Regulowane napięcie, obwód regulatora prądu za pomocą LM2673

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Oznacza to, że są one zdolne do prowadzenia ładunków do 3 wzmacniaczy przy jednoczesnym zachowaniu doskonałych charakterystyk regulacji linii i obciążenia.

Jedną z wyróżniających się funkcji jest ich wysoka wydajność, która jest większa niż 90%.



Ta imponująca wydajność jest osiągana dzięki zastosowaniu niskiego przełącznika zasilania DMOS.

Teraz, jeśli chodzi o napięcia wyjściowe, ta seria ma Cię objęte ustalonymi opcjami dostępnymi przy 3,3 V, 5 V i 12 V, a także istnieje również regulowana wersja wyjściowa dla tych, którzy potrzebują nieco większej elastyczności.



Cała idea koncepcji Simple Switcher® jest uczynienie procesu projektowania tak prostym, jak to możliwe przy użyciu minimalnej liczby komponentów zewnętrznych.

Jedną z fajnych rzeczy w tych regulatorach jest to, że działają one z wysokim oscylatorem o stałej częstotliwości działającej przy 260 kHz.

Pozwala to projektantom używać komponentów mniejszych, które mogą być naprawdę przydatne w ciasnych przestrzeniach.

Ponadto istnieje rodzina standardowych induktorów dostępnych od różnych producentów, które są kompatybilne z LM2673, co ułatwia proces projektowania.

Kolejną zgrabną funkcją jest możliwość zmniejszenia prądu wzrostu wejściowego podczas zasilania regulatora.

Możesz to zrobić, dodając miękko startowy kondensator czasowy, który pomaga stopniowo włączać regulator zamiast od razu uderzać go całą mocą.

Bezpieczeństwo jest również priorytetem z serią LM2673, ponieważ zawiera wbudowane funkcje wyłączania termicznego i prąd prądowy dla przełącznika MOSFET mocy.

Pomaga to chronić zarówno samo urządzenie, jak i wszelkie obwody obciążenia podłączone do niego w warunkach usterki.

Napięcie wyjściowe gwarantuje pozostanie w ramach ± ​​2% tolerancji, która jest dość niezawodna.

Dodatkowo częstotliwość zegara jest kontrolowana w ramach tolerancji ± 11%.

Zawartość ukrywać 1 Szczegóły pinout 1.1 Funkcje pinout 2 Bezwzględne maksymalne oceny IC LM2673 2.1 Zalecane warunki pracy 2.2 Charakterystyka elektryczna 2.2.1 LM2673 - Naprawiono wyjście 3,3 V 2.2.2 LM2673 - Naprawiono wyjście 5 V 2.2.3 LM2673 - Naprawiono wyjście 12 V 2.2.4 LM2673 - Regulowane wyjście od 8 V do 40 V 3 Szczegółowy opis (typowy projekt wyjściowy o stałym napięciu) 3.1 Funkcjonalny schemat blokowy 4 Projektowanie regulatora SEP-Down LM2673 z stałym wyjściem napięcia 4.1 Wymagania projektowe 4.2 Szczegółowa procedura projektowania 4.3 Tabela 1. Kody kondensatorów wejściowych i wyjściowych - mocowanie powierzchni 4.4 Tabela 2. Kody kondensatorów wejściowych i wyjściowych - przez otwór 4.5 Wytyczne wyboru indukcyjnego 3. Numery części producenta indukcyjnego 4.6 Tabela 4. Tabela wyboru diody Schottky 4.7 Nomografy 4.8 Kapacitor selekcja Table 5. kondensatory wyjściowe dla stałego napięcia wyjściowego - mocowanie powierzchni 5 Projektowanie regulatora SEP-Down LM2673 z regulowanym wyjściem napięcia

Szczegóły pinout

  Wiadomość ostrzegawcza: energia elektryczna jest niebezpieczna, postępuj ostrożnie
  LM2673 Konfiguracja i funkcje PIN

