מיתוג הרגולטורים ל-Dummies

לעתים קרובות אנו משתמשים ברגולטורים ליניאריים בעיצובים שלנו. הם זולים ופשוטים - אתה שם את שבב הרגולטור עצמו על הלוח, מוסיף שני קבלים ומקבל מתח. הרגולטורים ליניאריים אינם מושלמים, כמובן - הם לא יכולים שלא לבזבז את הפרש המתח כחום, בתור התחלה, מה שישר מוציא אותם למטרות זרם גבוה, או המרות הבדלי מתח משמעותיות, אלא אם כן יש לך גוף קירור כבד בהישג יד. הם גם לא יכולים להגביר את המתח, מה שאומר שאתה יכול לעבור רק מגבוה לנמוך - קצת אכזבה.

כמובן, לא סתם זרקנו ידיים באוויר אם ווסת ליניארי לא מתאים למטרה שלנו. להחלפת רגולטורים אין אף אחד מהחסרונות הללו, וזו הסיבה לטלפון הנייד שלך לבדו יש כמה עשרות כאלה. הם הרבה יותר יעילים והיי-טק, מסוגלים להמיר מתח אחד למשנהו תוך שהם כמעט לא מאבדים כוח לחום. כל מה שאתה צריך לעשות הוא להחליף משרן בתדר קצת גבוה!

עם זאת, עבור חלק, החלפת רגולטורים עשויה להיראות מעט מאיימת. יש להם סטנדרטים גבוהים יותר לפריסת לוח בהשוואה לווסתים ליניאריים, והם אכן צריכים משרן - לפעמים, גם כמה רכיבים נוספים. משרנים לבדם הם רכיבים מאיימים במקצת, עם הרבה יותר פרמטרים ממה שהיינו מצפים, ואתה עלול להתבלבל כשאתה בוחן להוסיף וסת מיתוג למעגל שלך.

לא עוד! במאמר זה, אני אתן לך את היסודות של הרגולטור, אסיר כל ערפל מלחמה שעשוי להעיב על הראייה שלך, ואראה לך באיזו קלות אתה יכול להשיג כמה אמפרים טובים במתח האהוב עליך בכל פעם שאתה צריך את זה.

מציאת המועדפים שלך

יש אינספור של ווסתי החלפה שבהם אתה יכול להשתמש למטרות רבות ושונות! לדוגמה, ווסתי buck יכולים רק להפחית את המתח, ווסת חיזוק יכולים רק להגביר אותו, בעוד buck-boost יכול לעשות את שניהם, מה שמאפשר לך לקבל, נניח, 12V מחבילת LiIon המשתנה בין 10V ל-14.4V. יש שתי דרכים שבהן אתה יכול למצוא לעצמך כמה חברים רגולטורים מחליפים - או לקבל מספרי חלקים ממעגלים של מישהו אחר, או על ידי מעבר דרך Digikey/Mouser/וכו' ולראות את ההצעות שלהם.

ישנם רגולטורים מחליפים לרוב המטרות שאתה יכול לחשוב עליהן. רוצים להמיר 12V לכמה אמפר של 5V או 3.3V? יש לך המון אפשרויות כאן! רוצה לייצר 5V או 3.3V ממתח LiIon? יש מספר רב של רגולטורים למטרה זו בדיוק! ווסת בעל הספק נמוך במיוחד שמפיק 3.3V עבור ה-ESP8266 שלך משתי סוללות AA? הבנת! והאפשרות הפשוטה ביותר האפשרית היא השאלת מעגל מעיצוב קיים פתוח למדי או רק גלוי לציבור.

למשל, יש המון לוחות "DC-DC" שונים שתוכלו למצוא באינטרנט במהירות - ב- Aliexpress לבדה, יש עשרות עיצובים פופולריים, וגם הרבה יותר מעורפלים. כל שעליך לעשות הוא להזין "step-down DC-DC 5V", כל תצורה/מתח שאתה רוצה, למצוא כמה רישומים שהם למעשה מדויקים, ולראות באיזה שבב הם משתמשים. אתה יכול למצוא את גיליון הנתונים? האם אתה יכול לקנות את זה בקלות? כמה רישומים משקרים לגבי ערכים נוכחיים, אז האם השבב יכול לייצר את מה שאתה צריך? אם כן, אתה מסודר!

