Блок питания на LM2576

Здраствуйте. Это моя первая статья. Очень нравиться даный сайт, и очень захотелось внести свою лепту.
Даная статья должа помочь начинающиму радиолюбителю, такому как я, в самостоятельной сборке блока питания. Я давно нахожусь в поисках «идеального» блока питания, который бы имел минимум деталей, малое значение просаживания напряжения при нагрузке, широкие значения входного напряжения (не влияя на выходное).
По началу я занялся сборкой БП на стабилизаторе LM317 и подобных. Но ток больше 1 А не возмеш, да и просадка была (возможно трансформатор виноват), для умощьнения добавлял транзистор. Но всеранво это не то, так как требовалось делать отводы трансформатора или выходила эдакая печка.
Загорелся сборкой на шим контролере. Желение подкрепило чтение статьи даного сайта о сборке преобраователя 5В — 12В. Для шима на 220В — «требуемое напряжение» я еще не дорос. А читая коментарии к статье 5В — 12В увидел совет по использованию LM2576. Схема взята с даташита.



Так как я студент, хотелось удешевить цену БП но не работоспособность конструкции. До этой сборки было собрано н-ное количество компьютерных БП, с котрых и были взяты детали.
Собрав макет приступил к тестированию. При нагрузке лампочкой 4В 3Вт напряжение просаживалось на 0,6В — недело. Сначало подумал на дросель — было взято кольцо с компьтерного БП 30х10х15 намотано 60 витков проводомм 0,7. Но напряжение также просаживалось но уже на 0,3В. Далее последовала замена диодного моста на мост собраный из диодов Шотки выпаяных с тогоже БП. ВО! в даном случае просадка равна 0,1В при нагрузке уже в 2,7А. Конденсаторы использовал из того же БП с low ERS.
Блок питания собирал для питания автомагнитолы поэтому использовал трансформатор ТН-36 — удобно получить 12В 3А.

Фото готовой конструкции.













Шумы. Подключив осцилограф к выходу — шумы на уровне 0.1В. При подключении БП к магнитоле в колонках я ничего не услышал.

Вод собственно и вся конструкция. В дальнейшем хочу собрать 2х канальный БП с контролером и экранчиком для отображения тока и напряжения.

PS: Подскажите как добавить файл схемы. А то так плохо разсматреть.
PSS: Приветствуються коментарии и вопросы.
  • +1
  • 30 августа 2011, 16:02
  • fargus
  • 1
Файлы в топике: Схема БП.JPG

Комментарии (58)

RSS свернуть / развернуть
Используйте пожалуйста тег <СUТ>
0
как его использовать ато я с HTML не знаком…
0
RTFM. Ссылка «справочная» в шапке.
0
Используйте пожалуйста тег <СUТ>. Файлы добавляются путем нажатия на соответствующую кнопку над панелькой редактирования поста
0
Используйте пожалуйста тег <СUТ>
И редактор со спеллчеком.

Просадка ИМХО намекает на недостаточность емкости конденсатора на входе. Он считается тащемта так же, как и для линейного.
0
  • avatar
  • Vga
  • 30 августа 2011, 16:46
Вместо LM2576 можно также использовать LM2596, всё то же самое, только частота 150 кГц, можно ставить индуктивность меньшего номинала.
0
  • avatar
  • ACE
  • 30 августа 2011, 17:12
ее то можно использовать но гдеж ее найдеш
0
Есть ещё LM267*, в них ключ на полевике, только дороже.
0
Кстати, на чём можно сделать питальник для ноута от прикуривателя машины? Вход 12-15В, выход 12В, ток до 3А. Линейный стабилизатор будет сильно греться. LM2596 тоже имеет КПД порядка 90% в лучшем случае, будет нужен большой радиатор, как минимум. Да и при слегка разряженном аккумуляторе выдаст сильно меньше 12В. У National на сайте есть подбор микросхемы по параметрам, несколько вариантов решения предлагается. КПД под 97-99%, падение напряжения минимально, но схемы запутаны и сами микросхемы у нас ещё поискать придётся. Хотелось бы простое решение, где будет достаточно какой-нибудь стандартной индуктивности.
0
  • avatar
  • ACE
  • 30 августа 2011, 17:21
При таких условиях нужен или трансформаторник, или SEPIC. У Семенова первый вариант рассматривается в качестве примера. Но транс придется мотать самому. SEPIC обходится одним дросселем, но там более сложная схема и два ключа.
0
А если согласиться на step-down, фиг с ним с просадкой напряжения при разряженном аккуме? Лишь бы просаживалось не слишком сильно, 0,5-1В.
Меня немного удивляет отсутствие чего-то распространенного, удобного и эффективного. Везде, сколько вижу, только 2576/2596 используют для step-down. А ведь им уже лет по 10, если не больше. КПД так себе. Неужели нет нового, готового, поэффективнее? Или опять, «хочешь хорошо — сделай сам»? Или я в принципе хочу слишком много?
0
Где же такие SEPICи, с одним дросселем и двумя ключами, Вы видели? Дайте посмотреть. Классический вариант с двумя дросселями (но возможно выполнение на одном феррите) и одним ключом (если Вы под ключом не имеете ввиду диод). КПД от SEPIC следует ожидать 75-85% Но можно замутить «синхронный SEPIC», там можно и за 90% (вот тут, кстати, два ключа).
0
А-а-а, я понял! Вы (Vga) имели ввиду buck-boost, там два ключа и дроссель!!! Верно, такая топология даст максимальный КПД, если диоды «засинхронить».
0
Гм, а и правда, SEPIC с двумя дросселями и одним ключом. Память подвела)
А что за buck-boost? Можно ссылочку?
0
Не обязательно Sepic. Если вы не собираетесь подключать ноутбук к другому оборудованию машины (например, линейному входу автомагнитолы), можно использовать инвертирующий (Buck-Boost). Например, на MC34063 с внешним биполярником — самый простой и дешевый вариант, индуктивность в этом случае одна. Главное — помнить, что у ноутбука относительно автомобиля другая земля с ненулевым потенциалом.

