Kapcsolóüzemű táp pár perc alatt az L5973D kapcsolóüzemű szabályzóval

A kapcsolóüzemű tápok vitathatatlan előnye a jelentősen jobb hatékonyság a klasszikus lineáris stabilizátorokkal szemben. A kapcsolóüzemű tápoknál, a lineárissal ellentétben, többé-kevésbé azonos a hatásfok a bemeneti / kimeneti feszültségek más-más aránya mellett, mely általában 80-95%. Így ha olyan kimeneti feszültségre van szükség, mely jelentősen alacsonyabb, mint a bemeneti (pl. 5V a 24V-ból), a kapcsolóüzemű stabilizátor hatásfoka még így is kiváló, ellentétben a lineáris stabilizátor kb. 20%-ával. Számos berendezéshez a legkifizetődőbb megoldás a kész DC/DC modul vagy kapcsolóüzemű stabilizátorok használata, melyekkel közvetlenül helyettesíthetőek a 78xx típusú stabilizátorok. Sok esetben viszont ideálisabb a diszkrét alkatrészekből való megoldás. Kapcsolóüzemű szabályzó kínálatunkból szeretnénk Önöknek bemutatni az ST Microelectronics-tól ígéretesnek tűnő L5973D áramkört.

Az L5973D egy csökkentő (step down) kapcsolóüzemű szabályzó integrált 2,5A-es P-FET D-MOS kimeneti tranzisztorral, mely 250kHz-en működik és HSOP-8 tokozással rendelkezik. A bemeneti feszültség 4-36V lehet, a kimeneti feszültsége 1,235-től 35V-ig beállítható. A táp megépítéséhez csak minimális számú külső alkatrészre van szükség. Az integrált kimeneti tranzisztornak köszönhetően könnyű elérni az optimális alkatrész elrendezést és a rövid nagyteljesítményű elvezetéseket a NYÁK-on, ezért sokkal könnyebb elérni a minimális zavarási szintet (EMI) a külső kapcsolótranzisztoros megoldáshoz képest. Az L5973D hőbiztosítékot és túláram védelmet is tartalmaz, mely korlátozza minden ciklus maximális áramát. A hűtést az áramkör alján található hőátadó lapka biztosítja. Az áramkör nagy előnye, hogy képes alacsony veszteséggel dolgozni (LDO) 100%-os aktív ciklusokkal (duty cycle), ami azt jelenti, hogy a bemeneti feszültség majdnem akkora, mint a kimeneti (pl. lemerülő akkumulátorral), az L5973D képes gyakorlatilag a bemeneti feszültséggel egyenlő kimeneti feszültséget előállítani. Ez különösen előnyös az elemes vagy akkumulátoros berendezéseknél, amikor biztosítani kell a berendezés működőképességét kritikus körülmények közt is.

Egy működő táp megtervezéséhez csak az indukció értékét és a kimeneti kondenzátort kell megfelelően megválasztani, és természetesen megfelelő ellenállásokat kell használni a visszacsatolásban a kívánt kimeneti feszültség beállítására. Rekuperációs diódának megfelel szinte minden kellően megválasztott schottky dióda. Tekercsnek elég aránylag kis SMD kivitelű néhány tíz uH indukcióval, a kiválasztása nem kritikus. Kimeneti kondenzátorként használható az elektrolit kondenzátorok többsége vagy tantál kondenzátor. Alkalmazható több elektrolit kondenzátor párhuzamos kombinációja is, mely lecsökkenti az eredő ESR-t és ezzel együtt csökkenti a kimeneti feszültség hullámzását is. A kerámia kondenzátorok különösen alkalmasak az áramkör bemenetén (esetlegesen párhuzamosan elektrolittal), de a kimeneten a túlzottan alacsony belső ellenállásuk az áramkör instabilitását okozhatná, ilyen esetben egy összetettebb kompenzációs áramkört kellene használni, mely az áramkör adatlapjában is taglalva van. Kerámia kondenzátorokkal a bemenetén és tantál kondenzátorokkal a kimenetén az L5973D áramkörrel erőteljes kapcsolóüzemű táp tervezhető minimális, akár néhány cm²-es felületen. Az L5973D belső referencia feszültsége 3,3V, melyet kihasználhatunk saját alkalmazásunkban is igény szerint, rendelkezik „inhibit“ bemenettel a szabályzó működésének leállítására és a nullás fogyasztás elérésére. Az L5973D továbbá „sync“ bemenettel is rendelkezik, melynek segítségével több áramkör is szinkronizálható, vagy használható a működési frekvencia részleges szórására (sweep) csökkentve az EMI-t a szórt spektrum segítségével. A rendkívül alacsony, mindössze néhány mV hullámzás eléréséhez az áramkör kiegészíthető szekunder LC szűrővel.

Elérhető az L5973AD típus is alacsonyabb kapcsolóárammal (2A), de magasabb, 500 kHz működési frekvenciával.

Részletes információkat talál az L5973D és L5973ADadatlapján. Az AN1518 alkalmazási segédlet további hasznos ötleteket tartalmaz, mint például egy egyszerű kapcsolást lassúfelfutású táphoz (soft start).

Az L5973D áramkör nagy előnye az elfogadható ára. Érdeklődés esetén lépjen velünk kapcsolatba az info@soselectronic.hu címen.