DC-DC преобразователь на базе MP1484EN | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №14 (148) апрель 2017 г.

Дата публикации: 07.04.2017

Статья просмотрена: 1244 раза

Библиографическое описание:

Ульянов А. В. DC-DC преобразователь на базе MP1484EN // Молодой ученый. — 2017. — №14. — С. 147-151. — URL https://moluch.ru/archive/148/41564/ (дата обращения: 24.09.2018).



Данная статья носит обзорный характер и посвящена вопросу проектирования источника питания на базе известной микросхемы импульсного DC — DC преобразователя MP1484EN, применяемой в источниках питания электронных устройств разного назначения.

Ключевые слова: MP1484EN, DC — DC, Step-Down Converter, ESR, диода Шоттки

В современной электронной технике [2,3,4,5], на ряду с обычными линейными преобразователями напряжения, широкое распространения получили так называемые импульсные DC — DC преобразователи. В настоящее время на просторах радио рынков можно встретить различные импульсные преобразователи. В данной статье будет рассмотрен понижающий импульсный DC — DC преобразователь MP1484EN, информация на который была взята с технической документации [1].

Импульсный преобразователь MP1484EN является единым монолитным синхронным регулятором [1]. В устройство встроены MOSFET транзисторы способные пропустить в нагрузку ток амплитудой в 3А при широком диапазоне входного напряжения, от 4,75В до 18В. Управление токовым режимом в MP1484EN обеспечивает быструю переходную характеристику и ограничение по току. Регулируемый плавный пуск применяемый в MP1484EN предотвращает пусковые токи, возникающие при включении и выключении ключей. Технические характеристики MP1484EN представлены в таблице 1.

Таблица 1

Технические характеристики MP1484EN

Характеристики

Параметры

Входное напряжение

4,75 В — 18 В

Выходное напряжение

0,925 В — 17 В

Номинальный выходной ток

1,8 А

Максимальный выходной ток

3 А

Сопротивление канала MOSFET

85 мОм

КПД

95 %

Частота

340 кГц

Корпус

SOIC 8

Данный импульсный регулятор [1,2,4] применяют в качестве источника питания FPGA (программируемые вентильные матрицы), ASIC (интегральные схемы специального назначения), DSP (цифровые процессоры обработки сигналов), а также в LCD телевизорах и ноутбуках. Базовая схема включения MP1484EN представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Базовая схема включения MP1484EN [1]

На рисунке 1 показана стандартная базовая схема включения для получения выходного напряжения 3,3 В с амплитудой тока 3 А. Назначение выводов MP1484EN представлено в таблице 2.

Таблица 2

Назначение функциональных выводов MP1484EN

Вывод, номер

Имя

Описание

1

BS

Питание драйвера N — канального MOSFET ключа. Соединить конденсатор номиналом 0,01мкФ между выводами SW и BS.

2

IN

Вход питания импульсного преобразователя. Входное напряжение должно лежать в пределах от 4,75В до 18В.

3

SW

Выход импульсного преобразователя.

4

GND

Общая точка вывод 4.

5

FB

Вход обратной связи, детектирует выходное напряжение и поддерживает его. Использует делитель напряжения. Порог обратной связи 0,925В.

6

COMP

Узел компенсации. COMP используется в цепи регулятора. Требует наличие последовательной цепи RC соединенной с общей точкой.

7

EN

Вход включения. Цифровой вход включает или отключает регулятор. Высокий уровень включает, а низкий отключает. Вход EN требуется подтянуть резистором 100кОм.

8

SS

Программный старт. Соединить конденсатором выводы SS и GND. Конденсатор наминала 0,1 мкФ устанавливает период мягкого старта. равный 15мс. Для отключения мягкого старта вывод SS можно не подключать.

Установка выходного напряжения. Выходное напряжение формируется за счет обратной связи, реализуемой как делитель напряжения, вход которого подключен к выходу SW, а средняя точка соединена с входом обратной связи FB. Для расчета выходного напряжении [1] используется выражение (1).

(1)

R2 может быть номиналом 100кОм, обычно его приминают равным 10кОм. В таблице 3 приведены рекомендованные значения резисторов R1 и R2.