И КПД 90% — это очень хорошо для самопала, тем более наибольший КПД имеют простые buck-конвертеры; повышающие, инвертирующие, сепики и пр. априори будут менее эффективными.
0
Ну учитывая что из ноутбука не так мало земель торчит (включая металлическое донышко, у моего по крайней мере) это довольно рискованно.
0
Понижающие импульсные стабилизаторы имеет смысл применять при большой разнице между входом и выходом. Тебе нужен обычный Lowdrop. Можешь сам собрать — ОУ + P-канальный полевик. При Vвх=12 КПД будет 100%. При 15V -75%. Импульсник ты лучше не сделаешь.
+1
Да, звучит разумно. КПД будет даже 80%, при 15V на входе. 9 ватт тепла, реально будет меньше. Буду искать подходящий радиатор. Спасибо.
0
  • avatar
  • ACE
  • 01 сентября 2011, 20:24
кпд в 90% можно считать очень хорошим. просто хорошие промышленные источники имеют кпд порядка 80%, с возможным разбросом от 70% до ~85-88%. 97-99% можно выжать разве что в каких-то сверхузкоспециализированных задачах и условиях. и думается, что стоить такой бп будет как новый ноут…
0
А если применить LM2576HV то входное напряжение можно поднять до 60 вольт
0
По выходу желательно воткнуть керамический конденсатор, это слегка снизит уровень шума. На худой конец можно приклеить и пленочный. Для еще большего снижения шума, на выход лепят Г образный фильтр… это в принципе в даташите есть.
0
Не подскажите где в компьютерном БП стоят Low ESR конденсаторы. Тоже делаю такой БП, только на 2596.
0
Если хороший — везде, но в особенности — на выходах +3.3, +5 и +12. Тока дербанить нужно новый, кондеры в них сдыхают одними из первых.
А вообще-то Low ESR кондер неплохо заменяется традиционным комбо «дешевый электролит плюс керамика».
0
А если рабочий но старый. Подойдет?
«дешевый электролит плюс керамика»
почему-то не сработало, электролит все равно греется(
0
Конденсаторы быстро стареют. Срок их службы в комповых БП — лет до 5. В китайцах до 2-3. А затем этот самый ESR в них растет, а емкость падает.
почему-то не сработало, электролит все равно греется(
Ну и пусть греется, если не сильно. Алсо точно он греется? Мож что-то по соседству старается? Алсо можно увеличить керамику. Ну и надеюсь разводка правильная и керамика не висит на длинных дорожках? Они резко увеличивают ESR.
0
Да, греется C1 если смотреть по схеме для БП из этого поста. Греется сильно. За минуту нагревается градусов до 50-60, пальцем чувствуется легко. Керамику подпаивал 0.1мкФ прямо к выводам электролита со стороны дорожек. Не помогло. А если нужную емкость набрать параллельным соединением обычных кондеров, то это поможет? Ведь сопротивление в этом случае уменьшится в несколько раз.
0
Вообще-то С1 в такой схеме не должен греться. Какое напряжение на входе выпрямителя и на какое напряжение рассчитан конденсатор?
0
  • avatar
  • mzw
  • 01 сентября 2011, 10:21
Напряжение на вход подаю с лабораторного БП, по величине — не более 12В. Конденсатор на 50В.
0
А в каком режиме девайс работает — разрывного тока или неразрывного?
Вообще-то С1 в такой схеме не должен греться.
Ну почему, кушают-то от него импульсами тока с приличной амплитудой.
0
  • avatar
  • Vga
  • 01 сентября 2011, 18:48
Нагрузка схемы — 200 мА. И при амперах этот конденсатор не должен так греться.
0
  • avatar
  • mzw
  • 01 сентября 2011, 18:54
Это да. Тут что-то не то.

