2024/08/28'te 365

TPS5450DDAR anahtarlama regülatörünü yapılandırmak ve kullanmak için kapsamlı bir kılavuz

Katalog

. TPS5450DDAR Texas Instruments tarafından üretilen yüksek performanslı bir adım atma anahtarlama regülatör çipidir.Yüksek çıkış akımı, yüksek verimliliği ve yerleşik koruma fonksiyonları ile çeşitli endüstriyel ve tüketici elektronik ekipmanlarının güç sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.Kullanımı kolay tasarımı, mühendislerin hızlı bir şekilde yüksek performanslı güç çözümleri geliştirmelerini sağlar.Bu makalede, TPS5450DDAR ile ilgili özellikleri, özellikleri, düzeni ve uygulamaları dahil olmak üzere bazı önemli noktaları tartışacağız, böylece bu cihaz hakkında derinlemesine bir anlayışa sahip olabilirsiniz.Öyleyse başlayalım!

TPS5450DDAR'a genel bakış

TPS5450DDAR, düşük dirençli, yüksek taraflı n-kanal mosfet'i entegre eden yüksek çıkışlı bir akım PWM dönüştürücüdür.Geçici koşullar altında sıkı voltaj düzenleme doğruluğu sağlayan yüksek performanslı bir voltaj hata amplifikatörüne sahiptir.Ayrıca, giriş voltajı 5.5V'e ulaşmadığında başlatmayı önlemek için bir düşük voltaj kilitleme devresine de sahiptir.Geçici akımı sınırlamak için dahili bir yavaş başlangıç ​​devresi kullanılırken, geçici yanıtı iyileştirmek için bir voltaj besleme devresi kullanılır.ENA pimini kullanarak, güç kapatıldığında akım tipik olarak 18µA'ya indirgenebilir.Tasarım karmaşıklığını azaltmak ve harici bileşen sayısını azaltmak için TPS5450DDAR’ın geri bildirim döngüsü dahili olarak telafi edilir.

Alternatifler ve eşdeğerler:

• TPS5450DDA

• TPS5450QDDARQ1

• TPS5450DDARG4

TPS5450DDAR'ın teknik parametreleri

• TPS5450DDAR, voltaj regülatörlerinin anahtarlama kategorisine aittir.

• Sessiz akımı 18UA'dır.

• Topolojisi Buck.

• Anahtarlama regülatörünün 500 kHz frekansı vardır.

• Bu dönüştürücü yüzde 90 (tip) verimlidir.

• Kurulum yöntemi SMD veya SMT'dir.

• TPS5450DDAR'ın sekiz pim ve bir çıkış arayüzü vardır.

• Dönüştürücü, 5A'ya kadar bir çıkış akımı ve 6A'ya kadar bir tepe akımı vardır.

• TPS5450DDAR'ın uzunluğu 5 mm, genişlik 4 mm ve yükseklik 1.55 mm'dir.

• Dönüştürücü minimum çalışma sıcaklığı -40 ° C'dir ve maksimum çalışma sıcaklığı 125 ° C'dir.

• Dönüştürücü, geniş bir voltaj giriş aralığı ile tasarlanmıştır ve 5.5V ila 36V olan bir giriş voltajı aralığında çalışabilir.

• Dönüştürücü, hızlı kurulum ve güvenli teslimat için So-PowerPad-8 paketinde ve bant ve makara ambalajında ​​gönderilecektir.

TPS5450DDAR'ın basitleştirilmiş şeması

TPS5450DDAR'ın özellikleri ve avantajları

Chip, yüksek hassasiyetli bir çıkış voltajı ayar fonksiyonuna sahiptir.Çıkış voltajı, yüzde ± 1'e kadar doğrulukla harici bir direnç yoluyla ayarlanabilir.Normal çalışma modunda, anahtarlama frekansı 500kHz'e ulaşır.Buna ek olarak, çip aynı zamanda girdi düşük voltaj koruması, aşırı ısınma koruması, çıkış voltaj koruması ve kısa devre koruması dahil olmak üzere çeşitli koruma fonksiyonlarını entegre eder.Aynı zamanda, çip endüstri standartlarına uygundur ve geniş bir sıcaklık çalışma aralığına (-40 ° C ila +125 ° C) ve giriş voltajı aralığına (5.5V ila 36V) sahiptir.TPS5450DDAR'ın Reach, Rohs ve Weee gibi çevre direktiflerine de uyduğunu belirtmek gerekir.TPS5450DDAR, elektriksel performans ve çevresel dostluk konusunda mükemmel olmanın yanı sıra başka birçok özellik sunmaktadır.Bunlar arasında:

