Suntem familiarizați cu autoritățile de reglementare liniare, în special trei terminale TO-220 de tip 7805 și LM317, acestea sunt ieftine, și zgomot redus și răspuns rapid tranzitorie le face ideale pentru multe aplicații. Lor un dezavantaj - ineficiență. De exemplu, 7805, la 12V tensiune de intrare și un curent de 1A la sarcina este de 5 wați și 7 wați disipată în 7805. Plus necesare pentru radiator de răcire.
Atunci când performanța este critică - în baterie - vom selecta regulatorul de comutare. De fapt, cele mai multe echipamente moderne utilizate sub formă de controlere independente de alimentare cu energie și puls. Dar o mulțime de amatori de radio, pasionaților, shying departe de controlorii de impulsuri. Utilizarea LM3524 necesită un număr mare de părți externe, astfel încât aceeași și extern tranzistor de comutare. Și o cerere mai mare pentru inductoare. Cum de a alege dreapta, și în cazul în care pentru a le obține?
Din fericire, un nou regulator de comutare, cum ar fi LM2576 de la National Semiconductor, vă permite să colecteze la fel de ușor ca folosind un 7805.
Chip-ul este produs în pyativyvodnom TO tip carcasă 220 așa cum se arată în Fig. 1, de asemenea, și TO-263 pentru montarea de suprafață. Curentul de ieșire - la 3A și mai multe tensiuni (3,3V, 5 V, 12V, 15V) și o versiune a producției controlate.
La proiectarea se transformă dimensiunea redusă a plăcii. Noi design de circuit folosind LM2576T-AD (versiunea cu volum variabil într-un pachet TO-220). Circuitul prezentat în figura 2.
Autoritatea de reglementare liniar intern tranzistorul este întotdeauna conduce. Dar, regulator de comutare, un tranzistor intern funcționează într-un tranzistor puls rezhime.Kogda este complet deschis, aproape nu puterea este disipată. Când este oprit, curentul prin ea nu trece, și astfel puterea disipată - 0. Dar cum să obțineți de tensiune reglementate atunci când tranzistorul este pornit numai în timpul și în afara? Aici vom ajuta inductor. A se vedea figura 3. aici este o versiune simplificată a sistemului de nostru.
Fig.3 (A). comutator închis. Curentul curge de la sursa de alimentare prin inductor, prin sarcină și înapoi la sursa de alimentare. Magnetic crește în câmp inductor și tensiunea crește condensator. Datorită creșterii câmpului magnetic cu creșterea curentului, bobina contracarează fluxul de curent prin generarea unei forțe electromotoare inversă, acesta a indicat un semn pozitiv. Rețineți că dioda conectat la curent polaritate inversă și nu se efectuează.
Fig.3 (B), comutatorul este deschis. Nici un curent curge prin inductor. Dar energia câmpului magnetic stocate în inductor, iar energia nu poate disparea pur si simplu. Astfel, bobina de câmp magnetic generează o tensiune care păstrează curentul care curge în aceeași direcție, așa cum este indicat printr-un semn pozitiv. Curentul care curge atunci când întrerupătorul de circuit nu este închis - energia liberă este transferată de la inductor la sarcină. Tensiunea generată de inductor va curge prin dioda și curge într-un circuit închis.
din nou, ciclul se repetă atunci când porniți comutatorul. Tensiunea de ieșire este determinată de ciclul de lucru al comutatorului. Ciclul de lucru este stabilit printr-o buclă de feedback, nu este prezentat în Figura 3. Condensatorul reduce ondulație de tensiune în întreaga sarcină.
Ciclul de lucru și tensiunea de ieșire
Să definim ciclul pulsului în timp ce frecvența impulsurilor de inversiune: T = 1 / f. Apoi, ciclul de lucru (d) - raportul dintre intervalul de timp până la impulsnik închis timp de ciclu.
Relația de comutare între regulator de tensiunea de ieșire (Vout) și tensiunea de intrare (Vin) depinde de ciclul de lucru:
Vout = d x Vin
Acum, că știm teoria, să punem circuit.
clădire
Înainte de crearea consiliului, colecta de circuit pe breadboard. Figura 4 circuit este asamblat pe un breadboard perforat.
Fig. 4, puteți vedea că toate conexiunile sunt sudate pe cealaltă parte a plăcii de circuit. circuite de curent propaivaem conductor de sârmă groasă pentru reducerea rezistenței. Regulatorul de comutare este important să se elimine toate sol un scurt fir cu rezistență scăzută. Dacă cipul este încălzit, este necesar să se stabilească radiator ngebolshoy.
Odată ce circuitul pe breadboard a fost verificată, puteți colecta o placă de circuite imprimate, așa cum este prezentat în Figura 5 (inductor - pentru un condensator mare în mijloc). Deși în Fig. 5 prezintă o placă de circuit cu două fețe imprimate, pe partea de instalare - un săritor. Restul ansamblului de - scriere (V, etc.). Puteți colecta de bord cu o singură față cu o singură legătură de sârmă.
inductor
Deoarece este - o componentă cheie, vom discuta mai întâi. În fișa tehnică de la National Semiconductor LM2576 descris pentru modul de a selecta un inductor.
