Кратко о LM2596S с двумя USB
LM2596S с двумя USB-A — понижающий DC-DC модуль для получения фиксированных 5 В от источника постоянного напряжения 6–40 В.
Оба USB-порта подключены к общему выходу. Максимальный ток 3 А является суммарным для двух портов, а не доступным отдельно на каждом.
Ключевые характеристики
- Тип преобразования
- понижающий DC-DC, buck / step-down
- Контроллер
- LM2596S 5.0 P+
- Входное напряжение
- 6–40 В DC
- Выходное напряжение
- 5 В DC, фиксированное
- Максимальный выходной ток
- 3 А суммарно для обоих USB-портов
- Выходные разъёмы
- 2 × USB-A, параллельное подключение
- Входное подключение
- 2-контактная винтовая клемма
- Диод
- SS34, Шоттки
- Дроссель
- 47 мкГн, экранированный
- Частота контроллера
- 150 кГц[1]
- Размеры платы
- 57 × 18,5 мм
Подробное описание и особенности
Фиксированное 5-вольтовое питание
Модуль понижает входное постоянное напряжение до 5 В и подаёт его на два разъёма USB-A. Выход не регулируется, поэтому плата предназначена именно для нагрузок с 5-вольтовым питанием.
Один выход на два порта
USB-порты работают параллельно и делят общий токовый ресурс. Если подключены два устройства, их суммарное потребление не должно превышать 3 А. Модуль обеспечивает питание 5 В, но не гарантирует поддержку протоколов QC, PD или конкретную скорость зарядки.
Запас по входному напряжению
Входной диапазон начинается с 6 В, однако вблизи нижней границы запас между входным и выходным напряжением невелик. Для нагрузки с большим током ориентируйтесь как минимум на 7 В на входе и проверяйте 5 В непосредственно под рабочей нагрузкой.[1]
Ток и тепловой режим
Значение 3 А является максимальным. Допустимый продолжительный ток зависит от входного напряжения, вентиляции, температуры, проводов и фактического потребления. Микросхема LM2596 имеет внутреннее ограничение тока и тепловое отключение, но эти функции не заменяют внешний предохранитель и контроль нагрева готовой платы.[1]
Подойдёт / не подойдёт
Подойдёт
- для получения 5 В USB от стабильного источника 12 или 24 В DC;
- для питания USB-устройств, отладочных плат и периферии с известным потреблением;
- для двух маломощных USB-нагрузок с суммарным током до 3 А;
- для встроенных блоков питания, стендов и систем автоматики, где требуется фиксированный выход 5 В.
Не подойдёт
- для переменного напряжения, повышения напряжения или регулируемого выхода;
- для нагрузок, которым требуется суммарно более 3 А;
- когда обязательны QC, USB Power Delivery или гарантированный режим быстрой зарядки;
- для непосредственной зарядки отдельных аккумуляторных элементов без соответствующего контроллера заряда;
- для монтажа во влажной, запылённой или металлической среде без защитного корпуса.
Примеры применения
USB-питание от системы 12 В
Модуль может питать навигатор, видеорегистратор или другое 5-вольтовое USB-устройство от стабильной 12-вольтовой линии. При использовании в транспорте дополнительно требуется защита от импульсных перенапряжений.
Вспомогательный выход от источника 24 В
От 24-вольтового блока питания можно получить два выхода USB-A для контроллера и периферии, если их суммарный ток остаётся в пределах возможностей модуля.
Лабораторный или DIY-стенд
Плата подходит в качестве готовой 5-вольтовой линии для тестирования USB-питания, макетирования и питания совместимой электроники от источника с более высоким постоянным напряжением.
Подключение
Проверьте источник
Используйте источник постоянного напряжения 6–40 В. Учитывайте не только номинальное значение, но и возможные пусковые выбросы: входное напряжение не должно превышать 40 В.
Добавьте защиту входа
Установите предохранитель как можно ближе к источнику и подберите его с учётом допустимого тока проводки и нагрузки. Для автомобильного монтажа доступен предохранитель Mini с выбором номинала.
Подключите вход
При отключённом питании зажмите провода в винтовой клемме, точно соблюдая полярность «плюс» и «минус».
Проверьте выход
Перед подключением целевого устройства подайте питание и измерьте напряжение на USB-выходе. После подключения нагрузки повторно проверьте 5 В.
Проконтролируйте рабочий режим
Подключайте USB-нагрузки с учётом суммарного тока. Во время первого продолжительного запуска проверьте стабильность выхода, нагрев платы, клеммы и проводов.
Альтернативы
Регулируемое напряжение и более высокий максимальный ток
Если готовые USB-разъёмы не нужны, а выход требуется настраивать, рассмотрите понижающий модуль XL4015 4–38 В, до 5 А. При высоком токе ему также необходимы надлежащее охлаждение и проверка под нагрузкой.
Компактный встроенный выход 5 В
Если два USB-порта не нужны и допустим монтаж пайкой, альтернативой является компактный преобразователь CN3903 5 В, 3 А с более низкой верхней границей входного напряжения.
Ограничения и безопасность
Не перепутайте полярность
Неправильная полярность на винтовой клемме может повредить модуль, источник или подключённые устройства. Все соединения выполняйте при отключённом питании.
Не превышайте 40 В
Предельное значение рабочего входного напряжения составляет 40 В DC. Для автомобильной сети, генератора или другого источника с импульсными выбросами предусмотрите отдельную защиту от перенапряжения.
3 А — суммарный максимум
Не нагружайте каждый USB-порт током 3 А. Уменьшите суммарную нагрузку, если выходное напряжение проседает, плата чрезмерно нагревается или работа устройств становится нестабильной.
Оставляйте запас вблизи нижней границы
При входном напряжении около 6 В проверяйте выход под фактической нагрузкой. Для значительного тока используйте источник как минимум на 7 В, чтобы обеспечить достаточный запас для стабилизации.[1]
Защитите открытую плату
Не допускайте контакта с металлическими предметами, влагой и проводящей пылью. При монтаже учитывайте размеры платы 57 × 18,5 мм и оставьте место для USB-штекеров, проводов и вентиляции.
FAQ
Выдаёт ли каждый USB-порт по 3 А?
Нет. 3 А — максимальный суммарный ток двух параллельных портов. Фактический ток распределяется между подключёнными устройствами.
Будет ли модуль работать от 12 или 24 В?
Да, оба значения входят в диапазон 6–40 В DC. Источник должен обеспечивать постоянное напряжение, а возможные выбросы не должны выходить за допустимый предел.
Можно ли заряжать смартфон?
Модуль подаёт 5 В через USB-A. Доступный ток и скорость зарядки зависят от устройства и кабеля; поддержку QC или PD ожидать не следует.
Почему выходное напряжение проседает ниже 5 В?
Проверьте напряжение источника под нагрузкой, полярность, затяжку клеммы, сечение проводов, суммарный ток двух портов и температуру платы. При входном напряжении около 6 В увеличьте запас по напряжению.
Можно ли подключать модуль без корпуса?
При кратковременном стендовом использовании защитите плату от случайного замыкания. Для постоянного монтажа установите её в вентилируемый корпус с доступом к USB-портам и клемме.
Документы и источники
- Texas Instruments, LM2596 SIMPLE SWITCHER Power Converter 150-kHz 3-A Step-Down Voltage Regulator, Rev. G: частота контроллера, условия для 5-вольтовой версии, ограничение тока и тепловое отключение микросхемы.