Site Loader

Импульсный лабораторный блок питания на микросхеме LM2575T-Adj, 15-18/1,2-15 вольт 1 ампер

Предлагаемый блок питания собран на основе микросхемы LM2575T-Adj фирмыMotorola. Эта микросхема представляет собой импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока с регулируемым выходным напряжением. Частота преобразования (52 кГц) определяется встроенным генератором.

Микросхема работоспособна при входном напряжении до 40 В. интервал регулировки выходного напряжения — 1,2…35 В при токе нагрузки до 1 А. Минимальная разность между входным и выходным напряжениями — около 2 В, имеется встроенная защита от превышения температуры, короткого замыкания в цепи нагрузки и перегрузки по току.

Схема блока питания показана на рис. 1.

Импульсный лабораторный блок питания на микросхеме LM2575T-Adj, 15-18/1,2-15 вольт 1 ампер

Рис. 1

Блок питания обеспечивает ток до 1 А при выходном напряжении 1,2…15 В. При напряжении 15….18 В максимальный ток снижается до 0,5 А, что обусловлено типом примененного понижающего трансформатора. Если необходимо, чтобы выходной ток достигал 1 А во всем интервале выходного напряжения, следует применить понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 22 В При выходном напряжении 5 В и токе нагрузки 1 А стабилизатор потребляет от выпрямителя ток 0,23 А и его КПД составляет около 90 %.

Напряжение сети 220 В через плавкую вставку FU1 и замкнутые контакты выключателя SA1 поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1. Напряжение вторичной обмотки через самовосстанавливающийся предохранитель FU2 поступает на мостовой выпрямитель, собранный на диодах Шоттки VD3-VD6. Применение таких диодов уменьшает потери мощности на мостовом выпрямителе в сравнении с обычными диодами, уменьшается тем самым нагрев элементов, что актуально для блока питания в малогабаритном корпусе. Светодиод HL3 красного цвета свечения сигнализирует о срабатывании самовосстанавливающегося предохранителя FU2, который необходим для защиты трансформатора от перегрузки при неисправностях выпрямителя или микросхемы стабилизатора. Варистор RU1 совместно с плавкой вставкой FU1 защищает трансформатор, диоды выпрямителя и стабилизатор от импульсных и кратковременных перенапряжений.

Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает оксидный конденсатор большой емкости С1. Керамические конденсаторы С3, С8 С9 и танталовый С2 снижают уровень высокочастотных пульсаций. Это снижает помехи, поступающие в сеть от импульсного стабилизатора. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R3 перемещение его движка вниз (по схеме) приводит к увеличению выходного напряжения. Дроссель L1 — накопительный. C6C7L2C10C13 — фильтр нижних частот, который уменьшает пульсации выходного стабилизированного напряжения. Резистор R6 выполняет функции нагрузки, если к выходу блока питания реальная нагрузка не подключена. Свечение светодиода HL4 сигнализирует о наличии выходного напряжения более 2 В. На микроамперметре РА1 и резисторе R5 собран вольтметр, измеряющий выходное напряжение. Дроссель L3 уменьшает уровень синфазных высокочастотных помех. Светодиоды HL1, HL2 повышенной яркости белого цвета свечения подсвечивают шкалу вольтметра и одновременно служат индикаторами включения.

Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа, например, Р1-12, РН1-12. Переменный резистор — СПЗ-4 или аналогичный малогабаритный с линейной характеристикой, его металлический корпус необходимо соединить с общим проводом, а на ось надеть ручку из изоляционного материала — микросхема стабилизатора чувствительна к наводкам на входе FB. Варистор MIG10-471 можно заменить на варисторы FNR-14K431, FNR-10K471, FNR-14K471 и аналогичные на напряжение 430 или 470 В.

Оксидные конденсаторы (кроме С2 и С14) — импортные, отечественные конденсаторы К50-35 применять не рекомендуется. Конденсаторы С2, С14 — танталовые для поверхностного монтажа. Конденсатор С14 устанавливают наконце выходного соединительного кабеля для подключения нагрузки. При отсутствии конденсатора на рабочее напряжение 25 В его можно составить из двух последовательно соединенных на напряжение 20 В. Все остальные конденсаторы — керамические для поверхностного монтажа типоразмеров 0805, 1206. Конденсатор С3 припаивают непосредственно к выводам 1 и 3 стабилизатора DA1. При применении постоянных резисторов МЛТ, С2-23 и керамических конденсаторов с проволочными выводами габаритные размеры блока питания возрастут.

