LM2596S 3A импульсный понижающий DC-DC преобразователь с винтовыми клеммами

Технические характеристики

• Энергопотребление в режиме ожидания: менее 20 мА
• Входное напряжение: 4.0В ~ 34В DC
• Блокируемое напряжение: менее 1.5В
• Выходное напряжение: 1.25 ~ 32В DC
• Пропускной ток на выходе: до 2А (3А с радиатором)
• Падение напряжения: до 2.5%
• Чип преобразователя: LM2596S-ADJ National Semiconductor
• Коэффициент эффективности (КПД), макс.: 93%
• Частота преобразования ШИМ: 150 ± 15% кГц
• Встроенные функции: нет
• Управление: регулировка выходного напряжения
• Способ настройки: вращение подстроечного винта многооборотного потенциометра
• Количество оборотов потенциометра: 25 ± 3
• Защита в модуле: нет
• Монтажные отверстия: 4 х Ø3.5 мм
• Контактная группа: винтовые клеммы-терминалы
• Рабочая температура: -25℃ ~ +75℃
• Размеры: 43.3 х 30 х 16.8 мм
• Вес: 17 гр

Применение преобразователей напряжения

Схемы преобразования напряжения существуют во множестве электронных устройств. Они способствуют уверенному функционированию электрических схем устройств от привычных источников питания, таких как бытовые или промышленные сети постоянного или переменного напряжения, или автономные батареи и аккумуляторы любых типов и размеров. Каждая отдельно взятая схема полностью законченного, готового к эксплуатации прибора, или проектируемого устройства, находящегося на этапах разработки, требует для себя определённого уровня напряжения. И этот необходимый уровень может порой сильно отличаться от многочисленных стандартов напряжения, предлагаемых унифицированными источниками электроэнергии.

Среди большого разнообразия, преобразователи напряжения широко распространены под видом самостоятельных модулей, со свойственными для каждой выбранной модели рабочими характеристиками. Наравне с интегрированными схемами, внешние модули предназначены для задач преобразования переменного или постоянного напряжения до нужного схеме устройства уровня, осуществляя его повышение или понижение. Модули преобразователей называются регулируемыми, потому что в их схемах реализованы возможности принудительного изменения уровня напряжения на выходе, в том числе и способом ручной механической подстройки. Наиболее частое применение подобные модули находят в области конструирования или замещения цепей питания приборов, используются в автоматике, микроэлектронике, робототехнике, а также в других направлениях.

Особенности конструкции

В основе настоящего модуля заложен однокристальный импульсный преобразователь постоянного напряжения LM2596S, зарекомендовавший себя недорогим и одновременно надёжным решением на протяжении более десятка лет со старта производства. Микросхема преобразователя содержит ШИМ-контроллер, управляющий интегрированным низкоомным МОП-транзистором, переключающим с частотой 150 ±15% кГц. Модуль работает с входным постоянным напряжением от 4.0В до 34В, понижая преобразованием до постоянных 1В ~ 32В на выходе. Максимальные характеристики поддерживаемого LM2596S напряжения ограничены установленными в схеме фильтрующими 35-вольтовыми электролитическими конденсаторами. Ток нагрузки на выходе, в нормальных условиях эксплуатации (+25℃), без установки на чип LM2596S дополнительного пассивного или активного воздушного охлаждения, лежит в пределах 1-1.5 А. Для нагрузок с током до 3А - охлаждение микросхемы регулятора напряжения должно быть обязательным.

Отличительной чертой модуля понижающего преобразователя на чипе LM2596-ADJ является малый уровень падения напряжения на выходе. Разница между входом и выходом напряжения без учёта нагрузки составляет не более 2.5%.

На плате модуля нет заранее предусмотреных контуров защиты, предотвращающих возможное повреждение чипа LM2596S и его сопутствующих компонентов от неправильного подключения полюсов напряжения с обеих сторон, превышения по току нагрузки, перегреву платы. Режим блокировки микросхемы с отключением блока преобразования в LM2596S настроен на уровень входного напряжения менее 2В.

Подключение и регулировка напряжения на выходе преобразователя

Отсутствие специально подготовленных площадок входного/выходного напряжения для припайки проводов или разъёмов, упрощает и облегчает способ подключение платы. Контакты источника исходного напряжения и тока зажимаются в 2-мм винтовой клемме входной группы IN+/IN-. Цепь нагрузки присоединяется с противоположной стороны OUT+/OUT-.

Выбор необходимого вольтажа на выходе регулятора осуществляется плавным вращением винтообразной головки единственного подстроечного резистора. Направление по часовой стрелке - плавное увеличение уровня напряжения, в обратном направлении - его уменьшение. Переход через весь диапазон выходного напряжения, от минимального до максимального значений (или наоборот), потребует около 25 ± 3 полных оборота головки резистора на 360°. Регулировка напряжения на выходе преобразователя выполняется без подключения нагрузки, замерами потенциала группы OUT при помощи любого вольтметра.

Эффективность преобразования

Коэффициент полезного действия LM2596S-ADJ может достигать 93%. КПД рассчитывается отношением показателей выходной мощности к входной, и напрямую зависит от параметров эксплуатации преобразователя. Понижающий импульсный преобразователь потребляет больше мощности со стороны источника напряжения, и вырабатывает меньше мощности для нагрузочной цепи. Наилучший показатель КПД определяется условием минимальной разницы напряжений между входом и выходом, с наименьшим нагрузочным током. Увеличение любого из этих двух параметров, в большей или меньшей степени приводит к снижению КПД. Более подробно в примерах о КПД преобразователя можно узнать из статьи.

Стабилизация напряжения

Чип понижающего регулятора LM2596S-ADJ выравнивает и стабилизирует напряжение на выходе, пока входное напряжение находится на уровне выше заданного на выходе. Когда напряжение на входе падает ниже установленного порога, напряжение на выходе приравнивается к входному.

Принципиальная схема модуля понижающего преобразователя на LM2596S

Техническая документация

1. Спецификация регулятора NS LM2596S-ADJ (англ., PDF)