6.3 KiB
⚡ Dual-Channel Power Supply (12--30 V → 9.8 V & 5 V)
🔧 Загальний опис
Двоканальний DC-DC перетворювач на базі LM2596T (TO-220):
-
Канал 1: 9.8 V (вмикається одразу)
-
Канал 2: 5 V (вмикається через ≈10 s після подачі живлення)
-
Вхідна напруга: 12--30 V DC
-
Таймер: TLC555 (CMOS-версія 555)
-
Плата: 2-шаровий FR-4
-
Корпус: алюмінієвий 100 × 200 × 18 мм, використовується як радіатор
🧩 Архітектура системи
+12--30V ─────┬───────────────┬───────────────┐
│ │
▼ ▼
[ LM2596 #1 ] [ LM2596 #2 ]
OUT = 9.8V OUT = 5V
│ │
│ EN керується з 555
│ │
└────► живлення TLC555 ◄───────┐
│
[ R + C моновібратор ] → затримка ~10 s
│
└───► MOSFET/NPN → EN LM2596 #2
yaml
Копіювати код
⚙️ Параметри каналів
| Параметр | 9.8 V канал | 5 V канал |
|-----------|-------------|------------|
| Напруга виходу | 9.8 V (регульована) | 5.0 V (fixed/ADJ) |
| Макс. струм | ~1.5 A | ~2 A |
| Контролер | LM2596T-ADJ | LM2596T-5.0 / ADJ |
| Затримка ввімкнення | --- | ≈10 s після подачі живлення |
| Радіатор | корпус (GND) | корпус (GND) |
🧮 Розрахунок параметрів
LM2596 ADJ (для 9.8 V)
Vout = 1.23 × (1 + R2 / R1)
R1 = 1.00 kΩ
R2 = 6.98 kΩ (1%)
shell
Копіювати код
Таймер TLC555 (моноваібратор)
t ≈ 1.1 × R × C
R = 909 kΩ, C = 10 µF → t ≈ 10 s
yaml
Копіювати код
-
CMOS-версія (TLC555) для стабільності при великих R.
-
Вихід керує EN LM2596 через 2N7002 або MMBT3904.
🪫 Силова частина
| Елемент | Тип / Номінал | Примітка |
|----------|----------------|----------|
| L (9.8 V) | 68--82 µH / ≥3 A | низький DCR |
| L (5 V) | 47--68 µH / ≥4 A | |
| D | MBR360 або SS56 | ≥60 V, ≥3--5 A |
| Cin | 100 µF / 50 V + 1 µF + 100 nF | low-ESR |
| Cout | 470 µF / 25 V (9.8 V) / 16 V (5 V) | + 1 µF + 100 nF |
| Snubber | 100 Ω + 1 nF | опційно, SW-GND |
| TVS | SMBJ33A | захист від перенапруги |
🌡️ Тепловий менеджмент
-
Втрати: ~2--3 Вт на кожен LM2596 при Vin = 30 V.
-
Корпус: 100×200×18 мм з ребрами ≈ 1--3 °C/Вт.
-
Орієнтовне підняття t°: ≤ 40 °C сумарно при макс. навантаженні.
-
Монтаж:
- Tab LM2596T = GND → можна садити на корпус напряму (якщо корпус = GND).
- Якщо корпус ізольований або PE → використовуй силпад/міку + ізолюючу втулку.
- Термоінтерфейс обов'язковий (термопаста або силпад).
- Рознеси два LM2596 по довжині корпусу.
🧠 Керування EN через таймер
| Елемент | Номінал | Призначення |
|----------|----------|-------------|
| Rdelay | 909 kΩ (1%) | визначає затримку |
| Cdelay | 10 µF | визначає затримку |
| MOSFET | 2N7002 | відкриває EN після 10 s |
| Pull-down | 100 kΩ | тримає EN = LOW при старті |
| Pull-up | 100 kΩ до 9.8 V | через ключ |
🧭 Рекомендації з трасування (PCB)
1. Силовий контур короткий: VIN-Cin-LM2596-D-L-Cout-GND --- мінімум довжини.
2. SW вузол --- мінімальна площа, не проходять сигнали під ним.
3. GND зірка: сигнальна GND (FB, 555) сходиться в точці біля GND LM2596.
4. FB доріжка: тонка, далеко від SW, екранована полігоном GND.
5. EN --- чиста лінія без шумів, з резисторами 100 кΩ.
6. Thermal vias під діодами й LM2596 (якщо монтаж через прокладки).
7. Розділення шарів:
- Top: силові траси, індуктивності, діоди
- Bottom: GND-plane + сигнали керування
🧰 EMI та захист
-
Вхідний LC-фільтр: 10 µH + 2×4.7 µF X7R 50 V
-
Рекомендоване з'єднання GND↔корпус: 1 MΩ || 2.2 nF (Y-кераміка)
-
RC-snubber при рингінгу
-
Bleeder-резистор 220 kΩ на виході 9.8 V
🧾 Список перевірок перед виготовленням
-
Вихід 9.8 V піднімається одразу при 12--30 V.
-
Таймер TLC555 живиться від стабільних 9.8 V.
-
EN LM2596-5 V утримується LOW ≈ 10 s, потім переходить HIGH.
-
Осцилограф: пульсації < 80 mVpp.
-
Температура корпусу < 70 °C при макс. струмах.
-
EMI-рівень задовільний або встановлено фільтр/snubber.
🧾 Корисні посилання
Автор: Тарас
Мета: компактний двоканальний модуль живлення з затримкою запуску 5 V
Ліцензія: для внутрішнього використання / лабораторних проєктів