Nhà Blog~~Từ lý thuyết đến thực tiễn: Thực hiện bộ điều chỉnh điện áp LM2596 trong các dự án của bạn~~

~~trên 2024/04/29~~ ~~536~~

Từ lý thuyết đến thực tiễn: Thực hiện bộ điều chỉnh điện áp LM2596 trong các dự án của bạn

Bộ điều chỉnh điện áp là một mạch cung cấp điện hoặc thiết bị có thể tự động điều chỉnh điện áp đầu ra.Nó có thể ổn định điện áp cung cấp điện có dao động rất nhiều hoặc không đáp ứng các yêu cầu của thiết bị điện trong phạm vi giá trị đã đặt, cho phép các mạch hoặc thiết bị điện khác nhau hoạt động bình thường ở điện áp làm việc định mức.Dưới đây, chúng tôi sẽ đi sâu vào các tính năng, cấu hình pin, cấu trúc, nguyên tắc bố cục PCB và các ứng dụng của LM2596 Bộ điều chỉnh điện áp.

Danh mục

1. Bộ điều chỉnh điện áp là gì?

2. Tổng quan về bộ điều chỉnh điện áp LM2596

3. Các tính năng của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

4. Cấu hình pin của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

5. Cấu trúc của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

6. Hướng dẫn bố trí LM2596 PCB

7. Nguyên tắc điều khiển PWM của bộ điều chỉnh điện áp LM2596 là gì?

8. Ứng dụng của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

Bộ điều chỉnh điện áp là gì?

Bộ ổn định điện áp là một thiết bị giữ cho điện áp đầu ra ổn định và bao gồm mạch điều khiển, mạch điều chỉnh điện áp, động cơ servo, v.v. Khi điện áp đầu vào hoặc tải thay đổi, mạch điều khiển sẽ phản ứng với việc lấy mẫu, so sánh vàKết quả khuếch đại, và sau đó lái động cơ servo.Quá trình này làm cho vị trí bàn chải carbon của bộ điều chỉnh điện áp thay đổi, tự động điều chỉnh tỷ lệ biến cuộn dây để duy trì tính ổn định của điện áp đầu ra.

Bộ điều chỉnh điện áp chủ yếu được chia thành các bộ điều chỉnh tuyến tính và bộ điều chỉnh chuyển đổi.Cả hai điều chỉnh điện áp hệ thống, nhưng bộ điều chỉnh tuyến tính đều kém hiệu quả hơn, trong khi chuyển đổi bộ điều chỉnh hiệu quả hơn.Bộ điều chỉnh chuyển mạch hiệu quả cao có thể chuyển hầu hết công suất đầu vào sang đầu ra mà không bị mất.

Tổng quan về bộ điều chỉnh điện áp LM2596

LM2596 là một chip điều chỉnh điện áp tích hợp 3A đầu ra hiện tại được sản xuất bởi Texas Cụ.Nó được trang bị bộ tạo dao động tần số cố định (150kHz) và bộ điều chỉnh điện áp tham chiếu (1.23V) và có các mạch bảo vệ hoàn chỉnh, bao gồm các mạch giới hạn hiện tại và tắt máy.Việc sử dụng chip này có thể làm giảm đáng kể nhu cầu đối với các thiết bị ngoại vi, do đó xây dựng các mạch ổn định điện áp hiệu quả.

ChIP tích hợp bù tần số và máy phát tần số cố định bên trong, với tần số chuyển đổi là 150kHz.So với các bộ điều chỉnh chuyển đổi tần số thấp, nó có thể sử dụng các thông số kỹ thuật nhỏ hơn của các thành phần lọc.Do thực tế là thiết bị chỉ yêu cầu tối thiểu 4 thành phần bên ngoài và có thể sử dụng cuộn cảm tiêu chuẩn phổ quát, việc sử dụng LM2596 được tối ưu hóa, đơn giản hóa đáng kể việc thiết kế mạch cung cấp năng lượng chuyển mạch.

Thay thế và tương đương

• ACT4523

• BD9876

• LM2576

Các tính năng của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

• Chế độ chờ công suất thấp, giá trị IQ điển hình là 80UA

• Mạch ngoại vi của nó đơn giản, chỉ cần ít nhất 4 thành phần bên ngoài.

• Nó sử dụng tần số dao động bên trong là 150kHz và là bộ điều chỉnh điện áp chuyển mạch thế hệ thứ hai với mức tiêu thụ năng lượng thấp và hiệu quả cao.

• Nó có thể đạt được sức mạnh bên ngoài chỉ với dòng điện dự phòng 80UA.

• Nó có các mạch tự bảo vệ (bảo vệ giới hạn dòng điện tần số hai giai đoạn và một mạch bảo vệ hoàn chỉnh nhiệt độ quá mức, cắt điện trong điều kiện bất thường).