Диоды Шоттки SR360 можно заменить на диоды MBRD350, SK35. MBRS360T3, MBR350, MBR360. КД268Б. При отсутствии таких диодов можно применить диоды серии КД213. но КПД блока питания при этом уменьшится, а температура внутри корпуса возрастет. Взамен диода 1N4148 можно установить любой диод из серии КД521, КД522 Светодиоды HL3 и HL4 — также любые из серий КИПД66, КИПД21, L-934. Светодиоды RL30-WH744D (белого цвета свечения) можно заменить на 504UWC.

Микроамперметр РА1 — М68501. М4761 или аналогичный от индикатора уровня записи-воспроизведения отечественного магнитофона. Выключатель питания — клавишный IRS-101-1 A3 или IRS101-12C с неоновой индикаторной лампой, но можно применить любой малогабаритный выключатель, рассчитанный на коммутацию напряжения 220 В переменного тока. Соединительный кабель питания для подключения нагрузки — двухпроводный, длиной до 1 м с сечением каждого провода 0,75 мм2.

Понижающий трансформатор применен готовый от электрофона «Икар». Взамен него можно применить любой аналогичный с габаритной мощностью15…25 Вт, например, унифицированный ТП115-8. Самодельный трансформатор можно намотать на Ш-образном магни-топроводе с площадью центрального керна 6,25 см2. Первичная обмотка содержит 1800 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0 2 мм, вторичная — 155 витков такого же провода диаметром 0,68 мм. При отсутствии отвода от середины вторичной обмотки резистор R2 подключают к нижнему по схеме выводу вторичной обмотки. При этом сопротивление и мощность этого резистора R2 необходимо увеличить в два раза.

Дроссель L1 намотан на трех склеенных вместе магнитопроводах К20х12-6 из феррита 2000НН. Он содержит 12…15 витков самодельного литцендрата, состоящего из 20 отрезков провода ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Отрезки складывают вместе и свивают с помощью ручного намоточного станка, ручной дрели, электрической отвертки или электродрели, работающей на малых оборотах. Применение литцендрата уменьшает потери мощности в дросселе L1 и облегчает его намотку Для изготовления дросселей L2 и L3 применены магнитопроводы К16х6х4.5 из феррита 2000НН, дроссель L2 содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0.68, L3 — 2 витка выходного двухпроводного кабеля. Перед намоткой всех дросселейнеобходимо надфилем сточить края магнитопроводе и затем обмотать их слоем лакоткани.

Все элементы устройства размещены в самодельном пластмассовом корпусе с габаритными размерами 85x56x106 мм, склеенном из коробок для пленочных 35 мм слайдов (рис. 2).

Импульсный лабораторный блок питания на микросхеме LM2575T-Adj, 15-18/1,2-15 вольт 1 ампер

Рис. 2

Размещение элементов в корпусе очень плотное (рис. 3), поскольку половину объема занимают понижающий трансформатор и микроамперметр.

Импульсный лабораторный блок питания на микросхеме LM2575T-Adj, 15-18/1,2-15 вольт 1 ампер

Рис. 3.

В нижней части стенок корпуса просверлено около сотни вентиляционных отверстий диаметром 2,5 мм. Большая часть деталей размещена на монтажной плате размерами 46×72 мм. Монтаж элементов проводят навесным способом. Выводные элементы размещены на одной стороне платы (рис. 4), а элементы для поверхностного монтажа — на второй.

Импульсный лабораторный блок питания на микросхеме LM2575T-Adj, 15-18/1,2-15 вольт 1 ампер

Рис. 4

Варистор RU1 припаян к выводам трансформатора. На верхней части корпуса установлен микроамперметр, для него сделано прямоугольное окно соответствующего размера. Светодиоды HL1, HL2 приклеены к микроамперметру с двух сторон так, чтобы они освещали его шкалу. Интегральный стабилизатор LM2575T-Adj желательно установить на теплоотвод общей площадью 4…8 см2, изготовленный из сплава алюминия или меди.

