Krokové nastaviteľné napätie, obvod regulátora prúdu pomocou LM2673

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





To znamená, že sú schopné riadiť zaťaženie až 3 AMP pri zachovaní vynikajúcich charakteristík regulácie linky a zaťaženia.

Jednou z vynikajúcich funkcií je ich vysoká účinnosť, ktorá je väčšia ako 90%.



Táto pôsobivá účinnosť sa dosiahne vďaka použitiu prepínača DMOS s nízkym odporom.

Teraz, keď príde na výstupné napätie, táto séria vás pokryje pevnými možnosťami dostupnými pri 3,3 V, 5 V a 12 V a navyše existuje aj nastaviteľná výstupná verzia pre tých, ktorí potrebujú trochu väčšiu flexibilitu.



Celá myšlienka konceptu Simple Switcher® je urobiť proces navrhovania čo najpriamejšie pomocou minimálneho počtu externých komponentov.

Jednou z skvelých vecí na týchto regulátoroch je to, že pracujú s vysoko pevným frekvenčným oscilátorom, ktorý beží pri 260 kHz.

To umožňuje dizajnérom používať komponenty menšej veľkosti, ktoré môžu byť skutočne užitočné v tesných priestoroch.

Navyše je tu k dispozícii rodina štandardných induktorov od rôznych výrobcov, ktorí sú kompatibilní s LM2673, čo uľahčuje proces navrhovania.

Ďalšou elegantnou funkciou je schopnosť znížiť vstupný nárast prúdu pri výkone regulátora.

Môžete to urobiť pridaním načasovacieho kondenzátora mäkkého štartu, ktorý pomáha postupne zapnúť regulátor namiesto toho, aby ho okamžite zasiahol so všetkou energiou naraz.

Bezpečnosť je tiež prioritou série LM2673, pretože obsahuje vstavané funkcie tepelného vypínania a limit prúdového systému pre spínač Power MOSFET.

To pomáha chrániť samotné zariadenie aj akékoľvek zaťažovacie obvody pripojené k nemu pri poruchových podmienkach.

Je zaručené, že výstupné napätie zostane v rámci tolerancie ± 2%, ktorá je celkom spoľahlivá.

Okrem toho je frekvencia hodín regulovaná v rámci ± 11% tolerancie.

Obsah skryť 1 Detaily 1.1 Funkcie pinout 2 Absolútne maximálne hodnotenie IC LM2673 2.1 Odporúčané prevádzkové podmienky 2.2 Elektrické charakteristiky 2.2.1 LM2673 - fixný výstup 3,3 V 2.2.2 LM2673 - fixovaný 5 V výstup 2.2.3 LM2673 - Opravený výstup 12 V 2.2.4 LM2673 - Nastaviteľný výstup 8v až 40 V 3 Podrobný popis (typický konštrukcia výstupného napätia s pevným napätím) 3.1 Funkčný blokový diagram 4 Navrhovanie regulátora LM2673 SEP-Down s pevným výstupom napätia 4.1 Požiadavky na návrh 4.2 Podrobný konštrukčný postup 4.3 Tabuľka 1. Vstupné a výstupné kondenzátorové kódy - pod povrchom pripojenia 4.4 Tabuľka 2. Kódy vstupu a výstupu 4.5 Induktor výberu 3. Čísla dielcov výrobcu induktorov 4.6 Tabuľka 4. 4.7 Nomografie 4.8 Výber kondenzátora 5. výstupné kondenzátory pre aplikáciu pevného výstupného napätia - pod povrch 5 Navrhovanie regulátora LM2673 SEP-Down s nastaviteľným výstupom napätia

Detaily

  Výstražná správa: Elektrina je nebezpečná, postupujte opatrne
  Konfigurácia a funkcie PIN LM2673

