Tensione regolabile graduale, circuito del regolatore di corrente utilizzando LM2673

Ciò significa che sono in grado di guidare un sacco di un massimo di 3 amp, pur mantenendo eccellenti caratteristiche di regolamentazione della linea e del carico.

Una delle caratteristiche straordinarie è la loro alta efficienza che è maggiore di 90%.

Questa impressionante efficienza si ottiene grazie all'uso di un interruttore DMOS a bassa resistenza.

Ora, quando si tratta di tensioni di uscita, questa serie ti ha coperto con opzioni fisse disponibili a 3,3 V, 5 V e 12 V, inoltre c'è anche una versione di uscita regolabile per coloro che hanno bisogno di un po 'più di flessibilità.

L'intera idea alla base del concetto Simple Switcher® è quella di rendere il processo di progettazione il più semplice possibile utilizzando un numero minimo di componenti esterni.

Una delle cose interessanti di questi regolatori è che operano con un oscillatore ad alta frequenza fissa che funziona a 260 kHz.

Ciò consente ai progettisti di utilizzare componenti di dimensioni più piccole, che possono essere davvero utili in spazi stretti.

Inoltre, è disponibile una famiglia di induttori standard da vari produttori compatibili con LM2673, rendendo ancora più semplice il processo di progettazione.

Un'altra caratteristica ordinata è la possibilità di ridurre la corrente di aumento di input quando si alza il regolatore.

È possibile farlo aggiungendo un condensatore di temporizzazione che aiuta ad accendere gradualmente il regolatore invece di colpirlo con tutta la potenza immediatamente.

La sicurezza è anche una priorità con la serie LM2673 poiché include caratteristiche di spegnimento termico integrate e un limite di corrente programmabile resistore per l'interruttore MOSFET di potenza.

Questo aiuta a proteggere sia il dispositivo stesso che qualsiasi circuito di carico collegato ad esso in condizioni di guasto.

La tensione di uscita è garantita per rimanere entro una tolleranza ± 2% che è piuttosto affidabile.

Inoltre, la frequenza di clock è controllata entro una tolleranza ± 11%.

Dettagli di pinout

Funzioni di pinout

Valutazioni massime assolute dell'IC LM2673

Note:

Spingendo le cose oltre quanto sopra Valutazioni massime assolute Può distruggere totalmente il tuo dispositivo, come, permanentemente.

Seriamente queste valutazioni sono solo stress e non pensare che il tuo dispositivo funzionerà effettivamente se lo stai spingendo a questi limiti o anche vicino alle altre condizioni che non sono all'interno del Condizioni operative consigliate.

E se hai a che fare con cose di grado militare/aerospaziale, devi contattare l'ufficio/distributori delle vendite di Texas Instruments per vedere cosa succede e ottenere le specifiche giuste.

Inoltre, quella tensione di interruttore al parametro di terra? Quella specifica massima assoluta parla della tensione DC.

Ma puoi diventare un po 'negativo con la tensione, come -10 V ma solo se è solo un piccolo blip di un impulso, come fino a 20 ns.

Se il polso è un po 'più lungo, diciamo 60 ns, puoi scendere solo a -6 V, e se è ancora più lungo, come 100 ns, allora è solo -3 V ...

Condizioni operative consigliate

Caratteristiche elettriche

LM2673 - Output di 3,3 V fisso

LM2673 - Output di 5 V fisso

LM2673 - Output fisso a 12 V

LM2673 - Uscita regolabile da 8v a 40V

Descrizione dettagliata (tipico design di uscita a tensione fissa)

LM2673 è un piccolo pezzo di tecnologia fantastico che fornisce tutte le funzioni attive necessarie per un regolatore a gradino o convertitore Buck.

Presenta un interruttore di alimentazione interno che è in realtà un MOSFET di potenza DMOS. Questo design gli consente di gestire capacità ad alta corrente, fino a 3 A - mentre operano con un'efficienza impressionante.

Se stai cercando un supporto per il design, il Strumento Webench è super utile. Può aiutarti con la selezione dei componenti istantanei, eseguire i calcoli delle prestazioni dei circuiti per la valutazione, generare un elenco di componenti di fattura di materiali e persino fornire uno schema di circuito specifico per LM2673.

Diagramma a blocchi funzionale

Cambiare output

Parliamo dell'uscita di switch per un momento. Questo output proviene direttamente da un interruttore MOSFET di potenza che è collegato direttamente alla tensione di ingresso.

Ciò che questo interruttore fa è fornire energia a un induttore, un condensatore di uscita e i circuiti di carico, il tutto sotto il controllo di un modulatore interno di larghezza di impulsi (PWM).

