Det är nog många som minns mitt epos med en hemmagjord laboratorieströmförsörjning.
Men jag fick flera gånger frågan om något liknande, bara enklare och billigare.
I denna recension bestämde jag mig för att visa ett alternativ till en enkel justerbar strömförsörjning.
Kom in, jag hoppas att du gillar det.
Jag skjutit upp den här recensionen länge, sedan fanns det ingen tid, den där stämningen, men nu har mina händer nått det.
Denna strömförsörjning har något annorlunda egenskaper än.
Basen för strömförsörjningen kommer att vara ett digitalt styrt DC-DC buck-omvandlarkort.
Men allt har sin tid, och nu faktiskt några standardbilder.
Näsduken kom i en liten låda, inte mycket större än ett paket cigaretter. 
Inuti, i två påsar (finniga och antistatiska) fanns hjältinnan i denna recension, omvandlarkortet. 
Kortet har en ganska enkel design, en strömsektion och ett litet kort med en processor (detta kort liknar ett kort från en annan, mindre kraftfull omvandlare), kontrollknappar och en indikator. 
Funktioner i denna bräda
Ingångsspänning - 6-32 Volt
Utspänning - 0-30 Volt
Utström - 0-8 ampere
Minsta diskreta inställning/visning av spänning är 0,01 volt
Minsta diskreta installation \ visning av ström - 0,001 Ampere
Detta kort kan också mäta kapacitansen, som ges till belastningen och effekten.
Omvandlingsfrekvensen som anges i instruktionerna är 150KHz, enligt kontrolldatabladet är den 300KHz, den uppmätta är cirka 270KHz, vilket är märkbart närmare den parameter som anges i databladet.
Huvudkortet innehåller kraftelement, en PWM-kontroller, en effektdiod och en choke, filterkondensatorer (470 μF x 50 Volt), en PWM-logik- och operationsförstärkareffektkontroller, operationsförstärkare, en strömshunt samt in- och utgång plintar. 
Det finns praktiskt taget ingenting bakom, bara några kraftspår. 
Tilläggskortet har en processor, logikchips, en 3,3 volts stabilisator för att driva kortet, en indikator och kontrollknappar.
Processor -
Logik - 2 stycken
Kraftstabilisator - 
Det finns 2 operationsförstärkare installerade på strömkortet (samma opamps finns i ZXY60xx)
PWM-strömkontroller för själva adj-kortet 
En mikrokrets fungerar som en power PWM-kontroller. Enligt databladet är detta en 12 Amp PWM-kontroller, så här fungerar den inte på full kapacitet, vilket är goda nyheter. Det är dock värt att tänka på att det är bättre att inte överskrida inspänningen, det kan också vara farligt.
Beskrivningen för kortet anger den maximala inspänningen på 32 volt, gränsen för regulatorn är 35 volt.
I mer kraftfulla omvandlare används en lågströmsregulator som styr en kraftfull fälteffekttransistor, här görs allt detta av en kraftfull PWM-regulator.
Jag ber om ursäkt för bilderna, jag lyckades inte uppnå bra kvalitet. 
Instruktionerna jag hittade på Internet beskriver hur du går in i serviceläget, där du kan ändra några parametrar. För att gå in i serviceläget måste du strömförsörja medan du trycker på OK-knappen, siffrorna 0-2 växlar sekventiellt på skärmen, för att ändra inställningen måste du släppa knappen medan motsvarande nummer visas.
0 - Aktivera automatisk spänningsmatning till utgången när ström tillförs kortet.
1 - Aktivering av det avancerade läget, som visar inte bara ström och spänning, utan också kapacitansen som överförs till lasten och uteffekten.
2 - Automatisk uppräkning av mätning på skärmen eller manuell.
Också i instruktionerna finns ett exempel på att komma ihåg inställningarna, eftersom kortet kan ställa in ström- och spänningsgränsen och det finns ett inställningsminne, men jag klättrade inte in i dessa djungler.
Jag rörde inte heller kontakterna för UART-kontakten som finns på kortet, för även om det finns något där, hittade jag fortfarande inte programmet för det här kortet.
Sammanfattning.
fördelar.
1. Ganska rika funktioner - inställning och mätning av ström och spänning, mätning av kapacitans och effekt, samt närvaron av ett automatiskt spänningsförsörjningsläge till utgången.
2. Utspänningen och strömintervallet är tillräckligt för de flesta amatörtillämpningar.
3. Utförandet är inte så bra, men utan uppenbara brister.
4. Komponenterna installeras med marginal, PWM för 12 ampere vid 8 deklarerade, kondensatorer för 50 volt vid ingång och utgång, vid deklarerade 32 volt.
Minus
1. Skärmen är mycket obekvämt gjord, den kan bara visa 1 parameter, till exempel -
0,000 - Aktuell
00.00 - Spänning
P00.0 - Effekt
C00.0 - Kapacitet.
När det gäller de två sista parametrarna är punkten flyttal.
2. Baserat på den första punkten, ganska obekväm kontroll, skulle en valcoder verkligen inte skada.
Min åsikt.
Ganska anständigt kort för att bygga en enkel reglerad strömförsörjning, men det är bättre och lättare att använda en färdig strömförsörjning.
Gillade recensionen
+123
+268
Inspänningar upp till 61 V, utgångsspänningar från 0,6 V, utströmmar upp till 4 A, möjligheten att externt synkronisera och justera frekvensen, samt justera strömgränsen, justera mjukstartstiden, omfattande belastningsskydd, ett brett driftstemperaturintervall - alla dessa egenskaper hos moderna strömförsörjningskällor kan uppnås med det nya sortimentet av DC/DC-omvandlare tillverkade av .
För tillfället tillåter sortimentet av mikrokretsar av switchade regulatorer tillverkade av STMicro (Figur 1) dig att skapa nätaggregat (PS) med inspänningar upp till 61 V och utströmmar upp till 4 A.
Uppgiften med spänningsomvandling är inte alltid lätt. Varje specifik enhet har sina egna krav på en spänningsregulator. Ibland spelar pris (konsumentelektronik), storlek (bärbar elektronik), effektivitet (batteridrivna enheter) eller till och med hastigheten på produktutveckling en stor roll. Dessa krav står ofta i konflikt med varandra. Av denna anledning finns det ingen idealisk och universell spänningsomvandlare.
För närvarande används flera typer av omvandlare: linjära (spänningsstabilisatorer), pulsade DC / DC-omvandlare, laddningsöverföringskretsar och till och med strömförsörjning baserade på galvaniska isolatorer.
Men linjära spänningsregulatorer och steg-down switchande DC/DC-omvandlare är fortfarande de vanligaste. Huvudskillnaden mellan hur dessa system fungerar kan ses av namnet. I det första fallet fungerar strömbrytaren i ett linjärt läge, i det andra - i ett nyckelläge. De viktigaste fördelarna, nackdelarna och tillämpningsområdena för dessa system ges nedan.
Funktioner hos den linjära spänningsregulatorn
Funktionsprincipen för en linjär spänningsregulator är välkänd. Den klassiska integrerade stabilisatorn μA723 utvecklades redan 1967 av R. Widlar. Trots att elektroniken har gått långt fram sedan dess har principerna för driften varit i stort sett oförändrade.