Funkcie pinout

Výstup 1 12, 13, 14 Ten Vnútorný zdrojový kolík FET s vysokou bránou. Tento uzol sa používa na prepínanie. Pripojte tento kolík k katóde externej diódy a induktorom.
Vstup 2 23 I Pripojte vstupný kolík k kolektorovému kolíku FET s vysokou stratou. Pripojte vstupné kondenzátory obtoku CIN a napájanie. VIN PIN musí mať najkratšiu cestu uskutočniteľnú pre vysokofrekvenčný obtok CIN a GND.
Cb 3 4 I Pripojenie kondenzátora Bootstrap pre vodiča na vysokej strane. Z CB k kolíku VSW by mal byť pripojený vysokokvalitný 100-NF kondenzátor.
GND 4 9 - Power pozemné kolíky. Pripojte sa k obvodu. Cout and Cin Ground Pins. Cesta k CIN by mala byť tak krátka tak, ako je možné.
Nastavenie aktuálneho nastavenia 5 6 I Nastavte kolík pre aktuálny limit. Ak chcete nastaviť aktuálny limit časti, pripevnite z tohto PIN na GND odpor.
FB (spätná väzba) 6 7 I Vstupný kolík pre detekciu spätnej väzby. Ak chcete nastaviť nastaviteľnú verziu, pripojte tento kolík k uprostred oddelenia spätnej väzby, aby ste nastavili Vout. Pre verziu s pevným výstupom pripojte tento kolík priamo k výstupnému kondenzátorovi.
SS (mäkký štart) 7 8 I PIN, ktorý umožňuje mäkký štart. Ak chcete regulovať výstupnú rampu napätie, pridajte z tohto PIN do GND kondenzátor. PIN môže byť ponechaný otvorený a vznášajúci sa, ak nebude funkčnosť hľadaná.
NC (bez pripojenia) - 1, 5, 10, 11 - Nevyužité, žiadne kolíky Connect.

Absolútne maximálne hodnotenie IC LM2673

Vstupné napájacie napätie - 45 V
Napätie s mäkkým štartom −0.1 6 V
Prepnite napätie na zem (3) −1 Byť V
Posilňové napätie - VSW + 8 V
Spätná väzba napätie −0.3 14 V
Rozptýlenie energie - Interne obmedzený -
Teplota spájkovania (vlna, 4 s) - 260 ° C
Teplota spájkovania (infračervená, 10 s) - 240 ° C
Teplota spájkovania (parná fáza, 75 s) - 219 ° C
Teplota skladovania, TSTG −65 150 ° C

Poznámky:

Tlačiť veci okolo vyššie uvedeného Absolútne maximálne hodnotenie Môžete úplne zničiť vaše zariadenie natrvalo.

Vážne tieto hodnotenia sú len o strese a nepremýšľajte, že vaše zariadenie bude skutočne fungovať, ak ho tlačíte na tieto limity alebo dokonca blízko k ostatným podmienkam, ktoré nie sú vo vnútri Odporúčané prevádzkové podmienky.

A ak sa zaoberáte vojenskými/leteckými vecami, musíte kontaktovať predajnú kanceláriu/distribútorov Texas Instruments, aby ste zistili, čo sa deje, a získajte správne špecifikácie.

Tiež, toto spínacie napätie na zemský parameter? Táto absolútna maximálna špecifikácia hovorí o jednosmernom napätí.

Ale môžete ísť trochu negatívne s napätím, napríklad -10 V, ale iba vtedy, ak je to len malý výpad pulzu, napríklad až 20 ns.

Ak je impulz o niečo dlhší, povedzme 60 ns, potom môžete ísť iba na -6 V a ak je ešte dlhší, napríklad 100 ns, potom je to iba -3 V ...

Odporúčané prevádzkové podmienky

Napájacie napätie 8 40 V
Teplota križovatky (TJ) -40 125 ° C

Elektrické charakteristiky

LM2673 - fixný výstup 3,3 V

Výstupné napätie (Vout) Vin = 8 V až 40 V, 100 mA ≤ iout ≤ 5 A nad -40 ° C až 125 ° C 3 234 3.3 3 366 V
Účinnosť (η) Vin = 12 V, ILOAD = 5 a 3.201 3 399 %

LM2673 - fixovaný 5 V výstup

Výstupné napätie (v vyčlenený ) Vin = 8 V až 40 V, 100 mA ≤ iout ≤ 5 A nad -40 ° C až 125 ° C 4.9 5 5.1 V
Účinnosť (η) V v = 12 V, i načítať = 5 a 4.85 5.15 %

