Buck Converter PDB: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

พื้นหลัง:

UCR RoboSub เป็นโครงการยานยนต์ใต้น้ำอัตโนมัติ (AUV) ที่แข่งขันได้ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียริเวอร์ไซด์ซึ่งแข่งขันในระดับนานาชาติในการแข่งขัน Robonation RoboSub การแข่งขัน RoboSub จัดขึ้นทุกปีเพื่อให้ AUV ทดสอบความเป็นอิสระโดยทำภารกิจใต้น้ำให้สำเร็จ RoboSub จะต้องสามารถทำงานที่แตกต่างกันสำหรับการแข่งขัน เช่น การปล่อยน้ำหนักและการนำทางอัตโนมัติ RoboSub จึงต้องการแหล่งพลังงานต่อพ่วงเพื่อจ่ายไฟให้กับฮาร์ดแวร์สำหรับระบบปฏิบัติการ

วัตถุประสงค์:

ตัวแปลงบั๊กเป็นแผงจ่ายไฟต่อพ่วงที่รับพลังงานจากแบตเตอรี่หลักหนึ่งในสองก้อน มีอินพุต 14.8V และเอาต์พุต 12V และ 5V สวิตช์ที่เราใช้สำหรับวงจรนี้คือ LM257602T-5 สำหรับเอาต์พุต 5V คงที่ และ LM2576s-ADJ P+ สำหรับแรงดันเอาต์พุตที่ปรับได้

เสบียง

• ตัวเก็บประจุเอาท์พุท1000μF
• ตัวเก็บประจุอินพุต100μF
• ตัวเหนี่ยวนำ 67μH
• ตัวต้านทาน 8k และ 1k
• สวิตช์ LM257602T-5 และ LM2576s-ADJ P+
• 1N5822 Flyback schottky diode - อ้างอิงเป็น catch diode

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบ

ภาพรวม:

มีตัวเก็บประจุสองตัว: ตัวเก็บประจุอินพุตและตัวเก็บประจุเอาต์พุต ตัวเก็บประจุอินพุตควรมี ESR ต่ำ (ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า) ระหว่างพินอินพุตและพินกราวด์เพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพ ป้องกันไม่ให้กระแสไฟขนาดใหญ่ปรากฏขึ้นที่อินพุต ตัวเก็บประจุต้องอยู่ใกล้กับตัวควบคุมและใช้สายสั้น ตัวเก็บประจุเอาท์พุทมีสองหน้าที่หลัก: กรองเอาท์พุตและให้ความเสถียรของลูปเรกูเลเตอร์ ESR ของตัวเก็บประจุเอาท์พุตและค่าพีค-ทู-พีคของกระแสกระเพื่อมของตัวเหนี่ยวนำเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อค่าแรงดันไฟกระเพื่อมเอาต์พุต ไดโอดจับให้เส้นทางกลับสำหรับกระแสเหนี่ยวนำเมื่อปิดสวิตช์ ต้องอยู่ใกล้กับ LM2576 โดยใช้ลีดสั้นและวงจรพิมพ์สั้นเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา EMI ตัวเหนี่ยวนำจะเป็นรากฐานที่สำคัญของการออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั้งหมด การใช้ตัวเหนี่ยวนำที่ออกแบบมาไม่ดีอาจทำให้เกิดไฟฟ้าแรงสูงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอัตราในกระแสไฟภายในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง สุดท้าย เราเลือกค่าตัวต้านทานเหล่านี้เนื่องจากให้ค่าที่เราต้องการดังที่เห็นในสมการในแผนผังด้านบน ตัวต้านทานทำงานสำหรับสวิตช์แบบปรับได้

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างต้นแบบ

เราสร้างต้นแบบของบอร์ดนี้โดยสร้างแผนผังสำหรับชิปที่ไม่สามารถปรับได้บนบอร์ดที่สมบูรณ์แบบก่อน เราเชื่อมต่อทุกส่วนตรงตามที่อยู่ในแผนผัง จากนั้นใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ (DMM) ตรวจสอบแรงดันไฟขาออกเพื่อให้แน่ใจว่ามี 5V เมื่อเรารู้ว่าชิปใช้งานได้ เราก็สร้างเวอร์ชันชิปแบบปรับได้โดยเปลี่ยนชิปที่เชื่อมต่อและเพิ่มตัวต้านทาน จากนั้นเราใช้ DMM เพื่อให้แน่ใจว่าเราได้เอาต์พุต 12V อย่างที่คาดไว้

ขั้นตอนที่ 3: สั่งซื้อ PCB ของคุณจาก JLCPCB

JLCPCB ให้บริการที่รวดเร็วและมีคุณภาพสูงในราคาที่เหมาะสม คุณจะได้รับ 5 บอร์ด (2 ชั้น) สีใดก็ได้ที่ปรับแต่งได้ในราคา $2!

1. สั่งซื้อได้ที่ https://jlcpcb.com & sign in/sign up
2. คลิกปุ่มอ้างตอนนี้
3. คลิกที่ปุ่ม “เพิ่มไฟล์ gerber ของคุณ” และอัปโหลดไฟล์ gerber ของคุณ ตอนนี้คุณสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์และการปรับแต่งของคุณ เช่น ปริมาณและสี PCB
4. คลิก “บันทึกลงตะกร้า”
5. พิมพ์ที่อยู่จัดส่ง เลือกวิธีการจัดส่ง
6. ขั้นตอนในการส่งคำสั่งซื้อและการชำระเงินของคุณ
7. PCB ที่ทีมของเราสั่งซื้อมาภายในสัปดาห์นี้