Funkcje pinout

Wyjście przełącznika 1 12, 13, 14 . Wewnętrzna wysoka bokowa szpilka FET FET. Ten węzeł jest używany do przełączania. Podłącz ten pin z katodą zewnętrzną diody i indukcyjną.
Wejście 2 23 I Podłącz szpilkę wejściową do wysokiej jakości szpilki kolektora FET. Dołącz kondensatory wejściowe CIN i zasilanie. Pin VIN musi mieć najkrótszą ścieżkę możliwą do obejścia CIN i GND o wysokiej częstotliwości.
CB 3 4 I Połączenie kondensatora bootstrap dla sterownika o wysokiej stronie. Wysokiej jakości kondensator 100 NF powinien być podłączony z CB do pinu VSW.
GND 4 9 - Pins mocy. Połącz się z podłożem obwodu. Pinsy naziemne Cout i CIN. Ścieżka do CIN powinna być tak krótka, jak wykonalna.
Prąd dostosuj 5 6 I Dostosuj pinek dla prądu. Jeśli chcesz ustawić prądowy limit części, dołącz rezystor z tego szpilki do GND.
FB (informacje zwrotne) 6 7 I Pin wejściowy do wykrywania sprzężenia zwrotnego. W przypadku wersji regulowanej podłącz ten PIN do środkowej części dzielnika sprzężenia zwrotnego, aby ustawić vout. W przypadku ustalonej wersji wyjściowej podłącz ten pin prosto do kondensatora wyjściowego.
SS (miękki start) 7 8 I Pin, który pozwala na miękki start. Aby uregulować rampę napięcia wyjściowego, dodaj kondensator z tego szpilki do GND. Pin może pozostać otwarty i unoszący się, jeśli funkcjonalność nie jest poszukiwana.
NC (bez Connect) - 1, 5, 10, 11 - Nieużywane, bez pinów Connect.

Bezwzględne maksymalne oceny IC LM2673

Napięcie zasilania wejściowego - 45 W
Napięcie szpilki z miękkim startem −0,1 6 W
Przełącz napięcie na uziemienie (3) −1 Stać się W
Zwiększ napięcie szpilki - VSW + 8 W
Napięcie szpilki zwrotne −0,3 14 W
Rozpraszanie mocy - Ograniczone wewnętrznie -
Temperatura lutowania (fala, 4 s) - 260 ° C.
Temperatura lutowania (podczerwień, 10 s) - 240 ° C.
Temperatura lutowania (faza pary, 75 s) - 219 ° C.
Temperatura przechowywania, TSTG −65 150 ° C.

Uwagi:

Przekraczanie rzeczy miną Absolutnie maksymalne oceny Może całkowicie zniszczyć Twoje urządzenie na stałe.

Poważnie, te oceny dotyczą prawie stresu i nie idź myśleć, że twoje urządzenie faktycznie zadziała, jeśli popchniesz je do tych granic, a nawet blisko innych warunków, które nie są w środku Zalecane warunki pracy.

A jeśli masz do czynienia z dziedzinami klasy wojskowej/lotniczej, musisz skontaktować się z biurem sprzedaży/dystrybutorów Instruments Instruments, aby zobaczyć, co jest słychać i uzyskać odpowiednie specyfikacje.

Ponadto to przełączanie napięcia na parametr uziemienia? Ta bezwzględna maksymalna specyfikacja mówi o napięciu DC.

Ale możesz przejść trochę negatywnie z napięciem, na przykład -10 V, ale tylko wtedy, gdy jest to tylko niewielki puls, jak do 20 ns.

Jeśli puls jest nieco dłuższy, powiedz 60 ns, możesz zejść tylko do -6 V, a jeśli jest jeszcze dłużej, jak 100 ns, to tylko -3 V ...

Zalecane warunki pracy

Napięcie zasilania 8 40 W
Temperatura połączenia (TJ) -40 125 ° C.

Charakterystyka elektryczna

LM2673 - Naprawiono wyjście 3,3 V

Napięcie wyjściowe (vout) VIN = 8 V do 40 V, 100 mA ≤ Iout ≤ 5 A powyżej -40 ° C do 125 ° C 3 234 3.3 3366 W
Wydajność (η) Vin = 12 V, iLoad = 5 a 3.201 3399 %

LM2673 - Naprawiono wyjście 5 V

Napięcie wyjściowe (v na zewnątrz ) VIN = 8 V do 40 V, 100 mA ≤ Iout ≤ 5 A powyżej -40 ° C do 125 ° C 4.9 5 5.1 W
Wydajność (η) W W = 12 V, i obciążenie = 5 a 4.85 5.15 %

LM2673 - Naprawiono wyjście 12 V

Napięcie wyjściowe (v na zewnątrz ) W W = 15 V to 40 V, 100 mA ≤ I na zewnątrz ≤ 5 A powyżej -40 ° C do 125 ° C 11.76 12 12.24 W
Wydajność (η) W W = 24 V, i obciążenie = 5 a 11.64 12.36 %