Standardkretsen för en linjär spänningsregulator består av ett antal grundläggande element (Figur 2): en effekttransistor VT1, en referensspänningskälla (ION), en kompensationsåterkopplingskrets på en operationsförstärkare (op-amp). Moderna regulatorer kan innehålla ytterligare funktionsblock: skyddskretsar (från överhettning, från överström), strömhanteringskretsar, etc.
Funktionsprincipen för sådana stabilisatorer är ganska enkel. Återkopplingskretsen på op-amp jämför värdet på referensspänningen med spänningen på utgångsdelaren R1 / R2. Vid utgången av op-förstärkaren bildas en missanpassning som bestämmer gate-source-spänningen för effekttransistorn VT1. Transistorn arbetar i ett linjärt läge: ju högre spänningen är vid utgången av op-förstärkaren, desto lägre är gate-source-spänningen och desto större resistans VT1.
Denna krets låter dig kompensera för alla förändringar i inspänningen. Antag faktiskt att inspänningen Uin har ökat. Detta kommer att orsaka följande förändringskedja: Vin har ökat → Vout kommer att öka → spänningen vid delaren R1/R2 kommer att öka → utgångsspänningen från op-amp kommer att öka → "gate-source"-spänningen kommer att minska → den motståndet VT1 kommer att öka → Uout kommer att minska.
Som ett resultat, när ingångsspänningen ändras, ändras utspänningen något.
När utspänningen minskar sker omvända förändringar i spänningsvärdena.
Funktioner hos buck DC / DC-omvandlare
Ett förenklat diagram över en klassisk DC/DC buck-omvandlare (typ I-omvandlare, buck-omvandlare, steg-down-omvandlare) består av flera huvudelement (Figur 3): effekttransistor VT1, styrkrets (CS), filter (Lf-Cf) ), omvänd diod VD1.
Till skillnad från den linjära regulatorkretsen arbetar transistorn VT1 i nyckelläget.
Kretsens driftcykel består av två faser: pumpfasen och utloppsfasen (Figur 4…5).
I pumpfasen är transistorn VT1 öppen och ström flyter genom den (Figur 4). Energi lagras i spolen Lf och kondensatorn Jfr.
I urladdningsfasen är transistorn stängd, ingen ström flyter genom den. Spole Lf fungerar som en strömkälla. VD1 är en diod som är nödvändig för att backströmmen ska flyta.
I båda faserna läggs en spänning på lasten lika med spänningen över kondensatorn Jfr.
Ovanstående krets ger reglering av utspänningen när pulslängden ändras:
Uout = Uin × (ti/T)
Om värdet på induktansen är litet hinner urladdningsströmmen genom induktansen nå noll. Detta läge kallas det intermittenta strömläget. Det kännetecknas av en ökning av ström- och spänningsrippeln på kondensatorn, vilket leder till en försämring av kvaliteten på utspänningen och en ökning av kretsbrus. Av denna anledning används det intermittenta strömläget sällan.
Det finns en sorts omvandlarkrets där den "ineffektiva" dioden VD1 ersätts av en transistor. Denna transistor öppnar i motfas med huvudtransistorn VT1. En sådan omvandlare kallas synkron och har en högre verkningsgrad.
Fördelar och nackdelar med spänningsomvandlingskretsar
Om ett av ovanstående scheman hade absolut överlägsenhet, skulle det andra säkert glömmas bort. Detta händer dock inte. Det betyder att båda systemen har fördelar och nackdelar. Analysen av system bör utföras enligt en lång rad kriterier (tabell 1).
Tabell 1. För- och nackdelar med spänningsregulatorkretsar
| Karakteristisk | Linjär regulator | Step Down DC/DC-omvandlare |
| Typiskt inspänningsområde, V | upp till 30 | upp till 100 |
| Typiskt utgångsströmområde | hundratals mA | enheter A |
| effektivitet | kort | lång |
| Inställningsnoggrannhet för utgångsspänning | enheter % | enheter % |
| Utspänningsstabilitet | hög | medel |
| Brus som genereras | kort | lång |
| Komplexiteten i kretsimplementeringen | låg | hög |
| PCB-topologins komplexitet | låg | hög |
| Pris | låg | hög |
Elektriska egenskaper. För alla omvandlare är de viktigaste egenskaperna effektivitet, belastningsström, ingångs- och utspänningsområde.
Verkningsgradsvärdet för linjära regulatorer är litet och omvänt proportionellt mot inspänningen (Figur 6). Detta beror på det faktum att all "extra" spänning faller på transistorn som arbetar i linjärt läge. Transistorns kraft frigörs som värme. Låg effektivitet leder till det faktum att intervallet för inspänningar och utströmmar för den linjära regulatorn är relativt litet: upp till 30 V och upp till 1 A.
Effektiviteten hos en växlingsregulator är mycket högre och mindre beroende av inspänningen. Samtidigt är ingångsspänningar på mer än 60 V och belastningsströmmar på mer än 1 A inte ovanliga.
Om en synkron omvandlarkrets används, där den ineffektiva frihjulsdioden ersätts av en transistor, blir verkningsgraden ännu högre.
Utspänningsnoggrannhet och stabilitet. Linjära stabilisatorer kan ha extremt hög noggrannhet och parameterstabilitet (bråkdelar av en procent). Utspänningens beroende av förändringen i inspänningen och på belastningsströmmen överstiger inte några procent.
Växlingsregulatorn har, enligt funktionsprincipen, initialt samma felkällor som den linjära regulatorn. Dessutom kan storleken på den strömmande strömmen avsevärt påverka avvikelsen av utspänningen.
Ljudegenskaper. Den linjära regulatorn har en måttlig bruskaraktäristik. Det finns lågbrusprecisionsregulatorer som används i högprecisionsmätteknik.
Omkopplingsregulatorn i sig är en kraftfull störningskälla, eftersom krafttransistorn fungerar i nyckelläget. Den genererade störningen är uppdelad i ledande (sänds genom kraftledningar) och induktiva (sänds genom icke-ledande media).
Ledade störningar elimineras med lågpassfilter. Ju högre driftfrekvens omvandlaren har, desto lättare är det att bli av med störningar. I mätkretsar används ofta en omkopplingsregulator i kombination med en linjär stabilisator. I det här fallet reduceras störningsnivån avsevärt.
Att bli av med de skadliga effekterna av induktiv störning är mycket svårare. Denna interferens uppstår i induktorn och överförs genom luft och icke-ledande media. För att eliminera dem används skärmade induktanser, spolar på en toroidformad kärna. När du lägger ut brädan används en solid slipad polygonfyllning och / eller till och med ett separat lager av mark isoleras i flerskiktsbrädor. Dessutom är själva pulsomvandlaren maximalt borttagen från mätkretsarna.
Driftsegenskaper. Med tanke på enkelheten i kretsimplementeringen och PCB-layouten är linjära regulatorer extremt enkla. Förutom själva den integrerade regulatorn krävs bara ett par kondensatorer.
En switchande omvandlare kräver åtminstone ett externt L-C-filter. I vissa fall krävs en extern effekttransistor och en extern återkopplingsdiod. Detta leder till behov av beräkningar och modellering, och topologin för kretskortet blir mycket mer komplicerad. En ytterligare komplikation av kortet uppstår på grund av kravet på EMC.
Pris. Uppenbarligen, på grund av det stora antalet externa komponenter, kommer pulsomvandlaren att ha en stor kostnad.
