RU221476U1

RU221476U1 - Регулируемый стабилизатор напряжения

Info

Publication number: RU221476U1
Application number: RU2023112669U
Authority: RU
Inventors: Андрей Андреевич Катанович
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2023-11-08

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в различных автономных устройствах, например для управления низковольтными светодиодами и в других приборах. Техническим результатом является повышение эффективности и снижение нагрева схемы за счет того, что в предлагаемой схеме индуктивность работает как накопитель энергии, причем диод определяет главную роль в зарядно-разрядной цепи, при этом регулирование выходного напряжения производится подстроечным резистором W1, а выходное напряжение, исходя из значений сопротивлений R1 и W1, рассчитывается по формуле V₀=1,23(1+W1/R1).

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в различных автономных устройствах, например для управления низковольтными светодиодами и в других приборах.

Известно множество различных схем преобразователей и стабилизаторов напряжения, например:

LM2596 SIMPLE SWITCHER Power Converter 150 kHz 3А Step-Down Voltage Regulator site:ti.com.

Утилита для разработки стабилизаторов напряжения (и не только их) - WEBENCH® Power & LED Designer site:ti.com.

МАХ710, МАХ711 - 3.3V/5V or Adjustable, Step-Up/Down DC-DC Converters (автопереключение преобразования напряжения Step-Up/Down, вх. напряжение +1.8 V…+11 V, выходное напряжение 5 V/250 mA при вх.=1.8 V, V/500 mA при вх.=3.6 V, не нужны внешние FET транзисторы, в режиме Shutdown отключение от вх. напряжения, потребление от вх. 200 μА без нагрузки (вх.=4 V), 7 μА в режиме Standby, 0.2 μA в выкл. режиме, режимы Low-Noise и High-Efficiency). МС34063АВ - МС34063АС, МС34063ЕВ - МС34063ЕС, DC/DC converter control circuits (выходной ток ключа 1.5 А, 2% точность, типичный ток потребления 2.5 mA, вх. напряжение 3..40 V, частота преобразования до 100 кГц, ограничение выходного тока).

Высокоэффективный понижающий преобразователь с использованием синхронного контроллера LT1773. Патент РФ 2106736 от 10.03.1998.

Устройство автоматического формирования сигнала начальной установки микропроцессорной системы управления преобразователем. Патент РФ 95100628 от 27.11.1996 Устройство управления и защиты преобразователя. Патент РФ 2412514 от 20.02.2011 Устройство источника питания, заряжаемое с помощью внешнего источника питания.

Известен преобразователь напряжения LM2596. С его помощью входное значение снижается до 40 В, выходное - корректируется. При этом сохраняется одно значение тока - 3А. Модуль отлично подходит для автомобильных светодиодов. /ruselectronic.com>lm2596/. Прототип.

Однако как аналоги, так и прототип имеют низкую эффективность и большой нагрев схем.

Целью полезной модели является повышение эффективности и снижение нагрева схемы.

Поставленная цель достигается тем, что регулируемый стабилизатор напряжения, состоящий из электронной микросхемы типа LM2596, выпрямителя на диодах D1-D4, емкости выходного фильтра С3, С4, и индуктивности L1, при этом индуктивность L1 работает как накопитель энергии, а индикатором выходного фильтра является светодиод типа LED2, причем диод D5 определяет главную роль в зарядно-разрядной цепи, при этом регулирование выходного напряжения производиться подстроечным резистором W1, а выходное напряжение, исходя из значений сопротивлений R1 и W1, рассчитывается по формуле V₀=1,23(1+W1/R1).

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя. Она содержит: микросхему типа LM2596, диоды D1-D4, диод Шоттки D5, индуктивность L1, конденсаторы C1, С2, С3, С4, резисторы R1, R2, клеммные колодки Р1 и Р2, индикатор выходного напряжения типа LED2, подстроечный резистор W1 и Р предохранитель.

