na 2024/08/28 358

Kompleksowy przewodnik konfiguracji i korzystania z regulatora przełączania TPS5450DDAR

Katalog

. TPS5450DDAR to wysokowydajny układ regulatora przełączającego przełączanie produkowanego przez Texas Instruments.Dzięki wysokim prądowi wyjściowym, wysokiej wydajności i wbudowanym funkcjom ochrony jest szeroko stosowany w systemach elektrycznych różnych urządzeń elektronicznych przemysłowych i konsumenckich.Łatwa w użyciu konstrukcja umożliwia inżynierom szybkie opracowanie wysokowydajnych rozwiązań energetycznych.W tym artykule omówimy niektóre kluczowe punkty związane z TPS5450DDAR, w tym jego specyfikacje, funkcje, układ i aplikacje, abyś mógł dogłębne zrozumienie tego urządzenia.Więc zacznijmy!

Przegląd TPS5450DDAR

TPS5450DDAR to konwerter PWM o wysokim wyjściowym prądu, który integruje mosfet o niskim oporze, wysokiej po stronie N-kanałowej.Ma wysokowydajny wzmacniacz błędu napięcia, który zapewnia ścisłą dokładność regulacji napięcia w przejściowych warunkach.Ponadto ma również obwód blokady podnośnika, który zapobiec uruchomieniu, gdy napięcie wejściowe nie osiągnie 5,5 V.Wewnętrzny obwód powolnego startowego służy do ograniczenia prądu rozsianego, podczas gdy obwód zasilający napięcie służy do poprawy przejściowej odpowiedzi.Za pomocą PIN ENA prąd można zmniejszyć do zazwyczaj 18µA, gdy moc jest wyłączona.Aby zmniejszyć złożoność projektu i zmniejszyć liczbę komponentów zewnętrznych, pętla zwrotna TPS5450DDAR jest wewnętrznie kompensowana.

Alternatywy i odpowiedniki:

• • TPS5450DDA

• • TPS5450QDDARQ1

• • TPS5450DDARG4

Parametry techniczne TPS5450DDAR

• TPS5450DDAR należy do kategorii regulatorów napięcia przełączającego.

• Jego prąd spoczynkowy wynosi 18UA.

• Jego topologia to złotówka.

• Jego regulator przełączający ma częstotliwość 500 kHz.

• Ten konwerter ma 90 (typowy) procent wydajności.

• Jego metodą instalacji jest SMD lub SMT.

• TPS5450DDAR ma osiem pinów i jeden interfejs wyjściowy.

• Konwerter ma prąd wyjściowy do 5A i prąd szczytowy do 6A.

• Długość TPS5450DDAR wynosi 5 mm, szerokość wynosi 4 mm, a wysokość wynosi 1,55 mm.

• Konwerter ma minimalną temperaturę roboczą -40 ° C i maksymalną temperaturę roboczą 125 ° C.

• Konwerter jest zaprojektowany z szerokim zakresem napięcia i może działać w zakresie napięcia wejściowego od 5,5 V do 36 V.

• Konwerter zostanie wysłany w pakiecie So-PowerPad-8 oraz opakowaniu taśmy i kołowrotków w celu szybkiej instalacji i bezpiecznej dostawy.

Uproszczony schemat TPS5450DDAR

Funkcje i zalety TPS5450DDAR

Chip ma precyzyjną funkcję regulacji napięcia wyjściowego.Napięcie wyjściowe można regulować za pomocą rezystora zewnętrznego o dokładności do ± 1 procent.W normalnym trybie pracy jego częstotliwość przełączania osiąga 500 kHz.Ponadto Chip integruje również różnorodne funkcje ochrony, w tym ochronę przed napięciem wejściowym, ochronę przed przegrzaniem, ochronę pod względem napięcia wyjściowego i ochronę zwarcia.Jednocześnie Chip jest zgodny ze standardami branżowymi i ma szeroki zakres operacyjny (-40 ° C do +125 ° C) i zakres napięcia wejściowego (5,5 V do 36 V).Warto wspomnieć, że TPS5450DDAR jest również zgodny z dyrektywami środowiskowymi, takimi jak Reach, ROHS i Weee.Oprócz doskonałości w zakresie wydajności elektrycznej i przyjazności dla środowiska, TPS5450DDAR oferuje wiele innych funkcji.Wśród nich są:

Zarządzanie termicznie: TPS5450DDAR ma wiele wbudowanych środków ochrony zarządzania termicznego, w tym ochronę przegrani, ochronę przeciążenia itp., Które mogą zapewnić bezpieczeństwo i stabilność systemu.

Regulowane napięcie wyjściowe: Napięcie wyjściowe TPS5450DDAR można regulować za pomocą rezystorów zewnętrznych, aby dostosować się do potrzeb różnych scenariuszy aplikacji.

Szeroki zakres napięcia wejściowego: zakres napięcia wejściowego TPS5450DDAR wynosi 5,5 V do 36 V, co może zaspokoić potrzeby różnych scenariuszy zastosowania.

Wysoka integracja: TPS5450DDAR integruje różne obwody ochrony i sterowania, takie jak MOSFET Power, obwód ochrony napięcia odwrotnego i obwód ograniczania prądu wyjściowego, który może zmniejszyć liczbę komponentów zewnętrznych i kosztów systemu.

Wysoki prąd wyjściowy: TPS5450DDAR może zapewnić prąd wyjściowy do 5A (prąd szczytowy 6A), który może spełniać scenariusze aplikacji o wysokiej mocy.

Wysoka wydajność: TPS5450DDAR przyjmuje technologię SWIFT ™ (Switcher with Integrated FET Technology), która może zapewnić wydajność konwersji do ponad 90 procent, zmniejszając w ten sposób marnotrawstwo energetyczne i utratę ciepła.

Technologia Swift ™: TPS5450DDAR przyjmuje technologię Swift ™ Texas Instruments (Step-Down Regulator Regulator Regulator Integrated Frequency Technology).Ta technologia integruje kontroler oraz MOSFET o wysokiej i niskiej i niskiej stronie w pojedynczym układie, znacznie poprawiając wydajność i obniżając koszty.Ponadto technologia ta pomaga projektantom uprościć układ obwodu, poprawiając w ten sposób niezawodność systemu i ogólną wydajność.

Jak skonfigurować funkcję miękkiego startu TPS5450DDAR?

Głównym celem funkcji miękkiej start jest zapobieganie generowaniu nadmiernego prądu rozrywkowego podczas uruchamiania.Po włączeniu zasilania napięcie wyjściowe gwałtownie wzrośnie i bez odpowiedniej kontroli może to powodować nadmierny prąd w obwodzie, tym samym uszkadzając komponenty w obwodzie lub powodując inne działania niepożądane.Dzięki funkcji miękkiej start, TPS5450DDAR może stopniowo zwiększać napięcie wyjściowe podczas uruchamiania, ograniczając w ten sposób szybkość wzrostu prądu.Pomaga to chronić komponenty w obwodzie i zapewnia stabilne uruchamianie zasilania.Poniżej przedstawiono ogólne kroki w celu skonfigurowania funkcji TPS5450DDAR Soft-Start:

Określ czas uruchamiania: najpierw ustal, jak długo chcemy, aby napięcie wyjściowe ustabilizowały się od niskiego do wysokiego.To określi stałą czasową dla miękkiego startu.

Podłącz piny SS/TR: Podłączamy piny SS/TR do wymaganego źródła zasilania lub napięcia.Jeśli chcemy włączyć funkcję Soft-Start, musimy podłączyć pin SS/TR z zewnętrznym źródłem napięcia.Jeśli chcemy szybkiego uruchamiania bez miękkiego startu, musimy podłączyć pin SS/TR do uziemienia (GND).

