LM2576 ile 6-55v Giriş 1-4-50v Çıkış DCDC Konvertör

LM2576 / LM2576HV ile Ayarlı Düşürücü DCDC Konvertör ve Radyodan Kumandalı Buji Kızdırma Devresi LM2576, az sayıda harici elemanla çalışabilen, 3 amper sınıfında anahtarlamalı düşürücü regülatör ailesidir. Bu tip devrelerde giriş gerilimi düşürülerek ayarlanabilir sabit bir çıkış elde edilir. Ayarlı sürümde çıkış gerilimi geri besleme bölücüsü ile belirlenir ve entegre içindeki referans gerilimine göre anahtarlama süresi sürekli düzenlenir.

Bu içerikte iki farklı ama birbiriyle bağlantılı yapı birlikte ele alınıyor.

İlki, LM2576/LM2576HV tabanlı genel amaçlı ayarlı step-down dönüştürücü. İkincisi ise aynı entegreyi kullanarak hazırlanmış, radyodan kumandalı ve zamanlayıcılı bir buji kızdırma devresi uygulamasıdır.

Önemli not

İnternette dolaşan 6-55V giriş, 1.4-50V çıkış ifadesi standart LM2576T-ADJ için doğrudan yazılmamalıdır.

Standart sürüm daha dar bir giriş ve çıkış aralığında değerlendirilmelidir.

Bu yüzden yüksek giriş gerilimi ve 50V seviyesine yaklaşan ayarlı çıkış hedefleniyorsa, tasarım LM2576HV-ADJ ekseninde düşünülmelidir.

Ayrıca bu entegre bir buck dönüştürücüdür; yani çıkış gerilimi girişten büyük olmaz, girişe eşit ya da daha düşük olur.

LM2576 ile ayarlı düşürücü DCDC konvertör

Ayarlı sürümde çıkış gerilimi, geri besleme ucuna bağlı direnç bölücüsüyle belirlenir. Temel mantık basittir: entegre, geri besleme ucunda referans gerilimini görmeye çalışır ve çıkış transistorünü buna göre açıp kapatır.

Bu yüzden ayarlı sürüm, sabit 5V veya 12V tiplerinden daha esnek bir yapı sunar.

Temel şemada giriş kondansatörü, IC3 LM2576T-ADJ, hızlı Schottky diyot D1, enerji depolayan L1 bobini ve çıkış kondansatörü birlikte çalışır.
R10 ve R11 dirençleri ise çıkış gerilimini belirleyen geri besleme ağını oluşturur.

• Düşürücü topoloji: Girişten daha düşük ayarlı çıkış verir.
• 52kHz çalışma: Sabit frekanslı anahtarlama mantığı kullanır.
• 3A sınıfı çıkış: Uygun soğutma ve doğru eleman seçimiyle yüksek akım verebilir.
• Az harici parça: Bobin, diyot, giriş-çıkış kondansatörleri ve direnç bölücüsü yeterlidir.

LM2576 tabanlı benzer çözümleri karşılaştırmak isteyenler için LM2576 step-down dönüştürücü incelemesi içeriği de faydalı olabilir.

Şemadaki ana çalışma mantığı

Anahtarlama açık olduğunda giriş gerilimi bobine uygulanır, bobin enerji depolar ve çıkış kondansatörü yükü besler.

Anahtarlama kapandığında bobinin akımı bir anda sıfırlanmak istemediği için akım Schottky diyot üzerinden akmaya devam eder.

Böylece çıkışta sürekli bir enerji akışı sağlanır. Çıkış kondansatörü ise dalgalanmayı azaltarak yükün daha düzgün gerilim görmesine yardımcı olur.

Bu yüzden bobin, diyot ve düşük ESR’li kondansatör seçimi devrenin kararlılığı açısından doğrudan önem taşır.

Özellikle yüksek akım ve düşük çıkış geriliminde kondansatör kalitesi ve PCB akım yolları sonucu ciddi şekilde etkiler.

Radyodan kumandalı LM2576’lı buji kızdırma devresi

İkinci proje, genel amaçlı dönüştürücünün çok daha özel bir uygulamasıdır.

Burada LM2576, model motorlarda kullanılan bujiyi kızdırmak için ayarlanmış düşük gerilimli ve yüksek akımlı bir kaynak olarak kullanılmıştır.

Devre dört ana bloktan oluşur: LM358N ile kurulan radyo kumandalı anahtar, Q1 2N7000 ile yapılan düğmeli zamanlayıcı, LM2576T-ADJ düşürücü katı ve reed röleli çalışma göstergesi.