כמובן, למטרות רבות, אתה יכול לעשות שימוש חוזר במודולים האלה ולא לדאוג אפילו לחפש עיצובים משלך. עם זאת, לרוב, יצירת מעגל וסת מיתוג משלך ישתלם - גם במחיר, אבל גם ביציבות המעגל שלך! לדוגמה, סוד גלוי הוא שהמודולים האלה נוטים להיות בעלי משרנים לא מתאימים, או החלקים הזולים ביותר האפשריים או סתם ערכים שגויים. לעתים קרובות כל כך, אתה רק צריך להחליף את המשרן כדי לראות את זרם המוצא מרקיע שחקים, ולראות גם את תפוקת החום יורדת באופן כללי!

לעתים קרובות, ה-ICs של ווסתי המיתוג המשמשים במודולים אלה, הם גם השבבים הזולים ביותר האפשריים, וישנם ICs טובים יותר זמינים במעט יותר כסף. אז לכו לבקר בבורר החלקים של הרגולטור של אתר החלפים האהוב עליכם - Digikey/LCSC/Mouser או כל דבר אחר. הכנס את טווחי מתחי הכניסה והיציאה הרצויים שלך, זרם מקסימלי עם קצת מרחב פעולה, בדוק "במלאי", מיין לפי מחיר וראה עד כמה רחוק אתה יכול להגיע מתחת ל-$1!

המועדפים האישיים שלי לאחרונה הם כמה טובים. PAM2306 הוא וסת מסילה כפולה 3.3V/1A באק המסוגל לבצע 100% מחזור עבודה, מה שעוזר המון בעת ​​הפעלת דברים מסוללת LiIon או LiFePO4. AP63200 יכול לעשות 5V או 3.3V ב-2A החל מ-30V, וזה רדיקלי עבור ה-USB-PD השערות שלי! ובחזית המזרחית, SY8089 הוא בחירה טובה עבור מסילות מתח נמוך כלליות. יש לך רגולטורים שאתה ממליץ לאחרים? שתפו אותנו בקטע התגובות!

מצאת צ'יפ שאתה אוהב? לחיים! הרוב המוחץ מהם זקוק למשרן. בואו לא נבזבז זמן ונלמד על אלה.

הכירו את The Inductor

משרנים הם סלילי תיל העשויים בצורה מסוימת, מסוגלים לאגור כמות טובה של אנרגיה אלקטרומגנטית בנסיבות הנכונות. הם גם מתנגדים לשינויים בזרם על ידי הפקת מתח הפוך. מישהו שמבין יותר במשרנים ממני יכול לספר לך המון על כמה משרנים הם מגניבים ברצינות, והם בהחלט מגניבים מאוד! ועבור החלפת שימוש בווסת, אינך צריך לדעת הרבה על משרנים כדי להשתמש בהם. מה שאתה כן צריך לדעת הוא ששבב וסת מיתוג עושה שימוש במאפיינים האלה כדי להמיר מתח אחד למשנהו, ויש רק שלושה פרמטרים שאתה באמת צריך לעקוב אחריהם.

הראשון הוא השראות, בדרך כלל, בטווח uH (מיקרו-הנרי). גליון הנתונים של הרגולטור המיתוג שלך יגיד לך ישירות איזה ערך השראות מתאים, אולי בסכמטית לדוגמה או בסעיף "פרמטרים מומלצים", או שהוא ייתן לך נוסחה לחישוב השראות שאתה צריך. אם זה לא נותן לך אף אחד מהשניים האלה, בדוק ערכים שאנשים אחרים משתמשים בהם עם השבב הזה, או בחר שבב אחר - לעתים קרובות יותר, יש שבבי רגולטור מיתוג אחרים שאתה יכול להשתמש בהם באותה קלות, ולמעשה יש להם טוב גיליונות נתונים.