LM2673 - Regulowane wyjście od 8 V do 40 V

Napięcie sprzężenia zwrotnego (w pełne wyżywienie ) W W = 8 V to 40 V, 100 mA ≤ I na zewnątrz ≤ 5 A powyżej -40 ° C do 125 ° C 1.186 1.21 1 234 W
Wydajność (η) W W = 12 V, i obciążenie = 5 a 1174 1 246 %

Szczegółowy opis (typowy projekt wyjściowy o stałym napięciu)

  LM2673 Typowy stały projekt wyjściowy napięcia

LM2673 to fantastyczny mały kawałek technologii, który zapewnia wszystkie aktywne funkcje potrzebne do przełączania regulatora przełączającego lub przełączającego konwertera.

Posiada wewnętrzny przełącznik zasilania, który w rzeczywistości jest MOSFET DMOS. Ta konstrukcja pozwala mu obsługiwać wysokie możliwości prądu - do 3 A - podczas pracy z imponującą wydajnością.

Jeśli szukasz wsparcia projektowego, Narzędzie webench jest bardzo przydatny. Może pomóc w natychmiastowym wyborze komponentów, wykonywać obliczenia wydajności obwodu do oceny, wygenerować listę komponentów Lill of Material, a nawet zapewnić schemat obwodu specjalnie dla LM2673.

Funkcjonalny schemat blokowy

  LM2673 SEP-Down Regulator IC Schemat wewnętrzny

Wyjście przełącznika

Porozmawiajmy przez chwilę o wyjściu przełącznika. Wyjście to pochodzi bezpośrednio z przełącznika MOSFET zasilania, który jest podłączony bezpośrednio do napięcia wejściowego.

Ten przełącznik zapewnia energię indukcyjnikowi, kondensatorowi wyjściowego i obwodzie obciążenia, wszystko pod kontrolą wewnętrznego modulatora o szerokości impulsowej (PWM).

Kontroler PWM obsługuje stały oscylator 260 kHz. W typowej aplikacji z dupą cykl pracy-zasadniczo stosunek czasu, w którym przełącznik jest wyłączony-ten przełącznik zasilania jest proporcjonalny do stosunku napięcia wyjściowego zasilania w porównaniu z napięciem wejściowym.

Przekonasz się, że napięcie na pin 1 przełącza się między VIN (gdy przełącznik jest włączony) i poniżej poziomu uziemienia z powodu spadku napięcia na zewnętrznej diodzie Schottky (gdy przełącznik jest wyłączony).

Wejście

Teraz przechodząc na stronę wejściową, w tym miejscu podłączasz napięcie wejściowe dla zasilania przy pin 2. To napięcie wejściowe zapewnia energię do obciążenia, ale także dostarcza stronniczość dla wszystkich obwodów wewnętrznych w obrębie LM2673 .

Aby upewnić się, że wszystko działa tak, jak powinno, upewnij się, że napięcie wejściowe pozostaje w zakresie od 8 V do 40 V. Aby uzyskać optymalną wydajność z zasilania, kluczowe jest, aby zawsze ominąć ten pin wejściowy z kondensatorem wejściowym, który jest umieszczony blisko do pin 2.

C Wzmocnienie

Następny jest C wzmocnienie. Musisz podłączyć kondensator z PIN 3 do wyjścia przełącznika przy pin 1. Ten kondensator odgrywa ważną rolę, zwiększając napęd bramki do tego wewnętrznego MOSFET powyżej VIN, aby mógł całkowicie włączyć.

W ten sposób pomaga zminimalizować straty przewodzenia w przełączniku zasilania, który z kolei utrzymuje wysoką wydajność. Zalecana wartość dla tego C Zwiększyć Kondensator wynosi około 0,01 µF.

Grunt

Nie zapomnijmy o ziemi! To połączenie służy jako odniesienie uziemienia dla wszystkich komponentów w konfiguracji zasilania.

W aplikacjach, w których masz szybkie przełączanie i wysokie prądy-podobnie jak te korzystające z LM2673-instrumenty TEXAS zaleca stosowanie szerokiej płaszczyzny uziemienia.

Pomaga to zminimalizować sprzężenie sygnałów w całym obwodzie i utrzymuje płynnie wszystko.

Prąd dostosuj

Jedną z wyróżniających się funkcji LM2673 jest jego zdolność do dostosowywania i dostosowywania limitu prądu przełącznika szczytowego zgodnie z tym, czego wymaga konkretna aplikacja.

