LM2576T Güç Kaynağı Devreleri ve Hakkında Önemli Bilgiler

[guclusat]

Elektronik dünyasında "Step-Down" (voltaj düşürücü) denilince akla gelen ilk bileşenlerden biri olan LM2576T, Uydudoktoru forumunda derinlemesine inceleniyor. Klasik lineer regülatörlerin (LM317, 7805 gibi) aksine çok daha az ısınan ve yüksek verimlilik sunan bu entegre ile profesyonel kalitede güç kaynakları yapmak mümkün.

LM2576T Tasarımında Kritik Teknik Detaylar​

• Yüksek Verimlilik (Switching Mode): LM2576, anahtarlamalı çalışma prensibi sayesinde giriş ve çıkış voltajı arasındaki farkı ısıya dönüştürmek yerine akıma aktarır. Bu, %80 ve üzeri verimlilik sağlar.
• Bobin (İndüktör) Seçimi: Devrenin kalbi bobindir. 3. sayfadaki tartışmalarda da vurgulandığı gibi, bobinin akım kapasitesi (Doyum akımı), devreden çekilecek maksimum akımdan (3A) daha yüksek olmalıdır. Yanlış bobin seçimi gürültüye ve verim kaybına yol açar.
• Kondansatör Kalitesi (Low ESR): Çıkış voltajındaki dalgalanmayı (ripple) önlemek için düşük iç dirençli (Low ESR) elektrolitik kondansatörlerin kullanılması hayati önem taşır.
• Diyot Seçimi: Devrede mutlaka hızlı toparlanma süresine sahip Schottky diyot (Örn: 1N5822) kullanılmalıdır. Standart doğrultma diyotları (1N4007 gibi) bu frekansta çalışamaz ve yanar.

Uygulama ve Montaj Önerileri​

LM2576T ile yapılan devrelerde yüksek frekanslı anahtarlama olduğu için PCB tasarımı (layout) çok kritiktir:

1. Giriş ve çıkış şaseleri (GND) mümkün olduğunca kısa ve geniş tutulmalıdır.
2. Geri besleme (Feedback) hattı, indüktörden ve manyetik alanlardan uzak tutularak doğrudan çıkış kondansatöründen alınmalıdır.
3. Entegrenin arkasındaki metal kulakçık soğutucuya bağlanmalı, ancak izole edilmesine dikkat edilmelidir.

Önemli Not: LM2576T-ADJ modeli ile 1.2V ile 37V arasında ayarlı bir çıkış alabilirken, sabit voltajlı modeller (5V, 12V vb.) ile daha az bileşenle stabil devreler kurabilirsiniz.

LM2677 BESLEME devre şeması

 

[myhid]

Baskı derve şeması da mevcut

Merhaba Devre çıkış akımı nedir

 

[guclusat]

Özellikler:

• Besleme gerilimi - 35...45V;
• Çıkış voltajı - 1.23...27V;
• Çıkış akımı - 8A;
• Akım sınırlaması - 0.1...8A;
• Uin=40V, Uout=12.2V ve akım 3.5A'da verim - %70;
• Uin=33V, Uout=18V ve akım 5A'da verimlilik - %77;
• 12V çıkış voltajı ve 5A akımda yükteki dalgalanma

L1 ve L2 bobinlerinin halkaları, beyaz uçlu sarı halka K28x14x11 ve mavi uçlu açık yeşil halka K24x14x10 boyutlarındadır. Her ikisi de ATX bilgisayar güç kaynağında çalışır - L1 grup stabilizasyon bobini olarak, L2 ise +3,3V devresinde. L1, 1,5 mm çapında bir tel ile sarılmış 62 tur içerir, L2 hazırdır, 40 μH için 1,2 mm çapında 2 tel ile sarılmış 22 tur içerir ve otomatik kurmalı bobinler için aynı boyutta sarı bir halka kullanabilirsiniz. Bobin seslerini en aza indirmek için her iki bobin de epoksi reçine ile emprenye edilmiştir.

 

[guclusat]

Bu tasarım, özellikle 5V, 12V gibi sabit voltajlı veya ayarlı (ADJ) modellerle yüksek verimli güç kaynakları yapmak için mükemmel bir başlangıç noktasıdır. Görseldeki tasarım, 3 Amper'e kadar akım verebilen güçlü ve stabil bir yapıyı işaret ediyor.

