Меню

Схемы импульсных стабилизаторов lm2576

Блок питания на LM2576 c увеличенным выходным током до 8А

Импульсные преобразователи на МС LM2576 до сих пор пользуются большой популярностью за счёт их надёжности и минимальной «обвязки». Однако, максимальный ток в нагрузке 3А не всегда может оказаться достаточным. Ниже предлагается решение этого затруднения.

Характеристики:

  • Питающее напряжение — 35. 45В;
  • Выходное напряжение — 1,23. 27В;
  • Выходной ток — 8А;
  • Ограничение тока — 0,1. 8А;
  • КПД при Uвх=40В, Uвых=12,2В и токе 3,5А — 70%;
  • КПД при Uвх=33В, Uвых=18В и токе 5А — 77%;
  • Пульсации на нагрузке при выходном напряжении 12В и токе в 5А:

Основа схемы — МС DA2. Транзистор VT1, включенный последовательно с выходом DA2, выступает в роли эмиттерного повторителя, что и позволяет увеличить ток в нагрузке. Резистор R8 ограничивает выходной ток DA2 на уровне около 100 мА, он же закрывает транзистор VT1 по спаду импульса DA2. Ограничение по току в нагрузке реализовано на резисторе R14. Уровень тока нагрузки отслеживается с помощью дифференциального усилителя на DA3.2. Для минимизации потерь и рассеиваемой мощности на шунте R14 он имеет коэффициент усиления по напряжению равному 10ти, что позволяет уменьшить номинал шунта R14. ОУ DA3.1 используется в качестве компаратора, который ограничивает ток в нагрузке. Опорное напряжение (уровень ограничения) поступает со стабилизатора DA1 через делитель R3. R5 на выв.2 DA3.1. На выв.3 поступает сравниваемое напряжение с усилителя на DA3.2. В том случае, когда уровень напряжения на выв.3 DA3.1 начинает превышать уровень напряжения на выв.2, на выходе ОУ DA3.1 выв.1 появляется высокий уровень (более 1,23В, опорное напряжение LM2576), который, поступая на выв.4 ООС DA2 через диод VD2, ограничивает выходное напряжение, стабилизируя тем самым ток в нагрузке. При этом осуществляется индикация ограничения тока через элементы R9, VT2, R10, HL1. Обратная связь по напряжению осуществляется за счёт делителя R17, R18. Выходное напряжение определяется формулой Uвых=(((R17/R18)+1)*1,23)В. Резистор R16 необходим для развязки обратной связи по напряжению от сигнала ограничения тока на ОУ DA3.1. Диод VD3, включенный в обратную связь ОУ DA3.2, а так же резистор R7 устраняют на выходе ОУ DA3.2 постоянную составляющую при отсутствии тока в нагрузке (шунт R14), поскольку при однополярном питании МС LM358 имеет на выходе минимальное напряжение отличное от нуля.

В случае, если питающее напряжение схемы БП менее 33В, необходимо пересчитать номиналы делителя R1, R2 стабилизатора DA1 по формуле Uвых=(((R1/R2)+1)*1,25)В. Задача стабилизатора DA1 — в стабильном напряжении питания ОУ DA3 и опорного напряжения для схемы ограничения тока на делителе R3, R4, R5. При этом следует иметь ввиду, что разница между входным и выходным напряжением стабилизатора DA1 с учётом имеющих место пульсациях должна составлять не менее 3В. Примерно такая же разница необходима для нормальной работы БП в целом, т.е. максимальное выходное напряжение должно быть меньше питающего по крайней мере на 3 вольта, но лучше иметь запас в 5 вольт или более.

Читайте также:  Стабилизатор штиль 1000 ватт

Ниже представлены фотографии собранного устройства.

Настройка устройства начинается с проверки уровня напряжения стабилизации DA1. Если оно соответствует требуемому, можно впаять/установить ОУ DA3. Далее проверяется необходимый диапазон регулируемого выходного напряжения. Поскольку переменный резистор R17 может иметь разброс сопротивления до 10%, возможно придётся подобрать номинал резистора R18. Для установки максимального тока БП подстроечный резистор R3 выкручивается до максимального сопротивления. Затем, подключив на выход амперметр, и уменьшая сопротивление R3, добиваются требуемого значения ограничения максимального тока.

Кольца для дросселей L1 и L2 имеют типоразмер К28х14х11, жёлтое кольцо с белым торцом, и К24х14х10, салатовое с синим торцом. Оба работали в компьютерном блоке питания ATX — L1 в качестве дросселя групповой стабилизации, L2 в цепи +3,3В. L1 имеет 62 витка, намотанного проводом диаметром 1,5мм, L2 используется готовый, для 40 мкГн он содержит 22 витка, намотанного в 2 провода диаметром 1,2мм и для самостоятельной намотки можно использовать жёлтое кольцо такого же типоразмера. Для минимизации звуковых эффектов оба дросселя пропитаны эпоксидной смолой.

Транзисторы VT1, VT2 и диод VD1 тоже из блока питания ATX. Искать именно эти элементы не обязательно, их можно заменить на аналогичные по характеристикам. Радиатор — половинка от процессорного кулера к материнской плате, в данном случае Soket-A. При питающем напряжении свыше 45В, необходимо заменить диод VD1 на аналогичный, с большим допустимым обратным напряжением, например SBL4060PT.

Минимальный порог ограничения выходного тока зависит от напряжения смещения ОУ DA3. Если есть необходимость уменьшить его минимальное значение, можно применить ОУ AD823N, напряжение смещение которого на порядок меньше. Резисторы R11. R13, R15 тоже могут иметь номиналы, отличные от схемы. В этом случае должны выполняться условия: R11=R13, R12=R15, R11/R12=10.

