. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Spínaný zdroj za pár minut s obvodem L5973D
21. října 2011 - 8:41 | Pandatron | Spínaný zdroj za pár minut s obvodem L5973D | Komentářů: 7  

Spínaný zdroj za pár minut s obvodem L5973D

Možná jste již měli aplikaci, kde by bylo vhodné použít spínaný zdroj, ale když jste uviděli datasheet, tak jste raději použili klasický osvědčený lineární stabilizátor. S obvodem L5973D je možné za krátký čas navrhnout spolehlivý a výkonný zdroj s nízkými náklady.

Spínané zdroje se prosazují pro svoji nespornou výhodu – podstatně vyšší účinnost než klasické lineární stabilizátory. Spínané zdroje mají na rozdíl od lineárních více-méně stejnou účinnost při různých poměrech vstupního / výstupního napětí, která většinou bývá 80-95%. Takže pokud potřebujeme výstupní napětí podstatně nižší než vstupní (např. 5V z 24V), má spínaný stabilizátor stále výbornou účinnost na rozdíl od téměř katastrofických cca 20% u lineárního stabilizátoru. Pro řadu aplikací je nejvhodnějším řešením hotový DC/DC modul nebo použití spínaných stabilizátorů, přímo nahrazujících stabilizátory typu 78xx. Pro mnohé aplikace je však vhodnější řešení z diskrétních součástek. Z dostupné nabídky spínaných regulátorů bychom vám dnes chtěli představit zajímavý obvod L5973D od ST Microelectronics.


Obr. 1: Vnitřní blokové schéma obvodu L5973D

Základní vlastnosti a výhody:

  • Spínaný regulátor s 2,5A vnitřním spínacím tranzistorem
  • Minimum potřebných vnějších součástek
  • Jednoduchá aplikace
  • Napájecí napětí 4 - 36V
  • Nastavitelné výstupní napětí 1,235-35V
  • Možnost pracovat jako LDO – 100% pracovní cyklus
  • Pracovní frekvence 250 kHz
  • Pracuje i bez zátěže
  • Vnitřní omezení proudu a tepelná pojistka
  • Vstup Inhibit pro nulovou spotřebu
  • 3,3V reference (+-2%)
  • SMD pouzdro HSOP8 s chladící ploškou
  • Možnost pomalého náběhu (soft start)

L5973D je spínaný regulátor (step down) s integrovaným výstupním 2,5A tranzistorem P-FET D-MOS, pracující na frekvenci 250kHz v pouzdru HSOP-8. Vstupní napětí může být 4-36V a výstupní 1,235 až 35V. Pro konstrukci zdroje je třeba jen minimum externích součástek. Díky integrovanému výstupnímu tranzistoru je snadné dosáhnout optimálního rozmístění součástek a krátké výkonové cesty na DPS, proto je mnohem snadnější dosáhnout minimálního rušení (EMI) v porovnání s řešením s externím spínacím tranzistorem. L5973D obsahuje tepelnou pojistku, rovněž i nadproudovou ochranu, která limituje maximální proud v každém cyklu. Chlazení zabezpečuje ploška na spodní straně obvodu.


Obr. 2: Aplikační schéma zapojení obvodu L5973D

Velkou výhodou obvodu je, že dokáže pracovat i s nízkým úbytkem (LDO) a pracovním cyklem 100% (duty cycle), t.j. pokud se vstupní napětí blíží výstupnímu (např. vybíjející se akumulátor), dokáže L5973D přenést na výstup prakticky stejné napětí, jaké má na vstupu. To je obzvláště výhodné u bateriových aplikací, kdy potřebujeme zajistit funkčnost zařízení i v kritických podmínkách.

K návrhu funkčního zdroje je třeba jen zvolit hodnotu indukčnosti, výstupního kondenzátoru a samozřejmě použít příslušné rezistory ve zpětnonovazebním děliči k dosažení požadovaného výstupního napětí. Jako rekuperační dioda vyhovuje téměř každá dostatečně dimenzovaná schottky dioda. Jako indukčnosti postačí poměrně malé SMD typy s indukčností řádově v desítkách uH, přičemž jejich výběr není kritický. Jako výstupní kapacitu můžeme použít mnohé elektrolytické nebo tantalové kondenzátory, vhodná je i paralelní kombinace několika elektrolytických kondenzátorů, čímž se dosáhne jejich menší celkový ESR a tím menší zvlnění výstupního napětí. Keramické kondenzátory jsou velmi vhodné pro použití na vstupu obvodu (příp. paralelně s elektrolytickým), ale na výstupu by jejich příliš malý vnitřní odpor způsobil nestabilitu obvodu, v takovém případě by bylo nutné použít komplexnější kompenzační obvod, popsaný v datasheetu. S keramickými kondenzátory na vstupu a tantalovým kondenzátorem na výstupu je možno s obvodem L5973D navrhnout výkonný spínaný zdroj na minimální ploše o velikosti několika cm2.


Obr. 3: Účinnost vs. výstupní proud při V
IN=12V
 
Obr. 4: Teplota přechodu vs. výstupní proud při V
IN=12V

L5973D obsahuje vnitřní referenci 3,3V, kterou můžeme použít ve vlastní aplikaci dle potřeby, dále vstup „inhibit“ pro zastavení činnosti regulátoru a dosažení nulové spotřeby. Navíc má L5973D vstup „sync“, pomocí kterého můžeme synchronizovat více obvodů, nebo ho využít k částečnému rozmítání pracovní frekvence a tím dosáhnout dalšího snížení EMI pomocí rozprostření spektra. K dosažení extrémně nízkého zvlnění o velikosti několika mV je možno doplnit obvod sekundárním LC filtrem.

Dostupná je i verze L5973AD s nižším spínacím proudem - 2A, ale s pracovní frekvencí až 500 kHz.

Detailní informace obsahuje datasheet L5973D a L5973AD. Aplikační příručka AN1518 obsahuje další užitečné tipy a jednoduchá zapojení pro pomalý náběh zdroje (soft start).

Velkou výhodou obvodu L5973D je však také jeho poměrně přijatelná cena. Obvody jsou skladem dostupné například u společnosti SOS electronic.

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce obvodu
Domovská stránka firmy SOS electronic

Spínaný zdroj za pár minut se spínacím regulátorem L5973D
L5973D - Up to 2 A step down switching regulator
Designing with the 2.5 A DC-DC converter L5973D







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (7):

Zobrazit starší 30 dnů (7)...

host
7. Dne 06. 09. 2012 v 14:22 zaslal host
Velikost odporů
Neznáte někdo velikost odporů pro napětí 5V? A není třeba upravit ještě kapacitu a max napětí u C2? Díky


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
RTL SDR-3+
Nová generace moderních, snadno použitelných RTL SDR přijímačů vychází z vynikajících vlastností obvodů R820T.
Skladem od 1490 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007