• Trong các điều kiện tải điện áp đầu vào và đầu ra cụ thể, lỗi điện áp đầu ra có thể được đảm bảo nằm trong phạm vi ± 4%và lỗi tần số dao động có thể được đảm bảo nằm trong phạm vi ± 15%.

Cấu hình pin của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

LM2596 có tổng cộng năm chân.Tên pin và chức năng của nó như sau.

Pin Configuration of LM2596 Voltage Regulator

PIN 1 (VIN): Đây là nguồn cung cấp năng lượng đầu vào dương của bộ điều chỉnh chuyển đổi IC.Một tụ điện đầu vào phù hợp phải có mặt trên chân để giảm thiểu các quá độ điện áp và cung cấp dòng điện cần thiết cho bộ điều chỉnh.

Chân 2 (ra): Công tắc nội bộ.Điện áp trên pin này chuyển đổi giữa khoảng (+Vin -VSAT) và xấp xỉ -0,5V với chu kỳ nhiệm vụ của Voutvin.Để giảm thiểu khớp nối với mạch nhạy cảm, chúng ta phải giữ cho diện tích đồng PCB được kết nối với chân này ở mức tối thiểu.

Chân 3 (GND): Mặt đất mạch

Chân 4 (FB): Cảm nhận điện áp đầu ra được điều chỉnh để hoàn thành vòng lặp phản hồi.

Chân 5 (ON trên/TẮT): Nó cho phép sử dụng tín hiệu logic để tắt mạch điều chỉnh chuyển mạch, do đó giảm tổng dòng cung cấp đầu vào xuống còn khoảng 8OUA.Kéo mã pin này bên dưới một điện áp ngưỡng khoảng 1,3 V bật bộ điều chỉnh, trong khi kéo chân này trên 1,3V (lên đến 25V) tắt bộ điều chỉnh.Nếu tính năng tắt máy này không cần thiết, pin bật/tắt có thể được nối với chân đất hoặc BẬT.Trong cả hai trường hợp, bộ điều chỉnh sẽ ở trạng thái.

Cấu trúc của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

LM2596 thường chứa các phần sau.

Nguồn điện áp tham chiếu

Bên trong LM2596, thường ở mức 1.23V, chúng tôi sẽ tìm thấy một nguồn điện áp tham chiếu.Điện áp tham chiếu này đóng vai trò là cơ sở để so sánh điện áp đầu vào và điện áp đầu ra, đảm bảo tính ổn định của điện áp đầu ra.

Vòng lặp phản hồi và bộ khuếch đại lỗi

Nó bao gồm một vòng phản hồi đo điện áp đầu ra (Vout) và so sánh nó với điện áp tham chiếu.Theo cách này, bất kỳ độ lệch nào trong điện áp đầu ra đều tạo ra tín hiệu lỗi được khuếch đại và được sử dụng để điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ của FET chuyển đổi để duy trì độ ổn định.

Mạch bảo vệ

Nó chứa các tính năng tích hợp của tắt máy và giới hạn dòng điện để bảo vệ IC và các thành phần được kết nối khỏi bị hư hại.

Kiểm soát logic

Logic kiểm soát nội bộ quản lý các hoạt động thời gian và chuyển đổi.Nó thường chạy ở một tần số cố định và chịu trách nhiệm bật và tắt các FET bên trong.

Transitor chuyển mạch nội bộ (FET)

Nó thường chứa một bóng bán dẫn hiệu ứng trường N-kênh N bên trong (FET) được sử dụng làm phần tử chuyển đổi.FET này cho phép LM2596 chuyển đổi các đường dẫn hiện tại, do đó làm giảm điện áp.

Hướng dẫn bố trí LM2596 PCB

Như trong bất kỳ bộ điều chỉnh chuyển mạch nào, bố cục của bảng mạch in là rất quan trọng.Chuyển đổi nhanh chóng được liên kết với độ tự cảm của hệ thống dây điện, điện dung đi lạc và độ tự cảm ký sinh của các dấu vết của bảng mạch được in có thể tạo ra các quá độ điện áp có thể tạo ra các giao thoa điện từ (EMI) và ảnh hưởng đến hoạt động mong muốn.Như được chỉ ra trong hình, để giảm thiểu độ tự cảm và các vòng lặp mặt đất, chiều dài của các dây dẫn được biểu thị bằng các đường nặng phải được giữ càng ngắn càng tốt.Để có kết quả tốt nhất, nên sử dụng xây dựng mặt đất một điểm hoặc mặt đất.

Mặt khác, khu vực PCB được kết nối với chân 2 (bộ phát của công tắc bên trong) của LM2596 nên được giữ ở mức tối thiểu để giảm thiểu kết hợp với mạch nhạy cảm.

Một phần nhạy cảm khác của mạch là phản hồi.Điều quan trọng là giữ cho hệ thống dây phản hồi nhạy cảm ngắn.Để đảm bảo điều này, định vị vật lý các điện trở lập trình gần với bộ điều chỉnh, khi sử dụng phiên bản điều chỉnh của bộ điều chỉnh LM2596.