2. Eksik Eleman Listesi (BOM - Bill Of Materials)​

Kullanıcıların bu PCB'yi doldurması için gereken tüm bileşenleri ve değerlerini bir tabloda sunun. PCB üzerindeki işaretlere göre tespit ettiklerim:

Sembol	Eleman Adı	Değer / Model	Adet	Notlar
LM2576	Voltaj Regülatör Entegresi	LM2576-ADJ (veya 5V, 12V sabit modeller)	1	TO-220 kılıf
Input	Giriş Klemensi	2 pinli klemens (5.08mm)	1	DC Giriş
1000uF	Elektrolitik Kondansatör	1000uF / Voltaj değeri (Örn: 50V)	3	Giriş ve Çıkış filtreleri
1N5822	Schottky Diyot	1N5822 (veya 3A hızlı diyot)	1	Mutlaka Schottky olmalı!
L1 100uH	Bobin (İndüktör)	100uH / Akım Kapasitesi (en az 3.5A-4A)	1	Devrenin kalbi
Out	Çıkış Klemensi	2 pinli (veya 4 pinli, şemadaki 4'lü gibi) klemens	1	Regüleli DC Çıkış
LED	LED Diyot	Standart 3mm veya 5mm LED	1	Güç Göstergesi
2K2	Direnç	2.2k Ohm (LED için)	1	Çıkış voltajına göre ayarlanabilir

• Ayarlı Model (ADJ) İçin Not: Eğer LM2576-ADJ kullanılacaksa, çıkış voltajını belirlemek için PCB'ye eklenmesi gereken iki adet direnç (veya bir trimpot) daha vardır. Paylaştığınız tasarımda bu dirençlerin yerleri (feedback pinine bağlı olarak) açıkça görünmüyor, bu konunun yazıda netleştirilmesi gerekir.

3. PCB Tasarımının Teknik Analizi (Uygulama Notları)​

Yazıyı sadece bir devre şeması olmaktan çıkarıp, teknik bir rehber haline getirin. PCB üzerindeki kritik tasarım kararlarını analiz edin:

• Switching Frekansı ve PCB Layout: LM2576, 52kHz gibi yüksek bir frekansta çalışır. Bu nedenle, bobin (L1) ve diyot (1N5822) çevresindeki yüksek akım yollarının mümkün olduğunca kısa ve kalın tutulması, elektromanyetik parazitleri (noise) azaltmak için hayati önem taşır. Bu PCB'de bu kurala dikkat edildiği görülüyor.
• GND Plane ve Soğutma: PCB'nin büyük bir kısmının "Ground Plane" (toprak düzlemi) olarak tasarlanması, hem kararlılığı artırır hem de LM2576'nın soğumasına yardımcı olur. LM2576'nın TO-220 kılıfının arkasındaki metal kulakçık, mutlaka geniş bir alüminyum soğutucu bloğa bağlanmalıdır.

4. Kritik Montaj İpuçları (Kullanıcıya Fayda)​

• Kondansatör Seçimi (Low ESR): Çıkış filtre kondansatörlerinin (özellikle L1'den sonra gelenler) Low ESR (Düşük İç Dirençli) tipte seçilmesi, çıkış voltajındaki dalgalanmayı (ripple) minimize eder. Standart kondansatörler bu frekansta çok ısınabilir ve kapasite kaybedebilir.
• Bobin Doyum Akımı: L1 100uH bobin seçerken, doyum akımının (saturation current) devreden çekilmesi planlanan maksimum akımdan (3A) en az %20-%30 daha yüksek olması gerekir. Aksi takdirde bobin manyetik doyuma ulaşır, indüktansı düşer ve devre verimi düşerek aşırı ısınır.

 

[guclusat]

0-35V 3Amps DC Power Supply devre şemaları farklı tasarımlar veriyoruz hangisi işinize yarsa onu kullanabilirsiniz pcb devrelerinin resimleri var fakat kullandığınız programlar ile bunu yeniden tasarlayabilirsiniz​

 

[guclusat]

LM2576 0-60V 0-20A için güç kaynağı devresi
Eki Görüntüle 31696

TR1 transformatörü, herhangi bir çapta bir M2000 ferrit halkasına sarılabilir. Burada 20 mm'lik bir halka kullanılmıştır. Tel çiftler halinde bükülür. İlk 15 dönüş, ikincil 35 dönüş. Fotoğrafta, L1, bilgisayarın güç kaynağının çıkış bobininden bir halkaya sarılmıştır.
Akım sensörü 20 A'ya ayarlanabilir. UCC37322 mikro devresi benzer bir şeyle değiştirilebilir. Ancak, yeterince hızlı ve güçlü bir sürücü kullanılması arzu edilir - bu, verimliliği etkileyecektir. MAX4420'yi kurabilir veya popüler, ucuz IR serisi sürücüsünü kullanabilirsiniz. Giriş voltajı, alan anahtarının ve diyotun arıza voltajından daha yüksek olamaz. 15 V stabilizatörler yerine 12 V'a koyabilirsiniz, ancak TR1 sekonderinin 40 ... 45 dönüşünü sarmanız gerekir.

Eki Görüntüle 31697
Eki Görüntüle 31698

Bu devre şemasının yapımını gerçekleştirdiğim video test aşağıda yer almaktadır.

 

[guclusat]

Görseldeki devre, LM2576T-ADJ anahtarlamalı (switching) regülatör entegresini temel alsa da, onun doğrudan 3A çıkış kapasitesini harici bir güç transistörü (IRFP360) ile çok daha yüksek bir seviyeye taşıyan bir tasarımdır. Bu yapı, hem verimli bir anahtarlama (switching) hem de güçlü bir akım sürüşü sağlar.

