STMicroelectronics L7987L asinhronā komutācija
Līdzstrāvas-līdzstrāvas komutācijas regulatori ir visefektīvākais veids, kā pārveidot vienu līdzstrāvas tilpumutage uz citu. Pat ja tie ir sarežģītāki un dārgāki nekā lineārie regulatori, papildu elastība un augstākā efektivitāte ir veicinājusi pārslēgšanas regulatoru popularitāti. Šajā rokasgrāmatā izstrādātājiem ir sniegts pārskatsview no mūsu visbiežāk izmantotajiem pārslēgšanas regulatoriem un palīdzēs noteikt vispiemērotāko risinājumu katram lietojuma veidam.
KĀPĒC PĀRSLĒGT REGULATORUS?
Efektivitāte
Lai gan lineārie regulatori joprojām ir populāri, pateicoties to zemajam trokšņa faktoram, vienkāršībai un mazajam izmēram, galvenais iemesls pārslēgšanas regulatora ieviešanai ir lietojumprogrammas efektivitātes palielināšana. Lai gan lineārā regulējuma zaudētā jauda tiek zaudēta tieši liekās jaudas dēļ, kas tiek izkliedēta siltuma veidā, jaudas zudumus komutācijas regulatoros izraisa tikai nelielas novirzes strāvas un zudumi neideālos komponentos. Labi izveidotā dizainā efektivitāte var būt vairāk nekā 95% dažādos darba apstākļos.
Elastība
Līdzstrāvas-līdzstrāvas regulatoru primārais pielietojums ir samazināt lielāku ieejas tilpumutage uz zemāku izejas tilpumutage, taču to darbības režīma dēļ daudzus regulatorus var konfigurēt arī darbam ar izejām, kas var būt lielākas par to ieeju, vai pat pārveidot ieejas tilpumutages, kas ir gan augstāki, gan zemāki par izejas tilptage.
Šīs trīs galvenās topoloģijas tiek sauktas par Buck, Boost un Buck-Boost.
Buks
- Visizplatītākā topoloģija
- Izmanto, ja ieeja ir augstāka par izvadi
- Tā kā lielākā daļa esošo regulatoru ir izgatavoti šim nolūkam, risinājumu ir daudz, viegli un labi izstrādāti
Buck-boost
- Buck-boost topoloģija tiek lietota, ja ievades tilptagParedzams, ka e būs gan augstāka, gan zemāka par izejas tilpumutage darbības laikā
- Šis, piemēram,ample, rodas ar baterijām darbināmās ķēdēs, kur tilptagPilnībā uzlādēta akumulatora e var būt augstāks nekā nepieciešams, savukārt tilptage pakāpeniski kļūst pārāk zems, kad akumulators izlādējas
Pastiprināt
- Pastiprināšanas (pastiprināšanas) topoloģija pārvērš zemu ievades apjomutage uz lielāku jaudu tilptage
- To bieži novēro rokas un valkājamās ierīcēs, kur izvades tilptagPastāvīgi sagaidāms, ka e būs lielāks par ievades tilpumutage, un vairāku bateriju izmantošana sērijveidā tiek uzskatīta par pārāk apjomīgu
KĀ IZVĒLĒTIES LIETOJUMAM PAREIZO DC-DC SLĒGŠANAS REGULATORU?
Lai gan dažām lietojumprogrammām var būt nepieciešama lielāka uzmanība specifiskiem raksturlielumiem, vispārēja pieeja DC-DC komutācijas regulatora izvēlei ir atbilst kritērijiem šādā secībā:
- Galvaniski izolēta līdzstrāvas uz līdzstrāvas regulēšana
- Ievades apjomstage diapazons un izvades tilptage (fiksēts vai regulējams)
- Pašreizējā slodzes prasība
- Efektivitāte un klusums
- Rektifikācijas arhitektūra
- Pārslēgšanas frekvence
- Kompensācija
- Izvades precizitāte
- Papildfunkcijas (Iespējot, Soft-start, Power Good utt.)
Ir svarīgi, lai regulators varētu strādāt ar vēlamo ieejas un izejas tilpumutages; dažām ierīcēm ir fiksēta izvades tilptages, savukārt daudzi ir regulējami. Atkarībā no ieejas/izejas tilpumatage attiecībā, tiks izmantotas dažādas topoloģijas,
piemēram, Buck/Boost/Buck-Boost topoloģijas.
Maksimālā izejas strāva
Regulatoram ir jāspēj atbilstoši piegādāt slodzi. Lai sasniegtu optimālu produkta veiktspēju, ir ieteicama pieskaitāmā peļņa.
Efektivitāte un klusums
Komutācijas regulatora galvenais pārdošanas punkts ir tā efektivitāte. Lai gan ideāls regulators var pārveidot jaudu bez zudumiem, reālam regulatoram būs daži zaudējumi, ko izraisa tādi faktori kā iekšējās atsauces, slēdžu darbība un izkliede, ko izraisa rezistīvi parazīti pēdās un komponentos. Miera strāva ir strāva, kas nepieciešama regulatora darbībai.
Rektifikācijas arhitektūra
Komutācijas regulatori ir vai nu asinhroni, vai sinhroni, kas nozīmē, ka tiem attiecīgi ir ārēja uztveršanas diode vai iekšējais otrās caurlaides elements. Parasti sinhronā opcija uzlabo efektivitāti, vienlaikus samazinot PCB nepieciešamo laukumu. No otras puses, asinhronā arhitektūra ir lētāka, un ārējā diode nodrošina siltuma izkliedi lielākā platībā.
Pārslēgšanas frekvence
Pārslēgšanas biežums un efektivitāte ir tieši saistīti, kā arī ietekmē regulatora troksni, izmēru un izmaksas.
Augstāka pārslēgšanas frekvence nozīmē, ka var izmantot mazākus induktorus un citus pasīvos elementus, taču tas arī radīs lielāku enerģijas patēriņu un palielinās EM starojumu. Lai gan dažiem regulatoriem ir noteiktas frekvences, lai dizaineris varētu pielāgot
regulators pie pieteikuma.
Kompensācija
Kompensācija attiecas uz atgriezenisko saiti un kompensācijas tīkliem, kas uztur regulatoru stabilu. Dažiem regulatoriem tie ir ārēji un nodrošina pielāgošanu un elastīgu dizainu; savukārt citiem regulatoriem ir iegulti kompensācijas tīkli, kas veicina vienkāršāku un kompaktāku dizainu.
Precizitāte
Precizitāte ir izejas tilpuma dispersijatage attiecībā uz vēlamo mērķa tilptage. Kopējā izvades precizitāte ietver arī dispersiju, ko izraisa līnijas un slodzes izmaiņas.
Iepriekšēja regulēšana (>24 V)
Piezīme: * tiek izstrādāts, ** USB PD, līdz 60 W izejas jauda (20 V, 3 A)
Pēcregulēšana (<24 V)
Piezīme: * izstrādes stadijā
Piezīme: * izstrādes stadijā
Dokumenti / Resursi
 |
STMicroelectronics L7987L asinhronās komutācijas regulators [pdfLietotāja rokasgrāmata BR2209DCDCQR, L7987L, L7987L asinhronās komutācijas regulators, asinhronās komutācijas regulators, komutācijas regulators, regulators |