Dostosuj miękki czas rozpoczęcia: Zgodnie z potrzebami miękkiego czasu rozpoczęcia można kontrolować, dostosowując wyjście zewnętrznego źródła napięcia.Wyższe napięcie spowoduje szybsze uruchamianie, a niższe napięcie wydłuży czas uruchamiania.Podczas regulacji upewnij się, że wartość ustalona znajduje się w dopuszczalnym zakresie, aby uniknąć możliwych niepotrzebnych problemów.

Sprawdź funkcję: Podłącz TPS5450DDAR do zasilacza i obciążenia wejściowego oraz obserwuj proces uruchamiania napięcia wyjściowego.Jeśli wszystko działa poprawnie, napięcie wyjściowe powinno powoli wzrosnąć do stanu ustalonego zgodnie z naszym skonfigurowanym czasem miękkim start.

Betonowe zastosowania TPS5450DDAR

• Ładowarka baterii

• Adapter mocy

• Regulatory o wysokiej gęstości obciążenia

• Systemy zasilania rozproszonych 12 V i 24 V

• Monitory LCD, monitory plazmy

Układ TPS5450DDAR

Wytyczne dotyczące układu

Podłącz ceramiczny kondensator obwodnicy o niskim ESR do pin VIN.Uważaj, aby zminimalizować obszar pętli utworzony przez połączenia kondensatora obejściowego, pin VIN i szpilkę uziemienia TPS5450DDAR.Najlepszym sposobem na to jest rozszerzenie górnej części gruntu od urządzenia przylegającego do śledzenia VIN i umieszczenie kondensatora obejściowego jak najbliżej pin VIN.Minimalna zalecana pojemność obejścia wynosi 4,7 μf ceramika z dielektrykiem X5R lub X7R.

Na górnej warstwie powinien znajdować się obszar gruntu bezpośrednio pod IC, z odsłoniętym obszarem do połączenia z PowerPad.Użyj VIA, aby połączyć ten obszar gruntu z dowolnymi wewnętrznymi samolotami naziemnymi.Użyj również dodatkowych przelotków po gruncie kondensatorów filtra wejściowego i wyjściowego.Pin GND powinien być powiązany z gruntem PCB, podłączając go do obszaru uziemienia pod urządzeniem, jak pokazano poniżej.

PIN PH powinien być kierowany do indukcyjnego wyjściowego, diody połowowej i kondensatora rozruchowego.Ponieważ połączenie pH jest węzłem przełączającym, induktor powinien znajdować się bardzo blisko pinu pH, a obszar przewodu PCB zminimalizowany, aby zapobiec nadmiernemu sprzężeniu pojemnościowe.Dioda połowowa powinna być również umieszczona w pobliżu urządzenia, aby zminimalizować obszar prądu wyjściowego.Podłącz kondensator rozruchowy między węzłem fazowym a kołkiem rozruchowym, jak pokazano.Trzymaj kondensator rozruchowy w pobliżu IC i zminimalizuj długości śledzenia przewodu.Pokazane umiejscowienie komponentów i połączenia działają dobrze, ale inne trasy połączenia mogą być również skuteczne.

Podłącz kondensator filtra wyjściowego, jak pokazano między śledzeniem Vout a GND.Ważne jest, aby zatrzymać pętlę utworzoną przez szpilkę PH, Lout, Cout i GND tak małe, jak to jest praktyczne.

Podłącz ślad vout do styku vSense za pomocą sieci dzielników rezystora, aby ustawić napięcie wyjściowe.Nie kieruj tego śladu zbyt blisko śladu pH.Ze względu na rozmiar pakietu IC i wydobycie urządzenia ślad może wymagać kierowania pod kondensatorem wyjściowym.Alternatywnie routing może być wykonany na alternatywnej warstwie, jeśli ślad pod kondensatorem wyjściowym nie jest pożądany.

