DC-DC преобразователи применяются мастерами в автомобилестроении, а также при изготовлении электроники, вычислительных машин, телекоммуникационного оборудования. Созданные по этому принципу микросхемы применяются для изменения напряжения до требуемых параметров. Одним из таких приборов является преобразователь постоянного напряжения LM2596. О функционировании подобных устройств и конкретных характеристиках этой модели мы расскажем далее.
Типы преобразователей
Для потребителей выпускают конвертеры без индуктивности и вместе с ней. Первые используются только для маломощных нагрузок. С ними создают дешевые блоки питания, поскольку берутся самые простые компоненты. Эти преобразователи выпускаются с регулируемым и фиксируемым напряжением.
Модели приборов с индуктивностью больше распространены, они удобней, поскольку применяются без гальванической развязки. В этой цепи есть один источник питания, напряжение в котором понижается и повышается с обратной полярностью.
Индуктивные модули выпускаются нескольких видов:
- Понижающие. У них напряжение на выходе ниже, чем на входе. Параметры устройств зависят от нагрузки и основных потребностей. Ключевым элементом является транзистор, который управляется через импульсный модулятор.
- Повышающий. Здесь все наоборот: показатель на выходе больше, чем на входе. Уровень увеличивается в несколько раз, при этом его можно стабилизировать и настраивать.
- С регулируемым напряжением. Эти детали используются в устройствах с ионной батареей, когда необходимо то повышенное, то пониженное напряжение. Потом устройство ослабевает, но оно все равно способно поддерживать необходимое значение.
- С гальванической развязкой. С микросхемами используются импульсные трансформаторы на несколько обмоток. Благодаря этому нет связи между входной и выходной цепью. Разница между параметрами получается существенная, поэтому она используется для компонентов с высоким напряжением.
Перечисленные устройства могут выпускаться стабилизированными или нет, точно также, как выходное напряжение может иметь гальваническую развязку или быть без нее.
Характеристики микросхемы LM2596
Этот преобразователь поддерживает напряжение от 3 до 40 В, но ток нагрузки здесь не должен превышать 3 А. Некоторые микросхемы имеют регулируемый выход, а другие выпускаются без него. Этот момент стоит уточнять у продавцов.
На корпусе устройства есть пять контактов. Первые два отвечают за входное и выходное напряжение, третий является общим, а четвертый нужен для обратного движения. Последний используется для включения и отключения устройства. Производитель выпускает модель в разном виде, чтобы изгибы не мешали поверхностному монтажу.
Технические характеристики у детали стандартные. Параметры входного напряжения указываются на корпусе, перед этим ставится черточка. На регулируемых устройствах в конце обозначений пишется adj.
Для упрощения ремонта или создания деталей есть уже собранные регулируемые блоки питания, где основным элементом выступает микросхема LM2596. Ее наличие прописывают в наименовании товара.
Регулировка и схемы включения
Для получения необходимого уровня напряжения меняют сопротивление в собранной цепи. С этой целью придерживаются блок-схемы, которая предназначена для понижающего модуля. В этом случае контакт обратной связи подключают к резистору. В зависимости от типа микросхемы его подсоединяют к резистору или другой детали. При изменении сопротивления меняется и уровень выходного напряжения.
Требования к комплектующим и схема включения обычно описана в ТО. Катушку индуктивности, конденсаторы, диоды подбирают в зависимости от нагрузки и напряжения. Диод следует брать такой, чтобы он был рассчитан на возможное короткое замыкание.
Производитель сразу указывает, что допускать перегрева устройства при использовании понижающего модуля нельзя, особенно если ток в нагрузке превышает 2 А. При повышении показателей потребуется принудительное охлаждение.
Также во время подключения микросхемы стоит вести себя аккуратно и не путать плюс с минусом. Если изначально все неправильно подключить, то устройство может моментально выйти из строя.
Принцип работы преобразователя
Для получения общего понимания основных возможностей этой детали, мы рассмотрим принцип ее работы:
- Накапливается заряд. При замкнутом ключе цепь выглядит именно так. Ток идет от источника и в это же время накапливается энергия.
- Переходит в конденсатор. При размыкании катушка держит энергию в магнитном пространстве. Уровень тока не меняется, но дополнительные импульсы энергии заставляют напряжение подниматься. Так открывается путь, проходящий через диод. Энергия переходит дальше и частично накапливается в конденсаторе.
- Передается потребителю. После замыкания ключа энергия скапливается в области катушки. Тем временем основной потребитель получает ток, который идет от конденсатора.
Монтаж
Для установки понижающего модуля в домашних условиях используют самодельные стойки, которые делают из луженого провода. Его диаметр не должен превышать 1 мм, поскольку сама деталь тоже выпускается в миниатюрном размере. Стойки удобны при использовании, они не смещаются от обычных штырей. Во время работы и припаивания деталей они нагреваются, но не очень сильно.
Похожая конструкция используется, когда к плате требуется припаять провода. Она обеспечивает жесткость и надежную фиксацию. При этом если понижающий модуль выйдет из строя, то не придется много всего переделывать для его замены. В таком случае во время монтажа плата получается по размерам примерно такой же, как у аналогового стабилизатора.
Преобразователь постоянного напряжения LM2596 считается более привлекательным в сравнении с другими деталями, поскольку работает в широком диапазоне напряжений. Даже при использовании минимальных показателей на выходе они увеличатся в несколько раз.