Som en slutsats är det möjligt att bestämma de föredragna användningsområdena för båda typerna av omvandlare:
- linjära regulatorer kan användas i lågspänningskretsar med låg effekt med hög noggrannhet, stabilitet och låga bruskrav. Ett exempel skulle vara mät- och precisionskretsar. Dessutom kan den lilla storleken och låga kostnaden för den slutliga lösningen vara idealisk för bärbar elektronik och budgetenheter.
- Omkopplingsregulatorer är idealiska för högeffekts låg- och högspänningskretsar inom bil-, industri- och konsumentelektronik. Den höga effektiviteten gör ofta användningen av DC/DC obestridd för bärbara och batteridrivna enheter.
Ibland blir det nödvändigt att använda linjära regulatorer vid höga inspänningar. I sådana fall kan du använda stabilisatorer tillverkade av STMicroelectronics, som har driftspänningar på mer än 18 V. (Tabell 2).
Tabell 2. STMicroelectronics Linjära regulatorer för hög ingångsspänning
| namn | Beskrivning | Uin max, V | Uut nom, V | Utan namn, A | egen falla, in |
| 35 | 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15 | 0.5 | 2 | ||
| 500mA precisionsregulator | 40 | 24 | 0.5 | 2 | |
| 2 A regulator | 35 | 0.225 | 2 | 2 | |
| , | Justerbar regulator | 40 | – | 0.1; 0.5; 1.5 | 2 |
| 3 A regulator | 20 | – | 3 | 2 | |
| 150mA precisionsregulator | 40 | – | 0.15 | 3 | |
| KFxx | 20 | 2.5: 8 | 0.5 | 0.4 | |
| Ultralågt självfallsregulator | 20 | 2.7: 12 | 0.25 | 0.4 | |
| 5A regulator med lågt självfall och justerbar utspänning | 30 | – | 1.5; 3; 5 | 1.3 | |
| lexx | Ultralågt självfallsregulator | 20 | 3; 3.3; 4.5; 5; 8 | 0.1 | 0.2 |
| Ultralågt självfallsregulator | 20 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.2 | |
| Ultralågt självfallsregulator | 40 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.25 | |
| 85 mA regulator med lågt självfall | 24 | 2.5: 3.3 | 0.085 | 0.5 | |
| Precisionsreglage för negativ spänning | -35 | -5; -8; -12; -15 | 1.5 | 1.1; 1.4 | |
| Negativ spänningsregulator | -35 | -5; -8; -12; -15 | 0.1 | 1.7 | |
| Justerbar negativ spänningsregulator | -40 | – | 1.5 | 2 |
Om ett beslut fattas om att bygga en pulsad IP, bör ett lämpligt omvandlarchip väljas. Valet görs med hänsyn till ett antal grundläggande parametrar.
Huvudegenskaper hos nedtrappade pulsade DC/DC-omvandlare
Vi listar huvudparametrarna för pulsomvandlare.
Ingångsspänningsområde (V). Tyvärr finns det alltid en begränsning, inte bara på max, utan också på lägsta inspänning. Värdet på dessa parametrar väljs alltid med viss marginal.
Utspänningsområde (V). På grund av begränsningen av minsta och maximala pulslängd är området för utspänningsvärden begränsat.
Maximal utström (A). Denna parameter begränsas av ett antal faktorer: den maximala tillåtna effektförlusten, det slutliga värdet på resistansen hos strömbrytare, etc.
Omvandlarens arbetsfrekvens (kHz). Ju högre omvandlingsfrekvens, desto lättare är det att filtrera utspänningen. Detta gör att du kan hantera störningar och minska värdena på elementen i det externa L-C-filtret, vilket leder till en ökning av utströmmar och till en minskning av storleken. En ökning av omvandlingsfrekvensen ökar emellertid omkopplingsförlusterna för effektomkopplare och ökar den induktiva komponenten av interferens, vilket är klart oönskat.
Verkningsgrad (%) är en integrerad indikator på effektivitet och ges i form av grafer för olika spänningar och strömmar.
Andra parametrar (kanalresistans för integrerade strömbrytare (mΩ), egenförbrukningsström (μA), höljets termiska resistans, etc.) är mindre viktiga, men de bör också beaktas.
Nya omvandlare tillverkade av STMicroelectronics har hög inspänning och effektivitet, och deras parametrar kan beräknas med det kostnadsfria programmet eDesignSuite.
Switching DC/DC-linje från ST Microelectronics
Portföljen av DC/DC STMicroelectronics expanderar ständigt. Nya omvandlarchips har ett utökat inspänningsområde upp till 61 V ( / ), höga utströmmar, utspänningar från 0,6 V ( / / ) (tabell 3).
Tabell 3. Ny DC/DC STMicroelectronics
| Specifikationer | namn | |||||||
| L7987; L7987L | ||||||||
| Ram | VFQFPN-10L | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HTSSOP16 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | HSOP 8 | HTSSOP 16 |
| Ingångsspänning Uin, V | 4.0…18 | 4.0…18 | 4.0…18 | 4…38 | 4.5…38 | 4.5…38 | 4.5…38 | 4.5…61 |
| Utström, A | 4 | 3 | 4 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 (L7987L); 3 (L7987) |
| Utspänningsområde, V | 0,8…0,88×Uin | 0,8…Uin | 0,8…Uin | 0,85…Uin | 0,6…Uin | 0,6…Uin | 0,6…Uin | 0,8…Uin |
| Driftsfrekvens, kHz | 500 | 850 | 850 | 250…2000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1500 |
| Extern frekvenssynkronisering (max), kHz | Nej | Nej | Nej | 2000 | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 |
| Funktioner | Jämn start; strömöverbelastningsskydd; överhettningsskydd | |||||||
| Ytterligare funktioner | GÖR DET MÖJLIGT; PGOOD | GÖR DET MÖJLIGT | LNM; LCM; HÄMMA; överspänningsskydd | GÖR DET MÖJLIGT | PGOOD; skydd mot spänningsfall; justering av brytström | |||
| Chips driftstemperaturområde, °C | -40…150 | |||||||
Alla nya switchade omvandlarchips har funktionerna mjukstart, överströmsskydd och övertemperaturskydd.
En av de mest eftertraktade enheterna i verkstaden för en nybörjare radioamatör är en justerbar strömförsörjning. Jag har redan pratat om hur man självständigt monterar en justerbar strömförsörjning på MC34063-chippet. Men det har också begränsningar och nackdelar. För det första är det kraft. För det andra, bristen på indikering av utspänning.
Här kommer jag att prata om hur man monterar en justerbar strömförsörjning 1,2 - 32 volt och en maximal utström på upp till 4 ampere med ett minimum av tid och ansträngning.
För att göra detta behöver vi två mycket viktiga element:
Transformator, med utspänning upp till ~25...26 volt. Hur man hämtar den och var man hittar den ska jag berätta vidare;
En färdig modul för en justerbar DC-DC-omvandlare med inbyggd IC-baserad voltmeter XL4015.
De vanligaste och billigaste modulerna baserade på chips XL4015 och LM2956. Det billigaste alternativet är en modul utan digital voltmeter. Till mig själv köpte jag flera varianter av sådana DC-DC-omvandlare, men mest av allt gillade jag modulen baserad på XL4015-chippet med inbyggd voltmeter. Om honom och kommer att diskuteras.
