Регулируемый стабилизатор напряжения и тока на lm2576

Регулируемый стабилизатор напряжения и тока на lm2576

Всё началось с того, что нужно было, с наименьшими возможными потерями, питать светодиод 3 Вт от батареи, дающей 12 вольт. Скорее всего многие сталкиваются с такой проблемой (особенно в автомобилях), поэтому будем рады поделиться своим решением.

Принципиальная схема БП LED на LM2576

Представленная схема это несколько необычное применение дешевого и простого инвертора LM2576. Он продается по цене 90 рублей в корпусе TO220-5. В Интернете имеется только информация об использовании его в качестве стабилизатора напряжения, а не тока. Чтобы понять как удалось добиться другого, вначале скажем несколько слов о том, как вообще работают микросхемы LM2576 и подобные чипы.

Существует две версии схемы — регулируемая и с предварительно заданным напряжением. Мы заинтересованы в первом, потому что у него есть вывод обратной связи, который играет ключевую роль в стабилизации выходного напряжения. Это вход преобразователя для измерения выходного напряжения, чтобы он мог регулировать свои рабочие параметры на его основе. Почему этот вывод выходит, а измерение не происходит внутри интегральной схемы, как в линейном стабилизаторе 7805?

Инвертор ожидает на этом выводе 1,23 В и сделает все возможное, чтобы удержать его таким. Не на выходе, только на выводе обратной связи. Если бы требовалось стабилизировать напряжение, поставили бы на выход делитель который подаст некоторую часть выходного напряжения на вывод обратной связи, например 10%, что дало бы стабильные 12,3 В. А как же стабилизировать ток?

Из закона Ома знаем что ток, протекающий через резистор, вызывает падение напряжения на нем. Если вставим резистор в массовую цепь (непосредственно рядом с выходом), то с одной стороны у нас будет 0 В, а с другой стороны напряжение со значением U = I ? R. Как вы уже знаете, конвертер сделает все, чтобы на контакте была обратная связь находилось строго 1,23 В. Давайте подключим этот контакт к измерительному резистору, например на 12 Ом. Что будет после подключения нагрузки?

Преобразователь выберет уровень напряжения так чтобы ток, протекающий в цепи, создавал падение напряжения 1,23 В на измерительном резисторе. Это произойдет при токе

100 мА. И не важно, какая (в пределах разумного) нагрузка будет подключена — ток всегда будет постоянным.

Правда на измерительном резисторе происходит падение напряжения и, следовательно, также происходит выделение тепла. В случае питания силового диода током 700 мА он будет равен 1,23 В х 0,7 А = 0,86 Вт. Довольно много, но всё-равно намного лучше чем с линейным стабилизатором. Но это можно улучшить. Мы знаем, что P = I квадрат на R. Поэтому давайте минимизируем R.

Можно обмануть инвертор измерив падение напряжения на резисторе гораздо меньшего размера (например 0,33 Ом), а затем усилив его несколько раз. Для этого будем использовать операционный усилитель LM358. С помощью резистора и потенциометра настроим ОУ как не инвертирующий усилитель, где в качестве входа мы подключим сигнал от измерительного резистора, а вывод обратной связи преобразователя будет подключен к его выходу.

Читайте также:  Аналоговый вход на компьютере

Давайте теперь посчитаем как установить ток 700 мА. При таком токе на резисторе 0,1 Ом получили бы падение 0,07 В. Каким должно быть усиление, чтобы выйти на 1.23 В? Приблизительно 1,23 / 0,07 = 17,6. Поэтому чтобы получить ток 0,7 А, следует выбрать коэффициент усиления 17,6х и резистор 0,1 Ом.

Выходной ток определяется как I = (1,23 / Rsc) / (1 + R2 / R1). Для схемы без усилителя составляет всего I = 1,23 / Rsc, потому что измерение происходит непосредственно на резисторе Rsc, поэтому и используем закон чистого Ома. В версии с усилителем он усиливает напряжение на Rsc в соответствии с не инвертирующей формулой, т.е. A = (1 + R2 / R1) раз.

В результате измерений эффективность этой схемы получается на уровне 75% и растет с потребляемым током. В общем это намного лучшее решение чем линейный стабилизатор, довольно простое и дешевое, и, кроме того, позволяет выполнять регулировку, поэтому схема обязательно найдет свое применение.

Испытания конвертера были проведены с большой разницей в напряжениях. Но на входе было 20 В, а на выходе 3,5 В. Ток, типичный для 3-ваттного белого диода. При этом нагрева деталей практически не было.

Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ НА LM2576

Всё началось с того, что нужно было, с наименьшими возможными потерями, питать светодиод 3 Вт от батареи, дающей 12 вольт. Скорее всего многие сталкиваются с такой проблемой (особенно в автомобилях), поэтому будем рады поделиться своим решением.

Принципиальная схема БП LED на LM2576

Представленная схема это несколько необычное применение дешевого и простого инвертора LM2576. Он продается по цене 90 рублей в корпусе TO220-5. В Интернете имеется только информация об использовании его в качестве стабилизатора напряжения, а не тока. Чтобы понять как удалось добиться другого, вначале скажем несколько слов о том, как вообще работают микросхемы LM2576 и подобные чипы.

Существует две версии схемы — регулируемая и с предварительно заданным напряжением. Мы заинтересованы в первом, потому что у него есть вывод обратной связи, который играет ключевую роль в стабилизации выходного напряжения. Это вход преобразователя для измерения выходного напряжения, чтобы он мог регулировать свои рабочие параметры на его основе. Почему этот вывод выходит, а измерение не происходит внутри интегральной схемы, как в линейном стабилизаторе 7805?

Инвертор ожидает на этом выводе 1,23 В и сделает все возможное, чтобы удержать его таким. Не на выходе, только на выводе обратной связи. Если бы требовалось стабилизировать напряжение, поставили бы на выход делитель который подаст некоторую часть выходного напряжения на вывод обратной связи, например 10%, что дало бы стабильные 12,3 В. А как же стабилизировать ток?

Читайте также:  Intel core i7 7700 обзор

Из закона Ома знаем что ток, протекающий через резистор, вызывает падение напряжения на нем. Если вставим резистор в массовую цепь (непосредственно рядом с выходом), то с одной стороны у нас будет 0 В, а с другой стороны напряжение со значением U = I ? R. Как вы уже знаете, конвертер сделает все, чтобы на контакте была обратная связь находилось строго 1,23 В. Давайте подключим этот контакт к измерительному резистору, например на 12 Ом. Что будет после подключения нагрузки?

Преобразователь выберет уровень напряжения так чтобы ток, протекающий в цепи, создавал падение напряжения 1,23 В на измерительном резисторе. Это произойдет при токе

100 мА. И не важно, какая (в пределах разумного) нагрузка будет подключена — ток всегда будет постоянным.

Правда на измерительном резисторе происходит падение напряжения и, следовательно, также происходит выделение тепла. В случае питания силового диода током 700 мА он будет равен 1,23 В х 0,7 А = 0,86 Вт. Довольно много, но всё-равно намного лучше чем с линейным стабилизатором. Но это можно улучшить. Мы знаем, что P = I квадрат на R. Поэтому давайте минимизируем R.

Можно обмануть инвертор измерив падение напряжения на резисторе гораздо меньшего размера (например 0,33 Ом), а затем усилив его несколько раз. Для этого будем использовать операционный усилитель LM358. С помощью резистора и потенциометра настроим ОУ как не инвертирующий усилитель, где в качестве входа мы подключим сигнал от измерительного резистора, а вывод обратной связи преобразователя будет подключен к его выходу.

Давайте теперь посчитаем как установить ток 700 мА. При таком токе на резисторе 0,1 Ом получили бы падение 0,07 В. Каким должно быть усиление, чтобы выйти на 1.23 В? Приблизительно 1,23 / 0,07 = 17,6. Поэтому чтобы получить ток 0,7 А, следует выбрать коэффициент усиления 17,6х и резистор 0,1 Ом.

Выходной ток определяется как I = (1,23 / Rsc) / (1 + R2 / R1). Для схемы без усилителя составляет всего I = 1,23 / Rsc, потому что измерение происходит непосредственно на резисторе Rsc, поэтому и используем закон чистого Ома. В версии с усилителем он усиливает напряжение на Rsc в соответствии с не инвертирующей формулой, т.е. A = (1 + R2 / R1) раз.

В результате измерений эффективность этой схемы получается на уровне 75% и растет с потребляемым током. В общем это намного лучшее решение чем линейный стабилизатор, довольно простое и дешевое, и, кроме того, позволяет выполнять регулировку, поэтому схема обязательно найдет свое применение.

Испытания конвертера были проведены с большой разницей в напряжениях. Но на входе было 20 В, а на выходе 3,5 В. Ток, типичный для 3-ваттного белого диода. При этом нагрева деталей практически не было.

Читайте также:  Где искать фото с принтскрина

Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СВЕТОДИОДОВ 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

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

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

Остальные все элементы доступные.

Добавив диодный мост, получим регулируемый блок питания.

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.

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.

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

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

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

А вот оно же под нагрузкой 15.2 Вольта.

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector