DC-DC МОДУЛЬ ПИТАНИЯ LM2596

Иногда необходимо обеспечить для устройства или модуля какой-то установки одно напряжение питания, а в наличии имеется источник тока выдающий более высокое значение напряжения. Самым очевидным вариантом является установка токоограничительного резистора или делителя напряжения. Но при таком подходе значительная часть полезной электрической мощности выделяется на резисторах и, в конечном итоге, идет просто на нагрев воздуха внутри корпуса. Такая бесполезная трата электроэнергии особенно нежелательна для автономных устройств с батарейным питанием. Более рациональным решением данной проблемы может быть использование специального понижающего преобразователя постоянного тока. К таким устройствам относится модуль LM2596. Модуль был приобретен на Али с помощью удобного расширения для браузера. Конструктивно он представляет собой печатную плату размером 41х20х14 мм. Для источника питания и подключения нагрузки служат металлизированные отверстия под пайку. Согласно утверждениям производителя модуль питается напряжением в диапазоне 3 В — 40 В, а на выходе позволяет получить напряжение 1.3 В-35 В. Максимальное значение тока, протекающего через устройство, должно составлять не более 2 А. Но уже при токе около 1,1 А корпус микросхемы преобразователя сильно нагревается, по мнению автора радиатор был бы совсем не лишним. Схема подключения модуля Для тестирования устройства была собрана следующая электрическая схема. Нагрузка R1 представляет собой мощный резистор, использованы резисторы ПЭВ-25 510 Ом, и ПЭВ-10 220 Ом. В качестве источника питания использован нестабилизированный блок питания, описанный по ссылке. Результаты измерения представлены в таблицах 1 и 2. Таблица 1 Испытания модуля LM2596 с нагрузкой ПЭВ-25 510 Ом Входной ток, мА    Входное напряжение, В    Выходное напряжение, В 42,5    16,61    15,82 35,0    16,62    15,01 30,3    16,61    13,98 27,2    16,61    13,12 23,3    16,55    11,95 20,7    16,46    11,05 18,5    16,50    10,20 15,64    16,57    9,02 13,21    16,50    8,05 11,25    16,61    7,10 9,28    16,70    6,08 7,80    16,73    5,08 6,54    16,83    4,15 5,41    16,90    3,08 4,91    16,90    2,58 Таблица 2 Испытания модуля LM2596 с нагрузкой НЭВ-10 220 Ом Входной ток, мА    Входное напряжение, В    Выходное напряжение, В 6,40    16,50    2,57 7,29    16,43    3,00 9,80    16,44    4,08 12,63    16,40    5,01 16,61    16,36    6,06 20,3    16,29    6,99 25,2    16,48    8,03 31,0    16,45    9,18 36,6    16,50    10,10 43,0    16,48    11,15 49,3    16,55    12,10 56,0    16,58    13,01 64,5    16,37    13,96 75,6    16,36    15,08 80,1    16,37    15,58 Как видно из полученных значений автору не удалось получить заявленный продавцом КПД в 92%. Следует отметить, что на выходе повышающего преобразователя, напряжение всегда меньше напряжения питания. Регулирование напряжения производится с помощью многооборотного подстроечного резистора. В целом благодаря малым размерам модуль хорошо подходит для портативных устройств с относительно небольшим энергопотреблением. Специально для сайта Радиосхемы — Denev    Форум по БП    Форум по обсуждению материала DC-DC МОДУЛЬ ПИТАНИЯ LM2596 MINILED И MICROLED ДИСПЛЕИ Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры — краткий обзор и сравнение технологий.

Компактный регулируемый блок питания

Регулируемый блок питания нужная штука. Вообще считаю, блоков питания должно быть достаточное количество. Понадобился отцу, для мелких нужд, регулируемый блок питания. Изучив свои залежи, набралось некоторое количество компонентов. Решил собрать маленького размера БП.

Что понадобится для изготовления?

Подходящим корпусом для моей затеи, применима коробочка от старого модема. Закрашивать окошки под светодиоды не буду. Схему рисовать не стал, она очень проста. Понижать сетевое напряжение будет сетевой БП. Регулировать выходное напряжение будет китайский модуль LM2596 DC-DC.

В качестве основы, применю сетевой БП от нетбука. Он имеет малые размеры. Выходное напряжение 19 вольт и максимальный ток 1,54 ампера.

Регулировать выходное напряжение, буду при помощи данного модуля. Он достаточно надежен и дешев.

Подстроечный резистор модуля, заменю регулировочным. Резистор совмещен с выключателем, очень удобно. Можно применить без выключателя, но тогда нужен отдельный выключатель.

Индикатором выходного напряжения служит вольтметр из Китая. Он компактен и достаточно точен.

Клеммы применил китайские, типа «банан». Не принципиально, можно применить любые подходящие.

Сетевой разъем, какой есть. Снял со старого фонарика.

Малогабаритный и регулируемый блок питания своими руками

Первую дорабатываю крышку. Нужно разметить места под вольтметр и резистор. Клею малярный скотч и размечаю на нем.

