Миниатюрный выключатель питания 20В 6А с защитой от неправильной полярности LV от Pololu

Кнопочные переключатели питания Pololu представляют собой сложную альтернативу громоздким механическим переключателям. Основной функцией является блокировка питания с помощью кнопки, при которой одно нажатие включает питание, а другое выключает его. Дополнительные управляющие входы позволяют использовать расширенные возможности, такие как автоматическое отключение при подаче питания на устройство. Эта версия с низким напряжением (LV) работает от 2.2 В до 20 В и может коммутировать непрерывный ток, примерно, до 6 А.

Код производителя: 2808

На плате уже установлена небольшая кнопка и имеются удобные точки для параллельного подключения внешних кнопок или дополнительных переключателей. Модуль также предлагает несколько альтернативных вариантов подключения кнопок, которые обеспечивают работу только при нажатии или только при ненажатии, а дополнительные входы позволяют использовать дополнительные параметры управления мощностью, например, позволяя нагрузке отключать собственное питание, что может быть полезно при использовании с электрохимическими источниками тока, чувствительными к чрезмерному разряду.

Предупреждение: Не используйте этот переключатель в качестве аварийного выключателя или аналогичного защитного отключения в приложениях, где отказ от отключения питания может привести к травмам или повреждению имущества.

Блок-схема мини-кнопочного выключателя питания с защитой от обратного напряжения:

Входы переключателя и управления контролируют состояние схемы фиксации, которая, в свою очередь, управляет парой мощных полевых МОП-транзисторов, через которые протекает основной ток. Доступны четыре версии кнопочных выключателей питания Pololu:

• Мини-кнопочный выключатель питания LV
• Мини-кнопочный выключатель питания SV
• Большой кнопочный выключатель питания MP
• Большой кнопочный выключатель питания HP

Два миниатюрных кнопочных переключателя питания представляют собой версии меньшего размера с низким током, которые полезны для приложений с жесткими ограничениями по размеру или более низкими требованиями к мощности. Кроме того, Mini LV - единственный из четырех, который работает при напряжении ниже 4.5 В, поскольку он может работать при напряжении до 2.2 В, эту версию можно использовать с одной литиевой батареей.

Распиновка версии Big аналогична распиновке версии Mini с несколькими дополнительными резервными точками подключения для удобства, в том числе подключениями основного питания, совместимыми с клеммными колодками 5 мм.

Основное функциональное различие между каждым из блоков возникает из-за используемого полевого МОП-транзистора, который устанавливает рабочий диапазон и производительность блоков:

Характеристики:

• Абсолютное максимальное напряжение: 20 В
• Рекомендуемое рабочее напряжение: от 2.2 В до 16 В
• Сопротивление MOSFET в зависимости от напряжения:
  • 26 мОм при 1.8 В
  • 16 мОм при 4.5 В
• Непрерывный ток при 55°C: (¹) 3.0 А
• Непрерывный ток при 150°C: (¹) 6.0 А
• Максимальный ток: 12 А
• Потребляемый ток во включенном состоянии: (²) примерно 210 мкА/В
• Потребляемый ток в выключенном состоянии примерно 0.01 мкА
• Цвет светодиода: красный
• Размер: 15.24 × 17.78 × 3 мм
• Масса: 0.6 г

Примечание:

• ¹ При 12 В при температуре окружающей среды 22°C в неподвижном воздухе.
• ² На ток состояния влияет светодиодный индикатор - ток приблизительно пропорционален входному напряжению.

Обратите внимание, что этот переключатель имеет несколько недостатков по сравнению с механическими переключателями, поэтому убедитесь, что вы полностью понимаете этот продукт, прежде чем использовать его в своей системе.

По сравнению с предыдущими версиями кнопочных выключателей питания Pololu, новые версии обеспечивают меньший ток, но имеют значительно расширенные диапазоны рабочего напряжения, а также защиту от обратного напряжения и больше возможностей управления. Размер и распиновка изменились, поэтому новые версии нельзя использовать в качестве прямой замены старых.

Преимущества и ограничения:

Кнопочный выключатель питания Pololu хорошо работает по назначению в качестве выключателя питания постоянного тока для небольших роботов, но, поскольку он принципиально отличается от механического выключателя питания, необходимо полностью учитывать преимущества и недостатки компонентов.

