» » » Двухполярный блок питания из готовых китайских модулей dc-dc step down LM2596

 
 
 
12

Двухполярный блок питания из готовых китайских модулей dc-dc step down LM2596

Разместил Chugunov 12 января 2015. Просмотров: 44 529

Сегодня стали доступны готовые модули импульсных стабилизаторов напряжения на микросхеме LM2596.

Заявлены довольно высокие параметры, а стоимость готового модуля меньше стоимости входящих в него деталей. Прельщают малые размеры платы.
Я решил приобрести несколько штук и испытать их. Надеюсь, мой опыт будет полезен не слишком опытным радиолюбителям.
Я купил на ebay модули, как на фото выше. Хотя на сайте были показаны твердотельные конденсаторы на напряжение 50 В, аукцион оправдал своё имя. Конденсаторы обычные, а половина модулей с конденсаторами на напряжение 16 В.

... это трудно назвать стабилизатором...

Можно подумать, что достаточно взять трансформатор, диодный мост, подключить к ним модуль, и перед нами стабилизатор с выходным напряжением 3…30 В и током до 2 А (кратковременно до 3 А).
Я так и сделал. Без нагрузки всё было хорошо. Трансформатор с двумя обмотками по 18 В и обещанным током до 1,5 А (провод на глаз был явно тонковат, так оно и оказалось).
Мне нужен был стабилизатор +-18 В и я выставил нужное напряжение.
При нагрузке 12 Ом ток 1,5 А, вот осциллограмма, 5 В /клетка по вертикали.

Это трудно назвать стабилизатором.
Причина проста и понятна: конденсатор на плате 200 мкФ, он служит только для нормальной работы DC-DC преобразователя. При подаче на вход напряжения от лабораторного блока питания, всё было нормально. Выход очевиден: надо питать стабилизатор от источника с малыми пульсациями, т. е. добавить после моста ёмкость.

Вот напряжение при нагрузке 1,5 А на входе модуля без дополнительного конденсатора.

С дополнительным конденсатором 4700 мкФ на входе, пульсации на выходе резко уменьшились, но при 1,5 А были ещё заметны. При уменьшении выходного напряжения до 16 В, идеальная прямая линия (2 В /клетка).

Падение напряжения на модуле DC-DC должно быть минимум 2…2,5 В.

Теперь можно смотреть пульсации на выходе импульсного преобразователя.

Видны небольшие пульсации с частотой 100 Гц промодулированные частотой несколько десятков кГц. Datasheet на 2596 рекомендует дополнительный LC фильтр на выходе. Так мы и сделаем. В качестве сердечника я использовал цилиндрический сердечник от неисправного БП компьютера и намотал обмотку в два слоя проводом 0,8 мм.

На плате красным цветом показано место для установки перемычки – общего провода двух каналов, стрелкой – место для припаивания общего провода, если не использовать клеммы.

Посмотрим, что стало с ВЧ-пульсациями.

Их больше нет. Остались небольшие пульсации с частотой 100 Гц.
Неидеально, но неплохо.
Замечу, что при увеличении выходного напряжения, дроссель в модуле начинает дребезжать и на выходе резко растёт ВЧ-помеха, стоит напряжение чуть уменьшить (всё это при нагрузке 12 Ом), помехи и шум полностью пропадают.

Для монтажа модуля я применил самодельные «стойки» из луженого провода диаметром 1 мм.

Это обеспечило удобный монтаж и охлаждение модулей. Стойки можно сильно нагревать при пайке, они не сместятся в отличие от простых штырей. Эта же конструкция удобна, если надо припаять к плате внешние провода – хорошая жесткость и контакт.
Плата позволяет легко заменить при необходимости модуль DC-DC.

Общий вид платы с дросселями от половинок какого-то ферритового сердечника (индуктивность не критична).


Итоговая схема включения:

Схема проста и очевидна.

При длительной нагрузке током 1 А детали заметно нагреваются: диодный мост, микросхема, дроссель модуля, больше всего дроссель (дополнительные дроссели холодные). Нагрев на ощупь 50 градусов.

При работе от лабораторного блока питания, нагрев при токах 1,5 и 2 А терпимый в течение нескольких минут. Для длительной работы с большими токами желателен теплоотвод на микросхему и дроссель большего размера.

Несмотря на крошечные размеры модуля DC-DC, общие размеры платы получились соизмеримыми с платой аналогового стабилизатора.


Выводы:

1. Необходим трансформатор с сильноточной вторичной обмоткой или с запасом по напряжению, в этом случае ток нагрузки может превышать ток обмотки трансформатора.

2. При токах порядка 2 А и более желателен небольшой теплоотвод на диодный мост и микросхему 2596.

3. Конденсатор питания желателен большой ёмкости, это благоприятно сказывается на работе стабилизатора. Даже крупная и качественная ёмкость немного нагревается, следовательно желательно малое ESR.

4. Для подавления пульсаций с частотой преобразования, LC фильтр на выходе необходим.