Termal Yönetim: TPS5450DDAR, sistemin güvenliğini ve stabilitesini sağlayabilen aşırı ısınma koruması, aşırı yük koruması vb.

Ayarlanabilir çıkış voltajı: TPS5450DDAR'ın çıkış voltajı, farklı uygulama senaryolarının ihtiyaçlarına uyum sağlamak için harici dirençler aracılığıyla ayarlanabilir.

Geniş Giriş Voltaj Aralığı: TPS5450DDAR'ın giriş voltajı aralığı 5.5V ila 36V'dir, bu da çeşitli uygulama senaryolarının ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Yüksek entegrasyon: TPS5450DDAR, güç MOSFET, ters voltaj koruma devresi ve dış bileşenlerin sayısını ve sistem maliyetlerini azaltabilen çıkış akım sınırlama devresi gibi çeşitli koruma ve kontrol devrelerini entegre eder.

Yüksek çıkış akımı: TPS5450DDAR, yüksek güç gereksinimlerine sahip uygulama senaryolarını karşılayabilen 5A'ya (6A tepe akımı) kadar bir çıkış akımı sağlayabilir.

Yüksek verimlilik: TPS5450DDAR, yüzde 90'dan fazla dönüşüm verimliliği sağlayabilen, böylece enerji atıklarını ve ısı kaybını azaltabilen Swift ™ (entegre FET teknolojisine sahip anahtarlayıcı) teknolojisini benimser.

SWIFT ™ Teknolojisi: TPS5450DDAR, Texas Instruments’ın Swift ™ (Step Switch Regülatörü Entegre Frekans Teknolojisi) teknolojisini benimser.Bu teknoloji, denetleyiciyi ve yüksek yan ve düşük taraflı MOSET'leri tek bir çipe entegre eder, verimliliği önemli ölçüde artırır ve maliyetleri azaltır.Buna ek olarak, bu teknoloji tasarımcıların devre düzenini basitleştirmesine yardımcı olur, böylece sistem güvenilirliğini ve genel performansı artırır.

TPS5450DDAR'ın yumuşak başlangıç ​​fonksiyonu nasıl yapılandırılır?

Yumuşak başlangıç ​​fonksiyonunun temel amacı, başlangıç ​​sırasında çıkış voltajının aşırı iç akım üretmesini önlemektir.Güç kaynağı açıldığında, çıkış voltajı hızla artacaktır ve uygun kontrol olmadan, bu devrede aşırı akıma neden olabilir, böylece devredeki bileşenlere zarar verebilir veya diğer olumsuz etkilere neden olabilir.Yumuşak başlangıç ​​fonksiyonu yoluyla, TPS5450DDAR, başlangıç ​​sırasında çıkış voltajını kademeli olarak artırabilir, böylece akımın yükselme oranını sınırlandırabilir.Bu, devredeki bileşenlerin korunmasına yardımcı olur ve güç kaynağının sabit olarak çalıştırılmasını sağlar.TPS5450DDAR yumuşak başlama özelliğini yapılandırmak için genel adımlar şunlardır:

Başlatma süresini belirleyin: İlk olarak, çıkış voltajının düşükten yüksekten ne kadar stabilize olmasını istediğimizi belirleyin.Bu, yumuşak başlangıç ​​için zaman sabitini belirleyecektir.

