підвищуючий DC/DC ізольований перетворювач з 4.5-5.5В на 12В 100 мА, Pololu U5Z6F12

Цей підвищуючий стабілізатор напруги складається з ізольованого модуля перетворення постійного струму в постійний, розташованого перед підвищуючим (бустерним) стабілізатором. Це дозволяє отримувати безперервний струм до 100 мА при вихідній напрузі 12 В від джерела 5 В з повною гальванічної розв'язкою між входом і виходом. Також доступний варіант з вихідною напругою 5 В і струмом 300 мА, що забезпечується мікросхемою ізоляції.

Код виробника: 5759, U5Z6F12

U5Z6F12 це підвищуючий стабілізатор напруги складається з ізольованого модуля перетворювача постійного струму Texas Instruments UCC33420RAQR, за яким слідує підвищуючий стабілізатор на 12 В на виході, що забезпечує безперервний струм до 100 мА при напрузі 1 між входом та виходом. Вихід 5 мікросхеми UCC33420, що живить підвищує стабілізатор, також виведений на вихід, що дозволяє забезпечити безперервний струм до 300 мА за відсутності споживання струму від джерела 12 В (використання виходу 5 зменшить доступний струм від виходу 12 В). На відміну від неізольованих стабілізаторів, земля на виході (GNDO) фактично незалежна від землі на вході (GNDI), що може бути корисним для запобігання контурним перешкодам і уникнення струмів заземлення, які можуть викликати непередбачувану поведінку системи або навіть призвести до пошкодження потенційно дорогих компонентів.

Блок-схема перетворювача:

Деякі ключові особливості перетворювача:

• Вхідна напруга: від 4.5 до 5.5 В
• Вихідна напруга:
  • 12 В (з точністю 4%), безперервний струм до 100 мА (при нульовому вихідному струмі 5 В).
  • 5 В (з точністю 4%), безперервний струм до 300 мА (при нульовому вихідному струмі 12 В).
• Гальванічна ізоляція між входом та виходом забезпечується за допомогою мікросхеми Texas Instruments UCC33420, що має такі параметри ізоляції:
  • Базовий рівень ізоляції 3000 В середньоквадратичного значення
  • Максимальна робоча напруга ізоляції: 820 В середньоквадратичного значення.
  • Додаткову інформацію див. у технічному описі UCC33420.
• Типовий струм спокою без навантаження: 5 мА, хоча при вхідній напрузі нижче за допустимий робочий діапазон він може досягати ~100 мА (див. графік струму спокою нижче).
• Типовий ККД: 50% (див. графік ККД нижче)
• Частота перемикання вихідного сигналу: ~1.6 МГц при високих навантаженнях.
• Частота перемикання на виході знижується за низьких струмів для підвищення ефективності при малому навантаженні.
• Захист від перегріву: Вбудований
• Захист від переполюсування вхідної напруги: Відсутня
• Розмір: 10.16 × 25.4 мм, сумісний із макетною платою, з кроком отворів 2.54 мм

Використання модуля:

Роз'єми позначені на звороті друкованої плати і розташовані з кроком 2.54 мм уздовж країв плати для сумісності з безпайковими макетними платами, роз'ємами та іншими пристроями для прототипування, що використовують сітку 2.54 мм. Ви можете припаювати дроти або штирьові роз'єми 2.54 мм безпосередньо до плати. Примітка: штирові роз'єми не входять до комплекту поставки, але прямі та кутові штирьові роз'єми можна придбати окремо.

Характеристики:

• Мінімальна робоча напруга: 4.5 В
• Максимальна робоча напруга: 55 В
• Максимальний вихідний струм: 100 мА.
• Вихідна напруга: 12 В ¹
• Захист від зворотної напруги: Відсутній
• Ізольована передача енергії: Є
• Робоча напруга ізоляції: 820 В середньоквадратичного значення ²
• Максимальний струм спокою: 5 мА ³
• Розмір: 10.16 × 25.4 × 2.54 мм
• Маса: 0.7 г

Відмінні знаки:

• Коди розробки друкованих плат: reg40б
• Інші позначення на друкованій платі: 0J16039

Примітки:

1. Регулятор також має вихід 5 В, який може видавати до 300 мА при нульовому вихідному струмі 12 В.
2. Виробник надає ізолюючій мікросхемі відповідні характеристики. Зібрана друкована плата загалом не сертифікована за будь-яким конкретним стандартом безпеки.
3. При включенні, коли напруга VIN знаходиться в діапазоні від 4.5 В до 5.5 В і відсутнє навантаження, струм може бути знижений до менше 230 мкА за допомогою виведення EN.

Типова ефективність:

ККД стабілізатора напруги, що визначається як (вихідна потужність)/(вхідна потужність), є важливим показником його продуктивності, особливо коли важливі термін служби батареї або тепловиділення. На графіку нижче показано ККД вихідної напруги VOUT (12 В) залежно від вихідного струму:

Зверніть увагу, що оскільки цей модуль складається з двох послідовно з'єднаних стабілізаторів і включає ізольовану передачу живлення, його ККД становить близько 50%, що значно нижче, ніж у неізольованих імпульсних стабілізаторів напруги. ККД виходу 5 В трохи вище, оскільки він не проходить через каскад, що підвищує, але все ще нижче 60%.

Струм спокою:

Струм спокою - це струм, який регулятор використовує лише для власного живлення. На графіку нижче показано залежність цього струму від вхідної напруги, включаючи напруги, що виходять за межі допустимого робочого діапазону пристрою:

У процесі звичайної експлуатації цей виріб може нагріватися настільки, що може обпалити. Будьте обережні при користуванні цим виробом або іншими компонентами, що до нього підключені.

Питання щодо коефіцієнта ізоляції та витоку струму через друковану плату:

Мікросхема UCC33420 забезпечує базову ізоляцію із заявленим виробником робочою напругою 820 В RMS. Корпус мікросхеми має зазор і витік струму більше 4.1 мм, але в друкованої платі під мікросхемою є виточений паз, який би відстань витоку струму 4.9 мм. Приблизне емпіричне правило свідчить, що незабруднені друковані плати FR4 повинні мати приблизно 1 мм витоку струму на кожні 100 RMS ізоляції. Зверніть увагу, що модуль регулятора не сертифікований за будь-яким конкретним стандартом безпеки.

Скачки напруги LC:

При подачі напруги на електронні схеми початковий стрибок струму може спричинити стрибки напруги, що значно перевищують вхідну напругу. У наших тестах з типовими силовими проводами (тестові затискачі довжиною близько 30 дюймів) спостерігалися стрибки напруги більше 7.5 В при вхідній напрузі 5 В. Джерела живлення або проводи з високою індуктивністю посилюють ці стрибки. Для придушення цих стрибків можна додати електролітичний конденсатор (33 мкФ - хороша відправна точка) поруч із регулятором між VIN та GNDI.

Посилання:

• Габаритна схема ізольованого підвищуючого стабілізатора напруги U5Z6F12 на 12 В, 1
• 3D-модель 12-вольтового, 100-матопровідного підвищуючого стабілізатора напруги U5Z6
• Інструкція зі свердління для ізольованого підвищуючого стабілізатора напруги 12 В, 100 мА U5Z6F12
• Технічний опис мікросхеми TI UCC33420