Från teori till praktik: Implementering av LM2596 -spänningsregulatorn i dina projekt

En spänningsregulator är en strömförsörjningskrets eller utrustning som automatiskt kan justera utspänningen.Den kan stabilisera strömförsörjningsspänningen som fluktuerar kraftigt eller inte uppfyller kraven på elektrisk utrustning inom det inställda värdet, vilket gör att olika kretsar eller elektrisk utrustning normalt kan arbeta vid den nominella arbetsspänningen.Nedan kommer vi att fördjupa funktioner, pin -konfiguration, struktur, PCB -layoutprincip och tillämpningar av LM2596 spänningsregulator.

En spänningsstabilisator är en anordning som håller utgångsspänningsstabilen och består av en styrkrets, en spänningsreglerande krets, en servomotor, etc. När ingångsspänningen eller belastningen ändras, kommer styrkretsen att reagera på provtagning, jämförelse ochförstärkta resultat och kör sedan servomotorn.Denna process får kolborstläget för spänningsregulatorn att förändras, vilket automatiskt justerar spolvridningsförhållandet för att bibehålla utgångsspänningen.

Spänningsregulatorer är huvudsakligen uppdelade i linjära regulatorer och växlingsreglerare.Båda reglerar systemspänningen, men linjära regulatorer är mindre effektiva, medan byte tillsynsmyndigheter är mer effektiva.Högeffektiva växlingsregulatorer kan överföra det mesta av ingångseffekten till utgången utan förlust.

LM2596 är en 3A-aktuell utgångsutgångsavkopplingstyp Integrerad spänningsregulator Chip tillverkad av Texas Instruments.Den är utrustad med en fast frekvensoscillator (150 kHz) och en referensspänningsregulator (1.23V) och har fullständiga skyddskretsar, inklusive strömbegränsande och termiska avstängningskretsar.Användningen av detta chip kan kraftigt minska efterfrågan på perifera enheter och därigenom konstruera effektiv spänningsstabiliserande kretsar.

Chipet integrerar frekvenskompensation och fast frekvensgenerator internt, med en växlingsfrekvens på 150 kHz.Jämfört med lågfrekventa switchregulatorer kan den använda mindre specifikationer för filtreringskomponenter.På grund av det faktum att enheten endast kräver minst 4 externa komponenter och kan använda universella standardinduktorer, är användningen av LM2596 optimerad, vilket avsevärt förenklar utformningen av växlingsströmförsörjningskretsen.

• ACT4523

• BD9876

• LM2576

• Låg effekt standby -läge, typiskt IQ -värde är 80UA

• Dess perifera krets är enkel och kräver endast minst 4 externa komponenter.

• Den använder en intern oscillationsfrekvens på 150 kHz och är en andra generationens växlingsspänningsregulator med låg effektförbrukning och hög effektivitet.

• Det kan uppnå extern avstängning med endast 80UA-standbyström.

• Den har självskyddskretsar (en tvåstegs frekvensreduktion av strömbegränsande skydd och en över temperatur komplett skyddskrets som avbryter kraften under onormala förhållanden).

• Under specifik ingångsspännings- och utgångsbelastningsförhållanden kan utgångsspänningsfelet garanteras inom intervallet ± 4%och svängningsfrekvensfelet kan garanteras inom intervallet ± 15%.

LM2596 har totalt fem stift.Dess stiftnamn och funktioner är följande.

Pin 1 (VIN): Det är den positiva ingångsströmförsörjningen för IC -omkopplingsregulatorn.En lämplig bypass -kondensator måste vara närvarande på stiftet för att minimera spänningstransienter och tillhandahålla den erforderliga omkopplingsströmmen till regulatorn.

PIN 2 (OUT): Intern switch.Spänningen på denna stift växlar mellan ungefär (+Vin -VSAT) och ungefär -0,5V med en arbetscykel för Voutvin.För att minimera kopplingen till känsliga kretsar måste vi hålla PCB kopparområdet anslutet till detta stift till ett minimum.

Stift 3 (GND): kretsplats

Pin 4 (FB): Avkänna den justerade utgångsspänningen för att slutföra återkopplingsslingan.

Pin 5 (på '/off): Det gör att en logiksignal kan användas för att stänga av omkopplingsregulatorkretsen, vilket reducerar den totala ingångstillförselströmmen till cirka 8UA.Att dra denna stift under en tröskelspänning på cirka 1,3 V slår på regulatorn, medan du drar denna stift över 1,3V (upp till 25V) stänger av regulatorn.Om denna avstängningsfunktion inte krävs kan ON/OFF -stiftet kopplas till markstiftet eller lämnas på.I båda fallen kommer regulatorn att vara i staten.

LM2596 innehåller vanligtvis följande delar.

Inuti LM2596, vanligtvis vid 1.23V, hittar vi en referensspänningskälla.Denna referensspänning fungerar som en bas för att jämföra ingångsspänningen och utgångsspänningen, vilket säkerställer utgångsspänningsens stabilitet.

