире ИС, тепловые потери на корпусе минимальны. Подключение микросхемы требует минимального количества навесных элементов в зависимости от требуемых целей.

Типовое включение показано на рисунке.

p3

Наиболее удачным решением для радиолюбителей и мастеровых людей представляет исполнение данной микросхемы в регулируемом варианте – LM2596ADJ.

Даташит на ИС LM2596 можно посмотреть здесь http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/LM2596-D.PDF

На основе микросхемы китайская народная промышленность выпускает широкий спектр готовых модулей dc-dc преобразователей, как понижающих, так и повышающих.

 

Одним из них является вот такой dc-dc step down модуль

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Изделие обладает следующими характеристиками:

— входное напряжение: 4 В ~ 35 В

— выходное напряжение: 1.23 В ~ 30 В

— выходной ток: 2А (Номинальный), 3А (Макс. с радиатором)

— эффективность преобразования: 92%

— выходные пульсации: < 30мв

— частота преобразования: 150 кГц

— температурный рабочий диапазон: — 45 ~ + 80 С (Весьма условные показатели)

— размер модуля: 43 мм * 21 мм * 14 мм.

Единственное что требуется перед началом эксплуатации это установить требуемое напряжение на выходе на холостом ходу и проверить его под нагрузкой.

Надо отметить, что входное напряжение должно быть хотя бы на 1,5 В больше выходного.

При необходимости, установив на микросхему радиатор и применив принудительное охлаждение, можно добиться величины выходного тока в 4,5 Ампера. Однако такой режим работы является экстремальным и в виду дешевизны модуля можно использовать несколько их штук с параллельным включением.

Так же как и в случае с LM78XX, на основе данных модулей можно строить двуполярные источники питания.

p4

Для этого вместо конденсатора на входе (С1, С2), стабилизаторов LM7805 (и т.д.), конденсаторов на выходе следует установить обозреваемые понижающие модули.

Кроме указанных выше характеристик модуль обладает защитами от короткого замыкания и по температуре. При достижении микросхемой температуры в 125 градусов Цельсия работа ИС прекращается  и возобновляется только после ее снижения.

Таким образом, вывести ИС из строя модуль весьма и весьма сложно.

В своей практике применял данные модули для питания зарядных устройств литиевых аккумуляторов (в связке с контроллером заряда), радиоприемников, mp3-проигрывателей, мощных светодиодов с резистивным ограничением по току. Одним словом, область применения модуля довольно широка.

Для сравнения сначала запитал радиоприемник от стабилизатора на основе LM7809 с сетевым выпрямителем на трансформаторе, потом схему на LM7809 заменил данным модулем. В результате низкочастотный фон в динамике пропал.

К сожалению, производитель модулей не установил защитный диод на входе, предотвращающий выход схемы из строя в результате переполюсовки питания, но это можно сделать и самому.

Комментарии запрещены.

Разработка сайта: cryptonic