LM2673 - Opravený výstup 12 V

Výstupné napätie (v vyčlenený ) V v = 15 V až 40 V, 100 mA ≤ i vyčlenený ≤ 5 A nad -40 ° C až 125 ° C 11.76 12 12.24 V
Účinnosť (η) V v = 24 V, i načítať = 5 a 11.64 12.36 %

LM2673 - Nastaviteľný výstup 8v až 40 V

Napätie spätnej väzby (v fb ) V v = 8 V až 40 V, 100 mA ≤ i vyčlenený ≤ 5 A nad -40 ° C až 125 ° C 1.186 1.21 1 234 V
Účinnosť (η) V v = 12 V, i načítať = 5 a 1 174 1,246 %

Podrobný popis (typický konštrukcia výstupného napätia s pevným napätím)

  LM2673 Typický konštrukcia výstupu pevného napätia

LM2673 je fantastická technológia, ktorá poskytuje všetky aktívne funkcie, ktoré potrebujete na odstránenie alebo prevodník Buck, regulátor prepínania.

Je vybavený vnútorným prepínačom napájania, ktorý je vlastne DMOS Power MOSFET. Tento dizajn umožňuje zvládnuť vysoké súčasné schopnosti - až na 3 A - zatiaľ čo pôsobí s pôsobivou účinnosťou.

Ak hľadáte podporu dizajnu, Náradie je super užitočný. Môže vám pomôcť pri výbere okamžitých komponentov, vykonávať výpočty výkonnosti obvodu na vyhodnotenie, vygenerovať zoznam komponentov materiálov a dokonca poskytnúť schému obvodu špeciálne pre LM2673.

Funkčný blokový diagram

  LM2673 SEP-Down Regulator IC Interný diagram

Výstup

Poďme na chvíľu hovoriť o výstupe prepínača. Tento výstup pochádza priamo z prepínača Power MOSFET, ktorý je pripojený priamo k vstupnému napätiu.

To, čo tento prepínač robí, je poskytovať energiu induktora, výstupného kondenzátora a obvodov zaťaženia, a to všetko pod kontrolou vnútorného modulátora šírky impulzov (PWM).

Ovládač PWM pracuje s pevným oscilátorom 260 kHz. V typickej aplikácii s odstupom dole je pracovný cyklus-v podstate pomer času, ktorý je prepínač zapnutý v porovnaní s vypnutím-je tento vypínač napájania úmerný pomeru výstupného napätia napájacieho zdroja v porovnaní so vstupným napätím.

Zistíte, že napätie na kolíku 1 sa prepína medzi VIN (keď je spínač zapnuté) a pod úrovňou zeme v dôsledku poklesu napätia cez externú schottú diódu (keď je spínač vypnutý).

Vstup

Teraz, keď sa presuniete na vstupnú stranu, tu pripájate vstupné napätie pre zdroj napájania v PIN 2. Nielenže toto vstupné napätie poskytuje energiu pre vaše zaťaženie, ale dodáva tiež zaujatosť pre všetky vnútorné obvody v rámci LM2673 .

Aby ste zaistili, že všetko funguje tak, ako by malo, uistite sa, že vaše vstupné napätie zostane v rozsahu 8 V až 40 V. Pre optimálny výkon z vášho napájacieho zdroja je nevyhnutné vždy obísť tento vstupný kolík so vstupným kondenzátorom, ktorý je umiestnený blízko Pin 2.

C

Ďalej je C Boost. Musíte pripojiť kondenzátor z kolíka 3 k výstupu spínača v kolíku 1. Tento kondenzátor hrá dôležitú úlohu tým, že posilní pohon brány k tomuto vnútornému MOSFET nad VIN, aby sa mohol úplne zapnúť.

Týmto spôsobom pomáha minimalizovať straty vodivosti pri prepínači výkonu, ktorý zase udržiava vysokú účinnosť. Odporúčaná hodnota pre tento C Podpora Kondenzátor je okolo 0,01 µf.

Uzemniť

Nezabúdajme na zem! Toto pripojenie slúži ako referencia o zemi pre všetky komponenty v nastavení napájania.