Så här ser det ut. Jag köpte den på Aliexpress, här är länken. Du kan välja rätt för priset och ändringen genom sökningen.
Baksidan av brädan och sidovy.
Modulens huvudegenskaper:
Låt oss inte glömma att tillverkare gillar att överskatta egenskaperna hos sina produkter. Att döma av recensionerna är den mest optimala användningen av denna DC-DC-modul att arbeta med en inspänning på upp till 30 volt och en strömförbrukning på upp till 2 ampere.
DC-DC modulstyrning.
På DC-DC-modulens tryckta kretskort finns två kontrollknappar och en utspänningsregulator - ett konventionellt variabelt flervarvsmotstånd.
Kort tryck på knappen 1 inaktiverar/aktiverar voltmeterindikering. En slags dimmer. Bekvämt när det drivs av ett batteri.
Kort tryck på knappen 2 du kan växla voltmeterns driftläge, nämligen att visa in- eller utspänningen på indikatorn. När det används tillsammans med ett batteri kan du kontrollera batterispänningen och förhindra djupurladdning.
Kalibrering av voltmeteravläsningar.
Använd först knapp 2 för att välja vilken spänning som ska visas på voltmeterns display (ingång eller utgång). Sedan, med en multimeter, mäter vi DC-spänningen (ingång eller utgång) vid terminalerna. Om den skiljer sig från spänningen som visas av voltmetern, börjar vi kalibreringen.
Vi trycker 3-4 sekunder på den andra knappen. Displayen bör stängas av. Vi släpper knappen. I detta fall kommer indikationerna på displayen att visas och börja blinka.
Vidare, genom att kort trycka på knapparna 1 och 2, minskar eller ökar vi värdet på den visade spänningen i steg om 0,1V. Om du behöver öka avläsningarna, till exempel från 12,0 V till 12,5 V, tryck sedan på knapp 2 5 gånger. Om du behöver minska från 12 V till 11,5 V, tryck därför på knapp 1 5 gånger.
Efter att kalibreringen är klar, tryck på knapp 2 i 5 sekunder. I detta fall slutar avläsningarna på voltmeterns display att blinka - kalibreringen är klar. Du kan också göra ingenting och efter 10 sekunder kommer voltmetern att lämna själva kalibreringsläget.
För att montera strömförsörjningen, förutom själva DC / DC-modulen, behöver vi en transformator, såväl som en liten krets - en diodbrygga och ett filter.
Här är diagrammet som vi måste samla in.
(Bilden är klickbar. Genom att klicka öppnas den i ett nytt fönster)
Jag kommer att prata om T1-transformatorn lite senare, men nu ska vi ta itu med VD1-VD4-diodbryggan och C1-filtret. Jag kommer att kalla denna del av kretsen likriktare. Nedan på bilden - de nödvändiga delarna för monteringen.
Jag ritade layouten för framtida tryckta spår på tavlan med en markör för tryckta kretskort. Innan det gjorde jag en skiss av elementens placering på brädet, spred ut anslutningsledarna. Sedan markerade han enligt mallen borrplatserna på arbetsstycket. Borras före betning i järnklorid, för om man borrar efter betning kan skåror runt hålen sitta kvar och lätt skada kanterna nära hålen.
Sedan torkade han arbetsstycket efter etsning, tvättade bort det skyddande lagret av lack från markören med lacknafta. Efter det tvättade och torkade han arbetsstycket igen, rengjorde kopparspåren med fint sandpapper och förtennade alla spår med lod. Här är vad som hände.
Lite om felräkningar. Eftersom han gjorde allt snabbt och på knä, så var det naturligtvis inte utan "jambs". Först gjorde jag brädan dubbelsidig, men det var inte nödvändigt. Faktum är att hålen inte är metalliserade, och att sedan löda samma kontakt i ett sådant dubbelsidigt kretskort är inte en lätt uppgift. Å ena sidan kan du löda kontakterna utan problem, men på andra sidan av kortet kan du inte. Så jag blev trött.
Färdig likriktare.
Istället för en strömbrytare lödde SA1 tillfälligt en bygel. Jag installerade in- och utgångskontakter, samt en kontakt för att ansluta en transformator. Jag installerade kontakterna utifrån modularitet och användarvänlighet, så att det hädanefter skulle vara möjligt att snabbt och utan lödning koppla ihop likriktarenheten med olika DC-DC-moduler.
Som säkring används FU1 färdig med hållare. Mycket bekvämt. Och de strömförande kontakterna är täckta, och att byta säkring utan lödning är inget problem. I teorin är en säkring i vilken design och typ av hus som helst lämplig.
Som en diodbrygga (VD1 - VD4) använde jag RS407-enheten för en maximal framåtström på 4 ampere. Analoger till RS407-diodbryggan är KBL10, KBL410. Diodbryggan kan även monteras av separata likriktardioder.
Det bör förstås här att den reglerade DC-DC-modulen i sig är konstruerad för en maximal ström på 5 ampere, men den tål en sådan ström endast om en radiator är installerad på XL4015-chippet, ja, och för SS54-dioden, vilket finns på tavlan, strömmen är 5A - maximal!
Låt oss inte heller glömma att tillverkare tenderar att överskatta kapaciteten hos sina produkter och deras livslängd under sådana belastningar. Därför bestämde jag mig för att en sådan modul kan laddas med ström upp till 1 - 2 ampere. Vi talar om en konstant, långvarig belastning och inte en periodisk (impuls).
I detta scenario kan diodbryggan väljas för en likström på 3-4 ampere. Detta borde vara mer än tillräckligt. Låt mig påminna dig om att om du monterar en diodbrygga av enskilda dioder, så måste var och en av dioderna som utgör bryggan klara den maximala strömförbrukningen. I vårt fall är detta 3-4 ampere. Dioderna 1N5401 - 1N5408 (3A), KD257A (3A), etc. är ganska lämpliga.
För montering behöver du också en elektrolytisk kondensator C1 med en kapacitet på 470 - 2200 mikrofarad. Det är bättre att välja en kondensator för en driftsspänning på 63V, eftersom den maximala inspänningen för DC-DC-omvandlaren kan vara upp till 36V, eller till och med 38 ... 40V. Därför är det mer rimligt att sätta en kondensator på 63V. Reserverad och pålitlig.
Här är det återigen värt att förstå att allt beror på vilken spänning du kommer att ha vid ingången på DC-DC-modulen. Om du till exempel planerar att använda modulen för att driva en 12-volts LED-remsa, och DC-DC-ingången på modulen bara kommer att ha 16 volt, så kan elektrolytkondensatorn förses med en driftspänning på 25 volt eller Mer.
Jag satte den till max, eftersom jag planerade att använda den här modulen och den sammansatta likriktaren med olika transformatorer som har olika utspänningar. Därför, för att inte löda om kondensatorn varje gång, ställer jag in den på 63V.
Som transformator T1 är vilken nättransformator som helst med två lindningar lämplig. Primärlindningen (Ⅰ) är nätström och måste vara konstruerad för en växelspänning på 220V, sekundärlindningen (Ⅱ) måste producera en spänning på högst 25 ~ 26 volt.