Настройка собранного блока питания заключается в установке верхней границы выходного напряжения подборкой резистора R4, а подборкой резистора R5 устанавливают максимальное значение измеряемого напряжения. Затем с помощью образцового вольтметра проводят градуировку шкалы встроенного вольтметра. Если необходимо, чтобы блок питания имел защиту от перегрузки по току при различных его значениях, что актуально, в первую очередь, для лабораторного применения, последовательно с дросселем L2 необходимо установить несколько переключаемых самовосстанавливающихся предохранителей.

Автор: Бутов А.

Неисправности стабилизаторов с импульсным регулированием на базе LM2575.

Проявление неисправности Возможная причина Рекомендации
Выходное напряжение слишком низкое  Входное напряжение слишком маленькое Проверить входное напряжение осциллографом
 Выход закорочен или перегружен  Отсоединить нагрузку. Проверить  сопротивление, проверить выход на замыкание на землю
 Вывод  «включение/выключение» не  подсоединен  Проверить напряжение на выводе 5
 Плохое выпрямление  Проверить напряжение на D1
 Неисправная микросхема  Проверить микросхему, заменить
 Слишком высокая температура окружающей среды  Проверить температуру окружающей среды
Выходное напряжение слишком высокое  Неисправность обратной связи  Проверить напряжение на выводе 4
 Неисправность катушки индуктивности  Проверить катушку индуктивности
 Короткое замыкание в выпрямителе  Проверить выпрямитель
Выходное напряжение слишком высокое  Слишком высокая частота  Проверить частоту на выводе 2
 Выход закорочен  Проверить выходное напряжение, ток нагрузки, ток питания
Перегрев выпрямителя  Слишком высокая частота  Проверить частоту на выводе 2
 Неудовлетворительные параметры диода  Сравнить диод с заведомо хорошим диодом
Пульсации выходного напряжения Несоответствующая частота Проверьте частоту на выводе 2
Неисправность конденсатора Проверить конденсатор
Некорректный режим Проверить форму сигналов

ИМПУЛЬСНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ LM2575, LM2576, LM2594, LM2595, LM2596


Микросхемы выпускаются фирмой National Semiconductor, предназначены для схем DC/DC преобразователей и источников питания (практическая схема применения). Микросхемы выпускаются как на фиксированное выходное напряжение (рис.), так и с возможностью произвольной установки выходного напряжения (рис.). В первом случае, последняя цифра обозначения указывает на выходное напряжение (например. LM2575HV-5.0 — напряжение 5.0V) Во втором случае в конце обозначения написано -«ADJ» (например. LM2575HV-ADJ — выходное напряжение можно регулировать).

Микросхемы имеют сходные схемы включения, но отличаются цоколевками. корпусами а так же выходными напряжениями и токами.

Входное напряжение может быть от 3.5V до 40V Напряжение на выходном ключе не должно быть более 63V

Краткое описание принципа работы. Генератор вырабатывает импульсы частотой 150 кГц на выводе OUTPUT. Происходит накачка напряжения на подключенной к этому выходу индуктивности и конденсаторе. Поэтому, выходное напряжение может быть значительно больше входного. Вход FEEDBACK, — контрольный, он измеряет выходное напряжение, после чего происходит коррекция скважности выходных импульсов так, чтобы выходное постоянное напряжение соответствовало норме. В микросхемах с заданным фиксированным выходным напряжением на выводе FEEDBACK внутри микросхемы есть точный делитель, настроенный на нужное напряжение. В микросхемах с регулировкой выходного напряжения этого делителя внутри микросхемы нет, а для установки напряжения используется внешний резистивный делитель. Делитель должен быть сделан так, чтобы на входе FEEDBACK при необходимом выходном напряжении было напряжение 1.23V.