1- Radyo kumandalı anahtar

IC1 LM358N içindeki op-amp bölümlerinden biri, servo kanalından gelen darbe genişliğini bir eşik gerilimi ile karşılaştırır.

Eşik aşıldığında çıkış yükselir ve OK1 PC817 optokuplörün LED’i sürülür. Optokuplörün transistor tarafı iletime geçince regülatörün kontrol bacağı şaseye çekilir ve LM2576 çalışır.

R4 üzerinden çıkıştan girişe az miktarda geri besleme verilerek dar bir histerezis sağlanmıştır. Böylece eşik çevresinde gereksiz titreme azaltılır.

2- Düğmeli zamanlayıcı

Radyodan kumanda kullanılmadığında S1 ile çalışan yardımcı zamanlayıcı devreye girer.

S1 basıldığında C3 kondansatörü dolar, Q1 2N7000 iletime geçer ve LM2576’nın kontrol bacağı yine şaseye çekilerek regülatör açılır.

Buton bırakıldıktan sonra C3, R8 üzerinden yavaşça boşalır.

C3 üzerindeki gerilim Q1’in iletim eşiğinin altına düştüğünde MOSFET kapanır ve regülatör durur.

Bu bölümün açık kalma süresi besleme gerilimine bağlıdır. Süre ihtiyaca göre C3 veya R8 büyütülerek artırılabilir.

3- Buji için ayarlanmış düşürücü kat

Bu projede IC3 LM2576T-ADJ, yaklaşık 1.5V çıkış verecek şekilde ayarlanmıştır.

Kullanılan değerlere göre R10 = 1.5K ve R11 = 330R ile çıkış yaklaşık 1.5006V olur.

Bu seviye, orta ve sıcak buji tiplerini beslemek için seçilmiştir.

Uygulamada D1 için hızlı Schottky diyot, L1 için 47uH toroid bobin, girişte C4 470uF ve çıkışta C5 1000uF düşük ESR kondansatörler kullanılmıştır.

Yer darlığı nedeniyle çıkış kondansatörü daha küçük seçilmiş olsa da, düşük ESR seçimi kararlılığı korumak açısından önemlidir.

4- Reed röleli çalışma göstergesi

Çıkış akımı aktığında reed kontak kapanır ve gösterge LED’i yanar.

Bu bölüm, yükün gerçekten akım çektiğini görsel olarak anlamayı kolaylaştırır.

Böylece sadece regülatörün açık olması değil, bujinin gerçekten beslendiği de anlaşılır.

LM2576 PCB ve yerleşim

Devrenin baskı devresi küçük tutulmuş ve yüksek akım taşıyan yollar mümkün olduğunca kısa bırakılmıştır.

Bu tip anahtarlamalı devrelerde diyot, bobin, entegre ve çıkış kondansatörü arasındaki akım döngüsünün kısa olması hem verim hem de parazit açısından önemlidir.

Küçük de olsa bir soğutucu kullanılması, özellikle 2-3A civarında çalışan buji yüklerinde faydalıdır.

Dikkat edilmesi gerekenler

• Standart LM2576T-ADJ ile LM2576HV-ADJ aynı başlık altında karıştırılmamalıdır.
• Çıkış gerilimi hiçbir zaman giriş geriliminden yüksek olamaz.
• Yüksek giriş gerilimlerinde diyot, bobin, kondansatör ve PCB izolasyonu daha kritik hale gelir.
• Optokuplör kullanımı, giriş ve güç tarafı şaseleri ortaklanırsa izolasyon avantajını büyük ölçüde kaybeder.
• 3A sınıfında çalışırken soğutma ve düşük ESR kondansatör seçimi ihmal edilmemelidir.

Daha yüksek akım hedefleyen benzer bir yaklaşım için LM2576-ADJ ile yüksek akımlı güç kaynağı projesi de incelenebilir.

Araç beslemeli kullanım tarafında ise LM2576 ile anahtarlamalı oto şarj devresi iyi bir karşılaştırma örneği olur.

LM2576 ailesi, az parçalı step-down yapılar için hâlâ öğretici ve kullanışlı bir çözümdür.

Ancak yüksek giriş ve yüksek ayarlı çıkış aralığı yazılırken standart sürüm ile HV sürüm mutlaka ayrılmalıdır.

Buji kızdırma uygulaması ise, aynı regülatörün sadece genel amaçlı güç kaynağı değil, radyo kontrollü ve zamanlayıcılı özel bir saha uygulamasında da nasıl kullanılabileceğini gösteren güzel bir örnektir.

Kaynak: pokusy.chytrak.cz/schemata/dcdcmenic.html