Сегодня мы начнем новый для нашего канала формат постов: обзор новинок. Нашим первым героем станет суперкомпактный (его высота всего лишь 2,7мм,) суперэффективный (его КПД достигает 93%), импульсный понижающий стабилизатор напряжения, который получил свое имя в честь выдающегося ученого Леонарда Эйлера.
В этом материале мы увидим, как достигается такой высокий КПД даже при самых минимальных нагрузках; изучим работу сервисных функций; а также посмотрим, как модуль зарядит огромную емкость.
Данный источник доступен в разных вариациях формфактора для различных способов монтажа. Рабочий диапазон входного напряжения от 4,5 В до 18 В, выходное напряжение регулируется с помощью внешнего резистора от 770 мВ до 7 В, максимальный выходной ток до 3 А.
Для опытов используем демонстрационную плату, на которой уже есть компоненты для использования всех возможностей преобразователя. Здесь и набор резисторов для регулировки выходного напряжения, и конденсатор для плавного старта, а также удобные разъемы с джамперными перемычками и типовая схема включения.
Так, как эйлер уже имеет встроенный дроссель, который компактно расположен вторым этажом над печатной платой, схема включения на входе и выходе состоит только из конденсаторов.
Для устойчивой работы стабилизатора необходимо соблюдение некоторых условий: соотношение выходного напряжения к входному должно быть не меньше 0,07 и не больше 0,65. То есть, если нам нужно получить напряжение в 5 В, то на вход модуля требуется подавать напряжение не менее 7,7 В.
Подаем на вход источника напряжения величиной 9 В, и по выходу мы видим 5 В, нагрузка 1,5 А. Не сложно посчитать, что в этом режиме КПД достигает значения более 91%.
Для наглядности приведем график зависимостей КПД от нагрузки и от входного напряжения.
Включим источник на максимальный ток. Он у нас поработал около 10 минут и теперь можно взглянуть тепловизором, какая температура на его поверхности. Видим, что температура максимально на нем около 90 °C .
Тепло источник отводит по силовым печатным проводникам, поэтому для повышения эффективности теплоотвода от модуля на печатной плате конечного устройства рекомендуется выполнить несколько переходных отверстий, соединяющие цепи GND на противоположных сторонах этой платы для улучшения тепловых характеристик.
Пульсации выходного напряжения у этого источника очень низкие. Для измерения воспользуемся специальной пружинкой для снижения наводок и измерим их на выходном конденсаторе.
Как хорошо видно на осциллограмме, размах пульсации не превышает 20 мВ на полную нагрузку. Давайте снизим выходной ток до 100 мА.
Пульсация в этом режиме около 30 мВ, так же снизилась частота пульсаций. Связано это с режимом пропуска импульсов модулем при низкой нагрузке.
Вот график зависимости частоты преобразования от выходного тока. Подобный режим позволяет сохранять КПД на очень достойном уровне на всем диапазоне нагрузок. Как видим, по показаниям приборов КПД в данном режиме составил примерно 91%.
Также стоит отметить сверхмалое потребление тока модулем в режиме холостого хода. При отключении нагрузки мы видим, что потребление снизилось примерно до 1,2 мА.
Давайте теперь попробуем функцию плавного старта. Она позволяет управлять фронтом нарастания выходного напряжения, тем самым снижая пусковой ток во время включения источника, а при задействовании ее совместно с функцией Enable, также распределять по времени включения «Эйлеров» от одного источника, чтобы не допустить срабатывание у него защиты от превышения выходного тока.
Подключим ко входу и выходу демонстрационной платы два канала осциллографа, и давайте теперь посмотрим, как выглядит форма появления выходного напряжения при наличии конденсатора емкостью 3,3 нФ и плавного старта.
Мы видим форму входного напряжения, нарастание его составило примерно 2 миллисекунды. Теперь подключим дополнительно параллельно уже имеющуюся к конденсатору такую же емкость, увеличив ее в два раза, и посмотрим, насколько изменится скорость нарастания выходного напряжения.
Наглядно видно, что выходное напряжение стало нарастать примерно в два раза плавнее.
У данного стабилизатора защита от превышения выходного ток работает таким образом, что при превышении значения примерно в 5 А, источник переходит в режим ограничения, что позволяет заряжать практически любые выходные емкости.
Поставим на выход источника 24.000 мкФ. При включении модуля на осциллограмме хорошо видно, что примерно в течение 50 миллисекунд источник плавно заряжает выходные емкости и выходит на режим.
Для стабилизатора подобный режим – это работа при превышении максимальной мощности, хоть и непродолжительное время. Из-за чего необходимо позаботиться о качественном теплоотводе, чтобы не допускать перегрева.
На этом на сегодня все. Сегодня мы с вами подробно изучили работу импульсного понижающего стабилизатора напряжения Euler.
Если у вас остались вопросы – пишите их в комментариях или нам на почту. Спасибо, что остаетесь с нами и до новых встреч!
- Посмотреть на Яндекс.Дзен - zen.yandex.ru/video/watch/62876c3567f1960ce8fd33cd
- Если у вас есть идеи для новых постов, переходите по ссылке -https://dzen.ru/a/Y1eqbvtUDQvJk-PR?&