Nguyên tắc điều khiển PWM của bộ điều chỉnh điện áp LM2596 là gì?

LM2596 sử dụng điều khiển PWM để duy trì điện áp đầu ra nhất quán bằng cách điều chỉnh các giai đoạn bật và tắt của ống chuyển mạch.Khi điện áp đầu vào vượt quá điện áp đầu ra, ống công tắc sẽ kích hoạt, khiến cuộn cảm lưu trữ năng lượng, tụ điện xả và điện áp đầu ra vẫn ổn định.Ngược lại, khi điện áp đầu vào giảm xuống dưới điện áp đầu ra, công tắc đã hủy kích hoạt, dẫn đến giải phóng năng lượng từ cuộn cảm, sạc tụ điện và điện áp đầu ra ổn định.Cơ chế điều khiển PWM này cho phép điều chỉnh chính xác điện áp đầu ra.

Ứng dụng của bộ điều chỉnh điện áp LM2596

• Giao tiếp không dây: Nó có thể được sử dụng trong các thiết bị truyền thông không dây khác nhau cần cung cấp năng lượng ổn định, bao gồm các mô -đun Bluetooth, bộ định tuyến WiFi và thiết bị truyền thông di động.Nó có thể chuyển đổi hiệu quả điện áp cung cấp năng lượng không ổn định thành điện áp đầu ra ổn định, do đó đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị truyền thông không dây.

• Ánh sáng LED: LM2596 có thể được sử dụng để làm mờ và điều khiển các hệ thống chiếu sáng LED để đảm bảo độ sáng liên tục và cung cấp năng lượng ổn định.

• Tạo mẫu điện tử: Nó cũng thường được sử dụng trong tạo mẫu điện tử vì nó dễ sử dụng và ít tốn kém hơn và có thể cung cấp năng lượng cần thiết.

• Nguồn điện: LM2596 có thể được sử dụng để thiết kế các loại nguồn cung cấp năng lượng khác nhau, bao gồm nguồn cung cấp năng lượng và nguồn cung cấp năng lượng tuyến tính.Nó có thể chuyển đổi đầu vào điện áp cao (chẳng hạn như 12V hoặc 24V) thành đầu ra điện áp thấp (như 5V hoặc 3,3V) bạn cần, cung cấp công suất ổn định và đáng tin cậy cho các cảm biến, ánh sáng LED, vi điều khiển, thiết bị điện tử, v.v.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. LM2596 có thể bước lên không?

Điện áp đầu vào của bảng có thể nằm trong khoảng từ 4V đến 35V;Điện áp đầu ra của nó có thể được điều chỉnh trong khoảng từ 1,25V đến 25V.Một trong những bộ điều chỉnh trên bảng là bộ chuyển đổi bước xuống và cái còn lại là bộ chuyển đổi bước lên.

2. Chức năng của LM2596 là gì?

Sê-ri LM2596 của các bộ điều chỉnh là các mạch tích hợp nguyên khối cung cấp tất cả các chức năng hoạt động cho bộ điều chỉnh chuyển đổi bước xuống (Buck), có khả năng lái tải 3-A với quy định dòng và tải tuyệt vời.

3. Thiết kế của nguồn điện LM2596 là gì?

LM2596 về cơ bản là bộ điều chỉnh điện áp được thiết kế như một bộ chuyển đổi buck.Nó có thể xử lý các điện áp đầu vào lên đến 40V, từ chối hiệu quả chúng để tạo ra một điện áp đầu ra ổn định thấp hơn (Vout) có thể thấp tới 3V hoặc cao tới 35V.

4. Phạm vi đầu vào của LM2596 là gì?

LM2596 là IC điều chỉnh chuyển đổi bước xuống phổ biến thường được sử dụng.Phiên bản có thể điều chỉnh có thể sử dụng điện áp đầu vào từ 4,5V sang 40V và chuyển đổi nó thành tìm nguồn điện áp thay đổi lên tới 3A dòng điện tiếp tục.

5. Việc sử dụng bộ chuyển đổi Bước xuống LM2596 là gì?

Bộ chuyển đổi Buck DC-DC LM2596 là một công cụ đa năng và hữu ích để chuyển đổi điện áp đầu vào cao hơn thành điện áp đầu ra thấp hơn.Nó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị với các yêu cầu điện áp khác nhau từ một nguồn duy nhất và đã được bảo vệ quá mức tích hợp để tăng thêm sự an toàn.

Về chúng tôi

ALLELCO LIMITED

Allelco là một điểm dừng nổi tiếng quốc tế Nhà phân phối dịch vụ mua sắm của các thành phần điện tử lai, cam kết cung cấp dịch vụ chuỗi cung ứng và mua sắm thành phần toàn diện cho các ngành sản xuất và phân phối điện tử toàn cầu, bao gồm 500 nhà máy OEM hàng đầu và các nhà môi giới độc lập.
Đọc thêm