입문자용 스위칭 조정기

입문자용 스위칭 조정기

타임 스탬프 : 22 년 2024 월 1 일 오후 00:XNUMX
소스 노드 : 3078533

우리는 설계에 선형 레귤레이터를 자주 사용합니다. 저렴하고 간단합니다. 조정기 칩 자체를 보드에 놓고 두 개의 커패시터를 추가하고 전압을 얻습니다. 물론 선형 레귤레이터는 불완전합니다. 처음에는 전압 차이를 열로 낭비할 수밖에 없으며, 무거운 방열판을 가지고 있지 않는 한 고전류 목적이나 상당한 전압 차이 변환을 위해 직선 레귤레이터를 제외합니다. 또한 전압을 높일 수 없습니다. 즉, 높은 곳에서 낮은 곳으로만 ​​갈 수 있다는 뜻입니다. 약간 실망스럽습니다.

물론, 우리는 선형 레귤레이터가 우리의 목적에 맞지 않으면 그냥 손을 뻗은 것이 아닙니다. 스위칭 조정기에는 이러한 단점이 전혀 없으므로 휴대폰에만 이러한 단점이 수십 개가 있습니다. 훨씬 더 효율적이고 첨단 기술을 사용하여 한 전압을 다른 전압으로 변환하면서 열로 전력을 거의 손실하지 않습니다. 당신이 해야 할 일은 인덕터를 다소 높은 주파수로 전환하는 것뿐입니다!

그러나 일부의 경우 스위칭 조정기가 다소 위협적으로 보일 수 있습니다. 선형 조정기에 비해 보드 레이아웃 표준이 더 높은 경향이 있으며 인덕터가 필요합니다. 때로는 몇 가지 구성 요소도 더 필요합니다. 인덕터 자체는 우리가 예상한 것보다 훨씬 더 많은 매개변수를 포함하는 다소 위협적인 구성 요소이므로 회로에 스위칭 조정기를 추가하려고 할 때 혼란스러울 수 있습니다.

더 이상은 없어! 이 기사에서는 스위칭 조정기의 기본 사항을 설명하고 시야를 흐리게 할 수 있는 전쟁의 안개를 제거하며 필요할 때마다 원하는 전압에서 몇 개의 앰프를 얼마나 쉽게 얻을 수 있는지 보여 드리겠습니다.

좋아하는 작품 찾기

다양한 목적으로 사용할 수 있는 수많은 스위칭 조정기가 있습니다! 예를 들어, 벅 레귤레이터는 전압을 낮추기만 하고, 부스트 레귤레이터는 전압을 높이기만 하며, 벅 부스트는 두 가지 모두를 수행할 수 있으므로 12V에서 10V까지 다양한 LiIon 팩에서 14.4V를 얻을 수 있습니다. 스위칭 조정기 친구를 찾을 수 있는 방법에는 두 가지가 있습니다. 다른 사람의 회로에서 부품 번호를 얻거나 Digikey/Mouser 등을 통해 제품을 확인하는 것입니다.

여러분이 생각할 수 있는 대부분의 목적을 위한 스위칭 레귤레이터가 있습니다. 12V를 몇 암페어의 5V 또는 3.3V로 변환하고 싶으십니까? 여기에는 다양한 옵션이 있습니다! LiIon 전압을 5V 또는 3.3V로 만들고 싶으십니까? 이 정확한 목적을 위한 많은 규제 기관이 있습니다! 3.3개의 AA 배터리로 ESP8266에 XNUMXV를 생성하는 초저전력 레귤레이터가 필요하십니까? 맞아요! 그리고 가능한 가장 간단한 옵션은 기존의 합리적으로 개방되어 있거나 공개적으로 보이는 설계에서 회로를 차용하는 것입니다.

예를 들어, 온라인에서 빠르게 찾을 수 있는 다양한 "DC-DC" 보드가 있습니다. Aliexpress에만 수십 가지의 인기 있는 디자인이 있고 훨씬 더 알려지지 않은 디자인도 많이 있습니다. 원하는 구성/전압인 "강압 DC-DC 5V"를 입력하고 실제로 정확한 몇 가지 목록을 찾은 다음 어떤 칩을 사용하고 있는지 확인하세요. 데이터시트를 찾을 수 있나요? 쉽게 구입할 수 있나요? 일부 목록은 현재 가치에 대해 거짓말을 하고 있는데, 칩이 실제로 필요한 것을 생산할 수 있습니까? 그렇다면 설정이 완료되었습니다!