Преимущества перед механическими переключателями:

• Компактный размер
• Защита от обратного напряжения
• Позволяет использовать несколько (параллельных) переключателей для улучшения пользовательского интерфейса.
• Лучшие характеристики включения, чем у прыгающего механического переключателя
• Ограниченные шипы LC для нагрузок с низким сопротивлением
• Позволяет самоотключение (вход OFF)
• Позволяет внешнему цифровому устройству управлять состоянием питания (входы ON и CTRL)
• Совместимость с макетными и перфорированными платами (шаг 2.54 мм)

Недостатки по сравнению с механическими переключателями:

• Переключатель однонаправленный (питание, подаваемое на VOUT, не может быть переключено на VIN)
• Ограниченный диапазон рабочего напряжения
• Переключатель может потерять свое состояние при отключении питания (обычно переключатель по умолчанию находится в выключенном состоянии при первом включении питания, но по умолчанию он может быть включен ближе к верхнему пределу рабочего диапазона)
• Переключает только постоянный ток (не сохраняет состояние из-за сбоев питания или чрезмерного шума)
• Нет полной изоляции в выключенном состоянии

Использование кнопочного выключателя питания:

Самый простой способ управления кнопочным выключателем питания - с помощью установленной на нем кнопки: одно нажатие включает питание, а другое выключает его. В качестве альтернативы к контактам A и B можно подключить отдельную кнопку, например, блок, установленный на удаленной панели, и использовать вместо нее. Несколько кнопок можно подключить параллельно для нескольких точек управления и каждая из параллельных кнопок, включая кнопку на самой плате, сможет включать и выключать переключатель. Схема фиксации выполняет некоторое устранение дребезга кнопок, но кнопки с чрезмерным дребезгом (несколько мс) могут не работать с этим продуктом.

Более продвинутые возможности управления доступны через контакты подключения кнопок и три управляющих входа:

Выводы ON, OFF и CTRL на кнопочном выключателе питания не требуют импульса для работы, но оставление любого из них в высоком состоянии может помешать другим методам управления выключателем, поэтому мы обычно рекомендуем использовать с ними импульсные сигналы.

Структуры ввода для трех управляющих входов показаны ниже:

Кнопочный переключатель питания совместим с макетными платами без пайки и перфорированными печатными платами со стандартным шагом 2.54 мм. Для таких применений входящие в комплект штыревые контакты можно припаять к печатной плате коммутатора. В качестве альтернативы провода могут быть припаяны непосредственно к печатной плате коммутатора, если это не макетная плата. Для сильноточных приложений убедитесь, что провода могут безопасно проводить ток. Для каждого силового узла предусмотрены две контактные площадки/контакты, а для приложений, потребляющих более 5 А, следует использовать несколько контактных площадок.

Соображения по рассеиванию тепла и мощности:

Поскольку МОП-транзисторы во включенном состоянии обладают эффективным сопротивлением, мощность, нагревающая плату, пропорциональна квадрату тока, протекающего через нее. При соответствующем охлаждении или в течение коротких периодов времени, если полевые МОП-транзисторы изначально не горячие, достижимы токи до перечисленных максимумов.

Защита от переходных процессов:

Прерывание больших токов может вызвать всплески напряжения (положительные на входе и отрицательные на выходе), которые зависят от индуктивности силовых соединений и могут превышать пределы устройства. Надлежащие меры по ограничению размера этих всплесков включают минимизацию длины проводов, размещение конденсаторов на выключателе питания для сглаживания всплесков и поглощения части энергии, размещение диода Шоттки на выходе для поглощения отрицательных всплесков и размещение переходного напряжения. подавитель (TVS) на входе питания для поглощения положительных пиков.

Характеристики в пределах рабочего диапазона:

Рабочий диапазон переключателя ограничен возможностью надежного изменения состояния. При низком напряжении переключатель трудно включить и он выключится сам, как только напряжение упадет достаточно низко (эта точка отключения может достигать 2 В для версий LV). При высоком напряжении переключатели с большей вероятностью включатся при первоначальной подаче питания. На надежность выключения влияет сочетание напряжения питания, количества дребезга на кнопочном выключателе и количества помех в линии питания. Для приложений с верхним пределом рабочего диапазона следует провести тесты, чтобы убедиться, что устройство может правильно отключиться.