Teknik özellikler
Bu modül, üretimine başlandığı tarihten itibaren on yıldan fazla bir süredir ucuz ve aynı zamanda güvenilir bir çözüm olduğunu kanıtlamış olan tek kristalli LM2596S DC-DC darbe dönüştürücüsüne dayanmaktadır. Dönüştürücü mikro devresi, 150 ±15% kHz frekansında entegre düşük empedanslı MOSFET anahtarlamasını kontrol eden bir PWM denetleyicisi içerir. Modül 4.0V ile 34V arasındaki giriş DC gerilimi ile çalışmakta olup, çıkışta sabit 1.25V ~ 33V'a dönüştürülerek düşürülmektedir. Modülün giriş ve çıkışındaki minimum voltaj farkı %2,5’u geçmemelidir. LM2596S'in desteklediği gerilim seviyeleri, devreye takılı 35V elektrolitik filtre kondansatörleri tarafından sınırlandırılmıştır. LM2596S mikro devresinin kendi kendini izleme algoritması, giriş voltaj seviyesi 2V'un altına düştüğünde dönüştürme ünitesini kapatacak şekilde yapılandırılmıştır.
LM2596S çipine ek pasif veya aktif hava soğutması takılmadan, normal çalışma koşullarında (+25℃) çıkış yük akımı 1-1,5 A aralığındadır. 3A'ya kadar akıma sahip yükler için, voltaj regülatörü mikro devresinin ve kartın diğer bazı bileşenlerinin gelişmiş soğutulması zorunlu olmalıdır.
Dönüştürücü kartında, gerilim kutuplarının yanlış bağlanması sonucu LM2596S çipinin zarar görmesini önlemek için önceden kurulmuş koruma devreleri yoktur.
Dönüştürücü çıkışındaki voltajın bağlanması ve ayarlanması
Lehimleme telleri veya konnektörleri için özel hazırlanmış giriş/çıkış voltaj alanlarının olmaması, kartın bağlanma yöntemini basitleştirir ve kolaylaştırır. Başlangıç gerilim ve akım kaynağının kontakları IN+/IN- giriş grubunun 2 mm vidalı terminaline sıkıştırılır. Yük devresi OUT+/OUT-'nin karşı tarafına bağlanır.
LM2596 dönüştürücü kartının gerçek "vurgusu", deneyimsiz bir kullanıcıyı bile kafası ve elleriyle çok çalışmaya zorlayabilecek ek bir trim direncine sahip çok aşamalı çıkış voltaj regülasyon sistemidir. Tek bir kırmızı gövde içerisinde bulunan altı adet DIP switch'in yanında 0,5V, 1V, 2V, 4V, 8V ve 16V gerilim değerleri işaretlenmiştir. İlk bakışta her şey basit ve son derece açık görünüyor - çıkış voltaj seviyesi, açma anahtarının üzerindeki yazıya karşılık geliyor. Ancak gerilim kontrolünün prensibi bunun tam tersidir. Belirtilen voltaj değerleri son seviyeden çıkarıldıktan sonra trimmer ile ayarlama yapılır. Tüm anahtarların toplamı 31.5V, minimum (referans) çıkış voltajı ise 1.25V'tur.
Konvertörün benzersiz modifikasyonunun yaratıcılarının fikirlerine göre, anahtarlama sistemi yalnızca modül 34 ~ 35V giriş voltajının en yüksek seviyesinden beslendiğinde tam olarak çalışır. Aşağıdaki yöntem kullanılmıştır: Girişte 34V, çıkışta 27.3V ile 33.3V arası trimer kullanılarak, tüm DIP switch'ler kapalı konuma getirilir. DIP switch'lerin pozisyonları değiştirilerek, çok turlu trimmer vidasının döndürülmesiyle (saat yönünde - ekleme, saat yönünün tersine - azaltma, tam strok - 360°'de 28±3 tur) istenilen voltaj seçilir. Örneğin, orijinal 32V çıkış voltajı 16V'a (DIP 16V açık), 8V'a (DIP 16V+DIP 8V açık), 4V'a (DIP 16V+DIP 8V+DIP 4V açık) vb. düşürülür. Veya 12V'a (DIP 16V+DIP 4V etkin), 9V'a (DIP 16V+DIP 4V+DIP 2V+DIP 1V etkin), 5V'a (DIP 16V+DIP 8V+DIP 2V+DIP 1V etkin) vb. yapılandırılır. OUT+/- terminallerindeki ≤ ±3V aralığındaki sapma, bir trimer ile manuel olarak ayarlanır.