SS/TR pimlerini bağlayın: SS/TR pimlerini gerekli güç veya voltaj kaynağına bağlarız.Yumuşak başlangıç ​​özelliğini etkinleştirmek istiyorsak, SS/TR pimini harici bir voltaj kaynağına bağlamamız gerekir.Yumuşak bir başlangıç ​​olmadan hızlı bir başlangıç ​​istiyorsak, SS/TR pimini toprağa (GND) bağlamamız gerekir.

Yumuşak başlangıç ​​zamanını ayarlayın: İhtiyaçlara göre, harici voltaj kaynağının çıkışını ayarlayarak yumuşak başlangıç ​​süresi kontrol edilebilir.Daha yüksek voltaj daha hızlı başlatılmaya neden olurken, daha düşük voltaj başlangıç ​​süresini uzatacaktır.Ayarlanırken, olası gereksiz sorunları önlemek için lütfen ayarlanan değerin izin verilen aralıkta olduğundan emin olun.

İşlevi doğrulayın: TPS5450DDAR'ı giriş güç kaynağı ve yüküne bağlayın ve çıkış voltajının başlatma işlemini gözlemleyin.Her şey düzgün çalışıyorsa, çıkış voltajı yapılandırılmış yumuşak başlangıç ​​süremize göre yavaş yavaş sabit bir duruma yükselmelidir.

TPS5450DDAR'ın Beton Uygulamaları

• Pil şarj cihazı

• Güç adaptörü

• Yüksek yoğunluklu yük noktası düzenleyicileri

• 12V ve 24V dağıtılmış güç sistemleri

• LCD monitörler, plazma monitörleri

TPS5450DDAR Düzeni

Düzen Yönergeleri

Bir düşük ESR seramik baypas kapasitörünü VIN pimine bağlayın.Bypass kapasitör bağlantıları, VIN pimi ve TPS5450DDAR toprak pimi tarafından oluşturulan döngü alanını en aza indirmeye dikkat edin.Bunu yapmanın en iyi yolu, üst taraftaki zemin alanını VIN izine bitişik cihazın altından uzatmak ve baypas kapasitörünü VIN pimine mümkün olduğunca yakın yerleştirmektir.Önerilen minimum bypass kapasitansı, x5R veya X7R dielektrikli 4.7 μf seramiktir.

PowerPad ile bağlantı için açıkta kalan bir alan bulunan IC'nin hemen altında üst katmanda bir zemin alanı olmalıdır.Bu yer alanını herhangi bir iç zemin düzlemine bağlamak için Vias kullanın.Giriş ve çıkış filtresi kapasitörlerinin zemin tarafında ek vias da kullanın.GND pimi, aşağıda gösterildiği gibi cihaz altındaki yer alanına bağlanarak PCB topraklamasına bağlanmalıdır.

PH pimi çıkış indüktörüne, yakalama diyotuna ve önyükleme kapasitörüne yönlendirilmelidir.PH bağlantısı anahtarlama düğümü olduğundan, indüktör pH pimine çok yakın olmalı ve aşırı kapasitif kuplajı önlemek için PCB iletkeninin alanı en aza indirilmelidir.Çıkış akım döngü alanını en aza indirmek için yakalama diyotu da cihaza yakın yerleştirilmelidir.Önyükleme kapasitörünü Faz düğümü ile önyükleme pimi arasında gösterildiği gibi bağlayın.Önyükleme kapasitörünü IC'ye yakın tutun ve iletken iz uzunluklarını en aza indirin.Gösterilen bileşen yerleşimleri ve bağlantılar iyi çalışır, ancak diğer bağlantı yolları da etkili olabilir.

Vout izi ve GND arasında gösterildiği gibi çıkış filtresi kapasitörlerini bağlayın.PH pin, lout, cout ve gnd tarafından oluşturulan döngüyü pratik olduğu kadar küçük tutmak önemlidir.

Çıkış voltajını ayarlamak için direnç bölücü ağını kullanarak vSense pimini vSense pimine bağlayın.Bu izi pH izine çok yaklaştırmayın.IC paketinin boyutu ve aygıt sabiti nedeniyle, izin çıkış kapasitörü altında yönlendirilmesi gerekebilir.Alternatif olarak, çıkış kapasitörü altındaki bir iz istenmiyorsa, alternatif bir katman üzerinde yönlendirilebilir.