Om du tar en transformator, vars utgång kommer att vara mer än 26 volt växelspänning, kan spänningen efter likriktaren redan vara mer än 36 volt. Och, som vi vet, är DC-DC-omvandlarmodulen designad för ingångsspänning upp till 36 volt. Det är också värt att tänka på det ögonblick som i ett 220V hushållsnätverk ibland finns en något överspänning. På grund av detta, om än under en kort tid, kan ett ganska betydande "hopp" av spänning bildas vid utgången av likriktaren, vilket kommer att överstiga den tillåtna spänningen på 38 ... 40 volt för vår modul.
Ungefärlig beräkning av utspänningen U ut efter diodlikriktaren och filtret på kondensatorn:
U ut \u003d (U T1 - (V F * 2)) * 1,41.
AC-spänning på sekundärlindningen av transformatorn T1 (Ⅱ) - U T1;
Spänningsfall ( Framåt spänningsfall ) på likriktardioder - V F. Eftersom i en diodbrygga flyter ström genom två dioder i varje halvcykel, alltså V F multiplicera med 2. För diodaggregatet gäller samma sak.
Så för RS407 i databladet hittade jag den här raden: Maximalt framåtspänningsfall per broelement vid 3,0A topp- 1 volt. Detta betyder att om en likström på 3 ampere flyter genom någon av bryggdioderna, så kommer 1 volt spänning att gå förlorad på den ( per broelement - för varje element i bron). Det vill säga vi tar värdet V F= 1V och precis som i fallet med enskilda dioder multiplicerar vi värdet V F med två, eftersom strömmen i varje halvcykel flyter genom två element i diodaggregatet.
I allmänhet, för att inte skaka dina hjärnor, är det bra att veta det V F för likriktardioder är vanligtvis ca 0,5 volt. Men detta är med en liten likström. När den ökar ökar också spänningsfallet. V F vid diodens p-n-övergång. Som vi kan se, värdet V F med en likström på 3A för RS407-monteringsdioderna är den redan 1V.
Eftersom toppvärdet för den likriktade (pulserande) spänningen allokeras på elektrolytkondensatorn C1, får den slutliga spänningen som vi får efter diodbryggan ( U T1 - (V F*2)) måste multipliceras med kvadratroten ur 2, dvs √2 ~ 1.41 .
Med denna enkla formel kan vi alltså bestämma utspänningen vid filtrets utgång. Nu återstår bara att hitta en passande transformator.
Som transformator använde jag en kraftbepansrad transformator TP114-163M.
Tyvärr hittade jag inte exakta uppgifter om det. Utspänningen på sekundärlindningen utan belastning är ~ 19,4V. Den ungefärliga effekten för denna transformator är ~ 7 W. Räknat av .
Dessutom bestämde jag mig för att jämföra de erhållna uppgifterna med parametrarna för transformatorer i serien TP114(TP114-1, TP114-2,...,TP114-12). Den maximala uteffekten för dessa transformatorer är 13,2 W. Den mest lämpliga för transformatorn TP114-163M när det gäller parametrar var TP114-12. Spänningen på sekundärlindningen i viloläge är 19,4V och under belastning - 16V. Märklastström - 0,82A.
Till mitt förfogande fanns också en annan transformator, också den av TP114-serien. Här är en.
Att döma av utspänningen (~ 22,3V) och den lakoniska markeringen 9M, är detta en modifiering av transformatorn TP114-9. TP114-9 parametrar är som följer: nominell spänning - 18V; märklastström - 0,73A.
Baserat på den första transformatorn ( TP114-163M) Jag kommer att kunna göra en justerbar strömförsörjning 1,2 ... 24 volt, men detta är utan belastning. Det är tydligt att när lasten (strömförbrukaren) är ansluten kommer spänningen vid transformatorns utgång att sjunka, och den resulterande spänningen vid utgången av DC-DC-omvandlaren kommer också att minska med flera volt. Därför måste denna punkt beaktas och hållas i åtanke.
Baserat på den andra transformatorn ( TP114-9) får du redan en justerbar strömförsörjning för 1,2 ... 28 volt. Den är också lossad.
om utströmmen. Tillverkaren anger att den maximala utströmmen från DC-DC-omvandlaren är 5A. Av recensionerna att döma, max 2A. Men som ni ser lyckades jag hitta ganska lågeffektstransformatorer. Därför är det osannolikt att jag kommer att kunna pressa ut ens 2 ampere, även om allt beror på utspänningen från DC-DC-modulen. Ju mindre den är, desto mer ström kan erhållas.
För alla "pickup" med låg effekt är detta nätaggregat lämpligt med en smäll. Här finns strömförsörjningen till "skrattbollen" med en spänning på 9V och en ström på ca 100 mA.
Och detta driver redan en 12-volts LED-remsa som är cirka 1 meter lång.
Det finns också en lätt, Lite-version av denna DC-DC-omvandlare, som också är monterad på XL4015E1-chippet.
Den enda skillnaden är avsaknaden av en inbyggd voltmeter.
Parametrarna är liknande: ingångsspänning 4...38V, maximal ström 5A (rekommenderas inte mer än 4,5A). Det är realistiskt att använda vid en inspänning på upp till 30V, 30V med en liten. Belastningsströmmen är inte mer än 2 ... 2,5A. Om du belastar den hårdare, värms den upp märkbart och naturligtvis minskar livslängden och tillförlitligheten.
DC/DC-omvandlare används ofta för att driva olika elektronisk utrustning. De används i datortekniska enheter, kommunikationsenheter, olika styr- och automationskretsar, etc.
Transformator strömförsörjning
I traditionella transformatorströmförsörjningar omvandlas nätspänningen med hjälp av en transformator, oftast sänkt, till önskat värde. Reducerad spänning och utjämnad av ett kondensatorfilter. Vid behov placeras en halvledarstabilisator efter likriktaren.
Transformatorströmförsörjningar är vanligtvis utrustade med linjära stabilisatorer. Sådana stabilisatorer har minst två fördelar: detta är en låg kostnad och ett litet antal delar i selen. Men dessa fördelar äts upp av låg effektivitet, eftersom en betydande del av inspänningen används för att värma kontrolltransistorn, vilket är helt oacceptabelt för att driva bärbara elektroniska enheter.
DC/DC-omvandlare
Om utrustningen drivs av galvaniska celler eller batterier, är spänningsomvandling till önskad nivå endast möjlig med hjälp av DC / DC-omvandlare.
Tanken är ganska enkel: DC-spänningen omvandlas till AC, vanligtvis med en frekvens på flera tiotals eller till och med hundratals kilohertz, stiger (faller) och likriktas sedan och matas in i lasten. Sådana omvandlare kallas ofta för pulsomvandlare.
Ett exempel är en boost-omvandlare från 1,5V till 5V, bara utspänningen från en dators USB. En liknande lågeffektomvandlare säljs på Aliexpress.
Ris. 1. Omvandlare 1,5V / 5V
Pulsomvandlare är bra eftersom de har en hög verkningsgrad, inom 60..90%. En annan fördel med pulsomvandlare är ett brett utbud av inspänningar: inspänningen kan vara lägre än utspänningen eller mycket högre. I allmänhet kan DC/DC-omvandlare delas in i flera grupper.
Klassificering av omvandlare
Sänkning, i engelsk terminologi step-down eller buck
Utspänningen för dessa omvandlare är som regel lägre än ingångsspänningen: utan mycket förlust för uppvärmning av kontrolltransistorn kan du få en spänning på bara några få volt vid en inspänning på 12 ... 50V. Utströmmen från sådana omvandlare beror på belastningens behov, vilket i sin tur bestämmer omvandlarens kretsdesign.
