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
While linear regulators remain popular thanks to their low noise factor, simplicity, and small size, the primary reason for implementing a switching regulator is to increase the application’s efficiency. While the power lost in a linear regulation is lost directly to excess power being dissipated as heat, the power losses in switching regulators are only caused by small biasing currents and losses in non-ideal components. In a well-made design, the efficiency can be more than 95% over a wide range of working conditions.
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 |