Таблица 3

Рекомендованные номиналы резисторов R1 иR2

Напряжения выхода, В

R1, кОм

R2, кОм

1,8

9,53

10

2,5

16,9

10

3,3

26,1

10

5

44,2

10

12

121

10

Исходя из таблицы 3 резистор R1 целесообразно использовать построечный или однопроцентный.

Выбор индуктивности L. Индуктивность должна отдавать постоянный ток в нагрузку в моменты коммутации ключей [1]. Чем больше значение индуктивности, тем меньше ток пульсации, который приводит к снижению напряжения пульсации на выходе импульсного преобразователя. Индуктивность [1] может быть определена из выражения (2).

(2)

где — выходное напряжение, В;

— входное напряжение, В;

— частота коммутации, Гц;

— разность токов от пика до пика, А.

Следует выбирать индуктивность, которая не будет насыщаться от максимального тока. Расчет пикового тока индуктивности показан выражением (3).

(3)

где — ток нагрузки, А.

Для увеличения надежности работы силового ключа следует применять диод Шоттки. В Таблице 4 приведен пример конкретного применения модели диода Шоттки [1].

Таблица 4

Пример использования диодов Шоттки

Модель

Ток, А / Напряжение, В

B130

30/1

SK13

30/1

MBRS130

30/1

Выбор входного конденсатора С1. Входной ток в понижающих преобразователях является прерывистым по это причине необходим входной конденсатор [1]. Используйте конденсатор с низким ESR (параметр характеризующий активные потери в цепи переменного тока. Эквивалентное последовательное сопротивление — ЭПС) для лучшей производительности. Керамические конденсаторы предпочтительны, но танталовые конденсатора с низким ESR также подойдут. Действующее значение тока входного конденсатора [1] находиться из выражения (4).

(4)

Пульсации входного напряжения для конденсатора с низким ESR можно оценить из выражения (5).

(5)

где — емкость входного конденсатора, Ф.

Выбор выходного конденсатора С2. Выходной конденсатор необходим для поддержания постоянного выходного напряжения [1]. Можно использовать керамический или электролитический конденсатор с низким ESR. Пульсации выходного напряжения могут быть оценены из выражения (6) [1].

(6)

где — эквивалентное последовательное сопротивление, Ом.

Типовая схема включения MP1484EN показана на рисунке 2.

Рис. 2. Типовая схема включения MP1484EN [1]

На рисунке 2 показана типовая схема включения MP1484EN с использованием защитного диода Шоттки и однопроцентных резисторов в канале обратной связи.

Для более детальной информации следует обращаться к технической документации на данный импульсный преобразователь.

Литература:

  1. URL: http://www.mouser.com/ds/2/277/MP1484–202888.pdf
  2. Шибеко Р. В., Ульянов А. В. Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 // Молодой ученый. — 2016. — № 11. — С. 535–545.
  3. Шибеко Р. В., Ульянов А. В. Управление шаговым двигателем с использованием микроконтроллера ATmega16 и LabVIEW // Молодой ученый. — 2016. — № 9. — С. 341–346.
  4. Ульянов А. В., Коваленко М. В. Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по протоколу Modbus RTU // Молодой ученый. — 2016. — № 5. — С. 86–92.
  5. Ульянов А. В. Камера соляного тумана для испытаний лакокрасочных материалов (ЛКМ) // Молодой ученый. — 2015. — № 15. — С. 196–199.
Основные термины (генерируются автоматически): ESR, выходное напряжение, MOSFET, обратная связь, импульсный преобразователь, входное напряжение, входной конденсатор, COMP, GND, типовая схема включения.


Ключевые слова

MP1484EN, DC — DC, Конвертер понижающего понижения, ESR, диода Шоттки

Похожие статьи

Цифровые импульсные преобразователя напряжения под...

- включение/выключение выходных каналов по требованию

Рис. 1. Блок-схема цифрового преобразователя напряжения.

Цифровой импульсный понижающий преобразователь напряжения под управлением «АКАР» (часть 1).

ПИД-регулятор понижающего преобразователя напряжения

Основные термины (генерируются автоматически): выходное напряжение, понижающий преобразователь, передаточная функция, PID, импульсный

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты с инвертором напряжения.