Il controller PWM gestisce un oscillatore a 260 kHz fisso. In una tipica applicazione graduale, il ciclo di lavoro, essenzialmente il rapporto di tempo in cui l'interruttore è acceso rispetto a quello di OFF-di questo interruttore di alimentazione è proporzionale al rapporto della tensione di uscita dell'alimentazione rispetto alla tensione di ingresso.

Scoprirai che la tensione sul pin 1 interruzioni tra VIN (quando l'interruttore è acceso) e sotto il livello del suolo a causa della caduta di tensione attraverso un diodo Schottky esterno (quando l'interruttore è spento).

Ingresso

Ora passando sul lato di input, è qui che si collega la tensione di ingresso per l'alimentazione al pin 2. Non solo questa tensione di ingresso fornisce energia al tuo carico, ma fornisce anche distorsioni per tutti i circuiti interni all'interno dell'LM2673 .

Per garantire che tutto funzioni come dovrebbe, assicurati che la tensione di input rimanga nell'intervallo da 8 V a 40 V. Per prestazioni ottimali dall'alimentazione, è fondamentale bypassare sempre questo pin di ingresso con un condensatore di input posizionato vicino per appuntare 2.

C boost

Il prossimo è C Boost. È necessario collegare un condensatore dal pin 3 all'uscita dell'interruttore al pin 1. Questo condensatore svolge un ruolo importante aumentando l'unità gate a quel MOSFET interno sopra Vin in modo che possa attivare completamente.

In questo modo aiuta a ridurre al minimo le perdite di conduzione nell'interruttore di alimentazione che a sua volta mantiene un'elevata efficienza. Il valore consigliato per questo c _Aumento Il condensatore è di circa 0,01 µF.

Terra

Non dimentichiamoci del terreno! Questa connessione funge da riferimento a terra per tutti i componenti nella configurazione dell'alimentatore.

Nelle applicazioni in cui si dispone di commutazione rapida e ad alte correnti, come quelle che utilizzano gli strumenti LM2673, Texas consigliano di utilizzare un ampio piano di terra.

Questo aiuta a ridurre al minimo l'accoppiamento del segnale in tutto il circuito e mantiene tutto in funzione senza intoppi.

Regolazione corrente

Una delle caratteristiche straordinarie di LM2673 è la sua capacità di regolare e adattare il limite della corrente dell'interruttore di picco in base a ciò che richiede l'applicazione specifica.

Ciò significa che non devi preoccuparti di utilizzare componenti esterni che devono essere fisicamente dimensionati per gestire i livelli di corrente che potrebbero essere molto più alti di quello a cui opera normalmente il circuito (come durante le condizioni di uscita in corto).

Per impostare questo collegare un resistore dal pin 5 a terra. Questo resistore stabilisce una corrente (I (pin 5) = 1,2 V / R _Agg ) che determina la quantità di picco di corrente scorre attraverso quell'interruttore di alimentazione. La corrente di interruttore massima viene fissata a un livello calcolato come 37.125 diviso per r _Agg .

Feedback

Ora passiamo al feedback. Questo input si collega a un amplificatore ad alto guadagno a due stadi che guida il controller PWM. È essenziale collegare il pin 6 direttamente all'uscita effettiva dell'alimentazione al fine di impostare correttamente quella tensione di uscita CC.

Per dispositivi di uscita fissi come quelli con uscite di 3,3 V, 5 V e 12 V, è necessario solo una connessione a filo diretto per farlo poiché ci sono resistori di definizione del guadagno interni già forniti all'interno dell'LM2673.

Tuttavia, se si utilizza una versione di uscita regolabile, avrai bisogno di due resistori esterni per impostare la tensione di uscita CC in modo accurato.

Per garantire un funzionamento stabile dell'alimentatore, è davvero importante prevenire qualsiasi accoppiamento del flusso induttore nell'ingresso di feedback.

Morbido

Finalmente abbiamo soft-start! Collegando un condensatore dal pin 7 a terra, si consente una graduale accensione del regolatore di commutazione.

Questo condensatore imposta un ritardo che aumenta gradualmente la quantità di duty cycle utilizzando l'interruttore di alimentazione interno.

Questa funzione può ridurre significativamente la quantità di corrente di aumento della fornitura di input quando c'è un'improvviso applicazione della tensione di ingresso.

Se non hai bisogno di funzionalità di partenza, dovresti lasciare questo pin-acrccuitato.

Progettazione di un regolatore LM2673 SEP-Down con uscita a tensione fissa

Requisiti di progettazione

Quindi, se stai cercando di far funzionare l'LM2673, dovrai prima inchiodare alcune cose. Inizia per capire le condizioni operative dell'alimentazione e la corrente di uscita massima di cui avrai bisogno. Quindi seguire questi passaggi per scegliere i componenti esterni giusti per la configurazione LM2673.

