STMicroelectronics L7987L asünkroonne lülitus
DC-DC lülitusregulaatorid on kõige tõhusam viis ühe alalisvoolu mahu teisendamisekstage teisele. Isegi kui need on lineaarsetest regulaatoritest keerukamad ja kallimad, on täiendav paindlikkus ja ülim tõhusus kaasa aidanud lülitusregulaatorite populaarsusele. See juhend annab arendajatele ülevaateview meie kõige sagedamini kasutatavatest lülitusregulaatoritest ja aitab leida igat tüüpi rakenduste jaoks sobivaima lahenduse.
MIKS REGULAATORI LÜLITAMINE?
Tõhusus
Kuigi lineaarsed regulaatorid on endiselt populaarsed tänu nende madalale mürategurile, lihtsusele ja väikesele suurusele, on lülitusregulaatori rakendamise peamine põhjus rakenduse tõhususe suurendamine. Kui lineaarsel reguleerimisel kaotatud võimsus kaob otse üleliigse võimsuse tõttu, mis hajub soojusena, siis lülitusregulaatorite võimsuskaod on põhjustatud ainult väikestest nihkevooludest ja mitteideaalsete komponentide kadudest. Hästi läbimõeldud konstruktsioonis võib efektiivsus olla üle 95% paljudes töötingimustes.
Paindlikkus
DC-DC regulaatorite esmane rakendus on suurema sisendmahu vähendaminetage madalamale väljundvõimsuseletage, kuid tänu nende töörežiimile saab paljusid regulaatoreid konfigureerida töötama ka väljunditega, mis võivad olla nende sisendist kõrgemad, või isegi teisendada sisendi volüümitages, mis on nii kõrgemad kui ka madalamad kui väljundmahttage.
Neid kolme peamist topoloogiat nimetatakse Buck, Boost ja Buck-Boost.
Buck
- Kõige tavalisem topoloogia
- Kasutatakse siis, kui sisend on väljundist kõrgem
- Kuna enamik olemasolevaid regulaatoreid on selleks otstarbeks loodud, on lahendusi palju, lihtsaid ja hästi välja töötatud
Buck-boost
- Buck-boost topoloogiat rakendatakse, kui sisend voltage on eeldatavasti nii suurem kui ka väiksem kui väljundmahttage töötamise ajal
- See, näiteksample, esineb akutoitega ahelates, kus voltagTäislaetud aku e võib olla vajalikust kõrgem, samas kui voltage muutub aku tühjenemisel järk-järgult liiga tühjaks
Boost
- Boost (step-up) topoloogia teisendab madala sisendi mahutage suuremale väljundile voltage
- Seda on sageli näha pihu- ja kantavates seadmetes, kus väljund voltagEeldatakse, et e on pidevalt suurem kui sisendmahttage ja mitme aku järjestikust kasutamist peetakse liiga mahukaks
KUIDAS VALIDA RAKENDUSELE ÕIGE DC-DC LÜLITUSREGULAATORI?
Kuigi mõned rakendused võivad nõuda rohkem tähelepanu konkreetsetele omadustele, on alalis-alalisvoolu lülitusregulaatori valimise üldine lähenemisviis kriteeriumidele vastavuse järgimine järgmises järjekorras:
- Galvaaniliselt isoleeritud alalisvoolu alalisvoolu reguleerimine
- Sisendi mahttage ulatus ja väljund voltage (fikseeritud või reguleeritav)
- Praegune koormuse vajadus
- Tõhusus ja vaikus
- Parandusarhitektuur
- Lülitussagedus
- Hüvitis
- Väljundi täpsus
- Lisafunktsioonid (Luba, pehme käivitus, Power Good jne)
On oluline, et regulaator saaks töötada soovitud sisendi ja väljundi mahugatages; mõnel seadmel on fikseeritud väljund voltages, kuigi paljud on reguleeritavad. Sõltuvalt sisendi/väljundi mahusttagSeoses kasutatakse erinevaid topoloogiaid,
nagu Buck/Boost/Buck-Boost topoloogiad.
Maksimaalne väljundvool
Regulaator peab suutma koormust nõuetekohaselt varustada. Toote optimaalse jõudluse saavutamiseks on soovitatav kasutada üldkulusid.
Tõhusus ja vaikus
Lülitusregulaatori peamine müügiargument on selle tõhusus. Kui ideaalne regulaator suudab võimsust muundada ilma kadudeta, siis tõelisel regulaatoril on mõningaid kadusid, mis on põhjustatud sellistest teguritest nagu sisemised viited, lülitite töö ning jälgedes ja komponentides esinevate takistuslike parasiitide põhjustatud hajumine. Puhkevool on regulaatori tööks vajalik vool.
Parandusarhitektuur
Lülitusregulaatorid on kas asünkroonsed või sünkroonsed, mis tähendab, et neil on vastavalt väline püüddiood või sisemine teise läbipääsu element. Tavaliselt parandab sünkroonne valik tõhusust, vähendades samal ajal ka PCB pindala. Teisest küljest on asünkroonne arhitektuur odavam ja väline diood võimaldab soojust hajutada suuremal alal.
Lülitussagedus
Lülitussagedus ja efektiivsus on otseselt seotud ning mõjutavad ka regulaatori müra, suurust ja maksumust.
Kõrgem lülitussagedus tähendab, et saab kasutada väiksemaid induktiivpooli ja muid passiive, kuid see toob kaasa ka suurema energiatarbimise ja suurendab EM-kiirgust. Kuigi mõnel regulaatoril on fikseeritud sagedused, nii et disainer saab kohandada
regulaator rakendusele.
Hüvitis
Kompensatsioon viitab tagasiside- ja kompensatsioonivõrkudele, mis hoiavad regulaatorit stabiilsena. Mõnede regulaatorite jaoks on need välised ja võimaldavad kohandamist ja paindlikku kujundust; samas kui teistel regulaatoritel on sisseehitatud kompensatsioonivõrgud, mis aitavad kaasa lihtsamale ja kompaktsemale disainile.
Täpsus
Täpsus on väljundmahu dispersioontage soovitud sihtmärgi voltage. Üldine väljundtäpsus hõlmab ka liinide ja koormuse muutustest põhjustatud dispersioone.
Eelreguleerimine (>24 V)
Märkus. * arendamisel, ** USB PD jaoks, kuni 60 W väljundvõimsus (20 V, 3 A)
Reguleerimisjärgne (<24 V)
Märkus: * väljatöötamisel
Märkus. * väljatöötamisel
Dokumendid / Ressursid
 |
STMicroelectronics L7987L asünkroonse lülitusregulaator [pdfKasutusjuhend BR2209DCDCQR, L7987L, L7987L asünkroonse lülitusregulaator, asünkroonse lülitusregulaator, lülitusregulaator, regulaator |
