Tensão ajustável para baixo, circuito regulador atual usando LM2673

Isso significa que eles são capazes de impulsionar cargas de até 3 amperes, mantendo excelentes características de regulação de linha e carga.

Uma das características de destaque é a alta eficiência que é maior que 90%.

Essa eficiência impressionante é alcançada graças ao uso de um interruptor de energia DMOS de baixa resistência.

Agora, quando se trata de tensões de saída, esta série você cobriu com opções fixas disponíveis em 3,3 V, 5 V e 12 V, além de haver uma versão de saída ajustável para aqueles que precisam de um pouco mais de flexibilidade.

Toda a idéia por trás do conceito simples do Switcher® é tornar o processo de design o mais simples possível usando um número mínimo de componentes externos.

Uma das coisas legais sobre esses reguladores é que eles operam com um oscilador de frequência fixa alta em 260 kHz.

Isso permite que os designers usem componentes de tamanho menor, que podem ser realmente úteis em espaços apertados.

Além disso, há uma família de indutores padrão disponíveis em vários fabricantes compatíveis com o LM2673, facilitando ainda mais o processo de design.

Outro recurso interessante é a capacidade de reduzir a corrente de surto de entrada ao ligar para o regulador.

Você pode fazer isso adicionando um capacitor de tempo de partida suave, que ajuda a ativar gradualmente o regulador, em vez de acertá-lo com toda a potência imediatamente.

A segurança também é uma prioridade na série LM2673, pois inclui recursos de desligamento térmico interno e um limite de corrente programável para resistor para o interruptor MOSFET de energia.

Isso ajuda a proteger o próprio dispositivo e qualquer circuito de carga conectado a ele sob condições de falha.

A tensão de saída é garantida para permanecer dentro de uma tolerância a ± 2%, o que é bastante confiável.

Além disso, a frequência do relógio é controlada dentro de uma tolerância a ± 11%.

Detalhes de pinagem

Funções de pinagem

Classificações máximas absolutas do IC LM2673

Notas:

Empurrando as coisas além do acima Classificações máximas absolutas Pode destruir totalmente seu dispositivo, como, permanentemente.

Sério, essas classificações são apenas sobre estresse e não pensam que seu dispositivo realmente funcionará se você estiver empurrando para esses limites ou mesmo perto das outras condições que não estão dentro do Condições operacionais recomendadas.

E se você estiver lidando com coisas de grau militar/aeroespacial, deve entrar em contato com o Escritório de Vendas/Distribuidores do Texas Instruments para ver o que está acontecendo e obter as especificações certas.

Além disso, essa mudança de tensão para o parâmetro de aterramento? Essa especificação máxima absoluta está falando sobre tensão CC.

Mas você pode ficar um pouco negativo com a tensão, como -10 V, mas apenas se for apenas um pequeno pontapé de pulso, como até 20 ns.

Se o pulso for um pouco mais longo, digamos 60 ns, você só poderá descer para -6 V, e se for ainda mais, como 100 ns, então é apenas -3 V ...

Condições operacionais recomendadas

Características elétricas

LM2673 - Saída corrigida de 3,3 V

LM2673 - Saída fixada de 5 V

LM2673 - Saída corrigida de 12 V

LM2673 - Saída ajustável 8V a 40V

Descrição detalhada (design típico de saída de tensão fixa)

O LM2673 é um pequeno pedaço de tecnologia fantástico que fornece todas as funções ativas necessárias para um regulador de troca de interrupção ou redução de buck.

Possui um interruptor de energia interno que na verdade é um DMOS Power MOSFET. Esse design permite lidar com recursos de alta corrente - até 3 a - enquanto operando com eficiência impressionante.

Se você está procurando suporte de design, o Ferramenta webench é super útil. Ele pode ajudá -lo com a seleção de componentes instantâneos, executar cálculos de desempenho do circuito para avaliação, gerar uma lista de componentes de materiais e até fornecer um esquema de circuito especificamente para o LM2673.

Diagrama de blocos funcionais

Saída de interruptor

Vamos falar sobre a saída do interruptor por um momento. Esta saída vem diretamente de um comutador de MOSFET de potência conectado diretamente à tensão de entrada.

O que esse comutador faz é fornecer energia a um indutor, um capacitor de saída e o circuito de carga, tudo sob o controle de um modulador interno de largura de pulso (PWM).

O controlador PWM opera um oscilador fixo de 260 kHz. Em uma aplicação típica de afastamento, o ciclo de trabalho-essencialmente a proporção de tempo em que a chave está ligada versus-dessa chave de energia é proporcional à proporção da tensão de saída da fonte de alimentação em comparação com a tensão de entrada.