Вход ON/OFF позволяет заблокировать преобразователь. В рабочем состоянии на этом входе должен быть ноль (напряжение менее 0.8V или соединен с общим минусом), чтобы выключить преобразователь нужно подать на этот вход единицу (напряжение более 2.4V)


Радиолюбительские схемы / Справочники, параметры радиодеталей, микросхемы

Другие страницы сайта


Пишите письма

На главную

Справочники, параметры радиодеталей, микросхемы

Регулируемый блок питания на LM2576

Приветствую, Самоделкины!
Продолжая тему блоков питания, Роман (автор YouTube канала «Open Frime TV») представляет вот такой компактный блок на популярной микросхеме LM2576.

Не так давно Роман делал dc-dc преобразователь на данной микросхеме, и она ему очень понравилась в работе. Минимум компонентов, хорошие показатели, все это подтолкнуло автора к созданию блока питания на данной микросхеме. Как видим вышла простая и компактная плата.
Итак, давайте сразу рассмотрим схему.

Топология схожа с той, что предлагают китайцы в своих dc-dc конвертерах.


Только тут оба операционных усилителя оказывают влияние на микросхему.

Такое решение добавляет стабильности в работе. Также видим индикацию ограничения по току. Удобная штука, особенно если собирать лабораторный блок питания.


А теперь пару слов про работу схемы. В момент включения на четвертом выводе микросхемы напряжения нету, и она начинает увеличивать ширину заполнения импульсов.


Это будет происходить до тех пор, пока на четвертый вывод не придет напряжение 1,2В. Почему так? Все потому, что такая топология самой микросхемы.

Теперь давайте рассмотрим, что делают операционные усилители на примере первого.

Как известно, одной из особенностей операционного усилителя является то, что он пытается выровнять напряжение на своих входах.

Так вот, мы задали определенное напряжение переменным резистором, и теперь операционный усилитель будет или увеличивать, или уменьшать свое выходное напряжение до тех пор, пока напряжение на инвертирующий входе и на не инвертирующем не сравняются.



Второй же операционный усилитель следит за падением напряжения на шунте.


И как только оно станет такое же, как и опорное, то на выходе операционного усилителя начнет увеличиваться напряжение до тех пор, пока не установится заданный ток.

Диод установлен для исключения влияния операционников друг на друга.

Также в схеме есть стабилитрон. Он нужен для того чтобы снизить напряжение на 7805.


Если напряжение питания меньше 22В, то его можно заменить перемычкой. Ну что же, думаю вопросов по работе возникнуть не должно.
Итак, когда разобрались со схемой, как всегда стоит поговорить про печатную плату. Сразу бросается в глаза применение 2-ух конденсаторов по выходу.

Автор сделал так из соображения компактности. Данные конденсаторы должны быть Low ESR, а как известно, их размер больше обыкновенных. Поэтому автор поставил 2 таких конденсатора по 470 мкФ каждый.

Также следует обратить внимание на правильную разводку печатной платы. Заключается она в том, что управляющий провод нельзя пересекать силовым, так как будут наводки и пропадет стабильность работы.


Автор как всегда сделал сначала пробный вариант схемы методом ЛУТ, проверил на косяки, особенно на левое и правое вращение резисторов, а потом заказал печатную плату на изготовление в китайской компании.


И вот платы приехали, они как всегда отличного качества так и манят их запаять. Ну что ж, не будем отказывать себе в таком удовольствии и запаяем одну из них.


И вот, запаяли все кроме дросселя, его необходимо намотать. В качестве основания подойдут кольца таких типов Т 90-52, Т 94-52, Т 106-52, ну или же всеми любимые кольца от компьютерных блоков питания.

Для намотки нам понадобится провод диаметром от 0,6 до 1,2 мм. Количество витков может варьироваться от 18 до 25.


Мотаем равномерно по всему кольцу. В итоге дроссель должен выглядеть таким образом:


Заканчиваем сборку платы и теперь необходимо произвести тесты. Для этого нам понадобится источник питания. Тут отлично подходит DPS5020, так как у него на экране выведены все параметры и за ними легче следить.

В первую очередь проверим регулировку напряжения.


Как видим, минимальное напряжение составляет около 0,6В. Можно было еще снизить, но тогда появляется нестабильность в работе. Максимальное напряжение на выходе практически равняется входному, но это без нагрузки, с ней оно немного просядет. Теперь проверим токовые показатели данной схемы. Для этого нам понадобится вот такая электронная нагрузка, которую автор изготовил ранее своими руками.

