STMicroelectronics L7987L Asynchronní spínání
DC-DC spínací regulátory jsou zdaleka nejúčinnějším způsobem, jak převést jeden stejnosměrný objemtage k jinému. I když jsou složitější a dražší než lineární regulátory, přidaná flexibilita a vynikající účinnost přispěly k popularitě spínacích regulátorů. Tato příručka poskytuje vývojářům přesview z našich nejčastěji používaných spínacích regulátorů a pomůže určit nejvhodnější řešení pro každý typ aplikace.
PROČ MĚNIT REGULÁTORY?
Účinnost
Zatímco lineární regulátory zůstávají oblíbené díky nízkému šumovému faktoru, jednoduchosti a malé velikosti, primárním důvodem pro implementaci spínacího regulátoru je zvýšení efektivity aplikace. Zatímco ztrátový výkon při lineární regulaci se ztrácí přímo nadbytečným výkonem, který se rozptyluje jako teplo, výkonové ztráty u spínacích regulátorů jsou způsobeny pouze malými předpětím a ztrátami v neideálních součástech. V dobře vyrobeném designu může být účinnost více než 95% v širokém rozsahu pracovních podmínek.
Flexibilita
Primární aplikací pro DC-DC regulátory je snížení vyššího vstupního objemutage na nižší výstupní objtage, ale díky jejich režimu činnosti lze mnoho regulátorů také nakonfigurovat tak, aby pracovaly s výstupy, které mohou být vyšší než jejich vstup, nebo dokonce převáděly vstupní objemtages, které jsou vyšší i nižší než výstupní objemtage.
Tyto tři hlavní topologie se označují jako Buck, Boost a Buck-Boost.
Dolar
- Nejběžnější topologie
- Používá se, když je vstup vyšší než výstup
- Protože většina stávajících regulátorů je vyrobena pro tento účel, řešení je mnoho, jsou snadná a dobře propracovaná
Buck-boost
- Topologie Buck-boost je aplikována, když je vstupní objemtagOčekává se, že e bude vyšší i nižší než výstupní objemtage během provozu
- Toto napřample, se vyskytuje v bateriových obvodech, kde zvtage plně nabité baterie může být vyšší, než je potřeba, zatímco objemtage se postupně příliš vybíjí, jak se baterie vybíjí
Posílit
- Boost (step-up) topologie převádí nízký vstupní objemtage na vyšší výkon objtage
- To je často vidět u kapesních a nositelných zařízení, kde výstupní objemtagDůsledně se očekává, že e bude vyšší než vstupní objemtage a použití více baterií v sérii je považováno za příliš objemné
JAK SI VYBRAT SPRÁVNÝ PŘEPÍNACÍ REGULÁTOR DC-DC PRO APLIKACI?
Zatímco některé aplikace mohou vyžadovat více pozornosti na specifické vlastnosti, obecný přístup k výběru DC-DC spínacího regulátoru je odpovídat kritériím v následujícím pořadí:
- Galvanicky oddělená DC-DC regulace
- Vstupní objemtage rozsah a výstup objtage (pevné nebo nastavitelné)
- Aktuální požadavek zátěže
- Efektivita a klid
- Rektifikační architektura
- Frekvence spínání
- Kompenzace
- Přesnost výstupu
- Další funkce (Povolit, Soft-start, Power Good atd.)
Je důležité, aby regulátor mohl pracovat s požadovaným vstupním a výstupním objememtages; některá zařízení mají pevný výstup objtages, zatímco mnohé jsou nastavitelné. V závislosti na objemu vstupu/výstuputage vztahu, budou použity různé topologie,
jako jsou topologie Buck/Boost/Buck-Boost.
Maximální výstupní proud
Regulátor musí být schopen správně napájet zátěž. Pro dosažení optimálního výkonu produktu se doporučuje režijní marže.
Efektivita a klid
Hlavní předností spínacího regulátoru je jeho účinnost. Zatímco ideální regulátor může převádět výkon bez ztrát, skutečný regulátor bude mít určité ztráty způsobené faktory, jako jsou vnitřní reference, činnost spínačů a ztráta způsobená odporovými parazity ve stopách a součástech. Klidový proud je proud potřebný k provozu regulátoru.
Rektifikační architektura
Spínací regulátory jsou buď asynchronní nebo synchronní, což znamená, že mají externí záchytnou diodu nebo vnitřní druhý průchodový prvek. Synchronní možnost obvykle zlepšuje účinnost a zároveň snižuje plochu potřebnou na desce plošných spojů. Na druhou stranu je asynchronní architektura levnější a externí dioda umožňuje odvod tepla na větší plochu.
Frekvence spínání
Frekvence spínání a účinnost spolu přímo souvisí a ovlivňují také hlučnost, velikost a cenu regulátoru.
Vyšší spínací frekvence znamená, že lze použít menší tlumivky a jiné pasivy, ale také to způsobí vyšší spotřebu energie a zvýšení EM záření. Zatímco některé regulátory mají pevné frekvence, takže je může konstruktér přizpůsobit
regulátoru k aplikaci.
Kompenzace
Kompenzace se týká zpětnovazebních a kompenzačních sítí, které udržují regulátor stabilní. U některých regulátorů jsou externí a umožňují přizpůsobení a flexibilní návrhy; zatímco jiné regulační orgány mají vestavěné kompenzační sítě, které přispívají ke snadnějšímu a kompaktnějšímu designu.
Přesnost
Přesnost je rozptyl objemu výstuputage vzhledem k požadovanému cíli objtagE. Celková přesnost výstupu také zahrnuje odchylky způsobené změnami vedení a zatížení.
Předregulace (>24 V)
Poznámka: * ve vývoji, ** pro USB PD, výstupní výkon až 60 W (20 V, 3 A)
Po regulaci (<24 V)
Poznámka: * ve vývoji
Poznámka: * ve vývoji
Dokumenty / zdroje
 |
STMicroelectronics L7987L asynchronní spínací regulátor [pdfUživatelská příručka BR2209DCDCQR, L7987L, L7987L Asynchronní spínací regulátor, Asynchronní spínací regulátor, spínací regulátor, Regulátor |
