Napájení na bázi hotového nastavitelného DC-DC měniče. Přehled nastavitelných měničů napětí (stabilizátory, DC-DC měniče) Řízení modulu DC-DC

Vstupní napětí do 61 V, výstupní napětí od 0,6 V, výstupní proudy do 4 A, možnost externě synchronizovat a upravovat frekvenci, stejně jako upravit omezovací proud, upravit čas měkkého rozběhu, komplexní ochrana zátěže, široká rozsah provozních teplot - všechny tyto vlastnosti napájecích zdrojů moderních zdrojů jsou dosažitelné pomocí nové řady DC/DC měničů výrobce .

V současné době umožňuje řada mikroobvodů spínacích regulátorů vyráběných STMicro (obrázek 1) vytvářet napájecí zdroje (PS) se vstupním napětím do 61 V a výstupními proudy do 4 A.

Úkol přeměny napětí není vždy snadný. Každé konkrétní zařízení má své vlastní požadavky na regulátor napětí. Někdy hraje hlavní roli cena (spotřební elektronika), velikost (přenosná elektronika), účinnost (zařízení na baterie) nebo dokonce rychlost vývoje produktu. Tyto požadavky si často odporují. Z tohoto důvodu neexistuje ideální a univerzální měnič napětí.

V současné době se používá několik typů měničů: lineární (stabilizátory napětí), pulzní DC/DC měniče, obvody pro přenos náboje a dokonce i napájecí zdroje na bázi galvanických izolátorů.

Nejběžnější jsou však lineární regulátory napětí a DC/DC měniče s postupným spínáním. Hlavní rozdíl ve fungování těchto schémat je patrný již z názvu. V prvním případě spínač napájení pracuje v lineárním režimu, ve druhém - v režimu klíče. Hlavní výhody, nevýhody a aplikace těchto schémat jsou uvedeny níže.

Vlastnosti lineárního regulátoru napětí

Princip činnosti lineárního regulátoru napětí je dobře znám. Klasický integrovaný stabilizátor μA723 vyvinul již v roce 1967 R. Widlar. Navzdory skutečnosti, že elektronika od té doby ušla dlouhou cestu, principy fungování zůstaly prakticky nezměněny.

Standardní schéma lineární regulátor napětí se skládá z řady hlavních prvků (obrázek 2): výkonový tranzistor VT1, zdroj referenčního napětí (VS), kompenzační obvod zpětná vazba na operační zesilovač(OU). Moderní regulátory mohou obsahovat další funkční bloky: ochranné obvody (před přehřátím, nadproudem), obvody řízení spotřeby atd.

Princip fungování takových stabilizátorů je poměrně jednoduchý. Zpětnovazební obvod na operačním zesilovači porovnává hodnotu referenčního napětí s napětím výstupního děliče R1/R2. Na výstupu operačního zesilovače se vytvoří nesoulad, který určuje napětí hradla zdroje výkonového tranzistoru VT1. Tranzistor pracuje v lineárním režimu: čím vyšší je napětí na výstupu operačního zesilovače, tím nižší je napětí hradla a tím větší je odpor VT1.

Tento obvod umožňuje kompenzovat všechny změny vstupního napětí. Předpokládejme, že se vstupní napětí Uin zvýšilo. To způsobí následující řetězec změn: Uin zvýšené → Uout se zvýší → napětí na děliči R1/R2 se zvýší → výstupní napětí operačního zesilovače se zvýší → napětí hradlového zdroje se sníží → odpor VT1 se zvýší zvýšit → Uout se sníží.

V důsledku toho se při změně vstupního napětí mírně změní výstupní napětí.

Když výstupní napětí klesá, dochází k obráceným změnám hodnot napětí.

Vlastnosti provozu snižujícího DC/DC měniče

Zjednodušený obvod klasického step-down DC/DC měniče (konvertor typu I, buck-converter, step-down měnič) se skládá z několika hlavních prvků (obrázek 3): výkonový tranzistor VT1, řídicí obvod (CS), filtr (Lph -Cph), reverzní dioda VD1.

Na rozdíl od obvodu lineárního regulátoru pracuje tranzistor VT1 ve spínacím režimu.

Provozní cyklus okruhu se skládá ze dvou fází: fáze čerpadla a fáze výtlaku (obrázky 4...5).

Ve fázi čerpání je tranzistor VT1 otevřen a protéká jím proud (obrázek 4). Energie je uložena v cívce Lf a kondenzátoru Cf.

Ve fázi vybíjení je tranzistor uzavřen, neprotéká jím žádný proud. Lf cívka funguje jako zdroj proudu. VD1 je dioda, která je nezbytná pro tok zpětného proudu.

V obou fázích je na zátěž přivedeno napětí rovné napětí na kondenzátoru Sph.

Výše uvedený obvod zajišťuje regulaci výstupního napětí, když se změní doba trvání impulsu:

Uout = Uin × (ti/T)

Pokud je hodnota indukčnosti malá, vybíjecí proud indukčností má čas dosáhnout nuly. Tento režim se nazývá režim přerušovaného proudu. Vyznačuje se zvýšením zvlnění proudu a napětí na kondenzátoru, což vede ke zhoršení kvality výstupního napětí a zvýšení šumu obvodu. Z tohoto důvodu se režim přerušovaného proudu používá jen zřídka.

Existuje typ obvodu převodníku, ve kterém je „neefektivní“ dioda VD1 nahrazena tranzistorem. Tento tranzistor se otevírá v protifázi s hlavním tranzistorem VT1. Takový měnič se nazývá synchronní a má větší účinnost.

Výhody a nevýhody obvodů pro převod napětí

Pokud by jedno z výše uvedených schémat mělo absolutní převahu, pak by bylo druhé bezpečně zapomenuto. To se však neděje. To znamená, že obě schémata mají výhody i nevýhody. Analýza schémat by měla být provedena podle široké škály kritérií (tabulka 1).

Tabulka 1. Výhody a nevýhody obvodů regulátorů napětí

Elektrické charakteristiky. Pro jakýkoli převodník jsou hlavními charakteristikami účinnost, zatěžovací proud, rozsah vstupního a výstupního napětí.

Hodnota účinnosti pro lineární regulátory je nízká a je nepřímo úměrná vstupnímu napětí (obrázek 6). To je způsobeno skutečností, že veškeré „extra“ napětí klesá na tranzistoru pracujícím v lineárním režimu. Výkon tranzistoru se uvolňuje jako teplo. Nízká účinnost vede k tomu, že rozsah vstupních napětí a výstupních proudů lineárního regulátoru je relativně malý: do 30 V a do 1 A.

Účinnost spínacího regulátoru je mnohem vyšší a méně závislá na vstupním napětí. Přitom není neobvyklé, že vstupní napětí vyšší než 60 V a zatěžovací proudy vyšší než 1 A.