Você descobrirá que a tensão nos interruptores do pino 1 entre o VIN (quando o interruptor estiver ligado) e abaixo do nível do solo devido à queda de tensão em um diodo schottky externo (quando a chave estiver desligada).

Entrada

Agora, passando para o lado da entrada, é aqui que você conecta sua tensão de entrada para a fonte de alimentação no pino 2. Essa tensão de entrada não apenas fornece energia à sua carga, mas também fornece viés de todos os circuitos internos dentro do LM2673 .

Para garantir que tudo funcione como deveria, verifique se sua tensão de entrada permanece dentro da faixa de 8 V a 40 V. Para um desempenho ideal da sua fonte de alimentação, é crucial sempre ignorar esse pino de entrada com um capacitor de entrada que é colocado de perto para o pino 2.

C Boost

Em seguida é C Boost. Você precisa conectar um capacitor do pino 3 à saída do comutador no pino 1. Este capacitor desempenha um papel importante, aumentando a unidade do portão para esse MOSFET interno acima do VIN, para que possa ativar completamente.

Ao fazer isso, ajuda a minimizar as perdas de condução no interruptor de energia, que por sua vez mantém alta eficiência. O valor recomendado para este c _Impulsionar O capacitor é de cerca de 0,01 µF.

Chão

Não vamos esquecer o chão! Essa conexão serve como referência de solo para todos os componentes em sua configuração de fonte de alimentação.

Em aplicações em que você tem troca rápida e altas correntes-como aquelas que usam o LM2673-a Texas Instruments recomenda o uso de um plano de solo amplo.

Isso ajuda a minimizar o acoplamento de sinal em todo o seu circuito e mantém tudo funcionando sem problemas.

Ajuste atual

Um dos recursos de destaque do LM2673 é a capacidade de ajustar e adaptar o limite de corrente do interruptor de pico de acordo com o que seu aplicativo específico exige.

Isso significa que você não precisa se preocupar em usar componentes externos que precisam ser fisicamente dimensionados para lidar com os níveis de corrente que podem ser muito maiores do que o seu circuito normalmente opera (como durante as condições de saída em curto).

Para configurar isso, você conecta um resistor do pino 5 ao solo. Este resistor estabelece uma corrente (i (pino 5) = 1,2 v / r _Adj ) Isso determina a quantidade de pico de corrente flui através desse interruptor de energia. A corrente máxima do interruptor é fixa em um nível calculado como 37.125 dividido por r _Adj .

Opinião

Agora vamos passar para o feedback. Essa entrada se conecta a um amplificador de alto ganho de dois estágios que aciona o controlador PWM. É essencial conectar o pino 6 diretamente à saída real da sua fonte de alimentação para definir a tensão de saída CC corretamente.

Para dispositivos de saída fixa, como aqueles com saídas de 3,3 V, 5 V e 12 V, você só precisa de uma conexão de fio direto para fazê-lo, pois existem resistores internos de definição de ganho já fornecidos dentro do LM2673.

No entanto, se você estiver usando uma versão de saída ajustável, precisará de dois resistores externos para definir a tensão de saída CC com precisão.

Para garantir uma operação estável da sua fonte de alimentação, é realmente importante impedir qualquer acoplamento do fluxo do indutor na entrada de feedback.

Soft-start

Finalmente, temos um início suave! Ao conectar um capacitor do pino 7 ao solo, você permite uma ativação gradual do seu regulador de comutação.

Este capacitor define um atraso de tempo que aumenta gradualmente quanto ciclo de trabalho seu interruptor de energia interno usa.

Esse recurso pode reduzir significativamente quanta corrente é extraída da sua fonte de entrada quando houver uma aplicação abrupta da tensão de entrada.

Se você não precisar de funcionalidade de partida suave, deixe este pino aberto em circuito.

Projetando um regulador de sep-down LM2673 com saída de tensão fixa

Requisitos de design

Portanto, se você deseja colocar o LM2673 em funcionamento, precisará pregar algumas coisas primeiro. Comece descobrindo as condições de operação da fonte de alimentação e a corrente máxima de saída de que você precisará. Em seguida, siga estas etapas para escolher os componentes externos certos para sua configuração LM2673.

Procedimento de projeto detalhado

Vamos imaginar que você deseja criar um barramento de fonte de alimentação lógica do sistema que seja executado a 3,3 V. Você planeja usar um adaptador de parede que oferece uma tensão CC não regulamentada em algum lugar entre 13 V e 16 V. Também a corrente máxima que você espera é por volta de 2,5 A.

Ah, e você gostaria de um tempo de atraso de partida suave de cerca de 50 ms. Além disso, você prefere usar componentes de orifício por meio.