5. Данный стабилизатор имеет явное преимущество перед обычным компенсационным в том, что может работать в широком диапазоне выходных напряжений, при малых напряжениях можно получить на выходе ток больше, чем может обеспечить трансформатор.

6. Модули позволяют сделать блок питания с неплохими параметрами просто и быстро, обойдя подводные камни изготовления плат для импульсных устройств, то есть хороши для начинающих радиолюбителей.

Файлы:

Файл печатной платы в формате lay.
DC-DC.zip | Файл 5,67 Kb загружен 51 раз.
Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 217

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 5... В этой части статьи речь пойдет:  — о предварительном усилителе и его питании,  — о питании...
Схема на Датагоре. Новая статья Малогабаритный «военный» трансформатор 400 Гц в преобразователе напряжения из 12 в 220 Вольт... Для уменьшения веса военной радиоаппаратуры применялась частота питающей сети 400 Гц. При этом...
Схема на Датагоре. Новая статья Автоматическое зарядное устройство с циклическим и буфферным режимами для герметичных аккумуляторов малой ёмкости... Простое автоматическое зарядное устройство для зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой емкости,...
Схема на Датагоре. Новая статья Схемка в блокнот. Низковольтный стабилизатор напряжения (от 0,7V; пригоден для зарядки и питания мобильного телефона)... При изготовлении разного рода устройств с использованием мобильного телефона (МТ), например GSM...
Схема на Датагоре. Новая статья Малошумящий двухполярный блок питания для высокочувствительных устройств... Делюсь с читателями простой и в то же время удачной конструкцией двухполярного блока питания,...
Схема на Датагоре. Новая статья Релейный стабилизатор напряжения 220V без разрыва цепи... В статье рассматривается возможность безразрывного переключения цепей переменного тока с помощью...
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам лабораторный импульсный блок питания. Часть 5. Миниатюрный лабораторный ИБП... Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих частях серии,...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой Soft-start для усилителя мощности ЗЧ... Это простое приспособление позволяет повысить надежность УМЗЧ и уменьшить помехи в сети в момент...
Схема на Датагоре. Новая статья Стабилизатор напряжения сети 1,8 кВт на PIC12F675... В последнее время мощности бытовых нагрузок возросли: появились фены, обогреватели, утюги, СВЧ печи...
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам блок защиты АС при старте или поломке усилителя... Не секрет, что динамики стоят денег. Хорошие динамики стоят хороших денег. Обычно стоимость...
Схема на Датагоре. Новая статья Двухполярный стабилизированный блок питания на M5230L... ИдеяПри доработке проигрывателя компакт-дисков понадобился отдельный источник двуполярного...
<
  • Гражданин
12 января 2015 20:55

Максим / max132

  • С нами с 15.11.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 49 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Всех с новым годом!
1- это все-таки не стабилизатор а преобразователь напряжения, отсюда плюсы и минусы.
2- обычные электоролиты не есть гут, частота высоковата. Идеальный вариант смесь низкоимпедансных и керамики большой емкости, причем керамика нужна на входе!!! преобразователя. Сам как-то мучился с помехами преобразователь был правда самосборный на МС33063.
А так - огромное спасибо за идею двуполярного источника.

p.s. если вы имели ввиду модули со светлыми конденсаторами когда говорили о твердотельных - то с большой долей вероятности это просто СМД электролиты (у меня такие)

<
  • Гражданин
13 января 2015 09:20

Саша / SaNyA2659

  • С нами с 25.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 3 комментария
  • 0 публикаций
 
  • +1
С этими Step-Down модулями на LM2596 можно использовать один ноу-хау. Если внимательно посмотреть даташит на LM2596, там будет схема инвертирующего преобразователя, которая практически идентична схеме неинвертирующего, за исключением пары защитных диодов. Так вот, по этой схеме можно подключать и наши модули. На Vin подается напряжение, Vout подключается на землю. Тогда на "земляном" контакте самого модуля будет генерироваться отрицательное напряжение, причем его можно настроить как выше, так и ниже входного (по модулю). Данный способ позволяет собрать двухполярный источник питания на трансформаторе с одной вторичкой, ну или на импульснике вроде зарядки от ноутбука. Единственное, я не думаю, что модуль вытянет хотя бы 1.5 Ампера в таком включении...

<
  • Гражданин
13 января 2015 15:21

Сергей / Yamazaki

  • С нами с 2.07.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 137 комментариев
  • 3 публикации
 
  • +1
Цитата: SaNyA2659
Данный способ позволяет собрать двухполярный источник питания на трансформаторе с одной вторичкой, ну или на импульснике вроде зарядки от ноутбука.

Отличный вариант для батарейного питания портативного хедампа.

<
  • Гражданин
14 января 2015 05:09

Юрий / GogaZh

  • С нами с 15.12.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 34 комментария
  • 0 публикаций
 
  • 0
Для этого лучше там же поискать варианты от 2 В.

<
  • Гражданин
15 января 2015 20:35

Владимир / vladius

  • С нами с 14.11.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 4 комментария
  • 0 публикаций
 
  • 0
Радиаторы клеить не пробовали? Если да, дало ли это какой либо эффект по снижению температуры микросхемы?