Pokud se použije obvod synchronního měniče, ve kterém je neefektivní volnoběžná dioda nahrazena tranzistorem, pak bude účinnost ještě vyšší.

Přesnost a stabilita výstupního napětí. Lineární stabilizátory mohou mít extrémně vysokou přesnost a stabilitu parametrů (zlomky procent). Závislost výstupního napětí na změnách vstupního napětí a na zatěžovacím proudu nepřesahuje několik procent.

Podle principu činnosti má pulzní regulátor zpočátku stejné zdroje chyb jako lineární regulátor. Navíc odchylka výstupního napětí může být výrazně ovlivněna velikostí protékajícího proudu.

Hlukové charakteristiky. Lineární regulátor má mírný hlukové charakteristiky. Ve vysoce přesné měřicí technice se používají přesné regulátory s nízkou hlučností.

Samotný spínací stabilizátor je silným zdrojem rušení, protože výkonový tranzistor pracuje ve spínacím režimu. Generovaný hluk se dělí na vedený (přenášený elektrickým vedením) a induktivní (přenášený nevodivými médii).

Vedené rušení je eliminováno použitím dolnopropustných filtrů. Čím vyšší je pracovní frekvence převodníku, tím snáze se rušení zbaví. V měřicích obvodech se často používá spínací regulátor ve spojení s lineárním stabilizátorem. V tomto případě je úroveň rušení výrazně snížena.

Zbavit se škodlivých účinků indukčního rušení je mnohem obtížnější. Tento hluk vzniká v induktoru a je přenášen vzduchem a nevodivými médii. K jejich odstranění se používají stíněné tlumivky a cívky na toroidním jádru. Při pokládání desky používají souvislou výplň zeminy s mnohoúhelníkem a/nebo dokonce vybírají samostatnou vrstvu zeminy ve vícevrstvých deskách. Vlastní pulzní převodník je navíc co nejdále od měřicích obvodů.

Výkonové charakteristiky. Lineární regulátory jsou z hlediska jednoduchosti implementace obvodu a rozložení desky plošných spojů extrémně jednoduché. Kromě samotného integrovaného stabilizátoru je zapotřebí pouze pár kondenzátorů.

Spínací převodník bude vyžadovat alespoň externí L-C filtr. V některých případech je vyžadován externí výkonový tranzistor a externí volnoběžná dioda. To vede k nutnosti výpočtů a modelování a výrazně se komplikuje topologie desky plošných spojů. Další složitost desky nastává kvůli požadavkům EMC.

Cena. Je zřejmé, že kvůli velkému počtu externích komponent bude mít pulzní převodník vysoké náklady.

Na závěr lze identifikovat výhodné oblasti použití obou typů měničů:

• Lineární regulátory lze použít v nízkovýkonových, nízkonapěťových obvodech s vysokou přesností, stabilitou a nízkými požadavky na hlučnost. Příkladem mohou být měřicí a přesné obvody. Navíc malé rozměry a nízké náklady konečného řešení mohou být ideální pro přenosnou elektroniku a nízkonákladová zařízení.
• spínací regulátory jsou ideální pro výkonné nízké a vysokonapěťové obvody v automobilovém průmyslu, průmyslové a spotřební elektronice. Vysoká účinnost často dělá z použití DC/DC žádnou alternativu přenosná zařízení a zařízení na baterie.

Někdy je nutné použít lineární regulátory při vysokém vstupním napětí. V takových případech můžete použít stabilizátory vyrobené společností STMicroelectronics, které mají provozní napětí vyšší než 18 V (tabulka 2).

Tabulka 2. Lineární regulátory STMicroelectronics s vysokým vstupním napětím

Pokud se rozhodne o vybudování pulzního napájecího zdroje, pak by měl být vybrán vhodný čip převodníku. Výběr se provádí s ohledem na řadu základních parametrů.

Hlavní charakteristiky snižovacích pulzních DC/DC měničů

Uveďme si hlavní parametry pulzních měničů.

Rozsah vstupního napětí (V). Bohužel vždy existuje omezení nejen na maximální, ale i na minimální vstupní napětí. Hodnota těchto parametrů je vždy zvolena s určitou rezervou.

Rozsah výstupního napětí (V). Z důvodu omezení minimální a maximální doby trvání pulzu je rozsah hodnot výstupního napětí omezen.

Maximální výstupní proud (A). Tento parametr je omezen řadou faktorů: maximálním přípustným ztrátovým výkonem, konečnou hodnotou odporu výkonových spínačů atd.

Pracovní frekvence měniče (kHz). Čím vyšší je převodní frekvence, tím snazší je filtrovat výstupní napětí. To umožňuje bojovat proti rušení a snižovat hodnoty vnějších filtračních prvků L-C, což vede ke zvýšení výstupních proudů a zmenšení velikosti. Zvýšení konverzní frekvence však zvyšuje spínací ztráty výkonových spínačů a zvyšuje indukční složku rušení, což je zjevně nežádoucí.

Účinnost (%) je integrálním ukazatelem účinnosti a je uvedena ve formě grafů pro různá napětí a proudy.

Zbývající parametry (odpor kanálu integrovaných výkonových spínačů (mOhm), spotřeba vlastního proudu (µA), tepelný odpor pouzdra atd.) jsou méně důležité, ale také je třeba je vzít v úvahu.

Nové převodníky od STMicroelectronics mají vysoké vstupní napětí a účinnost a jejich parametry lze vypočítat pomocí volný program eDesignSuite.

Řada pulzních DC/DC od ST Microelectronics

Portfolio DC/DC společnosti STMicroelectronics se neustále rozšiřuje. Nové převodníkové mikroobvody mají rozšířený rozsah vstupního napětí až na 61 V ( / / ), vysoké výstupní proudy, výstupní napětí od 0,6 V ( / / ) (tabulka 3).

Tabulka 3. Nová DC/DC STMicroelectronics

Všechny nové mikroobvody pulzního měniče mají funkce pozvolný rozběh, nadproud a ochranu proti přehřátí.

Jedním z nejoblíbenějších zařízení v dílně začínajícího radioamatéra je nastavitelný napájecí zdroj. Již jsem mluvil o tom, jak samostatně sestavit nastavitelný zdroj pomocí čipu MC34063. Má to ale také omezení a nevýhody. Za prvé je to síla. Za druhé, nedostatek indikace výstupního napětí.

Zde budu hovořit o tom, jak sestavit nastavitelný zdroj 1,2 - 32 voltů a maximální výstupní proud až 4 ampéry s minimem času a úsilí.