Devrenin işleyişini dört ana bölüme ayırabiliriz:

---

1. Kontrol ve Sinyal Jeneratörü (Anahtarlama Katı)​

Devrenin sol üst köşesinde yer alan IC1 (LM2576T-ADJ), aslında devrenin temel "osilatörü" ve "kontrol merkezi" görevi görür.

• Çalışma Mantığı: LM2576'nın 4. pini (feedback), LM258 op-amp'leri ve diyotlar (VD1, VD2) üzerinden voltaj ve akım ayar potansiyometrelerine bağlıdır. LM2576, bu geri besleme sinyaline göre 2. pininden (output) değişken genişlikte bir PWM (sinyal genişlik modülasyonu) sinyali üretir.
• Geri Besleme Kontrolü (LM258): LM258 op-amp'i (OP1), çıkış voltajını ve akımını sürekli izler. Kullanıcının ayarladığı değerler ile çıkış değerleri arasındaki farkı karşılaştırarak LM2576'nın çıkışını ayarlar. Eğer çıkış voltajı ayarlanan değeri aşarsa, op-amp LM2576'ya "kısma" sinyali göndererek PWM genişliğini azaltır.

2. Güç MOSFET Sürücü Katı (MOSFET Driver)​

LM2576'nın ürettiği bu PWM sinyali, doğrudan yüksek güçlü bir MOSFET'i sürmek için yeterli akım ve gerilime sahip değildir. İşte bu noktada IC2 (UCC37322) devreye girer.

• UCC37322 MOSFET Sürücü: Bu entegre, LM2576'dan gelen düşük güçteki PWM sinyalini alır ve IRFP360 güç MOSFET'inin "kapısını" (gate) çok hızlı bir şekilde açıp kapatacak kadar yüksek akımlı bir sürüş sinyaline dönüştürür. MOSFET'in gate kapasitesini hızlıca doldurup boşaltarak verimli ve hızlı anahtarlama (switching) sağlar.
• Tr1 (Trafo) ve Sürücü Devresi: UCC37322'nin çıkışında bulunan Tr1 (5:5 sarımlı trafo), sürücü entegresi ile güç MOSFET'i arasında elektriksel izolyasyon sağlar ve sinyal seviyesini MOSFET'in gate-source voltajı gereksinimlerine göre ayarlar. C1, C2, C3 gibi kondansatörler ve R7, VD3, VD4 gibi bileşenler bu sürücü sinyalini şekillendirir ve koruma sağlar.

3. Güç Çıkış Katı ve Filtre (Buck Converter Output)​

Bu kat, MOSFET tarafından üretilen yüksek güçlü PWM sinyalini, filtrelenmiş ve kararlı bir DC çıkış voltajına dönüştürür.

• IRFP360 Güç MOSFET (T1): Devrenin güç anahtarıdır. UCC37322 tarafından çok hızlı bir şekilde açılıp kapanır. Açık olduğunda +U2 (35V) hattındaki yüksek enerjiyi çıkışa aktarır. Kapalı olduğunda ise enerjiyi keser.
• L1 Bobini (İndüktör) ve C5 Kondansatörü: Bu ikili, MOSFET'in ürettiği bu kare dalga şeklindeki PWM sinyalini pürüzsüzleştirerek (filtreleyerek) kararlı bir DC çıkış voltajına dönüştürür. Bobin, akım değişimlerine karşı direnç göstererek pürüzsüzleştirme işleminin kalbini oluşturur.
• MBR20H200CT Schottky Diyot (VD5): Bu diyot, MOSFET'in kapalı olduğu anlarda bobin üzerinde depolanan enerjinin (flyback akımı) çıkışa aktarılmasını sağlar. Bu sayede enerji verimliliği artırılır. Bu diyotun çok hızlı ve yüksek akımlı (20A) bir Schottky diyot olması hayati önem taşır.

4. Ölçüm ve İzleme Devreleri (Ampermetre ve Voltmetre)​

Devrenin sağ ve alt bölümlerinde, çıkış voltajını ve akımını ölçmek için kullanılan op-amp'li devreler yer alır.

• Voltmetre (OP2 LM258): OP2 LM258 op-amp'i, evirmeyen (non-inverting) yükselteç olarak konfigüre edilmiştir. Çıkış voltajını (+OUT) ölçer ve uygun bir katsayı ile yükselterek bir voltmetre (V) ekranına uygun bir voltaj sinyali üretir. R13 (1M) potansiyometresi, bu voltaj ölçümünün kalibrasyonunu sağlar.
• Ampermetre (OP3, OP4 LM258): Çıkış akımını ölçmek için R19 (0.01 Ohm) gibi çok düşük dirençli bir akım algılama direnci (shunt direnç) kullanılır. Akım bu direnç üzerinden geçtiğinde, direnç üzerinde çok küçük bir voltaj düşümü oluşur (Ohm kanunu, V=I*R). OP3 ve OP4 op-amp'leri, bu çok küçük voltaj düşümünü ölçer ve yükselterek bir ampermetre (A veya mA) ekranına uygun bir sinyal üretir. R11 ve R14 gibi potansiyometreler, akım ölçümünün kalibrasyonunu sağlar.