Ett annat engelskt namn för chopper buck converter. En av översättningarna av detta ord är en brytare. I den tekniska litteraturen kallas en buck-omvandlare ibland som en "chopper". För nu, kom bara ihåg denna term.
Ökande, i engelsk terminologi step-up eller boost
Utspänningen från dessa omvandlare är högre än inspänningen. Till exempel, med en inspänning på 5V, kan en spänning på upp till 30V erhållas vid utgången, och dess smidiga reglering och stabilisering är möjlig. Ganska ofta kallas boosteromvandlare för boosters.
Universalomvandlare - SEPIC
Utspänningen från dessa omvandlare hålls på en given nivå när inspänningen är antingen högre eller lägre än inspänningen. Det rekommenderas i fall där inspänningen kan variera avsevärt. Till exempel i en bil kan batterispänningen variera mellan 9 ... 14V, och en stabil spänning på 12V krävs.
Inverterande omvandlare - inverterande omvandlare
Huvudfunktionen hos dessa omvandlare är att erhålla en omvänd polaritetsspänning vid utgången i förhållande till strömkällan. Mycket bekvämt i fall där bipolär ström krävs, till exempel.
Alla nämnda omvandlare kan vara stabiliserade eller ostabiliserade, utspänningen kan vara galvaniskt kopplad till inspänningen eller ha galvanisk spänningsisolering. Allt beror på den specifika enhet där omvandlaren kommer att användas.
För att gå vidare till en ytterligare berättelse om DC / DC-omvandlare bör du åtminstone förstå teorin i allmänna termer.
Chopper buck converter - buck typ omvandlare
Dess funktionsdiagram visas i figuren nedan. Pilarna på ledningarna visar strömmens riktning.
Fig.2. Funktionsdiagram av chopperstabilisatorn
Inspänningen Uin appliceras på ingångsfiltret - kondensator Cin. Transistorn VT används som ett nyckelelement, den utför högfrekvent strömväxling. Det kan vara antingen. Förutom dessa detaljer innehåller kretsen en urladdningsdiod VD och ett utgångsfilter - LCout, från vilket spänningen tillförs belastningen Rн.
Det är lätt att se att lasten är seriekopplad med elementen VT och L. Därför är kretsen sekventiell. Hur uppstår spänningsfallet?
Pulsbreddsmodulering - PWM
Styrkretsen genererar rektangulära pulser med en konstant frekvens eller en konstant period, vilket i huvudsak är samma sak. Dessa pulser visas i figur 3.
Fig.3. Styr impulser
Här är t pulstiden, transistorn är öppen, tp är paustiden, transistorn är stängd. Förhållandet ti/T kallas arbetscykelns arbetscykel, betecknat med bokstaven D och uttrycks i %% eller helt enkelt i siffror. Till exempel, med D lika med 50 %, visar det sig att D=0,5.
D kan alltså variera från 0 till 1. Med ett värde på D=1 är nyckeltransistorn i ett tillstånd av full ledning, och med D=0 i ett cutoff-tillstånd är den helt enkelt stängd. Det är lätt att gissa att vid D=50 % blir utspänningen lika med hälften av ingångsspänningen.
Det är ganska uppenbart att regleringen av utspänningen sker genom att ändra bredden på styrpulsen t och faktiskt genom att ändra koefficienten D. Denna regleringsprincip kallas (PWM). I nästan alla växlande nätaggregat är det med hjälp av PWM som utspänningen stabiliseras.
I kretsarna som visas i figurerna 2 och 6 är PWM "dold" i rutor märkta "Control Circuit", som utför några ytterligare funktioner. Det kan till exempel vara en mjukstart av utspänningen, fjärraktivering eller skydd av omvandlaren mot kortslutning.
Generellt sett är omvandlare så flitigt använda att tillverkare av elektroniska komponenter har lanserat produktionen av PWM-kontroller för alla tillfällen. Utbudet är så stort att det skulle ta en hel bok bara för att lista dem. Därför faller det inte in någon att montera omvandlare på diskreta element, eller som man ofta säger i "lösa" ordalag.
Dessutom kan färdiga små strömomvandlare köpas på Aliexpress eller Ebay för ett litet pris. Samtidigt, för installation i en amatördesign, räcker det att löda ledningarna till ingången och utgången till kortet och ställa in den erforderliga utspänningen.
Men tillbaka till vår figur 3. I det här fallet bestämmer koefficienten D hur länge den kommer att vara öppen (fas 1) eller stängd (fas 2). För dessa två faser kan kretsen representeras av två figurer. Figurerna VISAR INTE de element som inte används i denna fas.
Fig.4. Fas 1
När transistorn är öppen passerar strömmen från strömkällan (galvanisk cell, batteri, likriktare) genom den induktiva choken L, belastningen Rn och laddningskondensatorn Cout. I detta fall flyter ström genom lasten, kondensatorn Cout och induktorn L samlar energi. Strömmen iL ÖKAR GRUNDLÄGGT på grund av induktansens inverkan. Denna fas kallas pumpning.
Efter att spänningen på lasten når det angivna värdet (bestäms av styrenhetens inställning), stänger transistorn VT och enheten växlar till den andra fasen - urladdningsfasen. Den slutna transistorn visas inte alls i figuren, som om den inte existerar. Men detta betyder bara att transistorn är stängd.
Fig. 5. Fas 2
När transistorn VT är stängd sker ingen påfyllning av energi i induktorn, eftersom strömförsörjningen är frånkopplad. Induktansen L tenderar att förhindra en förändring i storleken och riktningen av strömmen (självinduktion) som flyter genom induktorlindningen.
Därför kan strömmen inte sluta omedelbart och stänger genom "diodbelastnings"-kretsen. På grund av detta kallades VD-dioden en urladdningsdiod. Som regel är detta en höghastighets Schottky-diod. Efter kontrollperioden, fas 2, växlar kretsen till fas 1, processen upprepas igen. Den maximala spänningen vid utgången av den betraktade kretsen kan vara lika med ingången och inte mer. Boost-omvandlare används för att erhålla en utspänning som är större än ingångsspänningen.
För närvarande är det bara nödvändigt att återkalla det faktiska värdet på induktansen, som bestämmer chopperns två driftlägen. Med otillräcklig induktans kommer omvandlaren att fungera i läget för diskontinuerliga strömmar, vilket är helt oacceptabelt för strömförsörjning.
Om induktansen är tillräckligt stor, sker driften i läget med kontinuerliga strömmar, vilket gör det möjligt att använda utgångsfilter för att erhålla en konstant spänning med en acceptabel nivå av rippel. Boost-omvandlare fungerar också i kontinuerligt strömläge, vilket kommer att diskuteras nedan.
För en viss ökning av effektiviteten ersätts urladdningsdioden VD av en MOSFET-transistor, som öppnas vid rätt tidpunkt av styrkretsen. Sådana omvandlare kallas synkrona. Deras användning är motiverad om omvandlarens effekt är tillräckligt stor.
Step-up eller boost-omvandlare
Step-up-omvandlare används huvudsakligen för lågspänningsströmförsörjning, till exempel från två eller tre batterier, och vissa komponenter i designen kräver en spänning på 12 ... 15V med låg strömförbrukning. Ganska ofta kallas en boost-omvandlare kort och tydligt ordet "booster".