K tomu potřebujeme dva velmi důležité prvky:

Transformátor s výstupním napětím až ~25...26 voltů. Dále vám řeknu, jak jej vyzvednout a kde jej najít;

Připravený modul nastavitelný DC-DC převodník s vestavěným voltmetrem na bázi mikroobvodu XL4015.

Nejběžnější a nejlevnější moduly založené na mikroobvodech XL4015 a LM2956. Nejlevnější variantou je modul bez digitální voltmetr. Pro sebe jsem si koupil několik verzí takových DC-DC měničů, ale nejvíce se mi líbil modul založený na čipu XL4015 s vestavěným voltmetrem. O tom si budeme povídat.

Takhle vypadá. Koupil jsem to na Aliexpress, odkaz je zde. Pomocí vyhledávání si můžete vybrat ten, který vám vyhovuje cenou a úpravou.

Zadní strana desky a boční pohled.

Hlavní vlastnosti modulu:

Nezapomínejme, že výrobci rádi nafukují vlastnosti svých výrobků. Soudě podle recenzí je nejoptimálnější možností použití tohoto modulu DC-DC provoz se vstupním napětím až 30 voltů a spotřebou proudu až 2 ampéry.

Ovládání modulu DC-DC.

Na desce plošných spojů DC-DC modulu jsou dvě ovládací tlačítka a regulátor výstupního napětí - klasický víceotáčkový proměnný rezistor.

Krátké stisknutí tlačítka 1 deaktivuje/povolí indikaci voltmetru. Jakýsi stmívač. Pohodlné při napájení z baterie.

Krátce stiskněte tlačítko 2 můžete přepínat provozní režim voltmetru, konkrétně zobrazení vstupního nebo výstupního napětí na indikátoru. Při použití ve spojení s baterií můžete ovládat napětí baterie a zabránit hlubokému vybití.

Kalibrace odečtů voltmetru.

Nejprve pomocí tlačítka 2 vyberte, které napětí se má zobrazit na displeji voltmetru (vstup nebo výstup). Poté pomocí multimetru změřte stejnosměrné napětí (vstupní nebo výstupní) na svorkách. Pokud se liší od napětí zobrazeném voltmetrem, pak začneme s kalibrací.

Stiskněte 2. tlačítko na 3-4 sekundy. Displej by měl ztmavnout. Pustíme tlačítko. V tomto případě se na displeji objeví a začnou blikat hodnoty.

Dále krátkým stisknutím tlačítek 1 a 2 snižujeme nebo zvyšujeme hodnotu zobrazeného napětí v krocích po 0,1V. Pokud potřebujete zvýšit hodnoty, například z 12,0 V na 12,5 V, stiskněte 5krát tlačítko 2. Pokud potřebujete snížit z 12 V na 11,5 V, stiskněte odpovídajícím způsobem tlačítko 1 5krát.

Po dokončení kalibrace stiskněte na 5 sekund tlačítko 2. V tomto případě přestanou údaje na displeji voltmetru blikat – kalibrace je dokončena. Nemůžete také nic dělat a po 10 sekundách voltmetr opustí režim kalibrace.

Abychom mohli sestavit zdroj, potřebujeme kromě samotného DC/DC modulu transformátor a také malý obvod - diodový můstek a filtr.

Zde je schéma, které musíme sestavit.

(Na obrázek lze kliknout. Kliknutím se otevře v novém okně)

O transformátoru T1 budu mluvit o něco později, ale nyní se podívejme na diodový můstek VD1-VD4 a filtr C1. Tuto část okruhu budu nazývat usměrňovač. Dále na fotografii jsou potřebné díly pro jeho montáž.

Rozložení budoucích tištěných drah jsem na desku nakreslil fixem na desky plošných spojů. Předtím jsem nakreslil rozmístění prvků na desce a navedl připojovací vodiče. Poté jsem pomocí šablony označil místa vrtání na obrobku. Před leptáním jsem vrtal do chloridu železitého, protože pokud vrtáte po leptání, mohou kolem otvorů zůstat zářezy a snadno poškodit lemování kolem otvorů.

Poté jsem obrobek po leptání osušila a smyla White Spirit ochrannou vrstvu laku z fixu. Poté jsem obrobek znovu umyl a vysušil, měděné dráhy očistil jemným smirkovým papírem a všechny dráhy pocínoval pájkou. Tohle se stalo.

Něco málo o chybných výpočtech. Vzhledem k tomu, že jsem vše dělal rychle a na koleně, došlo samozřejmě k nějakým „zásekům“. Nejprve jsem udělal desku oboustrannou, ale nebylo to nutné. Otvory totiž nejsou pokovené a pak zapájení stejného konektoru do takového oboustranného plošného spoje není nic jednoduchého. Na jedné straně lze kontakty bez problémů připájet, na druhé straně desky nikoli. Tak mě to unavilo.

Připravená rovnačka.

Místo síťového vypínače SA1 provizorně připájel propojku. Instalované vstupní a výstupní konektory a také konektor pro připojení transformátoru. Konektory jsem instaloval s ohledem na modularitu a snadnost použití, aby bylo v budoucnu možné rychle a bez pájení propojit usměrňovací jednotku s různými DC-DC moduly.

Tak jako pojistka FU1 použitý konfekční s držákem. Velmi pohodlně. A živé kontakty jsou zakryté a výměna pojistky bez pájení není problém. Teoreticky je vhodná pojistka v jakémkoli provedení a typu pouzdra.

Tak jako diodový můstek(VD1 - VD4) Použil jsem sestavu RS407 pro maximální dopředný proud 4 ampéry. Analogy diodového můstku RS407 jsou KBL10, KBL410. Diodový můstek lze sestavit i ze samostatných usměrňovacích diod.

Zde stojí za to pochopit, že samotný nastavitelný DC-DC modul je navržen pro maximální proud 5 ampér, ale takový proud vydrží pouze tehdy, je-li na čipu XL4015 instalován zářič a pro diodu SS54 na desce, proud je 5A - maximum!

Nezapomínejme také, že výrobci mají tendenci přeceňovat možnosti svých produktů a jejich životnost při takovém zatížení. Proto jsem se sám rozhodl, že takový modul lze zatížit proudem až 1 - 2 ampéry. Hovoříme o stálé, dlouhodobé zátěži, nikoli periodické (pulsní).

V této situaci lze diodový můstek zvolit pro stejnosměrný proud 3-4 ampéry. To by mělo být dost na rezervu. Připomínám, že pokud sestavujete diodový můstek z jednotlivých diod, tak každá z diod obsažených v můstku musí vydržet maximální proudový odběr. V našem případě jsou to 3-4 ampéry. Diody 1N5401 - 1N5408 (3A), KD257A (3A) atd. jsou docela vhodné.

