Оригинальный Step-Down
Автор Toledo   
09.04.2010 г.

Предлагаю вам схему «удобного» step-down, удобного потому, что его легко собрать на любое напряжение и ток (в разумных пределах), и он совершенно не нуждается в какой-либо наладке и при правильном монтаже сразу начинает работать.

Я применил интегральный ШИМ-контроллер высокой степени интеграции, нуждающийся в минимуме внешних компонентов, вся обвязка, в том числе и делитель, находятся внутри него. Для выходного напряжения 12в подходит LM2576-12. Вообще микросхема LM2576 выпускается c несколькими выходными фиксированными напряжениями и в регулируемой версии LM2576-ADJ.

 

Принципиальная схема блока питания
Принципиальная схема блока питания

Выходной силовой каскад состоит из двух мосфетов, использованы n-канальные, выбор которых весьма велик. Один мосфет работает в качестве силового ключа, второй в качестве синхронного выпрямителя, позволяя уменьшить падение напряжения на диоде с 0,4...0,6в до 0,05в и менее.

Для раскочегаривания затворов применяется драйвер полумоста, я выбрал IR2104, как наиболее распространённый.
Этот драйвер имеет фиксированное мёртвое время в 520нсек для недопущения сквозного тока (сквознячёк) в полумосте.

Максимальный выходной ток преобразователя зависит только от применяемых компонентов, коими являются полевые транзисторы, дроссель и соединительные проводники, а значит при современной элементной базе он ограничен только вашими желаниями или материальными средствами.

Чем длиннее провод обмотки дросселя, тем большее сопротивление он будет иметь, а значит превращать текущий через него ток в тепло. Я применил готовый выходной дроссель от АТХ БП канала +12в, имеющий 27 витков, намотанных сложенным вдвое проводом 1мм на колечке примерно 10х27х10 салатового цвета, подойдёт любой дроссель имеющий минимум 80 мкГн, его можно намотать на бело-жёлтом торике от АТХ. Лучше намотать более мелким проводом сложенным в несколько жил, чем одним толстым - это немного снизит скин-эффект. Для любителей самостоятельно повозится с расчётами дросселя напоминаю, что LM2576 работает на фиксированной частоте 52 кГц.

Несколько слов по элементам:
Резистор R2 не необходимая роскошь, можно обойтись и без него.
Резистор R1 является нагрузкой DD1, т.к. IR2104 имеет высокое входное сопротивление, и если резистор не поставить, то вы обнаружите на выходе то же напряжение, что и на входе, но медленно падающее, а внутреннее сопротивление вашего преобразователя будет стремится к максимуму :)
Конденсаторы С2 и С4 необходимо распаивать поближе к ножкам драйвера.
Диод D1 обязательно должен быть ультрафаст: вместо HER108 подойдёт что-нибудь типа UF4007 и тп.
D2 - защита от дурака, подойдёт любой на ток минимум 200мА, например 1N4007
D3 - шоттки, его можно не ставить, потеряете не много :) как впрочем и C1 и C3.
Отдельного упоминания заслуживают входной C5 и выходной С6: лучше применить два по 1000мкФ, чем один на 2200мкФ, так вы хотя бы немного компенсируете их отвратительно большие сопротивления, и если у вас есть возможность, то ставте сюда компьютерные 105град. Low ESR.

Мой вариант PCB: 60х30мм (стеклотекстолит FR-4 толщиной 1мм):

Печатная плата
Печатная плата преобразователя

 

Если будете повторять мою разводку, то ещё раз для себя уточните размеры компонентов, т.к. монтаж очень плотный, а  место для радиаторов Т1 и Т2 не предусмотрено. На печатке присутствует место для светодиода индикатора питания и его ограничивающего резистора. Диод D3 между Т2 и электролитом в данном варианте вы не поставите, так как там зазор всего около 3мм и вам его придётся распаивать на обратной стороне.

Обозначенный на РСВ резистор правее 5й ноги LM2576 в моем случае (при LM2576-12) является перемычкой, для ADJ версии микросхемы тут удобно поставить выводной резистор или, немного изменив трассировку, подстроечный.
Если делать совсем уж кошерно, то следите, чтобы пути от выхода драйвера к затворам и от Vs (7я нога IR2104) и СОМ на затворы сильно не затягивались и не утончались.

Общий провод шима лучше отделить от общего силового, например как в данном варианте - это позволит ослабить наводки от пульсаций.

Фото собранного устройства:

Вид изделия с одного боку
Внешний вид с одной стороны

Внешний вид изделя с другого боку
Внешний вид с другой стороны

Вид снизу
Вид снизу

Чертеж печатной платы в формате Sprint Layout можно скачать в файловом архиве.

Обсудить материал на форуме. (83 сообщений)

 


Добавить в любимые (1) | Просмотров: 43534

  Коментарии (10)
 1 Написал(а) Igor, в 22:19 09.04.2010
при нагрузке до 1а КПД составляет не более 75....76%, при нагрузке 2.8а замер показал КПД 88.9%. при выходном токе более 5а надо увеличивать входной электролит до 10000мкф.
 2 Написал(а) ИРБИС, в 13:31 11.04.2010
Всё эт хорошо, но почему керамику не ставим? Думаю, она тут не помешает во многих местах - 52 кГц всё-таки. 
 
2 Igor: всегда был и буду против "многофарадной" болезни. Примените танталовые и керамику или хотя бы LSR - ёмкости намного меньше уже требуются. А десятки мФ ещё надо зарядить суметь без последствий.
 3 Написал(а) Евгений Голяев, в 15:16 11.04.2010
С файлового архива не качается, фатальная ошибка говорит.
 4 Написал(а) Блондинка, в 17:23 11.04.2010
Перерисуй схему нормально. А то бредятина какая-то. На схеме левак, на плате нормально, в собранном виде резистор и светодиод поменяны местами. Доведи до ума.
 5 Написал(а) ARV, в 22:00 11.04.2010
в схеме была ошибочка - изменили мы, теперь, как я понимаю, все ништяк
 6 Написал(а) БлОнДиНоЧкА, в 20:50 12.04.2010
И что поменяли? 1 и 4 нога 2576 перепутаны, на 1 ногу 2104 не подается питание, со второй ноги 2576 через резистор на 2ю 2104 и 330 Ом на землю (делитель) 3/4, все таки, что изменилось?
 7 Написал(а) ARV, в 20:50 12.04.2010
у вас, похоже, кэш браузера не обновился :) в новой схеме вроде бы все нормально :)
 8 Написал(а) Herz, в 11:17 01.06.2010
D2 (защита от дурака) совершенно лишний, ибо он не спасёт от переполюсовки: ток потечёт через боди-диоды мосфетов. Лучше поставить на входе предохранитель.
 9 Написал(а) Евгений, в 13:32 24.03.2011
За место IR2104 можно поставить IR2153 или нельзя?
 10 Написал(а) Дмитрий, в 11:58 16.07.2011
Кто нибудь скажет как обозначается 5 нога IR2104 в даташи не обозначена

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.