Простейший операционный усилитель на полевых транзисторах...

Напряжение смещения. Скорость нарастания выходного напряжения (Slew Rate).

Имеется множество классификаций операционных усилителей, начиная от типов входных/выходных каскадов, заканчивая схемой включения и элементами «обвеса» усилителя.

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока...

На интервалах времени, когда напряжение на конденсаторе выше уровня выпрямленного напряжения, диоды выпрямителя оказываются запертыми обратно приложенным

Цифровые импульсные преобразователя напряжения под управлением микроконтроллера (Часть 1).

Несимметричные полумостовые преобразователи

напряжение, выходное напряжение, диод, преобразователь, коэффициент передачи, несимметричный полумостовый преобразователь, мягкое переключение, двухполупериодный выпрямитель, Входное напряжение...

Математическая модель понижающего преобразователя...

Импульсный преобразователь состоит из нелинейных динамических объектов, обладающих в зависимости от их структуры и вида обратных связей сложным

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты с инвертором напряжения.

Теоретическое описание устройства дистанционного управления...

Избыток напряжения гасится на реактивном сопротивлении конденсатора С7.

Схемы включения микросхемы КР1006ВИ1 представлены на рис. 1., предельно допустимые

Сброс выходных данных в ноль — асинхронный, происходит, когда на вход микросхемы приходит...

Цифровой импульсный понижающий преобразователь...

Где: Ein — входное напряжение; u — рабочий цикл (управляющее воздействие); iL — ток индуктивности; r — сопротивление обмотки индуктивности; Uout — выходное напряжение; C — выходной конденсатор; iout — ток нагрузки.

Проектирование прецизионных помехоустойчивых импульсных...

Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы: Справочник. – М.: Радио и связь. 1995. – 272 с.

Математическое моделирование импульсных преобразователей напряжения с нелинейной внешней характеристикой.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Цифровые импульсные преобразователя напряжения под...

- включение/выключение выходных каналов по требованию

Рис. 1. Блок-схема цифрового преобразователя напряжения.

Цифровой импульсный понижающий преобразователь напряжения под управлением «АКАР» (часть 1).

ПИД-регулятор понижающего преобразователя напряжения

Основные термины (генерируются автоматически): выходное напряжение, понижающий преобразователь, передаточная функция, PID, импульсный

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты с инвертором напряжения.

Простейший операционный усилитель на полевых транзисторах...

Напряжение смещения. Скорость нарастания выходного напряжения (Slew Rate).

Имеется множество классификаций операционных усилителей, начиная от типов входных/выходных каскадов, заканчивая схемой включения и элементами «обвеса» усилителя.

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока...

На интервалах времени, когда напряжение на конденсаторе выше уровня выпрямленного напряжения, диоды выпрямителя оказываются запертыми обратно приложенным

Цифровые импульсные преобразователя напряжения под управлением микроконтроллера (Часть 1).

Несимметричные полумостовые преобразователи

напряжение, выходное напряжение, диод, преобразователь, коэффициент передачи, несимметричный полумостовый преобразователь, мягкое переключение, двухполупериодный выпрямитель, Входное напряжение...

Математическая модель понижающего преобразователя...

Импульсный преобразователь состоит из нелинейных динамических объектов, обладающих в зависимости от их структуры и вида обратных связей сложным

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного преобразователя частоты с инвертором напряжения.

Теоретическое описание устройства дистанционного управления...

Избыток напряжения гасится на реактивном сопротивлении конденсатора С7.

Схемы включения микросхемы КР1006ВИ1 представлены на рис. 1., предельно допустимые

Сброс выходных данных в ноль — асинхронный, происходит, когда на вход микросхемы приходит...

Цифровой импульсный понижающий преобразователь...

Где: Ein — входное напряжение; u — рабочий цикл (управляющее воздействие); iL — ток индуктивности; r — сопротивление обмотки индуктивности; Uout — выходное напряжение; C — выходной конденсатор; iout — ток нагрузки.

Проектирование прецизионных помехоустойчивых импульсных...

Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы: Справочник. – М.: Радио и связь. 1995. – 272 с.

Математическое моделирование импульсных преобразователей напряжения с нелинейной внешней характеристикой.

Задать вопрос