Den innehåller en återkopplingsslinga som mäter utspänningen (VOUT) och jämför den med en referensspänning.På detta sätt genererar varje avvikelse i utgångsspänningen en felsignal som förstärks och används för att justera växlingscykeln för växlingen för att upprätthålla stabilitet.

Den innehåller inbyggda funktioner i termisk avstängning och aktuell begränsning för att skydda IC och anslutna komponenter från skador.

Intern kontrolllogik hanterar tidpunkten för och växlar.Den körs vanligtvis med en fast frekvens och är ansvarig för att slå på och stänga av de interna FET: erna.

Den innehåller vanligtvis en intern effekt N-kanalfälteffekttransistor (FET) som används som omkopplingselement.Denna FET tillåter LM2596 att växla strömvägar och därmed minska spänningen.

Liksom i alla växlingsregulatorer är utformningen av det tryckta kretskortet mycket viktigt.Snabbt växla strömmar som är associerade med ledningsinduktans, stray kapacitans och parasitinduktans av de tryckta kretskortspåren kan generera spänningstransienter som kan generera elektromagnetiska störningar (EMI) och påverka den önskade operationen.Som anges på bilden, för att minimera induktans och markslingor, bör längden på de ledningar som indikeras av tunga linjer hållas så korta som möjligt.För bästa resultat bör enkelpunkts jordning eller markplankonstruktion användas.

Å andra sidan bör PCB -området anslutet till stiftet 2 (emitter för den interna omkopplaren) på LM2596 hållas till ett minimum för att minimera kopplingen till känsliga kretsar.

En annan känslig del av kretsen är feedbacken.Det är viktigt att hålla den känsliga feedback -ledningen kort.För att försäkra detta, fysiskt hitta programmeringsmotstånd nära regulatorn när du använder den justerbara versionen av LM2596 -regulatorn.

LM2596 använder PWM -kontroll för att upprätthålla en konsekvent utgångsspänning genom att modulera växlingsrörets på och av -perioder.När ingångsspänningen överskrider utgångsspänningen aktiveras omkopplarröret, vilket får induktören att lagra energi, kondensatorn släpps ut och utgångsspänningen förblir stabil.Omvänt, när ingångsspänningen faller under utgångsspänningen, inaktiverar omkopplaren, vilket leder till energifrisättning från induktor, kondensatorladdning och stabil utgångsspänning.Denna PWM -kontrollmekanism möjliggör exakt reglering av utgångsspänningen.

• Trådlös kommunikation: Den kan användas i olika trådlösa kommunikationsenheter som behöver tillhandahålla stabil kraft, inklusive Bluetooth -moduler, WiFi -routrar och mobila kommunikationsenheter.Den kan effektivt konvertera instabil strömförsörjningsspänning till stabil utgångsspänning, vilket säkerställer den normala driften av trådlös kommunikationsutrustning.

• LED -belysning: LM2596 kan användas för att dimma och kontrollera LED -belysningssystem för att säkerställa konstant ljusstyrka och stabil kraftförsörjning.

• Elektronisk prototypning: Det används också vanligtvis i elektronisk prototyp eftersom det är lätt att använda och billigare och kan ge den erforderliga kraften.

• Strömförsörjning: LM2596 kan användas för att utforma olika typer av strömförsörjningar, inklusive växling av strömförsörjning och linjära strömförsörjning.Den kan konvertera högspänningsingång (t.ex. 12V eller 24V) till lågspänningsutgången (t.ex. 5V eller 3.3V) du behöver, tillhandahålla stabil och tillförlitlig kraft för sensorer, LED-belysning, mikrokontroller, elektroniska enheter, etc.

Styrelsens ingångsspänning kan vara mellan 4V och 35V;Utgångsspänningen kan justeras mellan 1,25V och 25V.En av reglerna på brädet är en avstängd omvandlare och den andra är step-up-omvandlare.

LM2596-serien av regulatorer är monolitiska integrerade kretsar som ger alla aktiva funktioner för en avkopplingsregleringsregulator (Buck), som kan köra en 3-A belastning med utmärkt linje och lastreglering.

LM2596 är i huvudsak en spänningsregulator utformad som en buckomvandlare.Den kan hantera ingångsspänningar upp till 40V, effektivt kliva dem för att producera en lägre, stabil utgångsspänning (VOUT) som kan vara så låg som 3V eller så hög som 35V.

LM2596 är en vanligt använt populärt avkopplingsregleringsregulator IC.Den justerbara versionen kan ta in ingångsspänning från 4,5V till 40V och omvandla den till variabel spännings sourcing upp till 3a av fortsätter strömmen.

LM2596 DC-DC Buck Converter är ett mångsidigt och användbart verktyg för att konvertera en högre ingångsspänning till en lägre utgångsspänning.Det kan användas för att driva flera enheter med olika spänningskrav från en enda källa och har inbyggt överströmsskydd för ökad säkerhet.