Oznacza to, że nie musisz się martwić o użycie komponentów zewnętrznych, które muszą być fizyczne, aby obsłużyć prądowe poziomy, które mogą być znacznie wyższe niż to, co normalnie działa (jak podczas zwarcia warunków wyjściowych).

Aby to skonfigurować, podłącz rezystor od PIN 5 do uziemienia. Ten rezystor ustanawia prąd (i (pin 5) = 1,2 v / r Przym ) To określa, ile prądu szczytowego przepływa przez ten przełącznik zasilania. Maksymalny prąd przełącznika zostaje ustalony na poziomie obliczonym jako 37 125 podzielony przez r Przym .

Informacja zwrotna

Teraz przejdźmy do informacji zwrotnej. To wejście łączy się z dwustopniowym wzmacniaczem o wysokim gain, który napędza kontroler PWM. Konieczne jest podłączenie PIN 6 bezpośrednio z rzeczywistym wyjściem zasilania, aby prawidłowo ustawić napięcie wyjściowe DC.

W przypadku ustalonych urządzeń wyjściowych, takich jak te z wyjściami 3,3 V, 5 V i 12 V, potrzebujesz tylko bezpośredniego połączenia przewodu, aby to zrobić, ponieważ istnieją wewnętrzne rezystory ustalone już w LM2673.

Jeśli jednak używasz regulowanej wersji wyjściowej, potrzebujesz dwóch rezystorów zewnętrznych, aby dokładnie ustawić napięcie wyjściowe DC.

Aby zapewnić stabilne działanie zasilacza, bardzo ważne jest, aby zapobiec sprzężeniu indukcyjnym z wejściem sprzężenia zwrotnego.

Soft-start

Wreszcie mamy miękki start! Podłączając kondensator z PIN 7 do uziemienia, pozwalasz na stopniowe włączenie regulatora przełączania.

Ten kondensator konfiguruje opóźnienie czasowe, które stopniowo zwiększa, ile cyklu pracy wykorzystuje wewnętrzny przełącznik zasilania.

Ta funkcja może znacznie zmniejszyć, ile prądu przypływu wyciąga się z zasilania wejściowego, gdy nastąpi gwałtowny zastosowanie napięcia wejściowego.

Jeśli nie potrzebujesz funkcji miękkiej start, powinieneś pozostawić ten pin otwarty.

Projektowanie regulatora SEP-Down LM2673 z stałym wyjściem napięcia

  LM2673 SEP-Down Regulator ze stałym wyjściem napięcia

Wymagania projektowe

Więc jeśli chcesz uruchomić LM2673, najpierw musisz upuścić kilka rzeczy. Zacznij od ustalenia warunków pracy zasilacza i potrzebnego prądu wyjściowego. Następnie wykonaj następujące kroki, aby wybrać odpowiednie komponenty zewnętrzne dla konfiguracji LM2673.

Szczegółowa procedura projektowania

Wyobraźmy sobie, że chcesz utworzyć autobus zasilania logiki systemowej, który działa na poziomie 3,3 V. Planujesz użyć adaptera ściennego, który zapewnia nieuregulowane napięcie prądu stałego gdzieś między 13 V a 16 V. Około 2,5 A.

Aha i chciałbyś miękki czas opóźnienia wynoszący około 50 ms. Plus wolisz używać komponentów przez otwór.

Okej, oto jak możemy to zrobić:

Krok 1: Warunki pracy

Najpierw ustałmy znane warunki pracy:

  • W NA ZEWNĄTRZ = 3,3 v
  • W W maksimum = 16 cali
  • I OBCIĄŻENIE maksimum = 2,5 a

Krok 2: Wybierz wariant LM2673

Śmiało i wybierz LM2673T-3.3. Należy pamiętać, że napięcie wyjściowe ma tolerancję ± 2% w temperaturze pokojowej i ± 3% w pełnym zakresie temperatur roboczych.

Krok 3: Wybierz induktor

Teraz użyjmy nomografu dla urządzenia 3.3 V. Znajdź rysunek 14 (choć nie jest on zawarty w tych wynikach wyszukiwania, ten krok zakłada, że ​​masz do niego dostęp) i zobacz, gdzie linia pozioma 16 V (VIN Max) przecina linię pionową 2.5 A (i OBCIĄŻENIE maks.). Ten punkt przecięcia mówi ci, że będziesz potrzebować L33, który jest 22 µH indukcyjnym.

