LM2596S DC-DC знижуючий модуль напруги регулюваний

Цей модуль дозволяє знижувати напругу постійного струму з вищого значення до нижчого. Він працює за принципом імпульсного понижуючого перетворювача (Step-Down / Buck Converter) і забезпечує регульовану вихідну напругу.

1. Розуміння клем та компонентів

• Вхід живлення (IN):
  • IN+: Плюсовий контакт входу (позитивний полюс джерела живлення).
  • IN-: Мінусовий контакт входу (негативний полюс джерела живлення).
• Вихід (OUT):
  • OUT+: Плюсовий контакт виходу (для підключення навантаження).
  • OUT-: Мінусовий контакт виходу (для підключення навантаження).
• Регулятор напруги: Синій багатообертовий підлаштовувальний резистор (потенціометр) для точного налаштування вихідної напруги.
• Основні компоненти на платі:
  • Мікросхема LM2596: Основний керуючий елемент перетворювача.
  • Діод Шотткі: Для випрямлення імпульсної напруги.
  • Індуктивність: Накопичує енергію під час роботи перетворювача.
  • Конденсатори: Для фільтрації вхідної та вихідної напруги.
  • Світлодіод-індикатор: Показує наявність живлення на платі (у деяких моделях).

2. Підключення

 flowchart LR
    PS["Джерело живлення"] -->|"+"| IN+["IN+"]
    PS -->|"-"| IN-["IN-"]
    
    IN+ --- Module["Модуль LM2596"]
    IN- --- Module
    Module --- OUT+["OUT+"]
    Module --- OUT-["OUT-"]
    
    OUT+ --> Load["Навантаження"]
    OUT- --> Load
    
    Module --> Pot["Потенціометр"]
  

1. Підключіть джерело живлення постійного струму до входів IN+ (плюс) та IN- (мінус).
2. Підключіть навантаження до виходів OUT+ (плюс) та OUT- (мінус).
3. Дотримуйтесь полярності при підключенні як до входу, так і до виходу модуля.
4. Рекомендується припаяти дроти до контактних площадок для надійного з'єднання.

3. Налаштування вихідної напруги

1. Підключіть вхідне живлення до модуля (без навантаження на виході).
2. Підключіть вольтметр до виходів OUT+ та OUT- або використовуйте версію модуля з вбудованим вольтметром.
3. За допомогою маленької викрутки обережно обертайте гвинт потенціометра, спостерігаючи за показаннями вольтметра.
4. Обертання за годинниковою стрілкою зазвичай збільшує вихідну напругу, проти годинникової - зменшує.
5. Встановіть бажану вихідну напругу й перевірте її стабільність.

4. Технічні характеристики та обмеження

• Вхідна напруга: від ~3.3В до 40В.
• Вихідна напруга: регульована від ~1.3В до значення, трохи меншого за вхідну напругу (різниця мінімум ~0.4В).
• Вихідний струм:
  • Номінальний: 2А.
  • Максимальний (заявлений): 3А.
  • Рекомендований для тривалої роботи без охолодження: до 1.5А.
• Ефективність (ККД): ~74-84% (залежить від режиму роботи).
• Частота перетворення: ~50 кГц.
• Захист: від короткого замикання на виході та термозахист від перегріву.
• Відсутній захист: від переполюсовки на вході!

5. Рекомендації щодо використання

Струмове навантаження

• До 1.5А: Стабільна робота, нагрів незначний, додаткове охолодження не потрібне.
• Від 1.5А до 2А: Модуль значно гріється (до 100°C). Потрібне хороше охолодження (радіатор та/або обдув).
• Від 2А до 2.5А: Робота тільки з активним охолодженням (радіатор + вентилятор).
• 3А: Не рекомендується для тривалої роботи. Швидко перегрівається і спрацьовує термозахист.

Обмеження та особливості

• При налаштуванні вихідної напруги вище ~35В починає сильно грітися обмежувальний резистор світлодіода-індикатора.
• Модуль має досить значні пульсації на виході, особливо під навантаженням (до 0.2-0.3В).
• Для чутливого до пульсацій обладнання може знадобитися додатковий LC або RC фільтр на виході.
• Модулі з вбудованим вольтметром мають нижчий ККД через власне споживання вольтметра.

6. Захист від переполюсовки (самостійне додавання)

Оскільки модуль не має вбудованого захисту від неправильної полярності на вході, рекомендується додати його самостійно:

Варіант 1: Простий, але з втратами

 flowchart LR
    PS["Джерело живлення"] -->|"+"| SD["Діод Шотткі"] --> IN+["IN+"]
    PS -->|"-"| IN-["IN-"]
    
    IN+ --- Module["Модуль LM2596"]
    IN- --- Module
    Module --- OUT+["OUT+"]
    Module --- OUT-["OUT-"]
  

• Впаяйте діод Шотткі (наприклад, SS34, SS54) в розрив плюсового входу (IN+).
• Переваги: Простота реалізації.
• Недоліки: Падіння напруги на діоді (~0.2-0.5В) та зниження ККД.

Варіант 2: Кращий, без втрат у робочому режимі

 flowchart LR
    PS["Джерело живлення"] -->|"+"| F["Запобіжник"] --> IN+["IN+"]
    PS -->|"-"| IN-["IN-"]
    
    D["Діод"] --- IN+
    D --- IN-
    
    IN+ --- Module["Модуль LM2596"]
    IN- --- Module
    Module --- OUT+["OUT+"]
    Module --- OUT-["OUT-"]
  

1. Впаяйте діод (звичайний або Шотткі) паралельно входу (анод до IN-, катод до IN+).
2. Впаяйте запобіжник відповідного номіналу в розрив плюсового входу (IN+) перед діодом.
3. Принцип роботи: При правильному підключенні діод закритий і не впливає на роботу. При переполюсовці діод відкривається, створюючи коротке замикання, через що перегорає запобіжник, захищаючи модуль.
4. Переваги: Немає втрат напруги в нормальному режимі роботи.
5. Недоліки: Потребує заміни запобіжника після спрацювання.