LM2596S DC-DC понижающий модуль напряжения регулируемый

Этот модуль позволяет снижать напряжение постоянного тока с высшего значения до низшего. Он работает по принципу импульсного понижающего преобразователя (Step-Down / Buck Converter) и обеспечивает регулируемое выходное напряжение.

1. Понимание клемм и компонентов

• Вход питания (IN):
  • IN+: Плюсовой контакт входа (положительный полюс источника питания).
  • IN-: Минусовой контакт входа (отрицательный полюс источника питания).
• Выход (OUT):
  • OUT+: Плюсовой контакт выхода (для подключения нагрузки).
  • OUT-: Минусовой контакт выхода (для подключения нагрузки).
• Регулятор напряжения: Синий многооборотный подстроечный резистор (потенциометр) для точной настройки выходного напряжения.
• Основные компоненты на плате:
  • Микросхема LM2596: Основной управляющий элемент преобразователя.
  • Диод Шоттки: Для выпрямления импульсного напряжения.
  • Индуктивность: Накапливает энергию во время работы преобразователя.
  • Конденсаторы: Для фильтрации входного и выходного напряжения.
  • Светодиод-индикатор: Показывает наличие питания на плате (в некоторых моделях).

2. Подключение

 flowchart LR
    PS["Источник питания"] -->|"+"| IN+["IN+"]
    PS -->|"-"| IN-["IN-"]
    
    IN+ --- Module["Модуль LM2596"]
    IN- --- Module
    Module --- OUT+["OUT+"]
    Module --- OUT-["OUT-"]
    
    OUT+ --> Load["Нагрузка"]
    OUT- --> Load
    
    Module --> Pot["Потенциометр"]
  

1. Подключите источник питания постоянного тока к входам IN+ (плюс) и IN- (минус).
2. Подключите нагрузку к выходам OUT+ (плюс) и OUT- (минус).
3. Соблюдайте полярность при подключении как ко входу, так и к выходу модуля.
4. Рекомендуется припаять провода к контактным площадкам для надежного соединения.

3. Настройка выходного напряжения

1. Подключите входное питание к модулю (без нагрузки на выходе).
2. Подключите вольтметр к выходам OUT+ и OUT- или используйте версию модуля со встроенным вольтметром.
3. С помощью маленькой отвертки осторожно вращайте винт потенциометра, наблюдая за показаниями вольтметра.
4. Вращение по часовой стрелке обычно увеличивает выходное напряжение, против часовой - уменьшает.
5. Установите желаемое выходное напряжение и проверьте его стабильность.

4. Технические характеристики и ограничения

• Входное напряжение: от ~3.3В до 40В.
• Выходное напряжение: регулируемое от ~1.3В до значения, немного меньшего входного напряжения (разница минимум ~0.4В).
• Выходной ток:
  • Номинальный: 2А.
  • Максимальный (заявленный): 3А.
  • Рекомендуемый для длительной работы без охлаждения: до 1.5А.
• Эффективность (КПД): ~74-84% (зависит от режима работы).
• Частота преобразования: ~50 кГц.
• Защита: от короткого замыкания на выходе и термозащита от перегрева.
• Отсутствует защита: от переполюсовки на входе!

5. Рекомендации по использованию

Токовая нагрузка

• До 1.5А: Стабильная работа, нагрев незначительный, дополнительное охлаждение не требуется.
• От 1.5А до 2А: Модуль значительно греется (до 100°C). Требуется хорошее охлаждение (радиатор и/или обдув).
• От 2А до 2.5А: Работа только с активным охлаждением (радиатор + вентилятор).
• 3А: Не рекомендуется для длительной работы. Быстро перегревается и срабатывает термозащита.

Ограничения и особенности

• При настройке выходного напряжения выше ~35В начинает сильно греться ограничительный резистор светодиода-индикатора.
• Модуль имеет достаточно значительные пульсации на выходе, особенно под нагрузкой (до 0.2-0.3В).
• Для чувствительного к пульсациям оборудования может потребоваться дополнительный LC или RC фильтр на выходе.
• Модули со встроенным вольтметром имеют более низкий КПД из-за собственного потребления вольтметра.

6. Защита от переполюсовки (самостоятельное добавление)

Поскольку модуль не имеет встроенной защиты от неправильной полярности на входе, рекомендуется добавить её самостоятельно:

Вариант 1: Простой, но с потерями

 flowchart LR
    PS["Источник питания"] -->|"+"| SD["Диод Шоттки"] --> IN+["IN+"]
    PS -->|"-"| IN-["IN-"]
    
    IN+ --- Module["Модуль LM2596"]
    IN- --- Module
    Module --- OUT+["OUT+"]
    Module --- OUT-["OUT-"]
  

• Впаяйте диод Шоттки (например, SS34, SS54) в разрыв плюсового входа (IN+).
• Преимущества: Простота реализации.
• Недостатки: Падение напряжения на диоде (~0.2-0.5В) и снижение КПД.

Вариант 2: Лучший, без потерь в рабочем режиме

 flowchart LR
    PS["Источник питания"] -->|"+"| F["Предохранитель"] --> IN+["IN+"]
    PS -->|"-"| IN-["IN-"]
    
    D["Диод"] --- IN+
    D --- IN-
    
    IN+ --- Module["Модуль LM2596"]
    IN- --- Module
    Module --- OUT+["OUT+"]
    Module --- OUT-["OUT-"]
  

1. Впаяйте диод (обычный или Шоттки) параллельно входу (анод к IN-, катод к IN+).
2. Впаяйте предохранитель соответствующего номинала в разрыв плюсового входа (IN+) перед диодом.
3. Принцип работы: При правильном подключении диод закрыт и не влияет на работу. При переполюсовке диод открывается, создавая короткое замыкание, из-за чего перегорает предохранитель, защищая модуль.
4. Преимущества: Нет потерь напряжения в нормальном режиме работы.
5. Недостатки: Требует замены предохранителя после срабатывания.