Spínaný zdroj za pár minut se spínacím regulátorem 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 mnohé aplikace 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 naší nabídky spínaných regulátorů bychom Vám chtěli představit perspektivní obvod L5973D od ST Microelectronics.

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. 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 vhodně 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. 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 jeho poměrně přijatelná cena. V případě zájmu nás prosím kontaktujte na adrese info@soselectronic.cz.

Výhody / vlastnosti:

  • 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)

webdesign © bart.sk

Nahlásit chybu

Něco byste změnili? Našli jste chybu? Nebo máte zajímavou připomínku? Podělte se s námi, hodnotné připomínky určitě odměníme. Stačí, když vlastními slovy popíšete chybu či připomínku a uvedete kontakt na Vás. Děkujeme.

Kontaktní údaje