V aplikáciách, v ktorých máte rýchle prepínanie a vysoké prúdy-ako tie, ktoré používajú LM2673-Instruments TEXAS odporúča používať širokú pozemnú rovinu.

Pomáha to minimalizovať spojenie signálu v celom okruhu a udržuje všetko v prevádzke hladko.

Nastavenie aktuálneho nastavenia

Jednou z vynikajúcich funkcií LM2673 je jeho schopnosť upravovať a prispôsobiť limit prúdového spínača podľa toho, čo vyžaduje vaša konkrétna aplikácia.

To znamená, že sa nemusíte báť používania externých komponentov, ktoré je potrebné fyzicky dimenzovať, aby sa zvládli úrovne prúdu, ktoré by mohli byť oveľa vyššie ako to, čo váš obvod bežne pracuje (napríklad počas skratovaných výstupných podmienok).

Aby ste to nastavili, pripojíte odpor od kolíka 5 k zemi. Tento rezistor stanovuje prúd (i (pin 5) = 1,2 V / R Adj. ), ktoré určuje, koľko špičkového prúdu preteká cez tento vypínač napájania. Maximálny spínací prúd sa fixuje na úrovni vypočítanej ako 37 125 vydelených R Adj. .

Spätná väzba

Teraz prejdime na spätnú väzbu. Tento vstup sa pripája k dvojstupňovému zosilňovača s vysokým stupňom, ktorý poháňa ovládač PWM. Je nevyhnutné pripojiť PIN 6 priamo k skutočnému výstupu zdroja napájania, aby ste správne nastavili toto výstupné napätie DC.

Pre pevné výstupné zariadenia, ako sú zariadenia s výstupmi 3,3 V, 5 V a 12 V, potrebujete iba priame pripojenie drôtu, aby ste ho dosiahli, pretože vo vnútri LM2673 už existujú rezistory s vnútorným ziskom.

Ak však používate nastaviteľnú výstupnú verziu, budete potrebovať dva externé odpory, aby ste mohli presné nastavenie DC výstupného napätia.

Na zabezpečenie stabilnej prevádzky vášho napájacieho zdroja je skutočne dôležité zabrániť tomu, aby sa do vstupu spätnej väzby spojil akákoľvek väzba induktora.

Mäkký štart

Nakoniec máme mäkký štart! Pripojením kondenzátora z kolíka 7 do zeme umožníte postupný zapínanie regulátora prepínania.

Tento kondenzátor stanovuje časové oneskorenie, ktoré postupne zvyšuje, koľko pracovného cyklu používa váš interný vypínač napájania.

Táto funkcia môže výrazne znížiť, koľko nárazového prúdu sa vytiahne z vášho vstupného napájania, keď dôjde k náhlej aplikácii vstupného napätia.

Ak nepotrebujete funkčnosť mäkkého spustenia, mali by ste nechať tento kolík otvorene obvod.

Navrhovanie regulátora LM2673 SEP-Down s pevným výstupom napätia

  LM2673 SEP-Down Regulator s pevným výstupom napätia

Požiadavky na návrh

Takže ak hľadáte, aby ste dostali LM2673 hore a beh, musíte najskôr najskôr uviazať pár vecí. Začnite tým, že zistite prevádzkové podmienky napájania a maximálny výstupný prúd, ktorý budete potrebovať. Potom postupujte podľa týchto krokov a vyberte správne externé komponenty pre vaše nastavenie LM2673.

Podrobný konštrukčný postup

Predstavme si, že chcete vytvoriť systémovú logickú zbernicu napájacieho napájania, ktorá beží na 3,3 V. Plánujete použiť stenový adaptér, ktorý vám poskytne neregulované jednosmerné napätie niekde medzi 13 V a 16 V. Okolo 2,5 A.

Och a chceli by ste čas oneskorenia mäkkého štartu asi 50 ms. Navyše uprednostňujete používanie komponentov cez otvory.