Ok, aqui está como podemos fazer isso acontecer:

Etapa 1: Condições de operação

Primeiro, vamos estabelecer as condições operacionais conhecidas:

• Em _FORA = 3,3 v
• Em _EM Máximo = 16 em
• EU _CARREGAR Máximo = 2,5 A

Etapa 2: selecione a variante LM2673

Vá em frente e escolha um LM2673T-3.3. Lembre -se de que a tensão de saída tem uma tolerância de ± 2% à temperatura ambiente e ± 3% na faixa de temperatura operacional completa.

Etapa 3: Escolha o seu indutor

Agora vamos usar o nomografia para o dispositivo de 3,3 V. Encontre a Figura 14 (embora não esteja incluído nesses resultados de pesquisa, esta etapa pressupõe que você tenha acesso a ela) e veja onde a linha horizontal de 16 V (Vin Max) se cruza com a linha vertical 2.5 A (I (I _CARREGAR max). Esse ponto de interseção diz que você precisará de um L33, que é um indutor de 22 µh.

Olhando para a Tabela 3 (também não incluído nesses resultados de pesquisa, mas assumindo estar disponível), você verá que o L33 em um componente de buraco pode ser proveniente da Renco com o número da peça RL-1283-22-43 ou da Pulse Engineering Com o número da peça PE-53933.

Etapa 4: Escolha seu capacitor de saída

Em seguida, use a Tabela 5 ou a Tabela 6 (novamente, essas tabelas não são fornecidas aqui, mas são consideradas acessíveis) para descobrir qual capacitor de saída usar. Dado que você possui uma saída de 3,3 V e um indutor de 33 µh, deve haver várias soluções de capacitores de saída de orifício por meio do buraco.

Essas soluções dirão quantos do mesmo tipo de capacitores paralelos e fornecerão um código de capacitor de identificação.

A Tabela 1 ou Tabela 2 (também assumida por estar disponível) deve fornecer as características específicas para cada capacitor. Qualquer uma dessas opções funcionaria bem em seu circuito:

• 1 × 220 µf, 10 V sanyo os-Con (código C5)
• 1 × 1000 µF, 35 V Sanyo MV-GX (Código C10)
• 1 × 2200 µF, 10 V Nichicon PL (Código C5)
• 1 × 1000 µF, 35 V Panasonic HFQ (Código C7)

Tabela 1. Códigos de capacitores de entrada e saída - Montagem da superfície

Tabela 2. Códigos de capacitores de entrada e saída - através do orifício

Guia de seleção do indutor
Tabela 3. Números de peça do fabricante do indutor

Tabela 4. Tabela de seleção de diodo Schottky

Nomógrafos

Etapa 5: selecione seu capacitor de entrada

Por fim, use a Tabela 5 ou a Tabela 8 para escolher um capacitor de entrada. Com uma saída de 3,3 V e um indutor de 22 µh, existem três soluções de orifício por meio do buraco disponíveis.

Esses capacitores fornecerão uma classificação de tensão suficiente e uma classificação de corrente RMS maior que 1,25 a (que é metade de i _CARREGAR max).

Novamente, referindo -se à Tabela 1 ou Tabela 2 para detalhes específicos dos componentes, essas opções são adequadas:

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

Etapa 6: selecione um diodo Schottky

Agora dê uma olhada na Tabela 4. Você precisará escolher um diodo Schottky classificado para 3 amperes ou mais. Para este aplicativo, onde estamos lidando com tensões em torno de 20 V, existem alguns componentes adequados do buraco que você pode usar:

1N5820

SR302

Etapa 7: Configurando C _IMPULSIONAR e partida suave

Em seguida, vamos conseguir isso C _IMPULSIONAR Capacitor resolvido. Você pode ir com um capacitor de 0,01 µF para C _IMPULSIONAR .

Agora, para o atraso de 50 ms que você queria, precisaremos considerar alguns parâmetros:

• EU _SST : 3,7 µA
• t _Ss : 50 ms
• Em _SST : 0,63 v
• Em _FORA : 3,3 v
• Em _Schottky : 0,5 v
• Em _EM : 16 v

Usando o máximo V _EM Valor, você está certificando-se de que o tempo de atraso de partida suave será pelo menos os 50 ms que você está buscando.

Para descobrir o valor certo para o CSS, você pode usar a fórmula (mas não estou formatando aqui, para que você possa vê -lo em texto simples) e isso nos fornece um valor de 0,148 µF. Como esse não é um valor de capacitor padrão, você pode usar um capacitor de 0,22 µF. Isso lhe dará um atraso de partida suave mais do que suficiente.

Etapa 8: determinar r _Adj Valor