Kitronik Arcade for BBC micro: bit and MakeCode Arcade Batarya ile çalışan sistemler gibi birçok elektronik tasarım,Giriş voltaj dalgalanmaları sırasında sabit bir çıkış voltajı sağlamak için güçlü DC/DC dönüştürücüler gerektirir.Dört anahtarlı step-down ve step-up topolojileri esneklikleri ve güç yoğunlukları nedeniyle yaygın bir seçim olmasına rağmen,Bu sistemlerin yüksek akımlı uygulamalara genişletilmesinde önemli tasarım zorlukları vardır.Tasarımcı, step-down ve step-up voltaj düzenleyicilerinin içindeki mimariyi dikkatlice dengelemeli.İndüktörlerin ve akım algılama cihazlarının entegre edilmesi genel boyutu önemli ölçüde etkileyecektir., devrenin karmaşıklığı ve verimliliği.
Bu makalede, güç sistemi tasarımcılarının karşılaştığı zorluklar ve karışmaların kısa bir genel bakışı sunuluyor.Analog Devices Buck ve Boost Pressurizer ürün hattından çözümler sunulur ve bu zorlukları nasıl ele aldıkları ve tasarımı optimize ettikleri sunulur.Tasarımcıların prototipleme ve geliştirmeyi hızlandırmak için kullanabilecekleri değerlendirme kitleri ve yazılımları vurgulanır.
Yüksek akımlı aşamalı aşağı - aşamalı yukarı tasarımında entegre kar ödemeleri
Dört anahtarlı step-down to step-up dönüştürücüde, güç aşaması dört MOSFET, bir güç indüktörü ve bir akım algılama cihazı gerektirir.Bu bileşenlerin modül paketleri ve basılı devre kartları (PCB) arasında nasıl dağıtılacağı, tasarımcılar için temel bir mimari karardır..
PCB'lere indüktörlerin ve algılama dirençlerinin dışa yerleştirilmesi, tasarımcıya bileşen seçimi üzerinde tam kontrol sağlar.çekirdek malzemesi ve doymak akımı uygulamaya doğru eşleştirilebilirBununla birlikte, bu esneklik bir maliyetle gelir: dış bileşenler pano alanını işgal eder, düzenini karmaşıklaştırır ve mevcut algılama yolundaki gürültüyü en aza indirmek için dikkatli kablolama gerektirir.
Modül paketine indüktörler ve algılama dirençleri entegre etmek, bileşen sayısını ve PCB'nin ayak izini azaltarak tasarımı ve düzenini basitleştirir.İndüktör paket boyutuyla sınırlıdır., ki bu da maksimum çıkış akımı ve termal performansını sınırlayabilir.
Ek olarak, algılama direnci, yıkıcı olmayan bir akım algılama şemasıyla değiştirilebilir ve böylece algılama direnci tamamen ortadan kaldırılabilir.Daha karmaşık entegre devre (IC) tasarımlarına neden olur..
Üç modül serisi, aşama aşama ve aşama aşama entegrasyon zorluklarıyla nasıl başa çıkıyor?
Geniş μ Module ürün yelpazesinin bir parçası olarak, Analog Devices, tasarımcıların bu entegrasyon stratejileri arasında seçim yapmalarını sağlayan geniş bir DC/DC modülü yelpazesi sunar.Bu çalışma dört anahtarlı step-down - boost modülüne odaklanıyor (Şekil 1): LTM4607, LTM4605 ve LTM4; LTM8055, LTM8056 ve LTM8054; ve LTM4712. Her biri giriş voltajı ve çıkış akımı aralıklarındaki farklı alanlar için.
Dört anahtarlı basamak aşağı - basamak yukarı μ Modül grafik
Şekil 1: Farklı giriş voltajları ve çıkış akımları için farklı şekillerde inşa edilen dört anahtarlı step-down - step-up μ modülleri gösterilmiştir.Kenton Williston tarafından değiştirildi)
Dış indüktör ve algılama direnci ile DC/DC dönüştürücü
LTM4, LTM4605 ve LTM4 bütünleşik denetleyiciler ve MOSFET'ler, güç indüktörleri ve devre algılayıcı dirençleri bulunan μ Modül paketlerinde (Şekil 2).Bu yapı, tasarımcıların özel uygulama gereksinimlerini karşılamak için endüktör ve endüktör direnç değerlerini esnek bir şekilde seçmelerini sağlar.
LTM4, LTM4605 ve LTM4 analog cihazların şematik diyagramı
Şekil 2: LTM4607, LTM4605 ve LTM4'ün ambalajı (solda) ve ilgili güç seviyesi şeması (sağda) dış indüktörler ve indüksiyon dirençleri vurgulandı.
LTM4, LTM4605 ve LTM4pin uyumlu 15 mm x 15 mm x 2.82 mm LGA paketleri.5 V'den 20 V'ye kadar ve 12 A çıkış akımı (alt voltajlı mod)LTM4607 ve LTM4 giriş aralığını 10 A'da (alt gerilim modunda) 36 V'ye kadar genişletirken, LTM4 en geniş çıkış gerilim aralığını 0,8 V'den 34 V'ye kadar genişletir.
Entegre indüktör ve algılama direnci ile DC/DC dönüştürücü
LTM8055, LTM8056,ve LTM8054 (Şekil 3) PCB'deki dış bileşen sayısını azaltarak tasarımı ve düzenini basitleştirmek için güç indüktörlerini ve akım algılayıcı dirençlerini μ Modül paketlerine entegre eder.
LTM8055, LTM8054 ve LTM8056 analog cihazların şematik diyagramı
Şekil 3, LTM8055, LTM8054 ve LTM8056 cihazlarının modülünü (solda) gösterir ve entegre indüktörün ve algılama direncinin şematik düzenini (sağda) vurgular.Analog cihazlar)
Bu makalede tartışılan üç farklı seriden, bu serinin en düşük çıkış akımı vardır: LTM8054 için 5.4 A, LTM8056 için 5.5 A ve LTM8055 için 8.5 A (tüm değerler aşamalı moddadır).LTM8056'nın giriş aralığı 5 V'den 60 V'ye kadar, burada tartışılan cihazların en geniş olanı ve maksimum çıkış voltajı 48 V'dir. LTM8054, en kompakt olan, 15 mm x 11.25 mm ayak izi ve 3.Uzay kısıtlı tasarımlar için 42 mm yükseklikLTM8055 ve LTM8056, 15 mm x 15 mm x 4. 92 mm boyutlarında kapsüllenmiştir.
Entegre indüktörlü ve yıkıcı olmayan akım algılayıcısı olan DC/DC dönüştürücü
LTM4712 (Şekil 4) farklı akım algılama yöntemleri kullanır. Ayrı denetim dirençleri yerine, modüle entegre edilmiş özel bir NDI çözümü kullanır.Bu özel algılama direnci ile ilişkili güç kaybı ortadan kaldırır.