Dobre, takto je to, ako to môžeme dosiahnuť:

Krok 1: Prevádzkové podmienky

Najprv poďme rozložiť známe prevádzkové podmienky:

  • V Vyčlenený = 3.3 V
  • V V maximum = 16 V
  • I Načítať maximum = 2,5 a

Krok 2: Vyberte variant LM2673

Choďte do toho a vyberte LM2673T-3.3. Majte na pamäti, že výstupné napätie má toleranciu ± 2% pri teplote miestnosti a ± 3% v celom rozsahu prevádzkovej teploty.

Krok 3: Vyberte si svojho induktora

Teraz použite nomograf pre zariadenie 3,3 V. Nájdite obrázok 14 (aj keď nie je zahrnutý do týchto výsledkov vyhľadávania, tento krok predpokladá, že k nemu máte prístup) a zistite, kde sa pretína horizontálna čiara 16 V (VIN MAX) s vertikálnou čiarou 2.5 (I (i Načítať max). Tento bod križovatky vám hovorí, že budete potrebovať L33, čo je induktor 22 µH.

Pri pohľade na tabuľku 3 (tiež nie je zahrnutá do týchto výsledkov vyhľadávania, ale predpokladá sa, že bude k dispozícii), uvidíte, že L33 v komponente s priechodnou otvorom môže byť získaný z Renco s číslom časti RL-1283-22-43 alebo od pulzného inžinierstva s číslom dielu PE-53933.

Krok 4: Vyberte si výstupný kondenzátor

Nasledujúca tabuľka 5 alebo tabuľka 6 (opäť tieto tabuľky tu nie sú k dispozícii, ale predpokladá sa, že sú prístupné), aby ste zistili, ktorý výstupný kondenzátor má použiť. Vzhľadom na to, že máte výstup 3,3 V a induktor 33 µh, malo by existovať niekoľko roztokov kondenzátorov s výstupným kondenzátorom.

Tieto riešenia vám povie, koľko rovnakého typu kondenzátorov je paralelne a poskytne vám identifikačný kód kondenzátora.

Tabuľka 1 alebo tabuľka 2 (predpokladá sa, že je k dispozícii) by mala poskytnúť špecifické vlastnosti pre každý kondenzátor. Ktorý z týchto možností by vo vašom okruhu fungoval dobre:

  • 1 × 220 µF, 10 V SANYO OS-CON (kód C5)
  • 1 × 1000 µF, 35 V SANYO MV-GX (kód C10)
  • 1 × 2200 µF, 10 V Nichicon PL (kód C5)
  • 1 × 1000 µF, 35 V Panasonic HFQ (kód C7)

Tabuľka 1. Vstupné a výstupné kondenzátorové kódy - pod povrchom pripojenia

C (μf) Wv (v) Irms (a)
C1 330 6.3 1.15
C2 100 10 1.1
C3 220 10 1.15
C4 47 16 0,89
C5 100 16 1.15
C6 33 20 0,77
C7 68 20 0,94
C8 22 25 0,77
C9 22 35 0,63
C10 22 35 0,66
C11 - - -
C12 - - -
C13 - - -

Tabuľka 2. Kódy vstupu a výstupu

C (μf) Wv (v) Irms (a) C (μf)
C1 47 6.3 1 1 000
C2 150 6.3 1,95 270
C3 330 6.3 2.45 470
C4 100 10 1.87 560
C5 220 10 2.36 820
C6 33 16 0,96 1 000
C7 100 16 1,92 150
C8 150 16 2.28 470
C9 100 20 2.25 680
C10 47 25 2.09 1 000
C11 - - - 220
C12 - - - 470
C13 - - - 680
C14 - - - 1 000
C15 - - - -
C16 - - - -
C17 - - - -
C18 - - - -
C19 - - - -
C20 - - - -
C21 - - - -
C22 - - - -
C23 - - - -
C24 - - - -
C25 - - - -