Fig. 6. Funktionsdiagram över en boost-omvandlare
Inspänningen Uin matas till ingångsfiltret Cin och matas till den seriekopplade L och kopplingstransistorn VT. En VD-diod är ansluten till spolens anslutningspunkt och transistorns avlopp. Last Rl och shuntkondensator Cout är anslutna till diodens andra terminal.
Transistor VT styrs av en styrkrets som genererar en stabil frekvensstyrsignal med en justerbar arbetscykel D, precis som beskrivs lite högre när chopperkretsen beskrivs (fig. 3). Diod VD vid rätt tidpunkt blockerar belastningen från nyckeltransistorn.
När nyckeltransistorn är öppen är utgången från spolen L, rätt enligt schemat, ansluten till den negativa polen på strömkällan Uin. Ökande ström (påverkar påverkan av induktans) från kraftkällan strömmar genom spolen och öppen transistor, energi ackumuleras i spolen.
Vid denna tidpunkt blockerar VD-dioden belastningen och utgångskondensatorn från omkopplingskretsen, och förhindrar därigenom urladdning av utgångskondensatorn genom den öppna transistorn. Belastningen i detta ögonblick drivs av energin som lagras i kondensatorn Cout. Naturligtvis sjunker spänningen över utgångskondensatorn.
Så snart utspänningen blir något lägre än den specificerade (bestäms av styrkretsens inställningar), stängs nyckeltransistorn VT, och energin som lagras i induktorn laddar kondensatorn Cout genom dioden VD, som matar belastningen . I detta fall läggs spolens L självinduktions-EMK till ingångsspänningen och överförs till lasten, därför är utspänningen större än inspänningen.
När utspänningen når den inställda stabiliseringsnivån öppnar styrkretsen transistorn VT, och processen upprepas från energiackumuleringsfasen.
Universalomvandlare - SEPIC (ensidig primärinduktoromvandlare eller en omvandlare med en asymmetriskt laddad primärinduktor).
Sådana omvandlare används huvudsakligen när lasten har liten effekt, och ingångsspänningen ändras i förhållande till utspänningen upp eller ner.
Fig. 7. Funktionsdiagram för SEPIC-omvandlaren
Den är mycket lik boost-omvandlarkretsen som visas i figur 6, men har ytterligare element: en kondensator C1 och en spole L2. Det är dessa element som säkerställer att omvandlaren fungerar i spänningsreduktionsläget.
SEPIC-omvandlare används i fall där inspänningen varierar över ett brett område. Ett exempel är 4V-35V till 1,23V-32V Boost Buck Voltage Step Up/Down Converter Regulator. Det är under detta namn som en omvandlare säljs i kinesiska butiker, vars krets visas i figur 8 (klicka på bilden för att förstora).
Fig. 8. Schematiskt diagram över SEPIC-omvandlaren
Figur 9 visar brädans utseende med beteckningen på huvudelementen.
Fig. 9. SEPIC-omvandlarens utseende
Figuren visar huvuddelarna enligt figur 7. Notera närvaron av två spolar L1 L2. Med detta tecken kan du fastställa att detta är en SEPIC-omvandlare.
Ingångsspänningen på kortet kan vara inom 4 ... 35V. I detta fall kan utspänningen justeras inom 1,23 ... 32V. Omvandlarens driftfrekvens är 500 kHz. Med små dimensioner på 50 x 25 x 12 mm ger kortet effekt upp till 25 watt. Maximal utström upp till 3A.
Men här bör en anmärkning göras. Om utgångsspänningen är inställd på 10V, kan utgångsströmmen inte vara högre än 2,5A (25W). Med en utspänning på 5V och en maximal ström på 3A blir effekten endast 15W. Det viktigaste här är att inte överdriva det: antingen överskrid inte den maximala tillåtna effekten eller gå inte utöver den tillåtna strömmen.
Tony Armstrong Översättning: Pavel Bashmakov [e-postskyddad] webbplats Vladimir Rentyuk
Introduktion
Den tekniska policyn för tillverkare av telekommunikationsutrustning, som ett svar på marknadens krav, syftar till att ständigt öka genomströmningen och effektiviteten hos deras system, samt att förbättra deras funktionalitet och allmänna tekniska egenskaper. Samtidigt är frågorna om att minska den totala energiförbrukningen för tillverkade system fortfarande relevanta. En typisk utmaning är till exempel att minska den totala energiförbrukningen genom att omdirigera arbetsflödet och flytta arbetsbelastningen till underutnyttjade servrar, vilket gör att några av de för närvarande frigivna servrarna kan stängas av. För att uppfylla dessa krav är det nödvändigt att känna till strömförbrukningen för slutanvändarutrustningen. Således kan ett korrekt designat DPSM-system (digital power management system) förse användaren med data om strömförbrukning, vilket hjälper till att realisera intelligenta, eller, som de säger, "smarta" lösningar för att hantera den totala strömförbrukningen.
Den största fördelen och fördelen med att använda DPSM-teknik är att minska utvecklingskostnaderna och minska tiden till marknaden för slutprodukten. Komplexa multibussystem kan effektivt skapas med hjälp av en omfattande utvecklingsmiljö med ett intuitivt grafiskt användargränssnitt (GUI - grafiskt användargränssnitt). Dessutom förenklar sådana system testning och felsökning av enheten, vilket gör det möjligt att göra ändringar direkt via det grafiska gränssnittet istället för att löda byglar. En annan fördel är förutsägelsen av kraftsystemfel och införandet av förebyggande åtgärder, vilket möjliggörs av tillgången på telemetridata i realtid. Kanske av särskild betydelse här är att digitalt styrda DC/DC-omvandlare tillåter konstruktörer att designa "gröna" kraftsystem som ger den prestanda som krävs med minimal strömförbrukning vid belastningspunkterna. Dessutom finns fördelarna redan på installationsnivån för sådana system, vilket minskar infrastrukturkostnaderna och den totala kostnaden för att använda systemet under produktens livslängd.
De flesta telekomsystem drivs av 48V-skenan, som sedan vanligtvis trappas ner till en mellanliggande bussspänning, vanligtvis i intervallet 12V till 3,3V, som direkt driver korten i systemets rack. De flesta hjälpkretsar eller mikrokretsar på korten måste dock fungera vid spänningar inom området mindre än 1 till 3,3 V vid strömmar från tiotals milliampere till hundratals ampere. Som ett resultat måste DC/DC-omvandlare som används i Point-of-Load-teknik (POL) reducera spänningen på mellanbussen till den spänning som krävs av dessa hjälpkretsar eller mikrochips. Dessa bussar har mycket stränga krav på sekvensering, spänningsnoggrannhet, marginalering och styrning (vanligtvis med hjälp av en övervakarfunktion).
Det finns upp till femtio olika POL-bussar i telekommunikationssystem, och systemkonstruktörer behöver ett enkelt sätt att styra dessa bussar, både i förhållande till utspänningen, såväl som till sekvensen (ordningen) av deras inkludering och nivån på max. tillåten belastningsström. Till exempel kräver vissa processorer att deras I/O-portar får ström innan huvudspänningen påläggs. Andra lösningar, i synnerhet DSP (engelsk DSP - Digital Signal Processor, digital signal processor), tillhandahåller dess huvudspänning redan innan spänningen kommer till I/O-portarna. Det är också en förutsättning att man följer en viss procedur för att avlasta spänningen när strömmen slås av. För att förenkla strömhanteringsdesignen behöver systemdesignern ett enkelt sätt att göra alla nödvändiga ändringar för att optimera systemets prestanda samtidigt som den specifika nödvändiga konfigurationen för var och en av dess DC/DC-omvandlare bibehålls.
