Понижающий DC-DC преобразователь 5В 9A D24V90F5 (входное напряжение до 38В)

D24V90F5 - это синхронный импульсный понижающий (или buck) регулятор напряжения принимает входное напряжение до 38 В и эффективно снижает его до 5 В, обеспечивая выходной ток около 9 А. Типовой КПД от 80% до 95% делает этот регулятор подходящим для приложений с высокой мощностью, таких как питание двигателей или сервоприводов. Высокий КПД поддерживается при малых нагрузках благодаря динамическому изменению частоты переключения, а дополнительный вывод отключения обеспечивает режим пониженного энергопотребления с током потребления в несколько сотен микроампер. Выходное напряжение регулятора также можно понизить, добавив внешний резистор.

Код производителя: 2866, D24V90F5

Эти сильноточные понижающие (buck) стабилизаторы напряжения формируют фиксированное выходное напряжение 5 В при входном напряжении до 38 В. Они представляют собой импульсные стабилизаторы (также называемые импульсными источниками питания (ИП) или преобразователями постоянного тока в постоянный) и имеют типичный КПД от 80% до 95%. Выходной ток зависит от входного напряжения и КПД (см. раздел «Типовой КПД и выходной ток» ниже), но обычно выходной ток может достигать 9 А.

Вывод ENABLE можно использовать для перевода платы в режим пониженного энергопотребления, при котором ток покоя снижается примерно до 10–20 мкА на вольт на выводе VIN, а индикатор PG (питание в норме) позволяет легко контролировать состояние основного питания вашей системы. Выходное напряжение стабилизатора также можно понизить, добавив внешний резистор.

Этот регулятор имеет встроенную защиту от обратного напряжения, защиту от короткого замыкания, тепловое отключение (которое обычно срабатывает при температуре 160 °C), функцию плавного пуска, которая снижает пусковой ток, и блокировку при пониженном напряжении, которая заставляет регулятор отключаться, если входное напряжение опускается ниже 4.2 В (типовое значение).

Функции:

• Входное напряжение: от 5 до 38 В (более подробную информацию о падении напряжения регулятора, которое влияет на нижнюю границу рабочего диапазона, см. ниже)
• Фиксированный выход 5 В (с точностью 4%). Его можно снизить, добавив внешний резистор между FB и VOUT.
• Типовой максимальный непрерывный выходной ток от 4 А до 8 А
• Интегрированная защита от обратного напряжения, защита от перегрузки по току и короткого замыкания, отключение при перегреве, плавный пуск и блокировка при пониженном напряжении
• Типовой КПД составляет от 80% до 95% в зависимости от входного напряжения и нагрузки; частота переключения автоматически изменяется при малых нагрузках для поддержания высокого КПД.
• Типовой ток покоя без нагрузки 800 мкА; может быть снижен до 10–20 мкА на вольт на VIN путем отключения платы
• Выход «Power good» указывает на то, что регулятор не может поддерживать заданное выходное напряжение.
• Компактный размер: 40.6 × 20.3 × 7.6 мм)
• Четыре монтажных отверстия диаметром 2.18 мм для винтов № 2 или M2
• Меньшие отверстия для штыревых контактов 2.54 мм и большие отверстия для клеммных колодок предлагают несколько вариантов подключения к плате.

Использование регулятора:

Подключение:

Этот понижающий регулятор имеет шесть соединений: входное напряжение (VIN), заземление (GND), выходное напряжение (VOUT), обратная связь (FB), ENABLE и питание в норме (PG).

Входное напряжение VIN питает регулятор и может достигать 38 В. Эффективный нижний предел VIN равен VOUT плюс падение напряжения регулятора, которое изменяется приблизительно линейно с нагрузкой от примерно 500 мВ до 1.5 В (см. ниже график зависимости падения напряжения от нагрузки).

Выходное напряжение VOUT по умолчанию установлено на уровне 5 В. При желании выходное напряжение можно снизить, добавив резистор между выводом FB и VOUT, как описано в разделе «Уменьшение выходного напряжения» ниже.

Регулятор включен по умолчанию: подтягивающий резистор сопротивлением 100 кОм на плате соединяет вывод ENABLE с защищённым от переполюсовки выводом VIN. Вывод ENABLE можно подать на низкий уровень (ниже 0.6 В), чтобы перевести плату в режим пониженного энергопотребления. Потребляемый ток в этом спящем режиме определяется преимущественно током через подтягивающий резистор между выводом ENABLE и выводом VIN и током цепи защиты от переполюсовки, которая потребляет от 10 до 20 мкА на вольт вывода VIN при низком напряжении на выводе ENABLE. Если эта функция не нужна, вывод ENABLE следует оставить отключённым.

Выходной сигнал «питание в порядке» PG представляет собой выход с открытым стоком, который переходит в состояние низкого уровня, когда выходное напряжение стабилизатора падает ниже 90% от установленного значения (т.е. 4.5 В при стандартном значении выходного напряжения 5 В). Для использования этого вывода требуется внешний подтягивающий резистор.

