LM2575 Step-Down Voltage Regulator 電壓穩壓器

LM2575 作為一個Buck-Boost Converter 只是它的額外一種用途，
它的主要作用是作為一個 Step-Down Voltage Regulator，
跟Buck-Boost Converter 時的情況一樣，
LM2575的電路大多只需要四個外部的元件就能運作，
Cinput，Coutput，Inductor，Diode。



NS的建議電路，圖片摘自LM2575 Data Sheet。


這次用於測試的是固定輸出DC12V的LM2575-12，
Diode是用1N5819，電感是用現成的繞線330uH電感。


至於電感和1N5819則比較難購買，暫時我只見過RS有售，
不過那家的價格實在是天文數字。
我早前從生產商訂購了一批330uH回來作實驗，
有興建的讀者可以參考價目表，然後電郵給我洽購。

在麵包板上的電路


由於330uF的電容缺貨，因此我用了三個100uF的電容並聯來取代。

Test 1 - 8的Loading是Open Circuit，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V, 30V, 31.9V)情況下的電壓波形輸出，
在LM2575作為Buck-Boost用途的時候，為了波形中的Transient而測試了不少時間，
這次的Waveform沒有明顯的Transient出現，
VAmpl在不同輸入電壓的情況下也能保持於100mV以內。

 Test 1 Waveform

Test 9 - 16是接上了220Ω 10W的水泥電阻作為Loading，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V, 30V, 31.9V)情況下的電壓波形輸出，
這次的Waveform沒有明顯的Transient出現，
VAmpl在不同輸入電壓的情況下也能保持於100mV以內，
轉換效率維持在68.18% - 80.81%，
Test 9是Fail Test因為輸出電壓不足。

Test 17 - 24是接上了47Ω 10W的水泥電阻作為Loading，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V, 30V, 31.8V)情況下的電壓波形輸出，
這次的Waveform沒有明顯的Transient出現，
VAmpl在不同輸入電壓的情況下也能保持於100mV以內，
轉換效率維持在80.29% - 89.92%，
Test 17是Fail Test因為輸出電壓不足。

Test 25 - 32是接上了10Ω 10W和4.7Ω 10W的水泥電阻串聯作為Loading，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V, 30V, 31.8V)情況下的電壓波形輸出，
這次的Waveform沒有明顯的Transient出現，
VAmpl在不同輸入電壓的情況下也能保持於100mV以內，
轉換效率維持在85.57% - 90.70%，
Test 25是Fail Test因為輸出電壓不足。

Test 33 - 40是接上了10Ω 10W和2.2Ω 10W的水泥電阻串聯作為Loading，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V, 30V, 31.8V)情況下的電壓波形輸出，
這次的Waveform沒有明顯的Transient出現，
VAmpl在不同輸入電壓的情況下也能保持於100mV以內，
轉換效率維持在85.53% - 88.41%，
Test 33是Fail Test因為輸出電壓不足。

Test 41 - 48是接上了10Ω 10W的水泥電阻作為Loading，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V, 30V, 31.8V)情況下的電壓波形輸出，
這次的Waveform沒有明顯的Transient出現，
VAmpl在不同輸入電壓的情況下也能保持於100mV以內，
轉換效率維持在85.17% - 86.67%，
Test 41是Fail Test因為輸出電壓不足。

Test 49 - 51是接上了4.7Ω 10W的水泥電阻作為Loading，
用來測試在不同輸入電壓(12V, 15V, 18V)情況下的電壓波形輸出，
Test 49 - 51是Fail Test因為輸出電壓不足，
2.53A 的預定電流值也是遠超過了1A的額定電流值，
出現Fail Test的情況也是預定狀況。

 Test 1至 Test 51的測試數據在 120421B-1 LM2575 Step-Down Test Data可以找到。

Test 52 是測試LM2575運作一段時間後的溫度情況，
LM2575 以3.06W輸出維持了15分鐘，
沒有加裝散熱片的IC表面溫度為32.6°C，
測試前的溫度為24.4°C，相差8.2°C。

Test 52的測試數據在 120421B-2 LM2575 Step-Down Test Data可以找到。

 之後觀察了它的Switching Waveform，
LM2575的Oscillator Frequency在不是Short Circuit或Overload的情況下為47-58kHz，
這次量度的數據為53.27kHz。

 No Loading


220Ω 10W的水泥電阻作為Loading


Short Circuit或Overload的情況下Oscillator Frequency會下降至18kHz，
最低Duty Cycle由5%下降至2%。
這個功能令Short Circuit或Overload時的電壓輸出下降至預定40%，
將LM2575的能量消耗減少，避免LM2575燒燬。
這次量度的數據為19.21kHz。

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