DIP switch sisteminin önemli bir dezavantajı vardır - çıkışta mevcut voltaj değerlerinin aralığı doğrudan giriş seviyesine bağlıdır. Bu davranışın sebebi LM2596S geri besleme döngüsünde farklı değerlerdeki birden fazla direncin zincir halinde bağlanmasında gizlidir. Yani 30V giriş voltajıyla (DIP anahtarları kapalı) çıkış 27.5V ~ 29.5V, 16V DIP anahtarı açıkken ise 13.9V ~ 20.7V olabilir. 20.8V ~ 27.6V arasındaki ara aralık kullanılamayacak. Benzer şekilde, giriş 24V olduğunda DIP anahtarı kapalıyken çıkışta düzenlenmemiş 23,6V, 16V DIP anahtarı açıkken ise 13,9V ~ 20,7V olur. İkinci örnekte de 20,8V ~ 23,5V aralığında çıkış değerlerinin elde edilmesi mümkün değildir. Giriş için 15V, 11V ~ 14.0V hariçtir, vb.
Giriş gerilimi 16V ≤ U in ≤ 32V aralığında iken, daha düşük gerilim değerlerine sahip tüm DIP anahtarları (0,5V ile 8V dahil) kontrolsüz durumdadır ve sürekli açık olan DIP 16V tarafından aktif hale getirilir. Bu durum diğer tüm DIP anahtarları için de geçerlidir. Örneğin, 8V ≤ U in ≤ 16V eşitliği korunursa, DIP16+DIP8 açılana kadar 0,5V - DIP 4V DIP anahtarları kontrol edilmez, vb.
Toplanabilir voltaj tablosu
"DIP anahtar konumu" hücresi, soldan sağa doğru, aktif-pasif DIP anahtarlarının 0,5V, 1V, 2V, 4V, 8V, 16V (kapalı durumda - 0, açık durumda - 1) kombinasyonlarını ve bunların en yüksek seviye 33-34V çıkış voltajından çıkarılmış toplam değerini gösterir.
Gerilim stabilizasyonu
LM2596S-ADJ düşürücü regülatör çipi, giriş voltajı çıkış ayar noktasının üzerinde olduğu sürece çıkış voltajını dengeler ve sabitler. Giriş gerilimi ayarlanan eşik değerinin altına düştüğünde çıkış gerilimi giriş gerilimine eşit olur.
Mekanik DIP anahtarlı LM2596 dönüştürücünün şematik diyagramı
- Giriş voltajı 3,5 ~ 34 V
- Blokaj voltajı: 2V'dan az
- Çıkış voltajı 1,25 ~ 33 V
- Maksimum akım: 2A (radyatör ile 3A)
- Dönüştürücü çip: LM2596S-ADJ
- Çıkış voltaj düşüşü, maks: %3
- Dönüşüm verimliliği (COP), maks.: %93'e kadar
- PWM modülatör frekansı: 150 ± 15% kHz
- Kontrol: çıkış voltajı
- Ayarlama yöntemleri: 6 konumlu DIP anahtarı, çok turlu trimpot
- Potansiyometre tur sayısı: 25 ± 3
- Ayarlama adımı
- DIP anahtarları: 0,5 V, 1,0 V, 2,0 V, 4,0 V, 8,0 V, 16 V
- Düzeltici: 0.001V ~ 0.01V
- LED göstergesi: çıkış voltajı
- Modülde koruma: yok
- Montaj delikleri: 4 x Ø3.0 mm
- Kontak grubu: vidalı terminaller
- Çalışma sıcaklığı: -25℃ ~ +75℃
- Boyutlar: 58,5 x 35,2 x 12 mm
Bu modül, üretimine başlandığı tarihten itibaren on yıldan fazla bir süredir ucuz ve aynı zamanda güvenilir bir çözüm olduğunu kanıtlamış olan tek kristalli LM2596S DC-DC darbe dönüştürücüsüne dayanmaktadır. Dönüştürücü mikro devresi, 150 ±15% kHz frekansında entegre düşük empedanslı MOSFET anahtarlamasını kontrol eden bir PWM denetleyicisi içerir. Modül 4.0V ile 34V arasındaki giriş DC gerilimi ile çalışmakta olup, çıkışta sabit 1.25V ~ 33V'a dönüştürülerek düşürülmektedir. Modülün giriş ve çıkışındaki minimum voltaj farkı %2,5’u geçmemelidir. LM2596S'in desteklediği gerilim seviyeleri, devreye takılı 35V elektrolitik filtre kondansatörleri tarafından sınırlandırılmıştır. LM2596S mikro devresinin kendi kendini izleme algoritması, giriş voltaj seviyesi 2V'un altına düştüğünde dönüştürme ünitesini kapatacak şekilde yapılandırılmıştır.
LM2596S çipine ek pasif veya aktif hava soğutması takılmadan, normal çalışma koşullarında (+25℃) çıkış yük akımı 1-1,5 A aralığındadır. 3A'ya kadar akıma sahip yükler için, voltaj regülatörü mikro devresinin ve kartın diğer bazı bileşenlerinin gelişmiş soğutulması zorunlu olmalıdır.
Dönüştürücü kartında, gerilim kutuplarının yanlış bağlanması sonucu LM2596S çipinin zarar görmesini önlemek için önceden kurulmuş koruma devreleri yoktur.
