Преобразователь DC/DC изолированный понижающий, 5В 300 мА, D24Z3F5

Этот понижающий стабилизатор напряжения состоит из входного понижающего (buck) стабилизатора, расположенного перед изолированным модулем питания постоянного тока. Это позволяет получать ток до 300 мА при напряжении 5 В (по умолчанию) или 5.5 В (выбирается пользователем) из широкого диапазона входного напряжения от 5.5 В до 36 В.

Код производителя: 5756, D24Z3F5

Этот понижающий стабилизатор напряжения состоит из 5-вольтового понижающего стабилизатора на входе, за которым следует изолированный модуль преобразователя постоянного тока Texas Instruments UCC33420RAQR на выходе, обеспечивающий выходной ток до 300 мА при 5 В (по умолчанию) или 5.5 В (выбирается) из широкого диапазона входного напряжения от 5.5 В до 36 В. В отличие от неизолированных стабилизаторов, выходная земля (GNDO) фактически независима от входной стороны (GNDI), что может быть полезно для предотвращения контурных помех и избежания токов заземления, которые могут вызывать непредсказуемое поведение системы или даже приводить к повреждению потенциально дорогостоящих компонентов.

Блок-схема изолированного понижающего стабилизатора напряжения D24Z3F5 на 5 В, 300 мА:

Характеристики::

• Входное напряжение: от 5.5 В до 36 В (может работать при напряжении до 4.6 В с уменьшенной выходной токовой нагрузкой ).
• Выходное напряжение: 5 В (по умолчанию) или 5.5 В (выбирается) с точностью 4%.
• Выходной ток: до 300 мА в непрерывном режиме.
• Гальваническая изоляция между входом и выходом: обеспечивается с помощью микросхемы Texas Instruments UCC33420, имеющей следующие параметры изоляции:
• Базовый уровень изоляции: 3000 В среднеквадратичного значения
• Максимальное рабочее напряжение изоляции: 820 В среднеквадратичного значения.
• Типичный ток покоя без нагрузки: от 1 мА до 6 мА (см. график тока покоя ниже).
• Типичный КПД: от 45% до 55%, в зависимости от входного напряжения и нагрузки (см. график КПД ниже).
• Частота переключения на входе (понижающий преобразователь): ~1.1 МГц при больших нагрузках.
• Выходная частота переключения (изолированного DC-DC преобразователя): 64.5 МГц. Частота переключения на входе снижается при низких токах для повышения эффективности при малой нагрузке.
• Защита от перегрева: Присутствует
• Защита от обратной полярности: Отсутствует
• Размер: 10.16 × 25.4 мм, совместимый с макетной платой, с шагом отверстий 2.54 мм.

Отличительные знаки:

• Коды разработки печатных плат: reg40а
• Другие обозначения на печатной плате: 0J16168

Использование модуля:

Разъемы обозначены на обратной стороне печатной платы и расположены с шагом 2.54 мм вдоль краев платы для совместимости с беспаечными макетными платами , разъемами и другими устройствами для прототипирования, использующими сетку 2.54 мм. Вы можете припаивать провода или штыревые разъемы 2.54 мм непосредственно к плате. Примечание: штыревые разъемы не входят в комплект поставки данного изделия, но прямые и угловые штыревые разъемы можно приобрести отдельно.

Типичная эффективность:

КПД стабилизатора напряжения, определяемый как (выходная мощность)/(входная мощность), является важным показателем его производительности, особенно когда важны срок службы батареи или тепловыделение. На графике ниже показан КПД выходного напряжения VOUT (5 В) при различных входных напряжениях в зависимости от выходного тока:

Обратите внимание, что поскольку этот модуль состоит из двух последовательно соединенных стабилизаторов и включает в себя изолированную передачу мощности, его КПД составляет менее 60%, что значительно ниже, чем у наших неизолированных импульсных стабилизаторов напряжения.

Максимальный непрерывный выходной ток:

Микросхема UCC33420 рассчитана на непрерывный выходной ток до 300 мА, и в тестах D24Z3F5 при комнатной температуре и без принудительной циркуляции воздуха UCC33420 смогла поддерживать непрерывный ток 300 мА в течение нескольких минут в большинстве диапазонов рабочего напряжения без срабатывания тепловой защиты. Однако в этих условиях температура превысит 125°C, поэтому на следующем графике показаны непрерывные токи, которые она может выдавать без превышения 125°C, для лучшего прямого сравнения с другими регуляторами. Небольшого отвода тепла или принудительной циркуляции воздуха должно быть достаточно для достижения непрерывного тока 300 мА во всем диапазоне рабочего напряжения.

В процессе обычной эксплуатации данное изделие может нагреваться до такой степени, что может обжечь. Будьте осторожны при обращении с этим изделием или другими подключенными к нему компонентами.

Ток покоя:

Ток покоя - это ток, который регулятор использует только для собственного питания. На графике ниже показана зависимость этого тока от входного напряжения, включая напряжения, выходящие за пределы допустимого рабочего диапазона устройства:

Сниженный выходной ток при входном напряжении ниже 5.5 В:

Рекомендуемое минимальное входное напряжение для этого стабилизатора составляет 5.5 В, но он может работать и при напряжении около 4.6 В с уменьшенной выходной токовой мощностью, как показано на графике ниже:

Вопросы, касающиеся коэффициента изоляции и утечки тока через печатную плату:

Микросхема UCC33420 обеспечивает базовую изоляцию с заявленным производителем рабочим напряжением 820 В RMS . Корпус микросхемы имеет зазор и утечку тока более 4.1 мм, а на печатной плате под микросхемой имеется выточенный паз, обеспечивающий расстояние утечки тока 4.9 мм. Приблизительное эмпирическое правило гласит, что незагрязненные печатные платы FR4 должны иметь примерно 1 мм утечки тока на каждые 100 В RMS изоляции. Обратите внимание, что модуль регулятора не сертифицирован по какому-либо конкретному стандарту безопасности.

Скачки напряжения LC:

При подаче напряжения на электронные схемы первоначальный скачок тока может вызвать скачки напряжения, значительно превышающие входное напряжение. Если эти скачки превышают максимальное напряжение регулятора (36 В), регулятор может выйти из строя. В тестах с типичными силовыми проводами (тестовые зажимы длиной около 30 дюймов) наблюдались скачки, приближающиеся к 36 В, при входном напряжении около 20 В. Источники питания или провода с высокой индуктивностью усугубляют эти скачки. Для подавления этих скачков можно добавить электролитический конденсатор (33 мкФ - хорошая отправная точка) рядом с регулятором между VIN и GNDI.

Ссылки:

• Габаритная схема изолированного понижающего стабилизатора напряжения D24Z3F5 на 5 В, 300 мА
• 3D-модель изолированного понижающего стабилизатора напряжения D24Z3F5 на 5 В, 300 мА
• Инструкция по сверлению для изолированного понижающего стабилизатора напряжения 5 В, 300 мА D24Z3F5
• Техническое описание микросхемы TI UCC33420