Кстати, если на входе 12В, на выходе вентилятор, которые обычно на 12В… А какой тополгии преобразователь-то, кстати говоря?
0
  • avatar
  • Vga
  • 01 сентября 2011, 19:04
Стабилизатор регулируемый, поэтому вентилятор тут исключительно чтобы наглядно демонстрировать регулировку напряжения.
0
Тогда только одно могу предположить — перепутана полярность конденсатора.
0
  • avatar
  • mzw
  • 01 сентября 2011, 18:50
Вы оказались правы. Полярность перепутал. Как не видел — не понимаю! Сейчас нагрев значительно меньшею. Всем большое спасибо за комментарии.
0
Ну и отлично. А вообще сильно греющийся конденсатор — это нонсенс. Значит что-то сделано не неправильно.
0
  • avatar
  • mzw
  • 02 сентября 2011, 15:02
Ну на материнках же греются, от того и вздуваются. Хотя действительно, что-то сделано не так как надо.
0
Так там и токи около сотни ампер в среднем, а в импульсе и того больше.
0
  • avatar
  • Vga
  • 02 сентября 2011, 22:05
Это я к тому, что если греется, то это не всегда значит, что что-то не исправно.
0
Вот статья в которой описано почему греться должен.
radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=445
0
Не ставьте один, но большой. Лучше маленькие емкости в параллель. Можно добавить керамику. А лучше оставить только керамику. Если есть танталовые конд-ры, ставьте их. А вообще, если греется, значит большие пульсации, а этому виной могут быть и остальные компоненты схемы и перегрузка по выходу.
0
А если только керамику оставлять, то емкость какой примерно должна быть? Большие пульсации это сколько в мВ? Нагрузка — кулер, 200мА.
0
Ну тут я не скажу, мало данных. Вам проще подобрать экспериментально. Я имел ввиду большие пульсации тока для Вашего электролита. Вообще-то, нагрузка не велика, проверяйте схему. И еще вспомнил, может у Вас преобразователь работает в «прерывистом» режиме. Проверьте дроссель, попробуйте увеличить индуктивность.
0
Проблема с конденсатором решилась (полярность не та была). Но появилась другая. Греется сама микросхема стабилизатора. Напряжение на входе ~14В, на выходе 12В, ток нагрузки(2а кулера) 250мА. Греется несильно, градусов 50 наверное. В чем может быть причина?
0
А ток на входе измерить можешь? Тогда можно будет посчитать КПД и выделяемое тепло.
0
  • avatar
  • ACE
  • 02 сентября 2011, 20:14
Замерил, но уже на одном вентиляторе. На входе 160мА, на выходе 145мА. ~90%?
0
На входе получаем 14в*160мА=2.24Ватта, выход — 12В*145мА=1.74Ватта. Итого ровно полватта идет в тепло. Не очень сильно, но греться будет, если без радиатора. КПД соответственно 1.74/2.24*100%=78%.
В данной ситуации (на выходе ток больше, чем на входе) — выгоднее использовать линейный стабилизатор.
0
  • avatar
  • ACE
  • 02 сентября 2011, 23:48
В каком корпусе у Вас микросхема? По моим прикидкам, (14В вход,12В выход, 2*250=0.5А) на микросхеме рассеивается меньше 1Вт. Если микросхема в корпусе ТО-220 без радиатора, то температура корпуса должна быть на 45 градусов выше температуры окружающего пространства, т.е. все нормально! Если Ваша ИМС на радиаторе, то проверьте качество контакта с радиатором. Ну и вообще, учитываю предыдущий пост, проверьте еще раз разводку платы и правильность ИМС. Что еще греется? ИМС может возбуждаться. Очень Вам поможет в настройке осциллограф.
0
Корпус ТО-220. Радиатора нет. Больше ничего не греется. А что с помощью осциллографа настроить можно?
0
Если без радиатора, то у Вас все в порядке. Осциллограф — глаза разработчика, ремонтника и т.д. Сокращает время на поиск ошибок.
0
а где бы подробнее прочесть про замену Low ESR, ато блин на выше 25В в городе не нашёл, а мне от 40В надо.
Про диодный мост тут хорошо подмечено, я купил диодный мост на 6А, так только он сабака и греется. Тоже по совету хотел его поменять на сборку из шотки.
0
Просто параллельно обычному электролиту втыкаешь не менее обычную керамику на 100нФ или больше. Правда, 40В уже близко к типичному напряжению керамических кондеров — 50В.
0
а какие минусы такой замены Low esr?
0
это НЕ замена.
0
Поясни более развернуто.
0
почему? керамика гасит высокочастотные импульсы и не даёт выйти из строя простому электролиту.
0
у миня микросхема и радиатор еле грееться… как и диоды… для чего были применены Шотки… другие будут греться проверено.
0
На самом деле давно уже надо использовать синхронные преобразователи, тогда и греться особо не будет. Вариантов — вагон, от полностью интегральных NCP3170 или ST1S10 до схем с внешними транзисторами, например, IRU3037.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.