Convertidor de voltaje reductor de modo de interruptor reductor de voltaje CC - CC (LM2576 / LM2596): 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Hacer un convertidor reductor de alta eficiencia es un trabajo difícil e incluso los ingenieros experimentados requieren múltiples diseños para llegar al correcto

Un convertidor reductor (convertidor reductor) es un convertidor de potencia de CC a CC, que reduce el voltaje (mientras aumenta la corriente) desde su entrada (suministro) a su salida (carga).

Los convertidores de conmutación (como los convertidores reductores) proporcionan una eficiencia energética mucho mayor como convertidores de CC a CC que los reguladores lineales, que son circuitos más simples que reducen los voltajes al disipar la potencia en forma de calor, pero no aumentan la corriente de salida.

La operación básica del convertidor reductor tiene la corriente en un inductor controlado por dos interruptores (generalmente un transistor y un diodo). En el convertidor idealizado, todos los componentes se consideran perfectos. Específicamente, el interruptor y el diodo tienen una caída de voltaje cero cuando están encendidos y un flujo de corriente cero cuando están apagados, y el inductor tiene una resistencia en serie cero. Además, se supone que los voltajes de entrada y salida no cambian en el transcurso de un ciclo (esto implicaría que la capacitancia de salida es infinita).

Paso 1: Regulador de voltaje reductor LM2576 / 2596, 3-A

Características

1. 3.3 V, 5 V, 12 V, 15 V y versiones de salida ajustable
2. Rango de voltaje de salida de la versión ajustable, 1.23 V a 37 V (57 V para la versión HV)
3. Corriente de salida de 3 A especificada
4. Amplio rango de voltaje de entrada: 40 V hasta 60 V para la versión HV
5. Requiere solo 4 componentes externos
6. Oscilador interno de frecuencia fija de 52 kHz
7. Capacidad de apagado TTL, modo de espera de bajo consumo
8. Circuitos integrados monolíticos que proporcionan todas las funciones activas para un regulador de conmutación reductor (reductor)
9. Alta eficiencia

Hoja de datos LM2576

Paso 2: Diseño de PCB

He utilizado EasyEda para diseñar el PCB de 2 capas.

Si alguien quiere, siempre puedo publicar los archivos gerber por usted.

La consideración de diseño más importante a tener en cuenta es que los terminales de tierra del diodo, las tapas y el IC deben estar lo más cerca posible.

Además, la longitud de la pista del pin de salida del IC (pin 2) al inductor debe ser lo más corta posible.

Paso 3: pedir las placas de circuito impreso

Ahora tenemos el diseño de la placa de circuito impreso y es el momento de pedir las placas de circuito impreso. Para eso, solo tiene que ir a JLCPCB.com y hacer clic en el botón "COTIZAR AHORA".

JLCPCB también patrocina este proyecto. JLCPCB (Shenzhen JLC Electronics Co., Ltd.), es la empresa de prototipos de PCB más grande de China y un fabricante de alta tecnología especializado en prototipos de PCB rápidos y producción de PCB en lotes pequeños. Puede pedir un mínimo de 5 PCB por solo $ 2. Para fabricar la PCB, cargue el archivo gerber que descargó en el último paso. Sube el archivo.zip o también puedes arrastrar y soltar los archivos gerber. Después de cargar el archivo zip, verá un mensaje de éxito en la parte inferior si el archivo se cargó correctamente. Puede revisar la PCB en el visor de Gerber para asegurarse de que todo esté bien. Puede ver la parte superior e inferior de la PCB. Después de asegurarse de que la PCB se vea bien, ahora puede realizar el pedido a un precio razonable. Puede pedir 5 PCB por solo $ 2 más gastos de envío. Para realizar el pedido, haga clic en el botón "GUARDAR EN EL CARRITO". Mis PCB tardaron 2 días en fabricarse y llegaron en 20 días utilizando la opción estándar de envío postal registrado. También hay opciones de entrega rápida disponibles. Los PCB estaban bien embalados y la calidad era realmente buena.

Paso 4: Montaje y funcionamiento

Antes de pedir los PCB, asegúrese siempre de que el diseño y el circuito funcionen.

Probé el circuito en la placa perf y luego en PCB grabadas en casa y luego pedí las PCB.

En mi circuito, he agregado puntos adicionales para que el PIN 4 y 5 se conecten a arduino u otro MCU.

El pin 5 se puede usar como un interruptor de encendido / apagado (activo BAJO), por lo que cuando el PIN 5 está conectado a tierra, el convertidor reductor está encendido y cuando el PIN 5 está por encima de 1.8 V, el convertidor está apagado.

El PIN 4 es el pin de retroalimentación y con la ayuda de PWM de arduino / MCU podemos controlar el voltaje de salida usando una resistencia adicional en el circuito divisor de resistencia.

Al final, diría que el LM2576 o LM2596 es uno de los circuitos integrados de convertidor reductor más fáciles de trabajar y están fácilmente disponibles en la tienda de electrónica local y en línea.

Además, este IC es muy indulgente y funciona con diseños deficientes.

Recomendaría usar disipadores de calor en IC para aumentar su vida útil.

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