Buck Converter PDB: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Antecedents:

UCR RoboSub és un projecte competitiu de vehicles submarins autònoms (AUV) de la Universitat de Califòrnia que competeix internacionalment a la Robonation RoboSub Competition. La competició RoboSub se celebra cada any perquè els AUV posin a prova la seva autonomia completant tasques submarines. El RoboSub ha de ser capaç de realitzar diferents tasques per a la competició, com ara pesos de caiguda i navegació autònoma. Per tant, el RoboSub necessita una font d’alimentació perifèrica per alimentar el maquinari per al funcionament del sistema.

Objectiu:

El convertidor Buck és una placa perifèrica de distribució d’energia que rep energia d’una de les dues bateries principals. Té una entrada de 14,8V i una sortida de 12V i 5V. Els commutadors que utilitzem per a aquest circuit són el LM257602T-5 per a una sortida fixa de 5V i el LM2576s-ADJ P + per a la tensió de sortida ajustable.

Subministraments

• Condensador de sortida de 1000μF
• Condensador d'entrada de 100μF
• Inductor de 67μH
• Resistències de 8k i 1k
• Interruptor LM257602T-5 i LM2576s-ADJ P +
• 1N5822 Diodo schottky Flyback - referit com a díode de captura

Pas 1: disseny

Visió general:

Hi ha dos condensadors: un condensador d’entrada i un condensador de sortida. El condensador d’entrada hauria de tenir una resistència ESR (Equivalent Series Resistance) baixa entre el pin d’entrada i el pin de terra per tenir un funcionament estable. Evita que apareguin transitoris de gran voltatge a l'entrada. El condensador ha d’estar a prop del regulador i utilitzar cables curts. El condensador de sortida té dues funcions principals: filtra la sortida i proporciona estabilitat del bucle regulador. El valor ESR del condensador de sortida i el valor de pic a pic del corrent d’ondulació de l’inductor són els principals factors que contribueixen al valor de tensió de l’ondulació de sortida. El díode de captura proporciona un camí de retorn del corrent inductor quan l’interruptor s’apaga. Cal situar-se a prop de la LM2576 mitjançant cables curts i traços de circuits impresos per evitar problemes EMI. L’inductor serà la pedra angular de tots els dissenys d’alimentació amb commutació. L’ús d’un inductor mal dissenyat pot provocar pics d’alta tensió generats per les transicions de velocitat del corrent dins de la font d’alimentació de commutació. Finalment, hem escollit aquests valors de resistència perquè ens proporcionen els valors que volíem tal com es veu a l’equació de l’esquema anterior. Les resistències funcionen per l'interruptor ajustable.

Pas 2: prototipatge

Vam prototipar aquesta placa creant primer l’esquema del xip no ajustable en una placa perf. Vam connectar totes les parts exactament tal com estan al nostre esquema i, després, mitjançant un multímetre digital (DMM) vam comprovar la tensió de sortida per assegurar-nos que teníem 5V. Un cop vam saber que el xip funcionava, vam crear la versió de xip ajustable canviant quin xip estava connectat i vam afegir les resistències, i després vam utilitzar el DMM per assegurar-nos que obteníem la sortida de 12V que esperàvem.

Pas 3: demaneu el vostre PCB a JLCPCB

JLCPCB ofereix un servei ràpid i d’alta qualitat a preus raonables. Podeu obtenir 5 taulers (2 capes), de qualsevol color amb personalització per 2 $.

1. Per fer una comanda visiteu https://jlcpcb.com i inicieu la sessió / registreu-vos
2. Feu clic al botó Cita ara
3. Feu clic al botó "Afegeix el vostre fitxer gerber" i pengeu els fitxers gerber. Ara podeu definir els vostres paràmetres i personalitzacions, com ara la quantitat i el color del PCB.
4. Feu clic a "DESA AL CARRET"
5. Endavant i escriviu la vostra adreça d’enviament, trieu el mètode d’enviament
6. Procés per enviar la comanda i el pagament
7. Els PCB que el nostre equip va demanar van arribar a la setmana.