Название компонентов: мокросхема LM2596S-ADJ, диоды D1-D4 1 N4007, диод D5 1N5822, электролитический конденсатор С1 1000 мкф 35в, электролитический конденсатор С3 220 мкф 25в, керамический конденсатор С2,С4 0,1 мкф (104), керамический конденсатор С5 3300 pf (332), резистор R1 510 Ом, резистор R2 1к, дроссель L1 30 мкГн, потенциометр W1 10к. VCC (Voltage Collector Collector - это «коллектор напряжения»).

Регулируемый стабилизатор напряжения собран на микросхеме LM2596, он позволяет в широких пределах регулировать выходное напряжение. Минимальное выходное напряжение составляет 1,23 В, а максимальный выходной ток - 3 А. Примененная микросхема в устройстве LM2596 содержит генератор фиксированной частоты (150 кГц) и стабилизатор базового напряжения (1,23 В), имеет высокую схему защиты, ограничение по току и схему тепловой защиты. Данная схема обладает преимуществами высокой эффективности и низкого нагрева. На вход стабилизатора можно подать как переменное напряжение, так и постоянное, в последнем случае диоды D1-D4 устанавливать не обязательно, а вместо D1 и D3 установить перемычки. После установки перемычек необходимо соблюсти полярность включения входного напряжения. Микросхема LM2596 - это переключатель стабилизатора напряжения «вниз», т.е. напряжение на выходе может быть ниже входного напряжения на 3-5 В. Данная схема работает от входного напряжения 3,2-40 в, а выходное напряжение - 1,23-35 В.

Работа схемы осуществляется следующим образом.

Входное напряжение переменного тока подается на микросхемы колодку Р1, выпрямляется диодным мостиком D1-D4, а конденсаторы С1 и С2 сглаживают входное напряжение для LM2596. Выходное стабилизированное напряжение постоянного тока с выхода микросхемы LM2596 подается на выходную клеммную колодку Р2. Конденсаторы С3, С4 - это емкости выходного фильтра. Индикатором выходного напряжения является светодиод типа LED2. L1 - это индуктивность, которая действует как накопитель энергии, при этом индуктивность не позволяет проходить через нее изменению тока. Создается высокое отрицательное напряжение самоиндукции, нагрузочное напряжение идентично разнице этого параметра для самоиндукции. Индуктивный ток и нагрузочное напряжение поэтапно возрастают. Он замыкается на землю посредством диода и уменьшается. Значит, нагрузочное напряжение имеет меньшее значение, чем входное, и на него влияет скважность импульсов, а диод Шоттки D5, играет важную роль в зарядно-разрядной цепи. Регулирование выходного напряжения производится подстроечным резистором W1. Выходное напряжение, исходя из значений сопротивлений R1 и W1, рассчитается по следующей формуле: V₀=1,23(1+W1/R1).

Благодаря своим высоким характеристикам, низкой стоимости и удобного для монтажа исполнения, предлагаемый стабилизатор напряжения при минимальном наборе внешних деталей отлично справляется с функцией несложных регулируемых источников и блоков питания для электронной аппаратуры.

Claims

Регулируемый стабилизатор напряжения, содержащий электронную микросхему типа LM2596, выход которой зашунтирован во встречном направлении диодом D5 и через индуктивность L1 соединен с клеммами выходной клеммной колодки, параллельно которым включены емкости выходного фильтра С3, С4, делитель напряжения из последовательно соединенных резистора R1 и подстроечного резистора W1, ползунок которого соединен с инвертирующим входом усилителя сигнала рассогласования электронной микросхемы LM2596, отличающийся тем, что содержит выпрямитель со сглаживающим конденсатором, включенный между клеммами входной клеммной колодки и входом электронной микросхемы LM2596, кроме того, конденсатор С5, шунтирующий подстроечный резистор W1, и индикатор выходного напряжения в виде светодиода, подключенного через резистор к клеммам выходной клеммной колодки.