Разъёмы маркированы на обратной стороне печатной платы, и плата предлагает несколько вариантов для выполнения электрических соединений. Восемь небольших сквозных отверстий на концах платы расположены с шагом 2.54 мм для совместимости с беспаечными макетными платами, разъёмами и другими устройствами для прототипирования, использующими сетку 2.54 мм. Вы так же можете припаять отрезки входящей в комплект прямой полосы штыревых разъёмов 12×1 к этим отверстиям. В качестве альтернативы вы можете припаять входящие в комплект 2-контактные клеммные колодки с шагом 5 мм к двум парам более крупных отверстий на концах платы. Для наиболее компактной установки можно припаять провода непосредственно к плате.

На плате имеются четыре монтажных отверстия, предназначенных для винтов № 2 или M2. Монтажные отверстия расположены в четырёх углах платы и разнесены на 35,56 мм по горизонтали и 15.24 мм по вертикали. В случаях, когда монтажные винты не используются, а провода припаиваются непосредственно к плате, изолированную часть проводов можно пропустить через монтажные отверстия для снятия натяжения. На рисунке выше показан пример с маломощным D24V60F5 и проводом сечением 20 AWG, что близко к пределу для проходящего через монтажные отверстия кабеля.

Уменьшение выходного напряжения:

Установленное напряжение можно при желании уменьшить, добавив внешний резистор между выводом FB и соседним выводом VOUT. Уравнения ниже показывают, как выходное напряжение зависит от номинала внешнего резистора R:

Например, чтобы получить выходное напряжение 3.3 В, можно включить резистор сопротивлением 23.7 кОм между FB и VOUT.

Минимальное напряжение VOUT для этого регулятора составляет 0.8 В. Обратите внимание, что небольшой вывод VOUT рядом с FB не предназначен для подачи большого тока; его цель — предоставить удобное место для подключения резистора регулировки напряжения.

Типовой КПД и выходной ток:

Эффективность регулятора напряжения, определяемая как отношение выходной мощности к входной мощности, является важным показателем его производительности, особенно когда речь идёт о сроке службы батареи или нагреве. Как показано на графике ниже, эти импульсные регуляторы имеют КПД от 80% до 95% для большинства комбинаций входного напряжения и нагрузки.

Максимально достижимый выходной ток платы зависит от многих факторов, включая температуру окружающей среды, воздушный поток, теплоотвод, а также входное и выходное напряжение. На графике ниже показан максимальный непрерывный выходной ток, который этот стабилизатор может обеспечить без внешнего теплоотвода или дополнительного воздушного потока.

При нормальной работе данное изделие может нагреться настолько, что может вызвать ожог. Будьте осторожны при обращении с этим изделием или другими подключенными к нему компонентами.

Типовое падение напряжения:

Падение напряжения понижающего стабилизатора - это минимальная величина, на которую входное напряжение должно превышать целевое выходное напряжение стабилизатора, чтобы обеспечить достижение заданного выходного значения. Например, если стабилизатор на 5 В имеет падение напряжения 1 В, то входное напряжение должно быть не менее 6 В, чтобы выходное напряжение достигало 5 В. На следующем графике показана зависимость падения напряжения стабилизатора D24V60F5 от выходного тока:

Частота переключения и поведение при малых нагрузках:

Регулятор, обычно, работает на частоте коммутации около 470 кГц, но при малой нагрузке частота снижается для повышения эффективности. Это может затруднить фильтрацию шума на выходе, вызванного коммутацией. Это также приводит к небольшим колебаниям выходного напряжения, подобным показанным на графике ниже:

Характеристики:

• Минимальное рабочее напряжение: 5 В
• Максимальное рабочее напряжение: 38 В
• Непрерывный выходной ток: 9 А ²
• Выходное напряжение: 5 В
• Защита от обратного напряжения: Есть
• Максимальный ток покоя: 15 мА ³
• Размер: 40.64 × 20.32 × 7.62 ¹
• Масса: 4.8 г ¹

Опознавательные знаки:

• Коды разработки печатной платы: рег15б
• Другие маркировки печатных плат: 0J8008, пустое белое поле

Примечания:

1. Без прилагаемого оборудования.
2. Типичное значение. Фактический непрерывный выходной ток ограничен тепловыделением.
3. Типовой наихудший случай (т.е. при напряжении VIN, близком к 5 В). Ток покоя зависит от входного и выходного напряжений и значительно ниже для большей части диапазона входного напряжения (обычно ниже 1 мА). Вывод ENABLE можно использовать для снижения тока покоя до нескольких сотен микроампер.

Ссылки:

• Габаритная схема понижающего регулятора напряжения D24V60F5 и D24V90F5
• Понижающий регулятор напряжения D24V60F5 и руководство по сверлению D24V90F5
• 3D модель понижающего регулятора напряжения D24V60F5 и D24V90F5