Procedura di progettazione dettagliata

Abbiamo immaginato di voler creare un bus di alimentazione della logica di sistema che funziona a 3.3 V. Stai pianificando di utilizzare un adattatore a parete che ti dà una tensione CC non regolata da qualche parte tra 13 V e 16 V. Anche la corrente di carico massima che prevedi è circa 2,5 A.

Oh, e vorresti un tempo di ritardo di circa 50 ms. Inoltre preferisci utilizzare i componenti a buco.

Ok, ecco come possiamo farlo accadere:

Passaggio 1: condizioni operative

Innanzitutto lasciaci esprimere le condizioni operative note:

• In _FUORI = 3.3 v
• In _IN massimo = 16 pollici
• IO _CARICO massimo = 2,5 a

Passaggio 2: selezionare la variante LM2673

Vai avanti e scegli un LM2673T-3.3. Tieni presente che la tensione di uscita ha una tolleranza di ± 2% a temperatura ambiente e ± 3% nell'intervallo di temperatura operativa completa.

Passaggio 3: scegli il tuo induttore

Ora utilizziamo il nomografo per il dispositivo da 3,3 V. Trova la Figura 14 (anche se non è incluso in questi risultati di ricerca, questo passaggio presuppone che tu abbia accesso ad esso) e vedi dove la linea orizzontale a 16 V (Vin Max) si interseca con la linea verticale 2.5 (i _CARICO max). Questo punto di intersezione ti dice che avrai bisogno di un L33, che è un induttore di 22 µH.

Guardando la tabella 3 (anche non incluso in questi risultati di ricerca ma presumibilmente disponibile), vedrai che l'L33 in un componente a foro a bordo può essere proveniente da Renco con il numero di parte RL-1283-22-43 o da Pulse Engineering con numero di parte PE-53933.

Passaggio 4: scegli il condensatore di output

Utilizzo successivo Tabella 5 o Tabella 6 (di nuovo, queste tabelle non sono fornite qui ma si presume che siano accessibili) per capire quale condensatore di output utilizzare. Dato che hai un'uscita da 3,3 V e un induttore da 33 µH, dovrebbero esserci diverse soluzioni di condensatore di uscita a foro.

Queste soluzioni ti diranno quanti dello stesso tipo di condensatori sono paralleli e ti daranno un codice di condensatore identificativo.

La tabella 1 o la tabella 2 (anche ipotizzate per essere disponibili) dovrebbero fornire le caratteristiche specifiche per ciascun condensatore. Una di queste scelte funzionerebbe bene nel tuo circuito:

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

Tabella 1. Codici di condensatore di input e output: supporto per la superficie

Tabella 2. Codici di condensatore di ingresso e output: foro

Guida alla selezione degli induttori
Tabella 3. Numeri di parte del produttore induttore

Tabella 4. Tabella di selezione dei diodi Schottky

Nomografi

Passaggio 5: selezionare il condensatore di input

Utilizzare infine la Tabella 5 o la Tabella 8 per scegliere un condensatore di input. Con un'uscita da 3,3 V e un induttore da 22 µH, sono disponibili tre soluzioni a foro.

Questi condensatori ti daranno una valutazione di tensione sufficiente e una valutazione di corrente RMS che è maggiore di 1,25 a (che è la metà di i _CARICO max).

Nuovamente facendo riferimento alla tabella 1 o alla tabella 2 per i dettagli specifici del componente, queste opzioni sono adatte:

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

Passaggio 6: selezionare un diodo Schottky

Ora dà una sbirciatina alla tabella 4. Dovrai scegliere un diodo Schottky che è valutato per 3 amplificatori o più. Per questa applicazione, dove abbiamo a che fare con tensioni intorno a 20 V, ci sono un paio di componenti adatti a foro che potresti usare:

1N5820

SR302

Passaggio 7: impostare C _AUMENTO e morbido

Successivamente lasciaci prendere quella C _AUMENTO condensatore risolto. Puoi andare con un condensatore da 0,01 µF per C _AUMENTO .

Ora per quel ritardo di start softle di 50 ms che volevi, dovremo considerare alcuni parametri:

• IO _SST : 3,7 µA
• T _Ss : 50 ms
• In _SST : 0.63 v
• In _FUORI : 3.3 v
• In _Schottky : 0,5 v
• In _IN : 16 v

Usando il massimo V _IN Valore, stai assicurando che il tempo di ritardo del softt-start sarà almeno i 50 ms a cui stai mirando.

Per capire il giusto valore per CSS, puoi usare la formula (ma non lo sto formattando qui, quindi puoi vederlo in testo normale) e questo ci dà un valore di 0,148 µF. Poiché questo non è un valore di condensatore standard, è possibile utilizzare un condensatore da 0,22 µF. Questo ti darà un ritardo più che sufficiente.

Passaggio 8: determinare R _Agg Valore