Aşağıdaki şekilde gösterilen topraklama şemasını kullanıyorsanız, ENA pimine yönlendirmek için farklı bir katmana bir bağlantı kullanın.

Düzen örneği

8. TPS5450DDAR nasıl kullanılır?

TPS5450DDAR kullanırken aşağıdaki konulara dikkat etmeliyiz:

Hat düzenlemesi ve yanıt

TPS5450DDAR hattının makul ayarlanması, güç kaynağı sisteminin tepki hızını ve stabilitesini artırmak için önemli bir araçtır.Devredeki kritik bileşenlerin parametrelerini ayarlayarak, çıkış voltajının ve akımın hassas kontrolü gerçekleştirilebilir, böylece sistemin dinamik tepkisini iyileştirebilir.

Yerleşik koruma işlevi kullanımı

TPS5450DDAR Yerleşik aşırı ısınma ve aşırı akım koruması, cihazı hasardan etkili bir şekilde koruyabilir.Kullanım sürecinde, daha fazla hasarı önlemek için anormal koşullardaki ekipmanın güç kaynağından zamanında bağlantısı kesilmesini sağlamak için bu yerleşik koruma işlevlerini tam olarak kullanmalıyız.

Sıcaklık aralığı ve çalışma düğümü

TPS5450DDAR kullanma işleminde, cihazın sıcaklık değişimine dikkat etmeliyiz, cihaza veya performans bozulmasına zarar vermek için yüksek veya düşük sıcaklıkta bir ortamda uzun süre çalışmaktan kaçınmalıyız.

Anahtarlama Frekans Ayarlaması

TPS5450DDAR'ın anahtarlama frekansının güç kaynağı sisteminin performansı üzerinde belirli bir etkisi vardır.Anahtarlama frekansını gerektiği gibi ayarlamak, sistemin tepki hızını ve stabilitesini optimize edebilir.Pratik uygulamalarda, yükün özelliklerine ve sistem gereksinimlerine göre uygun anahtarlama frekansını seçmeliyiz.

Giriş Voltaj Aralığı Ayarı

TPS5450DDAR'ın giriş voltajının belirtilen aralık içinde olmasını sağlamak, çok yüksek veya çok düşük voltajın neden olduğu ekipman hasarını veya performans bozulmasını etkili bir şekilde önleyebilir.Devreyi tasarlarken, gerçek uygulamadaki olası voltaj dalgalanmalarını dikkate almalı ve uygun giriş voltaj aralığını seçmeliyiz.

Paket ve termal düşünceler

TPS5450DDAR paketi ve termal tasarımın performansı ve istikrarı üzerinde önemli bir etkisi vardır.Paket seçiminde, cihazın çalışma ortamını ve sıcaklık gereksinimlerini dikkate almalı ve uygun paket türünü seçmeliyiz.Aynı zamanda, cihazın kararlı çalışmasını sağlamanın anahtarı da makul ısı dağılma tasarımıdır.Pratik uygulamada, ısı lavabolarını artırarak ve havalandırmayı iyileştirerek ısı dağılma etkisini optimize edebiliriz.

Sık sorulan sorular [SSS]

1. TPS5450DDAR'ın çalışma sıcaklığı aralığı nedir?

TPS5450DDAR'ın çalışma sıcaklığı -40 ° C ila 125 ° C arasında değişir.

2. TPS5450DDAR hangi uygulamalara uygundur?

Endüstriyel, otomotiv ve telekomünikasyon gibi çok çeşitli uygulamalar için uygundur.

3. TPS5450DDAR'ın değiştirilmesi ve eşdeğeri nedir?

TPS5450DDAR'ı TPS5450DDA, TPS5450QDDARQ1 veya TPS5450DDARG4 ile değiştirebilirsiniz.

4. TPS5450DDAR hangi özellikleri koruma sunuyor?

Aşırı akım koruması, termal kapatma ve düşük voltaj kilitleme gibi koruma özellikleri sunar.