Dönüştürücü çıkışındaki voltajın bağlanması ve ayarlanması
Lehimleme telleri veya konnektörleri için özel hazırlanmış giriş/çıkış voltaj alanlarının olmaması, kartın bağlanma yöntemini basitleştirir ve kolaylaştırır. Başlangıç gerilim ve akım kaynağının kontakları IN+/IN- giriş grubunun 2 mm vidalı terminaline sıkıştırılır. Yük devresi OUT+/OUT-'nin karşı tarafına bağlanır.
LM2596 dönüştürücü kartının gerçek "vurgusu", deneyimsiz bir kullanıcıyı bile kafası ve elleriyle çok çalışmaya zorlayabilecek ek bir trim direncine sahip çok aşamalı çıkış voltaj regülasyon sistemidir. Tek bir kırmızı gövde içerisinde bulunan altı adet DIP switch'in yanında 0,5V, 1V, 2V, 4V, 8V ve 16V gerilim değerleri işaretlenmiştir. İlk bakışta her şey basit ve son derece açık görünüyor - çıkış voltaj seviyesi, açma anahtarının üzerindeki yazıya karşılık geliyor. Ancak gerilim kontrolünün prensibi bunun tam tersidir. Belirtilen voltaj değerleri son seviyeden çıkarıldıktan sonra trimmer ile ayarlama yapılır. Tüm anahtarların toplamı 31.5V, minimum (referans) çıkış voltajı ise 1.25V'tur.
Konvertörün benzersiz modifikasyonunun yaratıcılarının fikirlerine göre, anahtarlama sistemi yalnızca modül 34 ~ 35V giriş voltajının en yüksek seviyesinden beslendiğinde tam olarak çalışır. Aşağıdaki yöntem kullanılmıştır: Girişte 34V, çıkışta 27.3V ile 33.3V arası trimer kullanılarak, tüm DIP switch'ler kapalı konuma getirilir. DIP switch'lerin pozisyonları değiştirilerek, çok turlu trimmer vidasının döndürülmesiyle (saat yönünde - ekleme, saat yönünün tersine - azaltma, tam strok - 360°'de 28±3 tur) istenilen voltaj seçilir. Örneğin, orijinal 32V çıkış voltajı 16V'a (DIP 16V açık), 8V'a (DIP 16V+DIP 8V açık), 4V'a (DIP 16V+DIP 8V+DIP 4V açık) vb. düşürülür. Veya 12V'a (DIP 16V+DIP 4V etkin), 9V'a (DIP 16V+DIP 4V+DIP 2V+DIP 1V etkin), 5V'a (DIP 16V+DIP 8V+DIP 2V+DIP 1V etkin) vb. yapılandırılır. OUT+/- terminallerindeki ≤ ±3V aralığındaki sapma, bir trimer ile manuel olarak ayarlanır.
DIP switch sisteminin önemli bir dezavantajı vardır - çıkışta mevcut voltaj değerlerinin aralığı doğrudan giriş seviyesine bağlıdır. Bu davranışın sebebi LM2596S geri besleme döngüsünde farklı değerlerdeki birden fazla direncin zincir halinde bağlanmasında gizlidir. Yani 30V giriş voltajıyla (DIP anahtarları kapalı) çıkış 27.5V ~ 29.5V, 16V DIP anahtarı açıkken ise 13.9V ~ 20.7V olabilir. 20.8V ~ 27.6V arasındaki ara aralık kullanılamayacak. Benzer şekilde, giriş 24V olduğunda DIP anahtarı kapalıyken çıkışta düzenlenmemiş 23,6V, 16V DIP anahtarı açıkken ise 13,9V ~ 20,7V olur. İkinci örnekte de 20,8V ~ 23,5V aralığında çıkış değerlerinin elde edilmesi mümkün değildir. Giriş için 15V, 11V ~ 14.0V hariçtir, vb.
Giriş gerilimi 16V ≤ U in ≤ 32V aralığında iken, daha düşük gerilim değerlerine sahip tüm DIP anahtarları (0,5V ile 8V dahil) kontrolsüz durumdadır ve sürekli açık olan DIP 16V tarafından aktif hale getirilir. Bu durum diğer tüm DIP anahtarları için de geçerlidir. Örneğin, 8V ≤ U in ≤ 16V eşitliği korunursa, DIP16+DIP8 açılana kadar 0,5V - DIP 4V DIP anahtarları kontrol edilmez, vb.
Toplanabilir voltaj tablosu
"DIP anahtar konumu" hücresi, soldan sağa doğru, aktif-pasif DIP anahtarlarının 0,5V, 1V, 2V, 4V, 8V, 16V (kapalı durumda - 0, açık durumda - 1) kombinasyonlarını ve bunların en yüksek seviye 33-34V çıkış voltajından çıkarılmış toplam değerini gösterir.
Gerilim stabilizasyonu
LM2596S-ADJ düşürücü regülatör çipi, giriş voltajı çıkış ayar noktasının üzerinde olduğu sürece çıkış voltajını dengeler ve sabitler. Giriş gerilimi ayarlanan eşik değerinin altına düştüğünde çıkış gerilimi giriş gerilimine eşit olur.
Mekanik DIP anahtarlı LM2596 dönüştürücünün şematik diyagramı