Také pro montáž budete potřebovat elektrolytický kondenzátor C1 s kapacitou 470 - 2200 μF. Je lepší zvolit kondenzátor pro provozní napětí 63V, protože maximální vstupní napětí DC-DC měniče může být až 36V, nebo dokonce 38...40V. Proto je rozumnější instalovat kondenzátor na 63V. S rezervou a spolehlivostí.

Zde se opět vyplatí pochopit, že vše závisí na tom, jaké napětí budete mít na vstupu DC-DC modulu. Pokud plánujete modul použít například pro napájení 12V LED pásku a vstupní DC-DC napětí modulu je pouze 16V, pak lze elektrolytický kondenzátor napájet provozním napětím 25V popř. více.

Nastavil jsem to na maximum, protože jsem plánoval použít tento modul a sestavený usměrňovač s různými transformátory, které mají různá výstupní napětí. Proto, abych pokaždé nepájel kondenzátor, nastavil jsem ho na 63V.

Jako transformátor T1 je vhodný jakýkoli síťový transformátor se dvěma vinutími. Primární vinutí (Ⅰ) je síťové a musí být navrženo pro střídavé napětí 220V, sekundární vinutí (Ⅱ) musí produkovat napětí maximálně 25 ~ 26 voltů.

Pokud vezmete transformátor, jehož výstup bude více než 26 voltů střídavé napětí, pak za usměrňovačem může být napětí již více než 36 voltů. A jak víme, modul DC-DC měniče je určen pro vstupní napětí do 36 voltů. Za zvážení stojí i fakt, že v domácím zdroji 220V je napětí někdy lehce příliš vysoké. Z tohoto důvodu, i když jen krátce, může na výstupu usměrňovače vzniknout poměrně výrazný napěťový „skok“, který překročí přípustné napětí na 38...40 voltů pro náš modul.

Přibližný výpočet výstupního napětí U ven za diodovým usměrňovačem a filtrem na kondenzátoru:

U out = (U T1 - (V F *2))*1,41.

Střídavé napětí na sekundárním vinutí transformátoru T1 (Ⅱ) - U T1;

Pokles napětí ( Dopředný pokles napětí ) na usměrňovacích diodách - VF. Protože v diodovém můstku proud protéká dvěma diodami v každém půlcyklu, pak VF vynásobte 2. Pro sestavu diod je situace stejná.

Takže pro RS407 v datovém listu jsem našel následující řádek: Maximální dopředný pokles napětí na můstkový prvek při špičce 3,0A- 1 volt. To znamená, že pokud kteroukoli z můstkových diod protéká stejnosměrný proud 3 ampéry, ztratí se na ní 1 volt napětí ( na mostní prvek - pro každý prvek mostu). To znamená, že bereme hodnotu VF= 1V a stejně jako u jednotlivých diod hodnotu vynásobte VF dvěma, protože v každé půlperiodě proud protéká dvěma prvky sestavy diod.

Obecně platí, že abyste si nelámali hlavu, je užitečné to vědět VF u usměrňovacích diod je to obvykle asi 0,5 voltu. Ale to je s malým dopředným proudem. Jak se zvyšuje, zvyšuje se i úbytek napětí VF na p-n přechodu diody. Jak vidíme, hodnota VF při propustném proudu 3A pro diody sestavy RS407 je to již 1V.

Protože se na elektrolytickém kondenzátoru C1 uvolňuje špičková hodnota usměrněného (pulzujícího) napětí, výsledné napětí, které dostaneme po diodovém můstku ( U T1 - (VF*2)) je třeba vynásobit druhou odmocninou ze 2, tj √2 ~ 1.41 .

Takže pomocí tohoto jednoduchého vzorce můžeme určit výstupní napětí filtru. Teď už zbývá jen najít vhodný transformátor.

Jako transformátor jsem použil výkonový armor transformátor TP114-163M.

Přesné údaje jsem o něm bohužel nenašel. Výstupní napětí na sekundárním vinutí bez zátěže je ~19,4V. Přibližný výkon tohoto transformátoru je ~7 W. Počítal jsem podle .

Navíc jsem se rozhodl porovnat získaná data s parametry sériových transformátorů TP114(TP114-1, TP114-2,...,TP114-12). Maximální výstupní výkon těchto transformátorů je 13,2 W. Nejvhodnějšími parametry pro transformátor TP114-163M se ukázaly být TP114-12. Napětí na sekundárním vinutí v klidovém režimu je 19,4V a při zatížení - 16V. Jmenovitý zatěžovací proud - 0,82A.

K dispozici jsem měl i další transformátor, rovněž řady TP114. Tady to je.

Soudě podle výstupního napětí (~22,3V) a lakonického označení 9M se jedná o modifikaci transformátoru TP114-9. Parametry TP114-9 jsou následující: jmenovité napětí - 18V; jmenovitý zatěžovací proud - 0,73A.

Na základě prvního transformátoru ( TP114-163M) Budu schopen vyrobit regulovatelný zdroj 1,2...24 voltů, ale toto je bez zátěže. Je jasné, že při připojení zátěže (spotřebiče proudu) poklesne napětí na výstupu transformátoru a výsledné napětí na výstupu DC-DC měniče se také sníží o několik voltů. Proto je třeba tento bod vzít v úvahu a mít jej na paměti.

Na základě druhého transformátoru ( TP114-9) nyní budete mít nastavitelný zdroj napájení 1,2...28 voltů. Je také bez zátěže.

O výstupním proudu. Výrobce udával maximální výstupní proud DC-DC měniče 5A. Soudě podle recenzí, maximálně 2A. Ale jak vidíte, podařilo se mi najít transformátory s docela nízkým výkonem. Proto je nepravděpodobné, že budu schopen vytlačit ani 2 ampéry, ačkoli vše závisí na výstupním napětí modulu DC-DC. Čím menší je, tím více proudu můžete získat.

Tento zdroj se bude skvěle hodit pro jakoukoli „holicí strojek“ s nízkou spotřebou. Zde je napájení „smějící se koule“ napětím 9V a proudem cca 100 mA.

A to už napájí 12voltový LED pásek dlouhý asi 1 metr.

Existuje také odlehčená, Lite verze tohoto DC-DC měniče, která je rovněž osazena na čipu XL4015E1.

Jediným rozdílem je absence vestavěného voltmetru.

Parametry jsou podobné: vstupní napětí 4...38V, maximální proud 5A (doporučeno ne více než 4,5A). Reálné je použití se vstupním napětím do 30V, 30V i více. Zatěžovací proud ne více než 2...2,5A. Pokud jej více zatížíte, znatelně se zahřívá a přirozeně se snižuje životnost a spolehlivost.

DC/DC měniče jsou široce používány pro napájení různých elektronických zařízení. Používají se ve výpočetních zařízeních, komunikačních zařízeních, různá schémata ovládání a automatizace atd.