<
  • Гражданин
15 января 2015 21:56

Сергей / Chugunov

  • С нами с 30.09.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 309 комментариев
  • 30 публикаций
 
  • +1
Спасибо за отзывы, попробую всем ответить.
Модули DC-DC, но со стабилизацией, поэтому я называл их сознательно по-разному. При стоимости 1уе - это неплохой кирпичик, но многие считают, что он самодостаточен. Я и попытался развеять заблуждения - его надо питать "хорошим DC" : трансформатор, мост, конденсатор, фильтр на выходе.
Благодаря тому, что ключ в 2596 на биполярном транзисторе, нагрев неизбежен, но до 2А он терпим.
Приклеивать к пластмассе теплоотвод считаю малоэффективно. Интересно было бы заставить несколько модулей работать параллельно, может кто-нибудь поделится практическим опытом (общих рассуждений не надо).
В описании модуля обещана работа от 1,3В но думаю, ниже трех вольт лучше другие варианты.
Да, наверное, в рекламном фото были SMD конденсаторы, а не твердотельные, но думаю, и они лучше обычных безымянных.
Керамические емкости удобно припаять прямо к стойкам-выводам к которым припаян узел, но и без них работа нормальная - на осциллограммах видно. Мучений с помехами не было, впрочем испытания с усилителем впереди.

<
  • Гражданин
16 января 2015 02:47

Виталий / shumaher

  • С нами с 21.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Хорошая статья.Написано доходчиво и наглядно. Хороший "кирпичик" для начинающих либо лентяев.

<
  • Гражданин
16 января 2015 05:37

Юрий / GogaZh

  • С нами с 15.12.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 34 комментария
  • 0 публикаций
 
  • 0
Цитата: vladius
Радиаторы клеить не пробовали? Если да, дало ли это какой либо эффект по снижению температуры микросхемы?

Дизайн этого модуля предусматривает охлаждение микросхемы через медные полигоны обеих сторон. Поэтому целесообразно монтировать модули таким образом, чтобы их платы располагалась вертикально и обеспечивался конвекционный поток воздуха.

<
  • Гражданин
16 июля 2015 00:02

Артём / Art_Ufa

  • С нами с 3.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 5 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Отличная статья! Всё по делу, ничего лишнего. Буквально на прошлой неделе пришли такие же модули в комплекте с радиаторами для микросхемы. Руки просто не дошли прогнать их. А тут данная статья, очень вовремя! Интересная идея параллельной работы. Надо бы проверить.

<
  • Гражданин
11 января 2016 13:57

Федор / ancle-fedor

  • С нами с 10.04.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 5 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Недавно пришло 4 таких модуля.
Два приспособил в параллель для запитки простенькой автомагнитолы и автомобильного телевизора в мастерской гаражного типа (ставить туда серьезную акустику стало просто жаль, а работать всяко веселее под музыку).
Нагрузка потребляет около 3..3,5 ампер.
Не желая заморачиваться, просто вывел на обоих модулях 12,6 В (там стоит классный подстроечник, с его помощью можно легко вывести напряжение до сотых долей вольта) и спараллелил модули. В параллель выходу повесил две емкости по 2200 мкф. Питание - от трансформатора старого музыкального центра.
Итоги. Фона практически нет (для мастерской - вполне приемлемо, на пороге слышимости едва уловимое шипение). Микросхемы практически не греются (4 часа на 70% мощности магнитолы плюс телевизор - едва дотянули до 70 градусов, а громче я не слушаю). Дополнительных радиаторов не устанавливал.
В общем, рекомендую, особенно для устройств, где некритично питание, а сделать которые нужно "еще вчера". Вещь выше всяких похвал. Однако стоит помнить, что ток выше 2А они без радиатора все же держат с трудом, так что либо параллелим несколько плат, либо припаиваем под микросхему медные теплоотводы (порекомендовал бы медные радиаторы от ноутбучных процессоров либо от старых видеокарт - там зачастую тоже были медные).

<
  • Гражданин
24 апреля 2016 20:34

Дмитрий Смазнов / dm_smazzy

  • С нами с 21.02.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 12 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Доброго времени суток! Хочу попробовать на таких штуках сделать блок питания для гитарных педалей, но есть проблема. Транс у меня выдает 4 х 28 переменки,т.е после выпрямителя с кондером напряжение на каждой вторичке будет 38 вольт, а максимальное напряжение на входе моего преобразователя где-то 34 в. Подскажите, можно ли использовать делитель напряжения после выпрямителя,что бы подать,скажем, половину,т.е. 20в? Транс ТА-1- 127/220-50

<
  • Главный редактор
25 апреля 2016 11:49

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 631 комментарий
  • 261 публикация
 
  • 0
Дима, нужно искать другой транс.
Или отматывать этот. Тогда даже модули не понадобятся. smile
Или искать вариант DC-DC преобразователя на более высокое входное напряжение.


Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.