Мініатюрний вимикач живлення 20В 6А із захистом від неправильної полярності LV від Pololu

Кнопкові перемикачі живлення Pololu є складною альтернативою громіздким механічним перемикачам. Основною функцією є блокування живлення за допомогою кнопки, коли одне натискання вмикає живлення, а інше вимикає його. Додаткові керуючі входи дозволяють використовувати розширені можливості, такі як автоматичне вимкнення під час подачі живлення на пристрій. Ця версія з низькою напругою (LV) працює від 2.2 В до 20 В і може комутувати безперервний струм, приблизно, до 6 А.

Код виробника: 2808

На платі вже встановлено невелику кнопку і є зручні точки для паралельного підключення зовнішніх кнопок або додаткових перемикачів. Модуль також пропонує кілька альтернативних варіантів підключення кнопок, які забезпечують роботу тільки при натисканні або лише при ненатисканні, а додаткові входи дозволяють використовувати додаткові параметри керування потужністю, наприклад, дозволяючи навантаженню відключати власне живлення, що може бути корисним при використанні з електрохімічними джерелами струму, чутливими до надмірного розряду.

Попередження: Не використовуйте цей перемикач як аварійний вимикач або аналогічне відключення в програмах, де відмова від вимкнення живлення може призвести до травм або пошкодження майна.

Блок-схема міні-кнопкового вимикача живлення із захистом від зворотної напруги:

Входи перемикача та управління контролюють стан схеми фіксації, яка, у свою чергу, керує парою потужних польових МОП-транзисторів, через які протікає основний струм. Доступні чотири версії кнопкових вимикачів живлення Pololu:

• Міні-кнопковий вимикач живлення LV
• Міні-кнопковий вимикач живлення SV
• Великий кнопковий вимикач живлення MP
• Великий кнопковий вимикач живлення HP

Два мініатюрні кнопкові перемикачі живлення являють собою версії меншого розміру з низьким струмом, які корисні для додатків з жорсткими обмеженнями за розміром або нижчими вимогами до потужності. Крім того, Mini LV - єдиний з чотирьох, який працює при напрузі нижче 4.5, оскільки він може працювати при напрузі до 2.2, цю версію можна використовувати з однією літієвою батареєю.

Розпинування версії Big аналогічне до розпинування версії Mini з кількома додатковими резервними точками підключення для зручності, у тому числі підключеннями основного живлення, сумісними з клемними колодками 5 мм.

Основна функціональна відмінність між кожним з блоків виникає через польовий МОП-транзистор, що використовується, який встановлює робочий діапазон і продуктивність блоків:

Характеристики:

• Абсолютна максимальна напруга: 20 В
• Робоча напруга, що рекомендується: від 2.2 В до 16 В
• Опір MOSFET залежно від напруги:
  • 26 мОм при 1.8 В
  • 16 мОм при 4.5 В
• Безперервний струм при 55°C: (1) 3.0 А
• Безперервний струм при 150°C: (1) 6.0 А
• Максимальний струм: 12 А
• Споживаний струм у включеному стані: (2) приблизно 210 мкА/В
• Споживаний струм у вимкненому стані приблизно 0.01 мкА
• Колір світлодіода: червоний
• Розмір: 15.24 × 17.78 × 3 мм
• Маса: 0.6 г

Примітка:

• ¹ При 12 В при температурі навколишнього середовища 22°C у нерухомому повітрі.
• ² На струм стану впливає світлодіодний індикатор - струм приблизно пропорційний до вхідної напруги.

Зверніть увагу, що цей перемикач має кілька недоліків у порівнянні з механічними перемикачами, тому переконайтеся, що ви повністю розумієте цей продукт перед використанням у своїй системі.

Порівняно з попередніми версіями кнопкових вимикачів живлення Pololu, нові версії забезпечують менший струм, але мають значно розширені діапазони робочої напруги, а також захист від зворотної напруги та більше можливостей керування. Розмір і розпинування змінилися, тому нові версії не можна використовувати як пряму заміну старих.

Переваги та обмеження:

Кнопковий вимикач живлення Pololu добре працює за призначенням як вимикач постійного струму для невеликих роботів, але, оскільки він принципово відрізняється від механічного вимикача живлення, необхідно повністю враховувати переваги та недоліки компонентів.