Выставим на выходе напряжение 15В и нагрузим током в 3А.

Как видим, наш самодельный блок питания справляется отлично. Вы могли заметить радиатор на микросхеме. Да, хоть это и импульсный блок питания, но КПД у него не составляет 100%, он тоже греется и поэтому без радиатора использовать его нельзя.

Ну а в итоге у нас получился отличный регулируемый блок питания на микросхеме LM2576, который подойдет тем, кто не гонится за большими токами, а 3-х ампер с головой хватит для проверки практически любой схемы.

Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:


Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM2576

Решил недавно отреставрировать свои колонки от ПК, которые достались мне, не помню когда и от кого. Данные колонки хрипели уже на пол громкости. Вид мне был не важен, так как они звучали в моей лаборатории, главное, чтобы был звук без треска и фона. Было принято решение собрать новый усилитель и темброблок. Но питать данные устройства я решил стабилизированным источником, поэтому стал собирать стабилизированный источник с возможностью регулировки выходного напряжения. Вообще мне было нужно однополярное напряжение +15 Вольт, но на всякий случай решил сделать регулируемое выходное напряжение.

Выбор пал на LM2576, их у меня было много, когда-то покупал для ремонта БП. LM2576 есть на фиксированное выходное напряжение 3.3В, 5В, 12В, 15, а также с регулируемым выходным напряжением. В регулируемой версии выходное напр-ие меняется от 1.23В до 37В, а у LM2576HV до 57 Вольт.

Входное же напр-ие может достигать 40В, а у LM2576HV до 60В. Максимальный выходной ток 3 А. Температура, которую может выдержать кристалл, составляет 150 градусов Цельсия.

Если у LM2576 фиксированное выходное напряжение, то в конце маркировки пишется индекс, например 3.3 или 5.0, который указывает выходное напряжение (пример маркировки стабилизатора на 5 Вольт — LM2576HV-5.0).

Схема регулируемого стабилизатора напряжения на LM2576

LM2576 схемаLM2576 схема

Ничего сложного нет. Дроссель можете выдернуть из блока питания ПК, например как этот.

Дроссель для стабилизатораДроссель для стабилизатора

Если будете покупать или мотать, то 150 мкГн и на 5 Ампер, не менее. 20-30 Витков провода диаметром 0,8 мм достаточно.

Печатная платаПечатная плата

Остальные все элементы доступные.

Добавив диодный мост, получим регулируемый блок питания.

LM2576 с мостом1LM2576 с мостом1

Диодный мост можете собрать из диодов, или использовать любой с током 5 Ампер и более. Я применил KBU810, на 8 Ампер, другого не было.

Забыл на схеме подписать, тот вывод моста, который соединен с выводом №1 микросхемы, это плюс (+) диодного моста, а минус (-) диодного моста соединен с минусом выхода.

Микросхема LMМикросхема LM Микросхема LMМикросхема LM

Испытывая стабилизатор напряжения на LM2576, я использовал трансформатор с одной вторичной обмоткой, напряжением 20 Вольт и током 0.9 Ампер.

Выставил выходное напряжение 15 Вольт.

Проверка блока питанияПроверка блока питания Проверка блока питанияПроверка блока питания

Нагрузил сопротивлением 7.5 Ом. Выходной ток составил почти 2 Ампера.

Измерение выходного токаИзмерение выходного тока

Напряжение при этом просело до 13.7 Вольт. Не обращайте внимания друзья, это все из-за слабого трансформатора, пока другого нет.

Измерение напряжения под нагрузкойИзмерение напряжения под нагрузкой

Вот переменное напр-ние на трансформаторе без нагрузки 23.7 Вольт.

Холостой ход трансформатораХолостой ход трансформатора

А вот оно же под нагрузкой 15.2 Вольта.

Трансформатор под нагрузкойТрансформатор под нагрузкой

 Видите, это не стабилизатор просаживает напругу, а трансформатор “не вывозит”. Был бы, трансформатор мощнее, напруга на выходе бы почти не проседала.

Даташит на LM2576 СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ


Похожие статьи

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *