Van theorie tot praktijk: de implementatie van de LM2596 -spanningsregelgever in uw projecten

Een spanningsregelaar is een voedingscircuit of apparatuur die de uitgangsspanning automatisch kan aanpassen.Het kan de voedingspanning stabiliseren die sterk fluctueert of niet voldoet aan de vereisten van elektrische apparatuur binnen het ingestelde waardebereik, waardoor verschillende circuits of elektrische apparatuur normaal kunnen werken bij de nominale werkspanning.Hieronder zullen we duiken in de functies, pin -configuratie, structuur, PCB -lay -outprincipe en toepassingen van LM2596 spanningsregelaar.

Een spanningsstabilisator is een apparaat dat de uitgangsspanning stabiel houdt en bestaat uit een besturingscircuit, een spanningsreguleringscircuit, een servomotor, enz. Wanneer de ingangsspanning of belastingwijzigingen reageren, reageert het besturingscircuit op de bemonstering, vergelijking, enVersterkte resultaten en stuur vervolgens de servomotor aan.Dit proces zorgt ervoor dat de koolstofborstelpositie van de spanningsregelaar verandert, waardoor de spoelwendingsverhouding automatisch wordt aangepast om de stabiliteit van de uitgangsspanning te handhaven.

Spanningsregelgevers zijn voornamelijk verdeeld in lineaire regulatoren en schakelregelaars.Beide reguleren systeemspanning, maar lineaire regulatoren zijn minder efficiënt, terwijl schakelregelaars efficiënter zijn.Hoog efficiënte schakelregelaars kunnen het grootste deel van het invoervermogen overbrengen naar de uitgang zonder verlies.

LM2596 is een 3A stroomuitgangsstap-down switch type geïntegreerde spanningsregelaar chip vervaardigd door Texas Instruments.Het is uitgerust met een vaste frequentie -oscillator (150 kHz) en een referentiespanningsregelaar (1.23V), en heeft volledige beschermingscircuits, inclusief stroombeperkende en thermische afsluitcircuits.Het gebruik van deze chip kan de vraag naar perifere apparaten aanzienlijk verminderen, waardoor efficiënte spanningsstabiliserende circuits worden geconstrueerd.

De chip integreert intern frequentiecompensatie en vaste frequentiegenerator intern, met een schakelfrequentie van 150 kHz.In vergelijking met laagfrequente schakelregelaars kan het kleinere specificaties van filtercomponenten gebruiken.Vanwege het feit dat het apparaat slechts minimaal 4 externe componenten vereist en universele standaardinductoren kan gebruiken, is het gebruik van LM2596 geoptimaliseerd, waardoor het ontwerp van het schakelvoedingscircuit aanzienlijk wordt vereenvoudigd.

• ACT4523

• BD9876

• LM2576

• Low Power Standby -modus, typische IQ -waarde is 80UA

• Het perifere circuit is eenvoudig en vereist slechts ten minste 4 externe componenten.

• Het maakt gebruik van een interne oscillatiefrequentie van 150 kHz en is een tweede generatie schakelspanningsregelaar met een laag stroomverbruik en een hoog efficiëntie.

• Het kan externe power-off bereiken met slechts 80UA standby-stroom.

• Het heeft zelfbeschermingscircuits (een tweetraps frequentievermindering stroombeperkende bescherming en een volledig volledig beschermingscircuit dat het vermogen onder abnormale omstandigheden afsnijdt).

• Onder specifieke ingangsspanning en uitvoerbelastingsomstandigheden kan de uitgangsspanningsfout gegarandeerd binnen het bereik van ± 4%liggen en kan de oscillatiefrequentiefout gegarandeerd binnen het bereik van ± 15%liggen.

LM2596 heeft in totaal vijf pins.De pinnamen en functies zijn als volgt.

Pin 1 (VIN): het is de positieve invoervoeding van de IC -schakelregelaar.Er moet een geschikte ingangsbypass -condensator op de pin aanwezig zijn om spanningstransiënten te minimaliseren en de vereiste schakelstroom aan de regelaar te bieden.

Pin 2 (Out): interne schakelaar.De spanning op deze pin schakelt tussen ongeveer (+VIN -VSAT) en ongeveer -0,5 V met een duty cyclus van voutvin.Om de koppeling naar gevoelige circuits te minimaliseren, moeten we het PCB -koperen gebied tot een minimum op deze pin verbonden zijn.

Pin 3 (GND): Circuit Ground

Pin 4 (FB): het detecteren van de aangepaste uitgangsspanning om de feedbacklus te voltooien.

Pin 5 (ON ’/UIT): het maakt mogelijk dat een logisch signaal kan worden gebruikt om het schakelregelaarcircuit uit te schakelen, waardoor de totale stroomaanvoedingsstroom wordt verkleind tot ongeveer 8oua.Het trekken van deze pen onder een drempelspanning van ongeveer 1,3 V draait de regelaar aan, terwijl het trekken van deze pin boven 1,3 V (tot 25V) de regelaar uitschakelt.Als deze afsluitfunctie niet vereist is, kan de aan/uit -pin worden aangesloten op de grondpen of worden achtergelaten.In beide gevallen staat de toezichthouder in de ON -staat.

LM2596 bevat meestal de volgende delen.

Binnen de LM2596, meestal bij 1.23V, vinden we een referentiespanningsbron.Deze referentiespanning dient als basis voor het vergelijken van de ingangsspanning en uitgangsspanning, waardoor de stabiliteit van de uitgangsspanning wordt gewaarborgd.