Transformátorové napájecí zdroje

U tradičních transformátorových zdrojů se napětí napájecí sítě převádí, nejčastěji snižuje, na požadovanou hodnotu pomocí transformátoru. Snížené napětí je vyhlazeno kondenzátorovým filtrem. V případě potřeby je za usměrňovač instalován polovodičový stabilizátor.

Transformátorové zdroje jsou obvykle vybaveny lineárními stabilizátory. Takové stabilizátory mají alespoň dvě výhody: nízkou cenu a malý počet dílů v postroji. Tyto výhody jsou však narušovány nízkou účinností, protože značná část vstupního napětí se používá k ohřevu řídicího tranzistoru, což je pro napájení přenosných elektronických zařízení zcela nepřijatelné.

DC/DC měniče

Pokud je zařízení napájeno z galvanických článků nebo baterií, je převod napětí na požadovanou úroveň možný pouze pomocí DC/DC měničů.

Myšlenka je poměrně jednoduchá: stejnosměrné napětí se přemění na střídavé napětí, obvykle s frekvencí několika desítek nebo dokonce stovek kilohertzů, zvýší se (sníží) a poté se usměrní a přivede do zátěže. Takové převodníky se často nazývají pulzní převodníky.

Příkladem je boost převodník z 1,5V na 5V, právě výstupní napětí USB počítače. Podobný nízkopříkonový měnič se prodává na Aliexpressu.

Rýže. 1. Převodník 1,5V/5V

Pulzní měniče jsou dobré, protože mají vysokou účinnost, která se pohybuje od 60..90%. Další výhodou pulzních měničů je široký rozsah vstupních napětí: vstupní napětí může být nižší než výstupní napětí nebo mnohem vyšší. Obecně lze DC/DC měniče rozdělit do několika skupin.

Klasifikace měničů

Lowering, v anglické terminologii step-down nebo buck

Výstupní napětí těchto měničů je zpravidla nižší než vstupní napětí: bez výraznějších tepelných ztrát řídicího tranzistoru získáte při vstupním napětí 12...50V napětí jen několik voltů. Výstupní proud takových měničů závisí na požadavku zátěže, což zase určuje obvodový návrh měniče.

Další anglický název pro step-down měnič je chopper. Jednou z možností překladu tohoto slova je přerušovač. V technické literatuře se redukčnímu měniči někdy říká „chopper“. Zatím si připomeňme jen tento termín.

Zvyšování, v anglické terminologii step-up nebo boost

Výstupní napětí těchto měničů je vyšší než vstupní napětí. Například při vstupním napětí 5V může být výstupní napětí až 30V a je možná jeho plynulá regulace a stabilizace. Docela často se boost konvertorům říká boostery.

Univerzální měniče - SEPIC

Výstupní napětí těchto měničů je udržováno na dané úrovni, když je vstupní napětí buď vyšší nebo nižší než vstupní napětí. Doporučeno v případech, kdy se vstupní napětí může lišit v rámci významných limitů. Například v autě se může napětí baterie lišit v rozmezí 9...14V, ale musíte získat stabilní napětí 12V.

Invertující převodníky

Hlavní funkcí těchto měničů je vytvářet výstupní napětí s obrácenou polaritou vzhledem ke zdroji energie. Velmi výhodné v případech, kdy je například vyžadováno bipolární napájení.

Všechny uvedené měniče mohou být stabilizované nebo nestabilizované, výstupní napětí může být galvanicky spojeno se vstupním napětím nebo mít galvanické napěťové oddělení. Vše závisí na konkrétním zařízení, ve kterém bude převodník použit.

Chcete-li přejít k dalšímu příběhu o DC/DC měničích, měli byste alespoň porozumět teorii obecně.

Step-down konvertor chopper - buck konvertor

Jeho funkční schéma je znázorněno na obrázku níže. Šipky na vodičích ukazují směry proudů.

Obr.2. Funkční schéma stabilizátor chopperu

Vstupní napětí Uin je přivedeno na vstupní filtr - kondenzátor Cin. Jako klíčový prvek je použit VT tranzistor, který provádí vysokofrekvenční proudové spínání. Může to být buď. Obvod kromě naznačených částí obsahuje vybíjecí diodu VD a výstupní filtr - LCout, ze kterého je přiváděno napětí do zátěže Rн.

Je snadné vidět, že zátěž je zapojena do série s prvky VT a L. Proto je obvod sekvenční. Jak dochází k poklesu napětí?

Pulzní šířková modulace - PWM

Řídicí obvod vytváří obdélníkové impulsy s konstantní frekvencí nebo konstantní periodou, což je v podstatě totéž. Tyto impulsy jsou znázorněny na obrázku 3.

Obr.3. Řídící impulsy

Zde t je doba impulsu, tranzistor je otevřen, t je doba pauzy a tranzistor je uzavřen. Poměr ti/T se nazývá pracovní cyklus pracovního cyklu, označuje se písmenem D a vyjadřuje se v %% nebo jednoduše v číslech. Například, když se D rovná 50 %, ukáže se, že D=0,5.

D se tedy může měnit od 0 do 1. Při hodnotě D=1 je klíčový tranzistor ve stavu plného vedení a při D=0 ve stavu cutoff, jednoduše řečeno, je uzavřen. Není těžké uhodnout, že při D=50% se výstupní napětí bude rovnat polovině vstupního.

Je zcela zřejmé, že výstupní napětí je regulováno změnou šířky řídicího impulsu t a vlastně změnou koeficientu D. Tento princip regulace se nazývá (PWM). Téměř u všech spínaných zdrojů je právě pomocí PWM stabilizováno výstupní napětí.

Ve schématech na obrázcích 2 a 6 je PWM „skrytý“ v obdélnících označených jako „Řídící obvod“, který provádí některé další funkce. Může to být například pozvolný náběh výstupního napětí, dálkové zapnutí nebo zkratová ochrana převodníku.

Obecně platí, že konvertory se staly tak široce používány, že výrobní podniky elektronické komponenty zahájila výrobu PWM regulátorů pro všechny příležitosti. Sortiment je tak velký, že na jejich výčet byste potřebovali celou knihu. Proto sbírejte konvertory na diskrétní prvky, nebo jak se často říká „rassypukh“, nikoho nenapadne.

Hotové nízkoenergetické měniče lze navíc zakoupit na Aliexpress nebo Ebay za nízkou cenu. V tomto případě pro instalaci v amatérském provedení stačí k desce připájet vstupní a výstupní vodiče a nastavit požadované výstupní napětí.