Читайте также:  Встроенный стабилизатор экономики это

КПД устройства, а следовательно и нагрев силовых элементов зависит от тока нагрузки и уровня питающего и выходного напряжения. Поэтому при длительной работе и токе в нагрузке более 4А имеет смысл предусмотреть обдув платы небольшим вентилятором, как это делается, к примеру, в компьютерных блоках питания.

Для снижения нагрева и потерь на силовых дорожках печатной платы к ним припаиваются отрезки медного провода диаметром 1 мм:

Источник



Схемы импульсных стабилизаторов lm2576

Лабораторный блок питания на базе импульсного стабилизатора LM2576T-ADJ с регулировкой выходного напряжения 0-30В и тока 0-3А , с функцией ограничения выходного тока и индикацией режима ограничения при помощи светодиода.

Все мы очень давно знакомы с линейными стабилизаторами напряжения, особенно с трёхвыводными в корпусах TO-220 типа 7805, 7812, 7824 и LM317. Они недорогие и легко доступны. Их малошумящая и быстрая переходная характеристика делают их идеальными для многих применений. Но им присущ один недостаток — неэффективность (очень низкий КПД). Например, при подаче на стабилизатор 7805 напряжения 12В и при токе нагрузки 1А, на стабилизаторе будет рассеиваться мощность 7Вт при мощности нагрузки 5Вт. Поэтому требуется большой радиатор для охлаждения самого стабилизатора. Когда важна эффективность, например при работе от батареи, необходимо выбирать импульсный стабилизатор. Фактически, самое современное оборудование использует импульсные источники питания и импульсные регуляторы или стабилизаторы. Но много радиолюбители уклоняются от импульсных регуляторов, поскольку, например, использование популярной LM3524 требует большого количества внешних деталей и внешнего коммутационного транзистора. Кроме того строгие требования для катушки индуктивности. Как выбрать правильно, и где их взять? К счастью, более новый импульсный регулятор типа LM2576 от National Semiconductor’s позволяет собирать импульсный стабилизатор с высоким КПД так же легко, как и с помощью 7805 и т.п. Микросхема выпускается в пятивыводном привычном корпусе типа TO-220 и корпусе ТО-263 для поверхностного монтажа. Диапазон питающих напряжений 7-40В постоянного тока. КПД — до 80%. Выходной ток — до 3А и на несколько напряжений (3.3V, 5 V, 12V, 15V), а также и в версии регулируемого выходного напряжения, что представляет для нас особенный интерес. При проектировании с использованием импульсного стабилизатора получается малый размер платы, кроме того необходим радиатор с малой площадью поверхности, обычно не более 100 см. кв. Частота преобразования стабилизатора 52 кГц. Есть серия высоковольтных стабилизаторов с маркировкой HV с диапазоном входных напряжений 7-60В и возможностью регулировки выходного напряжения до 55В.

Читайте также:  Стабилизатор энерготех оптимум 12000 инструкция

Приведенная на рисунка схема лабораторного блока питания на базе импульсного стабилизатора LM2576T-ADJ с регулировкой выходного напряжения в диапазоне 0-30В и возможностью ограничения тока нагрузки в диапазоне 0-3А найдена в сети Интернет и подробно рассмотрена здесь на форуме сайта http://vrtp.ru. Кстати, замечательный сайт, рекомендую к посещению 🙂 Свечение светодиода указывает на включение режима ограничения выходного тока, что очень удобно при проверке и ремонте радиоэлектроных устройств.

Чтобы облегчить режим работы стабилизатора 7805 (в корпусе ТО-92) и для повышения верхнего предела напряжения Uвх, последовательно с U2 установлен стабилитрон VD1. Схема регулирования тока и напряжения собрана на сдвоенном компараторе LM393. На первой половинке U3.1 собран регулятор напряжения, а на второй половинке U3.2 собран регулятор тока. На транзисторном ключе Q1 собран узел индикации включения режима ограничения выходного тока. Номинальный ток дросселя необходимо выбирать не менее тока нагрузки. Возможно пиатние слаботочной части схемы от отдельного источника напряжения с подачей его непосредственно на вход U2, при этом стабилитрон VD1 не устанавливается. Хорошо работает с низкоомной нагрузкой. Без изменения схемы, в ней можно применять импульсные стабилизаторы LM2596T-ADJ с частотой преобразования 150 кГц и диапазоном питающих напряжений 4,5-40В. Выходной ток — до 3А. КПД — до 90%.

Размеры печатной платыы блока питания 72х52 мм, расстояние между осями переменных резисторов 30 мм.:

Видео работы стабилизатора (без слов) приведено ниже. Поскольку сборка и проверка устройства велась в г. Донецке в то время, когда за окном рвались снаряды, то не было никакой охоты ничего рассказывать. Да и собирать его не хотелось, но нужно было как-то отвлечься от действительности. Надеюсь Вы меня поймёте.

Стоимость печатной платы с маской и маркировкой: закончились 🙂

Стоимость набора деталей с печатной платой для сборки блока питания (без радиатора): временно нет в наличии 🙁

Стоимость собранной и проверенной платы блока питания (без радиатора): временно нет в наличии 🙁

Краткое описание, схема и перечень компонентов набора здесь >>>

Для покупки печатных плат, наборов для сборки и готовых собранных блоков обращайтесь сюда >>> или сюда >>>

Всем удачи, мирного неба, добра, 73!

Источник