Patrząc na tabelę 3 (również nie zawarte w tych wynikach wyszukiwania, ale założono, że jest dostępny), zobaczysz, że L33 w komponencie z otworem można pozyskiwać z Renco z numerem części RL-1283-22-43 lub z Pulse Engineering Z numerem części PE-53933.

Krok 4: Wybierz kondensator wyjściowy

Następnie użyj tabeli 5 lub tabeli 6 (ponownie te tabele nie są tutaj dostarczane, ale zakłada się, że są dostępne), aby ustalić, którego kondensatora wyjściowego użyć. Biorąc pod uwagę, że masz wyjście 3,3 V i induktor 33 µH, powinno istnieć kilka roztworów kondensatorów wyjściowych.

Te rozwiązania powiedzą, ile tego samego rodzaju kondensatorów jest równolegle i dadzą identyfikację kodu kondensatora.

Tabela 1 lub Tabela 2 (zakłada się również, że jest dostępna) powinna zapewnić specyficzne cechy dla każdego kondensatora. Każda z tych wyborów działałaby dobrze w twoim obwodzie:

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

Tabela 1. Kody kondensatorów wejściowych i wyjściowych - mocowanie powierzchni

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 - - -

Tabela 2. Kody kondensatorów wejściowych i wyjściowych - przez otwór

C (μF) WV (V) IRMS (a) C (μF)
C1 47 6.3 1 1000
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 1000
C7 100 16 1.92 150
C8 150 16 2.28 470
C9 100 20 2.25 680
C10 47 25 2.09 1000
C11 - - - 220
C12 - - - 470
C13 - - - 680
C14 - - - 1000
C15 - - - -
C16 - - - -
C17 - - - -
C18 - - - -
C19 - - - -
C20 - - - -
C21 - - - -
C22 - - - -
C23 - - - -
C24 - - - -
C25 - - - -

Przewodnik wyboru indukcyjnego
Tabela 3. Numery części producenta indukcyjnego

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 ON-54039S -
L40 33 4.26 RL-1283-33-43 - ON-54040 ON-54040 -
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

Tabela 4. Tabela wyboru diody Schottky

3 a 5 A lub więcej 3 a 5 A lub więcej
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 lub więcej SK35 - MBR350 -
30WQ05F - 31DQ05 -
- - SR305 -

Nomografy

  Nomografy

Krok 5: Wybierz kondensator wejściowy

Na koniec użyj tabeli 5 lub tabeli 8, aby wybrać kondensator wejściowy. Przy wyjściu 3,3 V i 22 µH indukcyjnej dostępnych jest trzy roztwory do otworu.

Te kondensatory zapewnią wystarczającą ocenę napięcia i ocenę prądu RMS, która jest większa niż 1,25 A (czyli połowa i OBCIĄŻENIE maks.).

Ponownie odnosząc się do tabeli 1 lub tabeli 2 w celu uzyskania szczegółowych szczegółów komponentów, te opcje są odpowiednie:

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

Krok 6: Wybierz diodę Schottky

Teraz rzuć okiem na tabelę 4. Musisz wybrać diodę Schottky, która jest oceniana za 3 amperów lub więcej. W przypadku tej aplikacji, w której mamy do czynienia z napięciami około 20 V, istnieje kilka odpowiednich komponentów przez dziurę, których można użyć:

1N5820

SR302

Krok 7: Konfigurowanie C ZWIĘKSZYĆ i miękki start

Następnie pozwól nam to C ZWIĘKSZYĆ Rozwiązano kondensator. Możesz wybrać kondensator 0,01 µF dla C ZWIĘKSZYĆ .

Teraz, aby uzyskać 50 ms miękkich opóźnień, które chciałeś, będziemy musieli rozważyć kilka parametrów:

  • I SST : 3,7 µA
  • T SS : 50 ms
  • W SST : 0,63 v
  • W NA ZEWNĄTRZ : 3.3 v
  • W Schottky : 0,5 v
  • W W : 16 v

Za pomocą maksymalnego v W Wartość, upewniasz się, że czas opóźnienia miękkiego start wyniesie co najmniej 50 ms, do którego dążysz.

Aby ustalić właściwą wartość dla CSS, możesz użyć formuły (ale nie formatuję jej tutaj, abyś mógł ją zobaczyć w prostym tekście), a to daje wartość 0,148 µF. Ponieważ nie jest to standardowa wartość kondensatora, możesz zamiast tego użyć kondensatora 0,22 µF. To da ci więcej niż wystarczające opóźnienie w miękkim start.

Krok 8: Określ r Przym Wartość