Ale vraťme se k našemu obrázku 3. V tomto případě koeficient D určuje, jak dlouho bude otevřeno (1. fáze) nebo zavřeno (2. fáze). Pro tyto dvě fáze může být obvod znázorněn na dvou výkresech. Obrázky NEZOBRAZUJÍ prvky, které nejsou v této fázi použity.

Obr.4. Fáze 1

Když je tranzistor otevřený, proud ze zdroje energie (galvanický článek, baterie, usměrňovač) prochází indukční tlumivkou L, zátěží Rн a nabíjecím kondenzátorem Cout. Zátěží přitom protéká proud, kondenzátor Cout a tlumivka L akumulují energii. Proud iL POSTUPNĚ ZVYŠUJE, vlivem indukčnosti tlumivky. Tato fáze se nazývá pumpování.

Poté, co napětí zátěže dosáhne nastavené hodnoty (určené nastavením řídicího zařízení), tranzistor VT se uzavře a zařízení přejde do druhé fáze - fáze vybíjení. Uzavřený tranzistor na obrázku není vůbec znázorněn, jako by neexistoval. To ale znamená pouze to, že tranzistor je uzavřený.

Obr.5. Fáze 2

Když je tranzistor VT uzavřen, nedochází k doplňování energie v induktoru, protože je vypnutý zdroj energie. Indukčnost L má tendenci bránit změnám velikosti a směru proudu (samoindukce) protékajícího vinutím induktoru.

Proto se proud nemůže zastavit okamžitě a je uzavřen obvodem „diodové zátěže“. Z tohoto důvodu se VD dioda nazývá vybíjecí dioda. Zpravidla se jedná o vysokorychlostní Schottkyho diodu. Po regulační periodě, fázi 2, se obvod přepne do fáze 1 a proces se znovu opakuje. Maximální napětí na výstupu uvažovaného obvodu se může rovnat vstupu a nic víc. Pro získání výstupního napětí vyššího než vstupního se používají boost konvertory.

Pro tuto chvíli vám musíme pouze připomenout velikost indukčnosti, která určuje dva provozní režimy chopperu. Při nedostatečné indukčnosti bude měnič pracovat v režimu vypínacího proudu, což je pro napájecí zdroje zcela nepřijatelné.

Pokud je indukčnost dostatečně velká, pak provoz probíhá v režimu trvalého proudu, což umožňuje pomocí výstupních filtrů získat konstantní napětí s přijatelnou úrovní zvlnění. Boost měniče, o kterých bude řeč níže, také pracují v režimu trvalého proudu.

Pro mírné zvýšení účinnosti je vybíjecí dioda VD nahrazena tranzistorem MOSFET, který je ve správný okamžik otevřen řídicím obvodem. Takové převodníky se nazývají synchronní. Jejich použití je oprávněné, pokud je výkon měniče dostatečně velký.

Zvyšovací nebo posilovací měniče

Boost měniče se používají především pro nízkonapěťové napájení např. ze dvou nebo tří baterií a některé konstrukční komponenty vyžadují napětí 12...15V s malým proudovým odběrem. Poměrně často se boost konvertor stručně a jasně nazývá slovem „booster“.

Obr.6. Funkční schéma zesilovacího měniče

Vstupní napětí Uin je přivedeno na vstupní filtr Cin a přivedeno na sériově zapojený L a spínací tranzistor VT. Do spojovacího bodu mezi cívkou a kolektorem tranzistoru je připojena VD dioda. Zátěž Rн a bočníkový kondenzátor Cout jsou připojeny k druhé svorce diody.

Tranzistor VT je řízen řídicím obvodem, který vytváří řídicí signál stabilní frekvence s nastavitelným pracovním cyklem D, jak bylo popsáno výše při popisu obvodu chopperu (obr. 3). Dioda VD blokuje zátěž z klíčového tranzistoru ve správný čas.

Při rozpojeném klíčovém tranzistoru je pravý výstup cívky L podle schématu připojen k zápornému pólu zdroje Uin. Cívkou a otevřeným tranzistorem protéká rostoucí proud (vlivem indukčnosti) ze zdroje a v cívce se hromadí energie.

V tomto okamžiku dioda VD blokuje zátěž a výstupní kondenzátor ze spínacího obvodu, čímž zabraňuje vybíjení výstupního kondenzátoru přes otevřený tranzistor. Zátěž je v tomto okamžiku napájena energií akumulovanou v kondenzátoru Cout. Napětí na výstupním kondenzátoru přirozeně klesá.

Jakmile výstupní napětí klesne mírně pod nastavenou hodnotu (určenou nastavením řídicího obvodu), klíčový tranzistor VT se sepne a energie uložená v induktoru přes diodu VD dobije kondenzátor Cout, který nabudí zatížení. V tomto případě se samoindukční emf cívky L přičte ke vstupnímu napětí a přenese na zátěž, proto je výstupní napětí větší než vstupní napětí.

Když výstupní napětí dosáhne nastavené stabilizační úrovně, řídicí obvod otevře tranzistor VT a proces se opakuje od fáze akumulace energie.

Univerzální měniče - SEPIC (jednokoncový primární indukční měnič nebo měnič s asymetricky zatíženou primární indukčností).

Takové převodníky se používají hlavně tehdy, když má zátěž nevýznamný výkon a vstupní napětí se mění vzhledem k výstupnímu napětí nahoru nebo dolů.

Obr.7. Funkční schéma převodníku SEPIC

Velmi podobný obvodu zesilovacího měniče znázorněnému na obrázku 6, ale s dalšími prvky: kondenzátorem C1 a cívkou L2. Právě tyto prvky zajišťují provoz měniče v režimu snižování napětí.

Převodníky SEPIC se používají v aplikacích, kde se vstupní napětí velmi mění. Příkladem je regulátor 4V-35V na 1,23V-32V Boost Buck Voltage Step Up/Down. Právě pod tímto názvem se v čínských obchodech prodává převodník, jehož obvod je znázorněn na obrázku 8 (pro zvětšení klikněte na obrázek).

Obr.8. Schematický diagram SEPIC převodník

Obrázek 9 ukazuje vzhled desky s označením hlavních prvků.

Obr.9. Vzhled SEPIC převodník

Obrázek ukazuje hlavní části podle obrázku 7. Všimněte si, že jsou zde dvě cívky L1 L2. Na základě této funkce můžete určit, že se jedná o převodník SEPIC.

Vstupní napětí desky může být v rozmezí 4…35V. V tomto případě lze výstupní napětí upravit v rozsahu 1,23…32V. Pracovní frekvence převodníku je 500 KHz.Při malých rozměrech 50 x 25 x 12 mm poskytuje deska výkon až 25 W. Maximální výstupní proud až 3A.

