Buck Converter PDB: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Pozadí:

UCR RoboSub je projekt konkurenceschopného autonomního podvodního vozidla (AUV) University of California Riverside, který mezinárodně soutěží v Robonation RoboSub Competition. Soutěž RoboSub se každoročně koná pro AUV, aby otestovali svou autonomii plněním podvodních úkolů. RoboSub musí být schopen plnit různé úkoly pro soutěž, jako jsou spouštěcí závaží a autonomní navigace. RoboSub proto potřebuje periferní zdroj energie pro napájení hardwaru pro provoz systému.

Objektivní:

Buck Converter je obvodová distribuční deska, která přijímá energii z jedné ze dvou hlavních baterií. Má vstup 14,8 V a výstup 12 V a 5 V. Přepínače, které pro tento obvod používáme, jsou LM257602T-5 pro pevný 5V výstup a LM2576s-ADJ P+ pro nastavitelné výstupní napětí.

Zásoby

• Výstupní kondenzátor 1000μF
• Vstupní kondenzátor 100μF
• 67μH induktor
• Rezistory 8k a 1k
• Přepínač LM257602T-5 a LM2576s-ADJ P+
• 1N5822 Flyback schottkyho dioda - označována jako záchytná dioda

Krok 1: Design

Přehled:

Existují dva kondenzátory: vstupní a výstupní. Vstupní kondenzátor by měl mít nízký ESR (ekvivalentní odpor série) mezi vstupním kolíkem a uzemňovacím kolíkem, aby měl stabilní provoz. Zabraňuje tomu, aby se na vstupu objevily velké přechodové napětí. Kondenzátor musí být v blízkosti regulátoru a používat krátké vodiče. Výstupní kondenzátor má dvě hlavní funkce: filtruje výstup a zajišťuje stabilitu smyčky regulátoru. ESR výstupního kondenzátoru a špičková hodnota špičky zvlňovacího proudu induktoru jsou hlavními faktory, které přispívají k hodnotě napětí zvlnění výstupu. Zachycovací dioda poskytuje zpětnou cestu pro induktorový proud, když se spínač vypne. Musí být umístěn v blízkosti LM2576 pomocí krátkých vodičů a krátkých stop tištěných obvodů, aby se předešlo problémům s EMI. Induktor bude základním kamenem všech návrhů spínacích zdrojů. Použití špatně navržené tlumivky může způsobit vysokonapěťové špičky generované rychlostními přechody v proudu ve spínaném napájecím zdroji. Nakonec jsme vybrali tyto hodnoty odporu, protože nám dávají hodnoty, které jsme chtěli, jak je vidět v rovnici ve schématu výše. Rezistory fungují pro nastavitelný spínač.

Krok 2: Prototypování

Tuto desku jsme prototypovali vytvořením schématu pro nenastavitelný čip na výkonové desce. Připojili jsme všechny části přesně tak, jak jsou na našem schématu, a poté pomocí digitálního multimetru (DMM) zkontrolovali výstupní napětí, abychom se ujistili, že máme 5V. Jakmile jsme věděli, že čip funguje, vytvořili jsme verzi s nastavitelným čipem změnou připojeného čipu a přidáním odporů, poté jsme pomocí DMM zajistili, že máme výstup 12 V, který jsme očekávali.

Krok 3: Objednávka desky plošných spojů z JLCPCB

JLCPCB nabízí rychlé a vysoce kvalitní služby za rozumné ceny. Můžete získat 5 desek (2 vrstvy), libovolnou barvu s přizpůsobením za 2 $!

1. Chcete -li objednat, navštivte stránku https://jlcpcb.com a přihlaste se/zaregistrujte se
2. Klikněte na tlačítko citovat nyní
3. Klikněte na tlačítko „přidat soubor Gerber“a nahrajte soubory Gerber. Nyní můžete nastavit parametry a přizpůsobení, například množství a barvu DPS.
4. Klikněte na „ULOŽIT DO KOŠÍKU“
5. Pokračujte a zadejte svou dodací adresu, zvolte způsob dopravy
6. Proces odeslání objednávky a platby
7. PCB, které si náš tým objednal, dorazily do týdne.