Colectăm proiectul cu curenți de până la 1 amper și tensiune de 12-32 V. Uită-te la figura 6, graficul este vizibil în funcție de curentul prin inductor și tensiune. Domeniul nostru de aplicare este în intervalul 220-330 uH. Rețineți că, cu cât tensiunea de intrare necesită un inductor mai mare. Nu am fost de fapt, până la 40 V, asa ca am alege inductanța - 220 UH. (Puteți utiliza, de asemenea, nu arde 330 uH nimic, dar pentru a schimba frecvența de comutare.)
diode
Așa cum am menționat mai devreme, dioda D1 protejează împotriva polaritate inversă a tensiunii de intrare. Este posibil să se utilizeze diode 1N4001 sau similare. Dioda D2 - comutare diode. Așa cum sa discutat, dioda pulsat asigură o buclă pentru inductor atunci când comutatorul se deschide. Întrerupătorul de circuit de comutare de reglementare se deschide și se închide mult mai rapid decât de 60 de ori pe secundă. LM2576 comută cu o frecvență de 52 kHz; Alte controlere de comuta la frecvențe megahertzi de mai sus, astfel, selectarea diode în impulsuri importante.
In timp ce diody1N4001 funcționează bine cu o frecventa de 50-60 Hz, astfel încât acestea nu funcționează bine la frecvențe înalte utilizate în regulatorul de comutare. O anumită cantitate de capacitanță asociată cu o prejudecată diode. Timpul necesar pentru comutarea dioda, numită timp de recuperare inversă (TRR). Pentru 1N4001, TRR - aproximativ 30 nsec.
Dar, la frecvența de 52 kHz, durata ciclului - T - 1 / (52 x 1000), care este de aproximativ 19 nsec. Ce s-ar întâmpla dacă am folosi dioda 1N4001 ca un impuls în schema noastră? De-a lungul timpului, recuperarea este de aproape două ori mai mare decât timpul de ciclu, dioda nu sa oprit să-și petreacă. Am putea, de asemenea, înlocuiți-l cu o bucată de sârmă! Evident, avem nevoie de o diodă mai repede. Există mai multe tipuri de diode impulsuri concepute pentru a fi utilizate ca diodă impulsuri; ei au un mic TRR. Un tip frecvent utilizat - diodă Schottky. In acest proiect vom folosi 1N5819 Schottky diode care a TRR mai mică de 10 nanosecunde și căderea de tensiune de 0,6 V la o amper. Pentru comparație, 1N4001 dioda are o cădere de tensiune de 1,1 V la 1 A.
condensatoare
Regulator nostru necesită două condensatoare electrolitice, C1 și C2. C2 trebuie să filtreze Ripple tensiunea de ieșire. Din moment ce avem o frecvență de comutare 52 kHz, C2 revendicării mai puțin decât în cazul în care a fost filtrată la o frecvență de 50-60 Hz pentru regulator de tensiune liniar. Fig.8 arată ondulație care filtreaza C2. Pe de altă parte, funcția C1 ar trebui să stingă impulsuri de curent la LM2576. Figura 9 arată cum ar trece curentul LM2576. Notarea timpului de comutare rapidă. Fără C1, inductanța în cablul dintre Vin și LM2576 au provocat o cădere de tensiune de fiecare dată când trece, și circuitul nu este constantă.
Ca și în cazul diode nu se potrivesc toate condensatori electrolitici. Două parametru important pentru filtru condensatori - ondulație curent și rezistența echivalentă (VSH).
Pentru C2, putem folosi universal din aluminiu condensator electrolitic. Am folosit un 1200 uF.
Uită-te din nou la Figura 9. Această formă de undă pătrat înseamnă pulsațiilor mare curent astfel încât C1 ar trebui să aibă o ESR foarte scăzută, pentru a preveni condensator cald. (Am văzut că condensatori devin atât de fierbinte încât a ars degetul.).
feedback-ul
Potențiometru R1 paralel cu tensiunea de ieșire furnizează un feedback necesar pentru a susține tensiunea de ieșire LM2576 constantă. Înțeles R1 importante. Dacă este prea mare, tensiunea de ieșire scade odată cu creșterea curent. Dacă este prea mic, ai pierdut puterea. Valoarea 2 Coma este optim. Am folosit rezistența firului.
gama de tensiune
Tensiunea de ieșire poate fi reglată de la un minim de aproximativ 1,2 volți la un aproape maxim la tensiunea de intrare. Versiunea standard a LM2576 este proiectat pentru 40 de volți. Versiunea HV are o tensiune maximă de 60 de volți. Pentru acest proiect, Vin este limitat la 35V condensatori.
