STMicroelectronics L7987L asinhrono preklapljanje
Preklopni regulatorji DC-DC so daleč najučinkovitejši način za pretvorbo ene voltage drugemu. Čeprav so bolj zapleteni in dražji od linearnih regulatorjev, sta dodana prilagodljivost in vrhunska učinkovitost prispevala k priljubljenosti stikalnih regulatorjev. Ta vodnik ponuja razvijalcem večview naših najpogosteje uporabljenih stikalnih regulatorjev in bo pomagal prepoznati najprimernejšo rešitev za vsako vrsto aplikacije.
ZAKAJ PREKLOP REGULATORJEV?
Učinkovitost
Medtem ko linearni regulatorji ostajajo priljubljeni zaradi nizkega faktorja hrupa, preprostosti in majhnosti, je glavni razlog za uvedbo stikalnega regulatorja povečanje učinkovitosti aplikacije. Medtem ko se moč, izgubljena pri linearni regulaciji, izgubi neposredno zaradi presežne moči, ki se razprši kot toplota, so izgube moči v stikalnih regulatorjih posledica majhnih prednapetostnih tokov in izgub v neidealnih komponentah. Pri dobro izdelani zasnovi je lahko učinkovitost več kot 95 % v širokem razponu delovnih pogojev.
Prilagodljivost
Primarna uporaba regulatorjev DC-DC je zmanjšanje višje vhodne volumnetage na nižjo izhodno voltage, vendar je zaradi njihovega načina delovanja veliko regulatorjev mogoče konfigurirati tudi za delo z izhodi, ki so lahko višji od njihovega vhoda, ali celo pretvoriti vhodno vol.tagki so višje in nižje od izhodne voltage.
Te tri glavne topologije se imenujejo Buck, Boost in Buck-Boost.
Buck
- Najpogostejša topologija
- Uporablja se, ko je vnos višji od izhoda
- Ker je večina obstoječih regulatorjev narejenih za ta namen, je rešitev veliko, enostavnih in dobro razvitih
Buck-boost
- Topologija Buck-boost se uporabi, ko je vhodni voltagpričakuje se, da bo e višji in nižji od izhodne voltage med delovanjem
- To, nprample, se pojavi v baterijsko napajanih vezjih, kjer voltage popolnoma napolnjene baterije je lahko višji od potrebnega, medtem ko je voltage postopoma postane prenizek, ko se baterija izprazni
Boost
- Boost (step-up) topologija pretvori nizko vhodno voltage do višje voltage
- To se pogosto opazi pri ročnih in nosljivih napravah, kjer je izhodna voltagdosledno se pričakuje, da bo e višji od vhodnega voltage, uporaba več baterij v seriji pa se šteje za preveliko
KAKO IZBEREM PRAVI PREKLOPNI REGULATOR DC-DC ZA APLIKACIJO?
Medtem ko nekatere aplikacije morda zahtevajo več pozornosti na posebne značilnosti, je splošen pristop k izbiri preklopnega regulatorja DC-DC ujemanje meril v naslednjem vrstnem redu:
- Galvansko ločena regulacija DC na DC
- Vhodna voltage obseg in izhod voltage (fiksno ali nastavljivo)
- Trenutna zahteva obremenitve
- Učinkovitost in mirovanje
- Rektifikacijska arhitektura
- Preklopna frekvenca
- Odškodnina
- Izhodna natančnost
- Dodatne funkcije (Omogoči, mehki zagon, Power Good itd.)
Pomembno je, da lahko regulator deluje z želeno vhodno in izhodno volumnotages; nekatere naprave imajo fiksno izhodno voltages, medtem ko so mnogi nastavljivi. Glede na vhodno/izhodno voltagV razmerju bodo uporabljene različne topologije,
kot so topologije Buck/Boost/Buck-Boost.
Največji izhodni tok
Regulator mora biti sposoben ustrezno zagotoviti obremenitev. Za dosego optimalne učinkovitosti izdelka je priporočljiva režijska marža.
Učinkovitost in mirovanje
Glavna prednost stikalnega regulatorja je njegova učinkovitost. Medtem ko lahko idealen regulator pretvori moč brez izgub, bo imel pravi regulator nekaj izgub, ki jih povzročijo dejavniki, kot so notranje reference, delovanje stikal in disipacija, ki jo povzročijo uporovni paraziti v sledovih in komponentah. Mirovalni tok je tok, potreben za delovanje regulatorja.
Rektifikacijska arhitektura
Stikalni regulatorji so asinhroni ali sinhroni, kar pomeni, da imajo zunanjo lovilno diodo ali notranji drugi prehodni element. Običajno sinhrona možnost izboljša učinkovitost, hkrati pa zmanjša potrebno površino na tiskanem vezju. Po drugi strani pa je asinhrona arhitektura cenejša, zunanja dioda pa omogoča odvajanje toplote na večji površini.
Preklopna frekvenca
Preklopna frekvenca in učinkovitost sta neposredno povezana in vplivata tudi na hrup, velikost in ceno regulatorja.
Višja preklopna frekvenca pomeni, da je mogoče uporabiti manjše induktorje in druge pasive, vendar bo povzročila tudi večjo porabo energije in povečalo EM sevanje. Medtem ko imajo nekateri regulatorji fiksne frekvence, tako da se oblikovalec lahko prilagodi
regulatorja do aplikacije.
Odškodnina
Kompenzacija se nanaša na povratne informacije in kompenzacijska omrežja, ki ohranjajo stabilnost regulatorja. Pri nekaterih regulatorjih so ti zunanji in omogočajo prilagajanje in prilagodljive oblike; medtem ko imajo drugi regulatorji vgrajena kompenzacijska omrežja, ki prispevajo k lažjim in bolj kompaktnim zasnovam.
Natančnost
Natančnost je varianca izhodne voltage glede na želeno ciljno voltage. Celotna natančnost izhoda vključuje tudi varianco, ki jo povzročijo spremembe napeljave in obremenitve.
Predregulacija (>24 V)
Opomba: * v razvoju, ** za USB PD, do 60 W izhodne moči (20 V, 3 A)
Postregulacija (<24 V)
Opomba: * v razvoju
Opomba: * v razvoju
Dokumenti / Viri
 |
STMicroelectronics L7987L asinhroni preklopni regulator [pdf] Uporabniški priročnik BR2209DCDCQR, L7987L, L7987L asinhroni preklopni regulator, asinhroni preklopni regulator, preklopni regulator, regulator |