Het bevat een feedbacklus die de uitgangsspanning (VOUT) meet en vergelijkt met een referentiespanning.Op deze manier genereert elke afwijking in de uitgangsspanning een foutsignaal dat wordt versterkt en gebruikt om de werkcyclus van de schakel FET aan te passen om de stabiliteit te behouden.

Het bevat ingebouwde kenmerken van thermische afsluiting en stroombeperking om de IC en verbonden componenten tegen schade te beschermen.

Interne besturingslogica beheert timing- en schakelbewerkingen.Het werkt meestal op een vaste frequentie en is verantwoordelijk voor het in- en uitschakelen van de interne FET's.

Het bevat meestal een intern vermogen N-kanaal veldeffecttransistor (FET) dat wordt gebruikt als het schakelelement.Met deze FET kan de LM2596 stroompaden schakelen, waardoor de spanning wordt verminderd.

Zoals in elke schakelregelaar is de lay -out van de afgedrukte printplaat erg belangrijk.Het snel schakelen van stromen geassocieerd met bedradinginductantie, verdwaalde capaciteit en parasitaire inductantie van de sporen van de printplaat kan spanningstransiënten genereren die elektromagnetische interferenties (EMI) kunnen genereren en de gewenste werking kunnen beïnvloeden.Zoals aangegeven in de afbeelding, om inductantie en grondlussen te minimaliseren, moet de lengte van de leads aangegeven door zware lijnen zo kort mogelijk worden gehouden.Voor de beste resultaten moet een punt van een punt of grondvlakteconstructie worden gebruikt.

Aan de andere kant moet het PCB -gebied dat is aangesloten op de pin 2 (emitter van de interne schakelaar) van de LM2596 tot een minimum beperkt om de koppeling naar gevoelig circuit te minimaliseren.

Een ander gevoelig deel van het circuit is de feedback.Het is belangrijk om de gevoelige feedbackbedrading kort te houden.Om dit te verzekeren, zoek de programmeerweerstanden fysiek in de buurt van de regulator bij gebruik van de instelbare versie van de LM2596 -regulator.

De LM2596 maakt gebruik van PWM -besturing om een consistente uitgangsspanning te handhaven door de schakelbuis in- en uit -perioden te moduleren.Wanneer de ingangsspanning de uitgangsspanning overschrijdt, wordt de schakelbuis geactiveerd, waardoor de inductor energie, de condensator opslaat en de uitgangsspanning stabiel blijft.Omgekeerd, wanneer de ingangsspanning onder de uitgangsspanning valt, deactiveert de schakelaar, wat leidt tot energieafgifte van de inductor, oplaadcondensator en stabiele uitgangsspanning.Dit PWM -besturingsmechanisme maakt nauwkeurige regulatie van de uitgangsspanning mogelijk.

• Draadloze communicatie: het kan worden gebruikt in verschillende draadloze communicatieapparaten die stabiele stroom moeten leveren, waaronder Bluetooth -modules, wifi -routers en mobiele communicatieapparaten.Het kan effectief onstabiele voedingspanning omzetten in stabiele uitgangsspanning, waardoor de normale werking van draadloze communicatieapparatuur wordt gewaarborgd.

• LED -verlichting: LM2596 kan worden gebruikt om LED -verlichtingssystemen te dimmen en te regelen om een constante helderheid en stabiele voeding te garanderen.

• Elektronische prototyping: het wordt ook vaak gebruikt in elektronische prototyping, omdat het gemakkelijk te gebruiken en minder duur is en het vereiste vermogen kan bieden.

• Voeding: LM2596 kan worden gebruikt om verschillende soorten voedingen te ontwerpen, waaronder schakelvoedingen en lineaire voedingen.Het kan hoogspanningsingang (zoals 12V of 24V) omzetten in de laagspanningsuitgang (zoals 5V of 3,3 V) die u nodig hebt, met stabiel en betrouwbaar vermogen voor sensoren, LED-verlichting, microcontrollers, elektronische apparaten, enz.

De ingangsspanning van het bord kan tussen 4V en 35V liggen;De uitgangsspanning kan worden aangepast tussen 1,25 V en 25V.Een van de toezichthouders op het bord is een step-down converter en de andere is Step-Up Converter.

De LM2596-serie regulatoren zijn monolithische geïntegreerde circuits die alle actieve functies bieden voor een step-down (buck) schakelregelaar, die in staat is om een 3-A-belasting te besturen met uitstekende lijn- en laadregeling.

De LM2596 is in wezen een spanningsregelaar die is ontworpen als een buckconverter.Het kan de ingangsspanningen tot 40V verwerken, waardoor ze efficiënt worden gestapt om een lagere, stabiele uitgangsspanning (VOUT) te produceren die zo laag kan zijn als 3V of zo hoog als 35V.

De LM2596 is een veelgebruikte populaire step-down schakelregelaar IC.De verstelbare versie kan de ingangsspanning innemen van 4,5 V naar 40V en deze converteren naar variabele spanning die tot 3A van continustroom wordt ingezeten.

De LM2596 DC-DC Buck Converter is een veelzijdig en nuttig hulpmiddel voor het omzetten van een hogere ingangsspanning naar een lagere uitgangsspanning.Het kan worden gebruikt om meerdere apparaten met verschillende spanningsvereisten van een enkele bron te voeden en heeft een ingebouwde overstroombeveiliging voor extra veiligheid.