Вырезаю окно под вольтметр острым ножом. Отверстие сверлю подходящим сверлом. Примеряю. Ось резистора оказалась длинной, подрежу на наждаке. Так же нужно сделать пропил под ручку.

На нижней части корпуса устанавливаю клеммы. Так же прикручиваю провода. Провода пойдут на регулировочный модуль.

Подрезаю отверстие на задней части корпуса. Устанавливаю разъем для подключения сетевого шнура.

Лишние отверстия заклею позже. Закрою их отрезком крышки принтера.

Устанавливаю модуль регулировки и подпаиваю к нему провода. Так же выпаял подстроечный резистор. Вместо выпаянного резистора припаял провода.

Выход блока питания нетбука соединяю с модулем регулировки. Провода распаиваю на регулировочный резистор. С сетевого разъема один провод завожу на блок питания. Второй разрываю выключателем резистора.

Для питания вольтметра применю стабилизатор на TL431. Стабилизатор собран по стандартной схеме. Я выбрал питание в 9 вольт. Расчет резисторов произвел в он-лайн калькуляторе.

Платы фиксирую отрезками ПВХ пластика. Капаю клей и прикладываю отрезок. Пластик прихватывается моментально. Держится отлично.

Стабилизатор фиксирую термо клеем. Держится отлично. Питаю стабилизатор с выхода основного источника 19 вольт.

Распаиваю провода с вольтметра к стабилизатору. Устанавливаю регулировочный резистор. На резистор одеваю ручку. Соединяю обе половинки корпуса и скручиваю винтом.

Результат работы БП

Выходное напряжение регулируется от 1,24 вольт.

До 18,9 вольт.

Выходное напряжение стабильное. Данный блок отлично подойдет для мелких домашних нужд. Хоть регулировать оборотами вентилятора, хоть регулировать яркостью светодиодной ленты.

Такой вот маленький блок питания с регулировкой получился. В данном корпусе пассивное охлаждение. Если применять закрытый корпус, но нужно позаботиться о вентиляции воздуха.

Смотрите видео

Блок питания начинающего радиолюбителя | — Молодежный информационный портал

На чтение 6 мин.

У многих из нас скопились различные блоки питания от ноутбуков, принтеров или мониторов напряжением +12, +19, +22. Это отличные источники питания, имеющие защиту и от короткого замыкания и от перегрева. Тогда как в домашней, радиолюбительской практике, постоянно требуется регулируемый, стабилизированный источник. Если не целесообразно вносить изменения в схему уже имеющихся блоков питания, то на помощь придет совсем несложная приставка к такому блоку.

Понадобится

Для сборки любительской приставки с плавной регулировкой выходного напряжения нам понадобятся:

• — готовый модуль на микросхеме lm2596;
  
• — монтажная коробочка;
  
• — два гнезда внутренним диаметром 5.2 мм;
  
• — потенциометр 10 кОм;
  
• — два постоянных резистора 22 кОм каждый;
  
• — панельный ампервольтметр DSN-VC288.

Статья будет состоять из нескольких законченных частей, в каждой из которых будут подробно описаны шаги, особенности и подводные камни используемых компонентов.

Понижающий DС-DC преобразователь на микросхеме lm2596

Микросхема lm2596, на которой реализован модуль, хороша тем, что имеет защиту от перегрева и защиту от короткого замыкания, но имеет несколько особенностей.

Посмотрите на типовой вариант ее включения, в данном случае, микросхема редакции выходного фиксированного напряжения +5 вольт, но, для сути это не важно:

Поддержание стабильного уровня напряжения, обеспечивается подключением выхода обратной связи четвертой (Feed Back) ножки микросхемы, подключенной непосредственно к выходу стабилизированного напряжения.

В рассматриваемом конкретном модуле, применена редакция микросхемы с изменяемым выходным напряжением, но принцип регулирования выходного напряжения тот же:

К выходу модуля, подключается резистивный делитель R1- R2 с верхним включенным подстроечным резистором R1, вводя сопротивление, которого, выходное напряжение микросхемы можно менять. В этом модуле R1 = 10 кОм R2 = 0.3 кОм. Плохо то, что регулировка не плавная и осуществляется только на последних 5-6 оборотах подстроечного резистора.

Для осуществления плавной регулировки выходного напряжения, радиолюбители исключают резистор R2, а подстроечный резистор R1 меняют на переменный. Схема выходит вот такой:

А как раз вот тут, возникает уже серьезная проблема. Дело в том, в течении эксплуатации переменного резистора, рано или поздно, контакт (его прилегание к резистивной подковке) среднего вывода нарушается и вывод 4 (Feed Back) микросхемы оказывается (пусть и на миллисекунду) в воздухе. Это ведет к мгновенному выходу микросхемы из строя.

Ситуация так же плоха, когда для подсоединения переменного резистора используются проводники – резистор получается выносной – это, так же может способствовать потере контакта. Потому, штатный резистивный делитель R1 и R2 следует выпаять, а вместо него, впаять два постоянных прямо на плате – этим решается проблема потери контакта с переменным резистором при любых случаях. Сам переменный резистор, следует припаять уже к выводам распаянных.

На схеме, R1= 22 кОм и R2=22 кОм, а R3=10 кОм.