Zde je však třeba učinit poznámku. Pokud je výstupní napětí nastaveno na 10V, pak výstupní proud nemůže být vyšší než 2,5A (25W). Při výstupním napětí 5V a maximálním proudu 3A bude výkon pouze 15W. Hlavní věcí je nepřehánět to: buď nepřekračujte maximální přípustný výkon, nebo nepřekračujte přípustné proudové limity.

Tony Armstrong Překlad: Pavel Bashmakov active@site Vladimir Rentyuk

Úvod

Technická politika výrobců telekomunikačních zařízení je v reakci na požadavky trhu zaměřena na neustálé zvyšování propustnosti a efektivity jimi vyráběných systémů, jakož i na zlepšování jejich funkčnosti a celkové Specifikace. Současně zůstávají aktuální i otázky snižování celkové spotřeby energie vyráběných systémů. Typickým cílem je například snížit celkovou spotřebu energie přesměrováním pracovního vlákna a přesunem zátěže na nevyužité servery, což umožňuje vypnout některé servery, které jsou aktuálně uvolněny. Pro splnění těchto požadavků je nutné znát spotřebu energie koncového zařízení. Správně navržený digitální systém řízení spotřeby (DPSM) tak může uživateli poskytnout údaje o spotřebě energie, což pomáhá implementovat inteligentní, nebo, jak se říká, „chytrá“ řešení pro řízení celkové spotřeby energie.

Hlavní výhodou a přínosem použití technologie DPSM je snížení nákladů na vývoj a zkrácení doby uvedení finálního produktu na trh. Komplexní vícesběrnicové systémy lze efektivně vytvářet pomocí komplexního vývojového prostředí s intuitivním grafickým uživatelským rozhraním (GUI). Takové systémy navíc zjednodušují testování a ladění zařízení a umožňují provádět změny přímo přes grafické rozhraní namísto pájení propojek. Dalším přínosem je predikce poruch energetického systému a implementace preventivních opatření, což umožňuje dostupnost telemetrických dat v reálném čase. Snad nejdůležitější je, že DC/DC měniče s digitálním ovládáním umožňují návrhářům navrhovat systémy zelené energie, které poskytují požadovaný výkon a zároveň minimalizují spotřebu energie v bodech zátěže. Navíc výhody již existují na úrovni instalace takových systémů, což snižuje náklady na infrastrukturu a celkové náklady na používání systému po celou dobu životnosti produktu.

Většina telekomunikačních systémů je napájena prostřednictvím 48V kolejnice, která je poté typicky snížena na střední napětí kolejnice, obvykle v rozsahu napětí 12V až 3,3V, které přímo napájí karty v systémových stojanech. Většina pomocných obvodů nebo integrovaných obvodů na deskách však musí pracovat při napětí v rozsahu od méně než 1 V do 3,3 V při proudech v rozsahu od desítek miliampér do stovek ampér. V důsledku toho musí DC/DC měniče používané v technologii POL (Point-of-Load) snížit střední napětí sběrnice na napětí požadované těmito pomocnými obvody nebo mikroobvody. Takové sběrnice podléhají velmi přísným požadavkům na dodržení spínací sekvence, přesnosti napětí, rezervy a řízení (obvykle pomocí funkce dohledu).

V telekomunikačních systémech existuje až padesát různých sběrnic POL a konstruktéři systémů potřebují jednoduchý způsob ovládání těchto sběrnic, a to jak s ohledem na výstupní napětí, posloupnost jejich aktivace, tak i úroveň maximálního povoleného zatěžovacího proudu. Některé procesory například vyžadují, aby jejich I/O porty byly napájeny napětím předtím, než se hlavní napětí přivede k jádru. Jiná řešení, zejména DSP (anglicky DSP - Digital Signal Processor, digitální signálový procesor), zajišťují dodávku jeho hlavního napětí ještě před příchodem napětí na vstupní/výstupní porty. Předpokladem je také dodržení určitého postupu pro uvolnění stresu při vypínání napájení. Za účelem zjednodušení návrhu napájení potřebuje návrhář systému snadný způsob, jak provést všechny nezbytné změny k optimalizaci výkonu systému při zachování specifické konfigurace požadované pro každý z jeho DC/DC měničů.

Kromě toho, aby byly současně splněny požadavky na všechny vícenásobné napájecí lišty na deskách a aby se zmenšila plocha samotných desek, musí mít návrháři systému relativně jednoduché měniče napětí, protože měniče napětí s výškou větší než 2 mm nemohou být umístěn na zadní straně desek z důvodu hustoty instalace, pokud se provádí v rackových stojanech. Specialisté proto skutečně potřebují takové zcela kompletní napájecí zdroje v malém provedení.

Řešení

μModul firmy představují kompletní kompletní tzv. systém v balíčku - SiP (anglicky SiP - System in a Package). Použití takového designu minimalizuje dobu návrhu a umožňuje zmenšit plochu desek s plošnými spoji a zvýšit hustotu rozložení.

Typ DC/DC měničů μModul je kompletní řešení správy napájení s vestavěným řadičem, výkonovými tranzistory, vstupními a výstupními kondenzátory, kompenzačními obvodovými prvky a tlumivkami, umístěnými v kompaktních obalech pro povrchovou montáž, jako je BGA nebo LGA. Návrh s DC/DC měniči, jako jsou μModules, může výrazně zkrátit dobu vývoje. Čas potřebný k dokončení procesu návrhu tak lze v závislosti na složitosti návrhu zkrátit až o 50 %. Řada μModule zbavuje vývojáře velkého břemene výběru komponent, optimalizace a rozvržení zařízení celkový čas vývoj a vyhledávání systému možné poruchy a v konečném důsledku urychluje dobu uvedení produktu na trh.

Řešení založená na DC/DC měničích μModul od společnosti lineární technologie, Jsou navrženy v kompaktním provedení podobném IC, integrují všechny klíčové komponenty a běžně se používají k náhradě napájecích zdrojů na diskrétních součástkách, signálových obvodech a izolovaných strukturách. Díky pečlivé kontrole a přísnému testování ze strany společnosti Lineární technologie Rodina DC/DC měničů μModul se vyznačují vysokou spolehlivostí a široká dostupná řada těchto produktů zjednodušuje jejich výběr pro optimalizaci návrhu a umístění převodníků na konkrétní desce plošných spojů.

Produktová rodina μModul pokrývá nejširší škálu aplikací, včetně modulů PoL, nabíjecí zařízení, LED drivery, čipy pro správu napájení (digitálně řízené zdroje PMBus) a izolované převodníky. Linkové převodníky μModulŘešení napájení zkracují dobu návrhu a překonávají prostorová omezení a zároveň poskytují vysokou účinnost, spolehlivost a u některých produktů řešení s nižším vyzařovaným elektromagnetickým rušením (EMI), které splňují požadavky EN55022 třídy B.