Jeśli używasz schematu uziemienia pokazanego na poniższym rysunku, użyj połączenia z inną warstwą, aby skierować pin ENA.

Przykład układu

8. Jak używać TPS5450DDAR?

Korzystając z TPS5450DDAR, powinniśmy zwrócić uwagę na następujące sprawy:

Regulacja i reakcja linii

Rozsądna regulacja linii TPS5450DDAR jest ważnym sposobem na poprawę szybkości odpowiedzi i stabilności systemu zasilacza.Dostosowując parametry krytycznych komponentów w obwodzie, można zrealizować precyzyjną kontrolę napięcia wyjściowego i prądu, poprawiając w ten sposób dynamiczną odpowiedź systemu.

Wbudowana funkcja ochrony

Wbudowane przegrzanie i ochrona nadprądów TPS5450DDAR mogą skutecznie chronić urządzenie przed uszkodzeniem.W trakcie użytkowania powinniśmy w pełni wykorzystać te wbudowane funkcje ochrony, aby upewnić się, że sprzęt w nienormalnych okolicznościach można w odpowiednim czasie odłączyć od zasilania, aby uniknąć dalszych uszkodzeń.

Zakres temperatur i węzeł roboczy

W trakcie korzystania z TPS5450DDAR powinniśmy zwrócić uwagę na zmianę temperatury urządzenia, unikać pracy przez długi czas w środowisku o wysokiej lub niskiej temperaturze, aby uniknąć uszkodzenia urządzenia lub degradacji wydajności.

Regulacja częstotliwości przełączania

Częstotliwość przełączania TPS5450DDAR ma pewien wpływ na wydajność systemu zasilacza.W razie potrzeby dostosowanie częstotliwości przełączania może zoptymalizować szybkość odpowiedzi i stabilność systemu.W praktycznych zastosowaniach powinniśmy wybrać odpowiednią częstotliwość przełączania zgodnie z charakterystyką obciążenia i wymagań systemowych.

Ustawienie zakresu napięcia wejściowego

Zapewnienie, że napięcie wejściowe TPS5450DDAR mieści się w określonym zakresie, może skutecznie uniknąć uszkodzenia sprzętu lub degradacji wydajności spowodowanej zbyt wysokim lub zbyt niskim napięciem.Podczas projektowania obwodu powinniśmy rozważyć możliwą fluktuację napięcia w rzeczywistej aplikacji i odpowiednio wybrać odpowiedni zakres napięcia wejściowego.

Względy opakowania i termiczne

Pakiet TPS5450DDAR i konstrukcja termiczna mają istotny wpływ na jego wydajność i stabilność.W wyborze pakietów powinniśmy wziąć pod uwagę wymagania dotyczące środowiska operacyjnego i temperatury urządzenia i wybrać odpowiedni typ pakietu.Jednocześnie rozsądny projekt rozpraszania ciepła jest również kluczem do zapewnienia stabilnego działania urządzenia.W praktycznym zastosowaniu możemy zoptymalizować efekt rozpraszania ciepła poprzez zwiększenie radiatorów i poprawę wentylacji.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Jaki jest zakres temperatur roboczy TPS5450DDAR?

Temperatura robocza TPS5450DDAR wynosi od -40 ° C do 125 ° C.

2. Jakie aplikacje są odpowiednie TPS5450DDAR?

Jest odpowiedni do szerokiej gamy aplikacji, w tym przemysłowej, motoryzacyjnej i telekomunikacyjnej.

3. Jaki jest wymiana i równoważny TPS5450DDAR?

Możesz wymienić TPS5450DDAR TPS5450DDA, TPS5450QDDARQ1 lub TPS5450DDARG4.

4. Jakie funkcje oferuje TPS5450DDAR dla ochrony?

Oferuje funkcje ochrony, w tym ochronę nadprądową, zamknięcie termiczne i blokadę podnapięcia.