Dessutom, för att samtidigt uppfylla kraven för alla flera kraftskenor på korten och för att minska ytan på själva korten, måste systemkonstruktörer ha relativt enkla spänningsomvandlare, eftersom spänningsomvandlare högre än 2 mm inte kan placeras på baksidan av skivorna, på grund av installationstätheten, om den körs i ställ. Därför behöver proffs verkligen en sådan komplett strömförsörjning i en liten formfaktor.
Beslut
μModul företag representerar ett komplett färdigt så kallat system i ett paket - SiP (engelska SiP - System in a Package). Användningen av en sådan konstruktion minimerar designtiden och gör att du kan minska området för tryckta kretskort och öka layoutens täthet.
DC/DC-typ omvandlare μModulär en komplett strömhanteringslösning med en integrerad styrenhet, effekttransistorer, in- och utgångskondensatorer, kompensationskretsar och induktorer (chokes), inrymt i kompakta BGA- eller LGA-ytmonteringspaket. Att designa med DC/DC-omvandlare som μModules kan avsevärt minska FoU-tiden. Således kan tiden som krävs för att slutföra designprocessen, beroende på designens komplexitet, reduceras med upp till 50 %. μModule-familjen befriar utvecklaren från den tunga bördan av komponentval, optimering och enhetsprototyper, vilket minskar den totala systemutvecklings- och felsökningstiden, och i slutändan snabbar upp tiden till marknaden.
Lösningar baserade på DC/DC-omvandlare μModul från företaget linjeteknik, i en kompakt, IC-liknande formfaktor som integrerar alla nyckelkomponenter och som vanligtvis används för att ersätta strömförsörjning på diskreta komponenter, signalkretsar och isolerade konstruktioner. Tack vare noggranna kontroller och rigorösa tester av företaget Linjär teknik DC/DC-omvandlare i familjen μModul de kännetecknas av hög tillförlitlighet, och ett brett utbud av tillgängliga produkter gör det enkelt att välja dem för att optimera designen och placeringen av omvandlare på ett specifikt kretskort.
Produktfamilj μModul täcker det bredaste utbudet av applikationer inklusive PoL-moduler, laddare, LED-drivrutiner, strömhanterings-IC (Digital Controlled PMBus Power Supplies) och isolerade omvandlare. Linjegivare μModul Designad för krafttillämpningar kan du minska designtiden och hantera utrymmesbegränsningar samtidigt som du tillhandahåller hög effektivitet, tillförlitlighet och, för vissa produkter, EMI-lösningar med lägre strålning som uppfyller kraven i EN55022 klass B.
Ris. 1. Lågprofilkällor i μModule-området (höjd mindre än 2 mm) kan placeras på båda sidor av PCB:n
Eftersom, på grund av systemets ökade komplexitet, alla dess ingående strukturella element visar sig vara spridda och själva designcyklerna är så korta som möjligt, kommer frågan om immateriella rättigheter för ett sådant system som helhet i förgrunden. Detta innebär ofta att utvecklingen av ett kraftsystem inte kan lämnas bakom sig och vänta på att hela designcykeln ska slutföras. Med lite tid och mycket begränsade resurser står kraftsystemdesigners ofta inför uppgiften att skapa det mest konsekventa och högeffektiva kraftsystemet samtidigt som de tar upp minimalt PCB-utrymme. För att lösa just sådana problem skapades strömförsörjning av μModule-linjen, som kombinerar den höga effektiviteten hos en pulsomvandlare och användarvänligheten hos LDO.
Snygg design, korrekt PCB-layout, noggrant urval av komponenter - allt detta är en integrerad och tidskrävande uppgift för att designa ett effektivt kraftsystem. När tiden är extremt begränsad eller det inte finns tillräckligt med erfarenhet av att skapa sådana system, kommer färdiga modulära strömförsörjningar från μModule-linjen att hjälpa dig att spara tid och eliminera risken för projektförseningar.
Som ett exempel, låt oss ta en superkompakt pulsad DC / DC spänningsregulator -. Detta är en dubbelkanals 2,5A per kanal/enkanals 5A buck-regulator i en mikromodulär design i ett litet, supertunt 6,25 mm x 6,25 mm x 1,82 mm LGA-paket. Profilen för denna källa är proportionerlig med profilen för en standard keramisk kondensator i 1206-paketet, vilket gör att du kan placera denna källa både på ovan- och undersidan av kretskortet, vilket avsevärt minskar fotavtrycket, vilket är särskilt viktigt för PCIe-formatkort och mezzaninanslutningstyper (Fig. 1) ).
DC/DC-omvandlare i familjen μModul företag Linjär teknikär också en lösning som ger både hög uteffekt och DPSM-funktionalitet på samma gång.
Tabell. Lista över lågprofils modulära DC/DC-nätaggregat från Linear Technology
Eftersom många spänningsstabilisatorer i familjen μModul för höga strömbelastningar kan kopplas parallellt, och med en hög matchningsnoggrannhet i fördelningen av strömmar (inom en nominell avvikelse på 1% från varandra), minskar detta risken för hot spots. Dessutom är det tillräckligt att endast en av de anslutna spänningsregulatorerna μModul förutsatt möjligheten att implementera DPSM-funktionalitet, och det är han som kan tillhandahålla ett komplett digitalt gränssnitt, även om andra μModule-enheter som är parallellkopplade inte kan implementera DPSM-funktionen. På fig. 2 visar schemat för 180 A-lösningen plus implementeringen av DPSM-funktionen för PoL-teknik. Denna lösning är baserad på en modul LTM4677(μModul spänningsregulator med DPSM funktion upp till 36 A) parallellkopplad med tre LTM4650 (μModule spänningsregulatorer upp till 50 A utan DPSM funktion).
Ris. 2. Kombinationen av en LTM4677 DPSM μModule och tre LTM4650 μModule spänningsregulatorer gör att du kan implementera en strömförsörjning med en utspänning på 1 V och en ström på 186 A från en ingångsmellanbuss med en nominell inspänning på 12 V
Slutsats
Med DPSM-kapacitet och ultratunna profiler kan strömförsörjningsdesigners enkelt uppfylla designkraven för dagens kommunikationssystem och leverera hög 1V uteffekt för att driva de senaste sub-20nm ASICs. , GPU-kärnor och FPGA. När LTM4622 är monterad på ett kretskort utnyttjar den optimalt utrymmet på kortets undersida med sin ultratunna profil. Naturligtvis sparar en sådan lösning inte nämnvärt dyrt kortutrymme, men det minskar det totala kylbehovet på grund av högre effektivitet.
Sammanfattningsvis skulle jag vilja påminna dig om att användningen av spänningsregulatorer i μModule-familjen är meningsfull i de områden där det avsevärt minskar felsökningstiden och hjälper till att mer effektivt använda området för det tryckta kretskortet. Resultatet är minskade infrastrukturkostnader samt totalt ägande under slutproduktens livslängd.
Prover och felsökningsverktyg kan begäras på