Rýže. 1. Nízkoprofilové zdroje μModule (výška menší než 2 mm) lze umístit na obě strany desky plošných spojů

Vzhledem k tomu, že v důsledku zvýšené složitosti systému jsou všechny jeho konstrukční prvky rozptýleny a samotné cykly návrhu jsou co nejvíce zkráceny, dostává se do popředí otázka duševního vlastnictví takového systému jako celku. To často znamená, že návrh energetického systému nelze opustit, dokud není dokončen celý návrhový cyklus. S malým časem a velmi omezenými zdroji se návrháři napájecích systémů často potýkají s výzvou vytvořit co nejkonzistentnější a vysoce účinný napájecí systém a přitom zabírat co nejmenší prostor na desce plošných spojů. Pro řešení přesně takových problémů byly vytvořeny napájecí zdroje řady μModule, kombinující vysokou účinnost pulzního měniče a snadné použití LDO.

Pečlivý návrh, správné rozložení plošných spojů, pečlivý výběr součástek – to vše je nedílnou a časově náročnou úlohou při návrhu efektivního napájecího systému. Když je čas extrémně omezený nebo zkušenosti s tvorbou takových systémů nedostačují, hotové modulární napájecí zdroje z řady μModule pomohou ušetřit váš čas a eliminovat riziko nedodržení termínů projektů.

Jako příklad si vezměme superkompaktní pulzní DC/DC regulátor napětí -. Jedná se o dvoukanálový 2,5A na kanál/jednokanálový 5A snižující regulátor napětí v mikromodulárním designu v malém, super tenkém pouzdru LGA o rozměrech 6,25 x 6,25 x 1,82 mm. Profil tohoto zdroje je srovnatelný s profilem standardního keramického kondenzátoru v pouzdře 1206, což umožňuje umístění tohoto zdroje jak na horní, tak na spodní stranu desky s plošnými spoji, což výrazně snižuje stopu, což je důležité zejména pro Karty formátu PCIe a typy mezaninového připojení (obr. 1).

Rodina DC/DC měničů μModul společnosti Lineární technologie představují také řešení, které současně poskytuje vysoké výstupní výkon a funkce DPSM.

Stůl. Seznam nízkoprofilových modulárních DC/DC napájecích zdrojů od Linear Technology

Vzhledem k tomu, mnoho stabilizátorů napětí rodiny μModul pro vysoké proudové zatížení lze zapojit paralelně a s vysokou přesností přizpůsobení v rozložení proudů (v rámci jmenovité odchylky 1 % od sebe) to snižuje riziko lokálních bodů přehřátí. Navíc postačí pouze jeden z připojených stabilizátorů napětí μModul poskytl možnost implementovat funkcionalitu DPSM a je to právě on, kdo je schopen poskytnout kompletní digitální rozhraní, i když jiná zařízení μModule připojená paralelně nemají schopnost implementovat funkci DPSM. Na Obr. Obrázek 2 ukazuje obvod pro řešení pro proud 180 A plus implementaci funkce DPSM pro technologii PoL. Toto řešení je založeno na jednom modulu LTM4677(regulátor napětí μModule s funkcí DPSM pro proud do 36 A), paralelně zapojený se třemi LTM4650 (stabilizátor napětí μModule pro proud do 50 A bez funkce DPSM).

Rýže. 2. Kombinace jednoho LTM4677 DPSM μModule a tří regulátorů napětí z rodiny LTM4650 μModule umožňuje realizovat napájecí zdroj s výstupním napětím 1 V a proudem 186 A ze vstupní mezisběrnice o jmenovitém vstupním napětí 12 V

Závěr

Díky schopnosti DPSM a ultratenkým profilům mohou návrháři napájení snadno implementovat moderní systémy splňují požadavky na design a poskytují vysoký výstupní výkon 1V pro napájení nejnovějších sub-20nm aplikačně specifických integrovaných obvodů (ASIC), GPU jader a FPGA. Při montáži na PCB optimalizuje LTM4622 využití prostoru na spodní straně desky díky svému ultratenkému profilu. Toto řešení samozřejmě výrazně nešetří drahý prostor na desce, ale snižuje Obecné požadavky chlazení díky vyšší účinnosti.

A závěrem připomínám, že použití stabilizátorů napětí rodiny μModule má smysl v těch oblastech, kde výrazně zkracuje dobu ladění a pomáhá efektivněji využívat plochu plošných spojů. Výsledkem jsou snížené náklady na infrastrukturu i celkové náklady na vlastnictví po dobu životnosti konečného produktu.

Vzorky a nástroje pro ladění si můžete vyžádat na adrese

Princip činnosti

Princip fungování je obsažen v samotném názvu. Stejnosměrné napětí se převádí na střídavé napětí. Poté se zvedne nebo spustí, následuje narovnání a podávání do zařízení. DC-DC měniče pracující na výše uvedeném principu se nazývají pulzní měniče. Výhodou pulzních měničů je jejich vysoká účinnost: kolem 90 %.

Výstupní napětí těchto měničů je nižší než vstupní. Například se vstupním napětím 12-50 V pomocí takových DC-DC měničů můžete na výstupu získat napětí několika voltů.

Měniče napětí se liší také provedením. Oni mohou být:

Modulární
Jedná se o nejběžnější typ DC-DC měničů, včetně obrovského počtu nejvíce různé modely. Převodník je umístěn v kovovém nebo plastovém pouzdře s vyloučením přístupu k vnitřním prvkům.
Pro montáž na PCB

Tyto převodníky jsou určeny speciálně pro montáž na desku plošných spojů. Od modulárních se liší tím, že nemají pouzdro.

→ Rozsah výstupního napětí zahrnuje parametry, které je DC-DC měnič schopen produkovat na výstupu při běžném provozu.

→ Výkonový koeficient (efektivita) je poměr hodnot vstupního a výstupního výkonu. Účinnost závisí na řadě podmínek, ale nejvyšší účinnosti je dosaženo při maximálním povoleném zatížení. Čím větší je rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím, tím nižší je účinnost.

→Omezení výstupního proudu. Tato ochrana je dostupná u většiny moderních modelů stabilizátorů. Funguje následovně: jakmile výstupní proud dosáhne nastavené hodnoty, vstupní napětí klesne. Jakmile je výstupní proud v přijatelném rozsahu, napájení se obnoví.

Parametry přesnosti

→ Vlnění. I za ideálních podmínek jsou přítomny určité „hluky“, takže je nelze zcela eliminovat. Jednotky měření jsou mV. Někdy vedle něj výrobce uvádí „rr“, což znamená rozsah zvlnění napětí - od minima záporného vrcholu po maximum kladného.

Řízení
Ovládací prvky jsou zastoupeny čtyřmi tlačítky.