На реальной схеме. R2 был сопротивлением соответствующим его маркировке, а вот R1 меня удивил, хотя на нем и нанесена маркировка 10 кОм на самом деле, его номинальное сопротивление оказалось 2 кОм.

Удалите R2 и поставьте на его месте каплю припоя. Удалите резистор R1 и переверните плату на обратную сторону:

Припаяйте два новых R1 и R2 резистора руководствуясь фотографией. Как видно, будущие проводники переменного резистора R3 будут подключаться к трем точкам делителя.

Всё, отложим модуль в сторону.

На очереди панельный ампервольтметр.

Вольтамперметр DSN-VC288

DSN-VC288 не годится для сборки лабораторного источника питания, так как минимальный ток, который с его помощью можно измерить составляет 10 мА.

Но ампервольтметр отлично подходит для сборки любительской конструкции, а потому, применю я именно его.

Вид с обратной стороны такой:

Обратите внимание на расположение разъемов и доступных регулировочных элементов и особенно на высоту разъема измерения тока:

Поскольку, выбранный мной для этой самоделки корпус не имеет достаточной высоты, то металлические штырьки токового разъема DSN-VC288 мне пришлось скусить, а прилагающиеся толстые проводники — напаять на штырьки непосредственно. Перед пайкой, сделайте на концах проводков по петельке, и насадив каждую на каждый штырек паяйте – для надежности:

Схема

Принципиальная схема соединения DSN-VC288 и lm2596

Левая часть DSN-VC288:

• — черный тонкий провод не подключается ни к чему, заизолируете его конец;
  
• — желтый тонкий соедините с плюсовым выходом модуля lm2596 – НАГРУЗКА «ПЛЮС»;
  
• — красный тонкий соедините с плюсовым входом модуля lm2596.

Правая часть DSN-VC288:

• — черный толстый соедините с минусовым выходом модуля lm2596;
  
• — красный толстый будет НАГРУЗКА «МИНУС».

Окончательная сборка блока

Монтажную коробочку я использовал размерами 85 x 58 x 33 мм.:

Нанеся разметку карандашом, диском дремеля, я вырезал окно для DSN-VC288 по размеру внутреннего бортика прибора. При этом, вначале я пропилил диагонали, а за тем, отпиливал отдельные сектора по периметру размеченного прямоугольника. Плоским напильником придется поработать, понемногу подгоняя окно под внутренний бортик DSN-VC288:

На этих фото, крышка не прозрачная. Прозрачную я решил использовать позднее, но это не важно, кроме прозрачности, они абсолютно одинаковые.

Так же, наметьте отверстие под нарезной воротник переменного резистора:

Обратите внимание, что монтажные ушки базовой половины коробочки обрезаны. А на саму микросхему, имеет смысл наклеить небольшой радиатор. У меня под рукой были готовые, но, нетрудно выпилить подобный из радиатора, допустим, старой видеокарты. Подобный я выпиливал для установки на PCH чип ноутбука, ничего сложного =)

Монтажные ушки помешали бы при установке вот таких гнезд 5.2мм:

В итоге, у вас должно получиться именно вот что:

При этом, слева находится входное гнездо, справа – выход:

Проверка

Подайте питание на приставку и посмотрите на дисплей. В зависимости от положения оси переменного резистора вольты прибор может показывать разные, а вот ток, должен быть по нулям. Если это не так, значит, прибор придется откалибровать. Хотя, я много раз читал, что заводом это уже сделано, и ничего от нас делать не придется, но все-таки.

Но вначале обратите внимание на верхний левый угол платы DSN-VC288, два металлизированных отверстия предназначены для установки прибора на ноль.

Итак, если без нагрузки прибор показывает некий ток, то:

• — выключите приставку;
  
• — надежно замкните пинцетом эти два контакта;
  
• — включите приставку;
  
• — удалите пинцет;
  
• — отключите нашу приставку от блока питания, и подключите ее вновь.

Испытания на нагрузку

Мощного резистора у меня нет, но был кусочек нихромовой спирали:

В холодном состоянии сопротивление составило около 15 ом, в горячем, около 17 ом.

На видео, вы можете посмотреть испытания получившейся приставки как раз на такую нагрузку, ток я сравнивал с образцовым прибором. Блок питания был взят на 12 вольт от давно исчезнувшего ноутбука. Так же на видео виден диапазон регулируемого напряжения на выходе приставки.

Итог

• — приставка не боится короткого замыкания;
  
• — не боится перегрева;
  
• — не боится обрыва цепей регулировочного резистора, при его обрыве, напряжения автоматически падает до безопасного уровня ниже полутора вольт;
  
• — приставка, так же легко выдержит, если вход и выход будут при подключении перепутаны местами – такое случалось;
  
• — применение найдется любому внешнему блоку питания от 7 вольт и до 30 вольт максимум.

Смотрите видео

II. Протестировано выдающимся партнером ICStation bzoli5706:

Подробнее в видео:
(Язык видео Английский )

III.Протестировано выдающимся партнером ICStation Blue Matter:

Подробности в видео:
(Язык видео Итальянский )