LM2576-5 Dobór cewki

[bmajkut]

Witam serdecznie,
w związku z tym, że mam wieczne problemy ze stabilizatorami typu LM780X ze względu na ich temperaturę postanowiłem przesiąść się na stabilizator impulsowy LM2576-5 bo akurat mam taki na stanie. Planuje zamontować go na płytce prototypowej, gdzie będę miał wiele różnych modułów typu przekaźniki, wyświetlacze itd. wszystko co potrzebne w testach. Chciałbym zaprojektować tę przetwornicę tak, by można było nawet 3A z niej pociągnąć. Kupiłem wczoraj dwie cewki i nie jestem pewien czy dobrze rozumuję ich dobór. Obie mają po 100uH ale jedna jest na 1A a druga na 3A. Czy prąd który stoi obok nazwy cewki mówi o tym jaki maksymalny prąd może przez nią popłynąć? Jaką cewkę byście polecali do takiego rozwiązania?

[marek1707]

W stabilizatorze impulsowym takim jak 2576 prąd płynący przez cewkę narasta gdy klucz wenątrz scalaka jest załączony (i wtedy płynie od wejścia wprost do wyjścia) albo opada (gdy tranzystor jest wyłączony i obwód zamyka się przez diodę i cewkę do wyjścia). Jak widzisz szczytowa wartość prądu w indukcyjności będzie z zasady większa niż to co odbierasz z wyjścia. Wartość średnia prądu będzie oczywiście taka jaką wyciagasz z kondensatora wyjściowego, bo prąd znikąd się brać nie może ani też nigdzie nie znika. Optymalnie przyjmuje się, że wahania prądu w cewce mogą mieć amplitudę 30-40% prądu wyjściowego. Dla 3A powinieneś mieć cewkę pracującą powyżej 4A. Akurat 2576 jest dość historycznym układem pracującym na ok. 50kHz a to oznacza, że cewka musi mieć dużą indukcyjność. Duża indukcyjność i duży prąd to duża cewka, niestety. Dlatego warto poszukać czegoś pracującego na setkach kHz. Wtedy cewka (mimo iż prąd musi znosić ten sam) może mieć dużo mniejszą indukcyjność i dlatego może być mniejsza.

Amplitudę prądu (przy danej częstotliwości) możesz również zmniejszyć poprzez zwiększenie indukcyjności. Gdybyś wziął cewkę np. o dwa razy większej indykcyjności niż sobie wyliczyłeś to wtedy wahania prądu byłyby dwa razy mniejsze i zamiast 3A+40% miałbyś 3A+20% w szczycie ale to się nie opłaca, bo zysk na prądzie niewielki a zwojów x1.4 więcej.

Przy 3A prądy wyjściowego musisz też wstawić dużą (i szybką) diodę a sam scalak będzie naprawdę gorący. Jego wewnętrzny klucz ma napięcie nasycenia ok. 1.5V przy 3A a to oznacza prawie 5W mocy w ciepło i niezły radiator. Jeżeli będziesz pędził to z niskiego napięcia (<8V), prościej dać LDO. Natomiast zysk zaczyna rosnąć gdy na wejściu masz 12V lub więcej. Moc tracona w ciepło będzie praktycznie wciąż ta sama, czego o LDO powiedzieć się absolutnie nie da.

[bmajkut]

3A to absolutne maksimum bo na takiej płytce rzadko korzysta się z tak prądożernych urządzeń. Zatem w moim przypadku lepiej zamontować cewkę 3A, ale tych 3A nie wyciągać. Posiadam diody 1N5822 czy znalazły by one zastosowanie w moim układzie?

[marek1707]

Tak, nie wyciągać

Pamiętaj też, że ten układ ma dość marny (ale zawsze jakiś) ogranicznik prądu w kluczu ustawiony gdzieś dużo powyżej Imax. O ile pamiętam to może być nawet 7A. Przy zwarciu, do takiego prądu może narosnąć prąd w Twojej cewce a i dioda będzie tyle przepuszczać - to dość ciężkie dla niej warunki. Gdzieś pewnie powyżej 120% jej prądu maksymalnego cewka przestaje być cewką, rdzeń się nasyca i w rezultacie masz zwykły drut, w którym prąd narasta bardzo szybko. Taka sytuacja - jeśli tylko źródło zasilania wystarczy, załatwia cewkę dość szybko z powodu strat na ciepło (I^2*R).

No nie zwalaj już tak wszystkiego na innych. Zajrzyj do katalogu, znajdź kilka prametrów swoich diod i albo je tu wypisz jeśli nie rozumiesz albo sam oceń, czy się nadają.

[OldSkull]

Akurat LM2576 pociągnie całkiem znośnie nawet na 68uH cewce na 3A. Warto pamiętać również o tym, że zalecana cewka zależy od wielu parametrów: prąd, częstotliwość, różnica Vin-Vout itd. Trzeba też pamiętać, że cewki maja swój prąd znamionowy określany na przeróżne sposoby:

- prąd spadku L o np. 20% (IMO najuczciwsze)

- prąd spadku L 10 krotnie

- limit na podstawie temperatury (gdzie indukcyjność już "leży")

I do tego charakterystyki częstotliwościowe i temperaturowe.