Переваги перед механічними перемикачами:

• Компактний розмір
• Захист від зворотної напруги
• Дозволяє використовувати кілька (паралельних) перемикачів для поліпшення інтерфейсу користувача.
• Кращі характеристики включення, ніж у механічного перемикача, що стрибає.
• Обмежені шипи LC для навантажень з низьким опором
• Дозволяє самовідключення (вхід OFF)
• Дозволяє зовнішньому цифровому пристрої керувати станом живлення (входи ON та CTRL)
• Сумісність з макетними та перфорованими платами (крок 2.54 мм)

Недоліки в порівнянні з механічними перемикачами:

• Перемикач односпрямований (живлення, що подається на VOUT, не може бути переключено на VIN)
• Обмежений діапазон робочої напруги
• Перемикач може втратити свій стан при відключенні живлення (зазвичай перемикач за умовчанням перебуває у вимкненому стані при першому включенні живлення, але за замовчуванням він може бути увімкнений ближче до верхньої межі робочого діапазону)
• Перемикає лише постійний струм (не зберігає стан із-за збоїв живлення або надмірного шуму)
• Немає повної ізоляції у вимкненому стані

Використання кнопкового вимикача живлення:

Найпростіший спосіб керування кнопковим вимикачем живлення – за допомогою встановленої на ньому кнопки: одне натискання включає живлення, а інше вимикає його. В якості альтернативи до контактів A та B можна підключити окрему кнопку, наприклад, блок, встановлений на віддаленій панелі, та використовувати замість неї. Декілька кнопок можна підключити паралельно для кількох точок управління і кожна з паралельних кнопок, включаючи кнопку на самій платі, зможе вмикати та вимикати перемикач. Схема фіксації виконує деяке усунення брязкоту кнопок, але кнопки з надмірним брязкальцем (кілька мс) можуть не працювати з цим продуктом.

Більш просунуті можливості керування доступні через контакти підключення кнопок та три управляючі входи:

Виводи ON, OFF і CTRL на кнопковому вимикачі живлення не вимагають імпульсу для роботи, але залишення будь-якого з них у високому стані може перешкодити іншим методам управління вимикачем, тому ми зазвичай рекомендуємо використовувати імпульсні сигнали.

Структури введення для трьох керуючих входів показані нижче:

Кнопковий перемикач живлення сумісний з макетними платами без паяння та перфорованими друкованими платами зі стандартним кроком 2.54 мм. Для таких застосувань штирьові контакти, що входять до комплекту, можна припаяти до друкованої плати комутатора. Як альтернатива дроту можуть бути припаяні безпосередньо до друкованої плати комутатора, якщо це не макетна плата. Для сильноточних програм переконайтеся, що дроти можуть безпечно проводити струм. Для кожного силового вузла передбачено два контактні майданчики/контакти, а для додатків, що споживають струм понад 5 А, слід використовувати декілька контактних майданчиків.

Міркування з розсіювання тепла та потужності:

Оскільки МОП-транзистори у включеному стані мають ефективний опір, потужність, що нагріває плату, пропорційна квадрату струму, що протікає через неї. При відповідному охолодженні або протягом коротких періодів часу, якщо польові МОП-транзистори не гарячі, досяжні струми до перерахованих максимумів.

Захист від перехідних процесів:

Переривання великих струмів може спричинити сплески напруги (позитивні на вході та негативні на виході), які залежать від індуктивності силових з'єднань і можуть перевищувати межі пристрою. Належні заходи щодо обмеження розміру цих сплесків включають мінімізацію довжини проводів, розміщення конденсаторів на вимикачі живлення для згладжування сплесків та поглинання частини енергії, розміщення діода Шоттки на виході для поглинання негативних сплесків та розміщення перехідної напруги. подавлювач (TVS) на вході живлення для поглинання позитивних піків.

Характеристики в межах робочого діапазону:

Робочий діапазон перемикача обмежений можливістю надійної зміни стану. При низькій напрузі перемикач важко включити і він вимкнеться сам, як тільки напруга впаде досить низько (ця точка відключення може досягати 2 В для версій LV). При високій напрузі перемикачі з більшою ймовірністю вмикаються при початковій подачі живлення. На надійність вимкнення впливає поєднання напруги живлення, кількості брязкоту на кнопковому вимикачі та кількості перешкод у лінії живлення. Для програм з верхньою межею робочого діапазону слід провести тести, щоб переконатися, що пристрій може правильно вимкнутись.