Понижающий DC-DC преобразователь LM2596S с вольтметром HW-319

Технические характеристики

• Модель: HW-319 / аналоги
• Энергопотребление в режиме ожидания: менее 20 мА
• Входное напряжение: 4.7В ~ 40В DC
• Блокируемое напряжение: менее 4.5В
• Выходное напряжение: 1.25 ~ 35В DC
• Ток нагрузки: до 2А (3А с радиатором)
• Падение напряжения (+25℃): 0.7± 0.3В
• Чип преобразователя: LM2596S
• Коэффициент эффективности (КПД), макс.: 93%
• Частота преобразования ШИМ: 150 ± 15% кГц
• Встроенные функции: вольтметр
• Шаг измерения: 0.1В
• Погрешность: ± 0.5В
• Экран
  • конструкция: светодиодный трёхсимвольный семисегментный
  • диагональ: 26.5 мм (1.04 дюйма)
  • цвет символов: красный
• Кнопочное управление 2-мя режимами отображения данных
• Регулировка эл.параметров: выходное напряжение
• Способ настройки: вращение подстроечного винта многооборотного потенциометра
• Количество оборотов потенциометра: 25 ± 3
• Светодиодная индикация событий: питание, вход/выход
• Защита от: переполюсовки на входе
• Монтажные отверстия: 4 х Ø3.2 мм
• Контактная группа: площадки для пайки, винтовые клеммы-терминалы
• Рабочая температура: -25℃ ~ +75℃
• Размеры: 56.2 х 35.5 х 11.8 мм
• Вес: 20 гр

Понижающий регулятор постоянного напряжения HW-319 на базе популярной микросхемы LM2596S предназначен для быстрой и лёгкой интеграции в произвольную электронную схемотехнику серийно выпускаемых изделий или индивидуальных разработок. Выполняющий функцию понижения и стабилизации, преобразователь HW-319 способен работать в широком диапазоне как входного низковольтного напряжения - от 4.7В до 40В, так и выходного напряжения - от 1.25В до 35В. Уровень блокируемого напряжения (состояния автоматического отключения при недостаточном питании) у микросхемы LM2596S определён на отметке 4.5 вольта.

HW-319 не имеет встроенного регулируемого ограничителя по току нагрузки. Рекомендованный ток на выходе в нормальных условиях эксплуатации (+25℃), без установки на чип LM2596S дополнительного пассивного или активного воздушного охлаждения, не должен превышать 1-1.5 А. Для нагрузок с током до 3А - охлаждение должно быть обязательным.

На изображении приведено графическое описание модуля с двукнопочным интерфейсом управления.

Функция вольтметра в HW-319

Плата преобразователя конструктивно отличается от похожих, более компактных моделей на LM2596, наличием встроенного цифрового вольтметра. Измерительная функция представляет удобный способ непрерывного наглядного мониторинга на встроенном экране текущего уровня входного или выходного напряжения. Измерительный блок HW-319 собран из следующих компонентов: микроконтроллера, семисегментного трёхсимвольного светодиодного индикатора размером чуть больше дюйма в диагонали, и парой тактовых кнопок управления. Цифры простенького экрана красного свечения с высокой яркостью, хорошо различаются на небольшом удалении даже при высоком уровне окружающего освещения. Показание замеров вольтметра может незначительно отличатся от действительного, погрешность цифрового датчика напряжения составляет ± 0.5В.

Кнопочное управление и индикация событий HW-319

Модель с двукнопочным интерфейсом:

Понижающий преобразователь HW-319 укомплектован тремя светодиодными индикаторами. Зеленый светодиод информирует о наличии рабочего напряжения на входе. Красные светодиоды IN и OUT визуально символизируют входную/выходную сторону регулятора, в настоящий момент измеряемую вольтметром. Тактовые кнопки цифрового управления платой расположены по бокам цифрового экрана, одна со стороны контактов входного напряжения, другая - со стороны выходного. Левая кнопка ON/OFF (условное название) рядом с клеммами входа включает или выключает экран, правая кнопка IN/OUT (условное название) рядом с клеммами выхода переключает показания вольтметра на входное (IN) или выходное (OUT) напряжение. Последние изменения в настройках отображения сохраняются при повторном включении.

Модель с однокнопочным интерфейсом:

Понижающий преобразователь HW-319 укомплектован двумя светодиодными индикаторами красного цвета IN и OUT, визуально символизирующие входную/выходную сторону регулятора, в настоящий момент измеряемую вольтметром. Оба индикатора и единственная тактовая кнопка цифрового управления расположены рядом с клеммами присоединения нагрузки (OUT). Короткое нажатие кнопки переключает показания вольтметра на входное (IN) или выходное (OUT) напряжение. Длинное нажатие более 3-х секунд включает или выключает экран. Последние изменения в настройках отображения сохраняются при повторном включении.

Подключение и регулировка напряжения на выходе преобразователя

Контакты источника исходного напряжения и тока припаиваются к специальным площадкам HW-319 или зажимаются в винтовой клемме входной группы IN+/IN-. Цепь нагрузки присоединяется с противоположной стороны OUT+/OUT-. Установка нужного значения на выходе регулятора осуществляется вращением подстроченого винта чувствительного переменного резистора. Направление по часовой стрелке - плавное увеличение уровня напряжения, против часовой стрелки - уменьшение. На регулировку всего диапазона выходных напряжений, от минимального до максимального возможных значений, потребуется около 25 ± 3 полных оборотов. Регулировка напряжения на выходе преобразователя выполняется без нагрузки.

В процессе проведения настройки регулятора HW-319 необходимо учитывать процент эффективности преобразования (коэффициент полезного действия LM2596S), принимающий большее или меньшее значение в зависимости от условий использования. Подробнее о том, что такое КПД преобразователя, можно узнать в статье. Всевозможные графики технических испытаний регулятора, включая зависимости условий и производительность, опубликованы в спецификации к LM2596S. По причине падения напряжения в схеме HW-319 на 0.7± 0.3В, рекомендуемая наименьшая разница напряжений между входом и выходом составляет 1-1.5В

Преобразователь стабилизирует напряжения на выходе (выравнивает на заданном уровне) до тех пор, пока уровень входного напряжения остаётся выше выходного порога. Когда напряжение на входе опускается ниже установленной потенциометром отметки, напряжение на выходе пропорционально снижается. Уровень входного напряжения в понижающем преобразователе определяет верхний порог допустимой регулировки.

Техническая документация

1. Спецификация регулятора LM2596S (англ., PDF)