Μετατροπέας Buck PDB: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Ιστορικό:

Το UCR RoboSub είναι ένα ανταγωνιστικό αυτόνομο υποβρύχιο όχημα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας (AUV) που ανταγωνίζεται διεθνώς στον διαγωνισμό Robonation RoboSub. Ο διαγωνισμός RoboSub πραγματοποιείται κάθε χρόνο για τους AUV να δοκιμάσουν την αυτονομία τους ολοκληρώνοντας υποβρύχιες εργασίες. Το RoboSub πρέπει να είναι σε θέση να εκτελεί διαφορετικές εργασίες για τον ανταγωνισμό, όπως πτώση βαρών και αυτόνομη πλοήγηση. Συνεπώς, το RoboSub χρειάζεται μια περιφερειακή πηγή ενέργειας για να τροφοδοτήσει το υλικό για τη λειτουργία του συστήματος.

Σκοπός:

Ο μετατροπέας buck είναι ένας πίνακας περιφερειακής διανομής ισχύος που λαμβάνει ενέργεια από μία από τις δύο κύριες μπαταρίες. Έχει είσοδο 14.8V και έξοδο 12V και 5V. Οι διακόπτες που χρησιμοποιούμε για αυτό το κύκλωμα είναι οι LM257602T-5 για σταθερή έξοδο 5V και LM2576s-ADJ P+ για ρυθμιζόμενη τάση εξόδου.

Προμήθειες

• Πυκνωτής εξόδου 1000μF
• Πυκνωτής εισόδου 100μF
• 67μH επαγωγέας
• Αντίσταση 8k και 1k
• Διακόπτης LM257602T-5 και LM2576s-ADJ P+
• 1N5822 Flyback schottky δίοδος - αναφέρεται ως δίοδος σύλληψης

Βήμα 1: Σχεδιασμός

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ:

Υπάρχουν δύο πυκνωτές: ένας πυκνωτής εισόδου και ένας πυκνωτής εξόδου. Ο πυκνωτής εισόδου πρέπει να έχει χαμηλό ESR (Equivalent Series Resistance) μεταξύ του πείρου εισόδου και του πείρου γείωσης για να έχει σταθερή λειτουργία. Αποτρέπει την εμφάνιση παροδικών μεγάλων τάσεων στην είσοδο. Ο πυκνωτής πρέπει να βρίσκεται κοντά στον ρυθμιστή και να χρησιμοποιεί βραχυκύκλωμα. Ο πυκνωτής εξόδου έχει δύο κύριες λειτουργίες: φιλτράρει την έξοδο και παρέχει σταθερότητα βρόχου ρυθμιστή. Το ESR του πυκνωτή εξόδου και η τιμή αιχμής προς κορυφή του ρεύματος κυματισμού επαγωγέα είναι οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν στην τιμή τάσης κυματισμού εξόδου. Η δίοδος σύλληψης παρέχει μια διαδρομή επιστροφής για το ρεύμα επαγωγής όταν ο διακόπτης απενεργοποιηθεί. Πρέπει να βρίσκεται κοντά στο LM2576 χρησιμοποιώντας βραχυκύκλωμα και ίχνη βραχυκυκλωμένου κυκλώματος για να αποφύγετε προβλήματα EMI. Ο επαγωγέας θα είναι ο ακρογωνιαίος λίθος όλων των σχεδίων τροφοδοσίας μεταγωγής. Η χρήση ενός κακώς σχεδιασμένου επαγωγέα μπορεί να προκαλέσει αιχμές υψηλής τάσης που δημιουργούνται από τις μεταβολές του ρεύματος στο ρεύμα στο τροφοδοτικό μεταγωγής. Τέλος, επιλέξαμε αυτές τις τιμές αντίστασης επειδή μας δίνουν τις τιμές που θέλαμε όπως φαίνεται στην εξίσωση στο παραπάνω σχήμα. Οι αντιστάσεις λειτουργούν για τον ρυθμιζόμενο διακόπτη.

Βήμα 2: Πρωτοτυπία

Πρωτοτυπώσαμε αυτόν τον πίνακα δημιουργώντας πρώτα το σχηματικό για το μη ρυθμιζόμενο τσιπ σε έναν πίνακα perf. Συνδέσαμε όλα τα μέρη ακριβώς όπως είναι στο σχηματικό μας σχήμα και στη συνέχεια χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό πολύμετρο (DMM) ελέγξαμε την τάση εξόδου για να βεβαιωθούμε ότι έχουμε 5V. Μόλις γνωρίζαμε ότι το τσιπ λειτουργεί, δημιουργήσαμε την προσαρμόσιμη έκδοση τσιπ αλλάζοντας το τσιπ που ήταν συνδεδεμένο και προσθέσαμε τις αντιστάσεις, στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε το DMM για να βεβαιωθούμε ότι πήραμε την έξοδο 12V που περιμέναμε.

Βήμα 3: Παραγγελία του PCB σας από JLCPCB

Το JLCPCB προσφέρει γρήγορη και υψηλής ποιότητας υπηρεσία σε λογικές τιμές. Μπορείτε να πάρετε 5 σανίδες (2 στρώματα), οποιουδήποτε χρώματος με προσαρμογή για $ 2!

1. Για παραγγελία επισκεφθείτε τη διεύθυνση https://jlcpcb.com και συνδεθείτε/εγγραφείτε
2. Κάντε κλικ στο κουμπί παράθεση τώρα
3. Κάντε κλικ στο κουμπί "προσθήκη του αρχείου gerber" και ανεβάστε τα αρχεία gerber Τώρα μπορείτε να ορίσετε τις παραμέτρους και τις προσαρμογές σας, όπως ποσότητα και χρώμα PCB.
4. Κάντε κλικ στην επιλογή "ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΣΤΟ ΚΑΛΑΘΙ"
5. Προχωρήστε και πληκτρολογήστε τη διεύθυνση αποστολής σας, επιλέξτε τρόπο αποστολής
6. Διαδικασία υποβολής της παραγγελίας και της πληρωμής σας
7. Τα PCB που παρήγγειλε η ομάδα μας ήρθαν μέσα στην εβδομάδα.