ערך נוסף הוא זרם DC. שוב, הרבה גליונות נתונים ישר יחזיקו את ידך בזמן שיובילו אותך דרך בחירת המשרן, וגיליון הנתונים של PAM2306 שהצגתי למעלה, אומר לך שזרם DC הוא הזרם המרבי שלך פלוס זרם אדווה, ואתה יכול להניח שזרם האדוות הוא 40% של זרם מקסימלי שאתה רוצה. אם אתה רוצה לדעת בוודאות, גיליון הנתונים נותן נוסחה לחישוב ערך מדויק יותר, אבל בדרך כלל, גיליונות הנתונים שבדקתי, כן אומרים לך להוסיף 40-50%. לכן, אם תבחר בזרם DC של משרן להיות גדול פי 1.5 מהזרם המרבי שאתה רוצה, סביר להניח שלא תשתבש.

ייתכן שתראה גם פרמטר ספציפי, התנגדות DC. ככל שנמוך יותר, יותר טוב, כמובן - פחות זרם מבוזבז כחום. זה גם לא רק בזבוז - סוג המשרזים המשמשים בהחלפת יישומי רגולטורים מחמירים במהירות המאפיינים שלהם כשהם מתחממים. כמו כן, חלק מהמשרנים אינם במיטבם כאשר משתמשים בהם למטרות החלפת וסת, גם אם הם נראים כחלק. הנה דוגמה של משרן כזה. זהו משרן לסינון מסילות חשמל, ואם זה מה שנתקלת בו, סביר להניח שיש משרן חשמל (מהסוג שאתה משתמש בו למטרות מיתוג) זמין עם מפרט טוב יותר שמתאים הרבה יותר ליישום שלך - לא שזה 100% בלתי שמיש, אבל אתה תרוויח מחיפוש נוסף.

בואו נסכם עד כמה זה פשוט למצוא משרן. שלושה פרמטרים - השראות, זרם DC והתנגדות DC. השראות נמצאת בגליון הנתונים, זרם DC הוא הזרם המקסימלי הרצוי שלך כפול 1.5 תן או קח, והשלישי הוא נמוך ככל שתוכל עבור הכסף שלך. בנוסף, בדוק שהמשרן מתאים להחלפת יישומי רגולטור. מחפשים ללמוד עוד? הנה כמה אפליקציות - הנה הערת Wurth על מורכבות משרן, ו הערת TI על יסודות החלפת הרגולטור.

עבור אל אתר בורר הרכיבים המועדף עליך - Digikey, Mouser, LCSC או כל דבר אחר, - הכנס את פרמטרי השראות וזרם DC בבורר חלקי המשרן, מצא את התנגדות DC הטובה ביותר עבור הכסף שלך, ואתה מוכן. לעזאזל, אתה יכול אפילו למצוא משרנים ב- Aliexpress! הם לא נוטים לרשום פרמטרים של זרם/התנגדות DC, וגיליונות הנתונים הם מעטים, אבל אם אתה צריך משהו פשוט וזול, זה על השולחן.

מצאתם משרן? קבלו את דף הנתונים, ראו אם ל-KiCad כבר יש טביעת רגל מתאימה, אם לא, פשוט קח טביעת רגל קיימת והתאם אותה, וזהו. יש לנו את שבב הרגולטור, בחרנו את המשרן, עכשיו הגיע הזמן לעצב לוח!

למקרה שתלך לאיבוד

אם גיליון הנתונים של הרגולטור שלך טוב, אתה כבר מוגדר. גליונות הנתונים הטובים ביותר מספקים פריסה לדוגמה, מראים לך באילו נגדים להשתמש, מזכירים את כל הרכיבים הנוספים, דרישות הקבלים ומלמדים אותך כל דבר אחר שאתה יכול לרצות לדעת.

עם זאת, לא כל גליונות הנתונים מכילים את כל מה שתרצה לדעת. זה מבאס, אבל זה לא אומר שאתה לא יכול לעשות את זה! יש לזכור רק כמה היבטים - פריסת לוח, נגדי משוב וכל רכיב נוסף שאתה עשוי להזדקק לו. בפעם הבאה, בוא נעבור על אלה, ואני אראה לך גם כמה עצות וטריקים להחלפת רגולטורים!

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://hackaday.com/2024/01/22/switching-regulators-for-dummies/