Sprievodca výberom induktora
Tabuľka 3. Čísla dielcov výrobcu induktorov

L23 33 1,35 RL-5471-7 RL1500-33 PE-53823 PE-53823S DO316-333
L24 22 1,65 RL-1283-22-43 RL1500-22 PE-53824 PE-53824S DO316-223
L25 15 2 RL-1283-15-43 RL1500-15 PE-53825 PE-53825S DO316-153
L29 100 1.41 RL-5471-4 RL-6050-100 PE-53829 PE-53829S DO5022P-104
L30 68 1,71 RL-5471-5 RL6050-68 PE-53830 PE-53830s DO5022P-683
L31 47 2.06 RL-5471-6 RL6050-47 PE-53831 PE-53831S DO5022P-473
L32 33 2.46 RL-5471-7 RL6050-33 PE-53932 PE-53932S DO5022P-333
L33 22 3,02 RL-1283-22-43 RL6050-22 PE-53933 PE-53933S DO5022P-223
L3 15 3,65 RL-1283-15-43 - PE-53934 PE-53934S DO5022P-153
L38 68 2.97 RL-5472-2 - PE-54038 PE-54038S -
L39 47 3,57 RL-5472-3 - PE-54039 Na 54039 -
L40 33 4.26 RL-1283-33-43 - Na 54040 54040 rokov -
L41 22 5.22 RL-1283-22-43 - PE-54041 P0841 -
L44 68 3,45 RL-5473-3 - PE-54044 P0845 DO5022P-103HC
L45 10 4.47 RL-1283-10-43 - PE-54044

Tabuľka 4.

3 a 5 a alebo viac 3 a 5 a alebo viac
20 SK32 - 1N5820 -
- - SR302 -
30 SK33 MBRD835L 1N5821 -
30WQ03F - 31dq03 -
40 SK34 MBRB1545CT 1N5822 -
30BQ040 - MBR340 MBR745
30WQ04F 6TQ045S 31dq04 80SQ045
MBRS340 - SR403 6TQ045
MBRD340 - - -
50 alebo viac SK35 - MBR350 -
30WQ05F - 31DQ05 -
- - SR305 -

Nomografie

  nomografie

Krok 5: Vyberte svoj vstupný kondenzátor

Nakoniec použite tabuľku 5 alebo tabuľku 8 na výber vstupného kondenzátora. S výstupom 3,3 V a 22 µh induktorom sú k dispozícii tri roztoky s otvorom.

Tieto kondenzátory vám poskytnú dostatočné hodnotenie napätia a hodnotenie prúdu RMS, ktorý je väčší ako 1,25 A (čo je polovica I. Načítať max).

Opäť odkazujú na tabuľku 1 alebo tabuľku 2 pre konkrétne podrobnosti o komponente sú tieto možnosti vhodné:

  • 1 × 1000 µF, 63 V SANYO MV-GX (kód C14)
  • 1 × 820 µF, 63 V Nichicon PL (kód C24)
  • 1 × 560 µF, 50 V Panasonic HFQ (kód C13)

Krok 6: Vyberte Schottky Diódu

Teraz sa pozriete na tabuľku 4. Budete musieť vybrať Schottskej diódy, ktorá je hodnotená pre 3 alebo viac zosilňovačov. Pre túto aplikáciu, kde sa zaoberáme napätím okolo 20 V, existuje niekoľko vhodných komponentov s otvormi, ktoré by ste mohli použiť:

1N5820

SR302

Krok 7: Nastavenie C Podpora a mäkký štart

Ďalej sa dajme Podpora Kondenzátor vyriešil. Môžete ísť s kondenzátorom 0,01 µF pre C Podpora .

Teraz pre toto 50 ms oneskorenie mäkkého spustenia, ktoré ste chceli, budeme musieť zvážiť niekoľko parametrov:

  • I SST : 3,7 µA
  • tón SS : 50 ms
  • V SST : 0.63 V
  • V Vyčlenený : 3.3 V
  • V Šokovaný : 0.5 V
  • V V : 16 V

Použitím maxima V V Hodnota, uistite sa, že čas oneskorenia mäkkého spustenia bude aspoň 50 ms, na ktoré sa zameriavate.

Ak chcete zistiť správnu hodnotu pre CSS, môžete použiť vzorec (ale tu nie som formátujem, takže ho môžete vidieť v obyčajnom texte) a to nám dáva hodnotu 0,148 µf. Pretože to nie je štandardná hodnota kondenzátora, namiesto toho môžete použiť kondenzátor 0,22 µF. To vám poskytne viac ako dosť oneskorenia mäkkého štartu.

Krok 8: Určite r Adj. Hodnota