물론 다양한 목적으로 해당 모듈을 재사용할 수 있으며 자신만의 디자인을 찾는 것에 대해 걱정할 필요도 없습니다. 그러나 대부분의 경우 자신만의 스위칭 조정기 회로를 만들면 가격뿐 아니라 회로 안정성 측면에서도 좋은 결과를 얻을 수 있습니다! 예를 들어, 공개된 비밀은 이러한 모듈이 가능한 가장 저렴한 부품이거나 값이 잘못 계산된 등 부적합한 인덕터를 갖는 경향이 있다는 것입니다. 따라서 인덕터만 교체하면 출력 전류가 치솟고 전반적인 열 출력도 감소하는 것을 볼 수 있는 경우가 많습니다.

종종 이러한 모듈에 사용되는 스위칭 조정기 IC는 가능한 가장 저렴한 칩이기도 하며 거의 더 많은 비용으로 더 나은 IC를 사용할 수 있습니다. 따라서 좋아하는 부품 웹사이트(Digikey/LCSC/Mouser 등)의 스위칭 조정기 부품 선택기를 방문하십시오. 원하는 입력 및 출력 전압 범위, 약간의 여유가 있는 최대 전류를 입력하고 "재고 있음"을 확인한 다음 가격별로 정렬하고 $1 미만으로 얼마나 얻을 수 있는지 확인하십시오!

최근에 제가 개인적으로 좋아하는 작품은 꽤 많습니다. PAM2306은 3.3% 듀티 사이클을 수행할 수 있는 듀얼 레일 1V/100A 벅 레귤레이터로, LiIon 또는 LiFePO4 배터리로 전력을 공급할 때 많은 도움이 됩니다. AP63200은 최대 5V에서 3.3A로 2V 또는 30V를 수행할 수 있는데, 이는 USB-PD에 대한 환상입니다! 그리고 동부 전선에서는 SY8089가 일반 저전압 레일에 적합합니다. 다른 사람들에게 추천하고 싶은 규제 기관이 있습니까? 댓글 섹션에서 공유해 주세요!

마음에 드는 칩을 찾으셨나요? 건배! 압도적 다수에는 인덕터가 필요합니다. 시간을 낭비하지 말고 이에 대해 알아봅시다.

인덕터를 만나보세요

인덕터는 특정 방식으로 만들어진 와이어 코일로, 적절한 상황에서 상당한 양의 전자기 에너지를 저장할 수 있습니다. 또한 반대 전압을 생성하여 전류 변화에 저항합니다. 나보다 인덕터에 정통한 사람이라면 인덕터가 얼마나 멋진지, 그리고 정말 멋진지에 대해 많은 이야기를 해줄 수 있을 것입니다! 그리고 스위칭 레귤레이터에 사용하기 위해서는 인덕터에 대해 많이 알 필요가 없습니다. 알아야 할 것은 스위칭 조정기 칩이 이러한 특성을 활용하여 하나의 전압을 다른 전압으로 변환하며 실제로 추적해야 하는 매개변수는 세 개뿐이라는 것입니다.

첫 번째는 일반적으로 uH(microHenry) 범위의 인덕턴스입니다. 스위칭 조정기의 데이터시트는 어떤 인덕턴스 값이 적합한지 바로 알려주거나(예: 회로도 또는 "권장 매개변수" 섹션), 필요한 인덕턴스를 계산하는 공식을 제공합니다. 이 두 가지 중 하나라도 제공되지 않으면 다른 사람들이 이 칩에 사용하는 값을 살펴보거나 다른 칩을 선택하십시오. 대개 마찬가지로 쉽게 사용할 수 있고 실제로 좋은 성능을 발휘하는 다른 스위칭 조정기 칩이 있습니다. 데이터 시트.

또 다른 값은 DC 전류입니다. 다시 말하지만, 인덕터 선택 과정을 안내하는 동안 많은 데이터시트가 바로 여러분의 손을 잡아줄 것입니다. 위에 표시된 PAM2306 데이터시트에서는 DC 전류가 최대 전류에 리플 전류를 더한 값임을 알려주며 리플 전류를 40%로 가정할 수 있습니다. 원하는 최대 전류. 확실히 알고 싶다면 데이터시트에서 더 정확한 값을 계산할 수 있는 공식을 제공하지만 일반적으로 제가 확인한 데이터시트에서는 40~50%를 더하라고 나와 있습니다. 따라서 인덕터 DC 전류를 원하는 최대 전류보다 1.5배 크게 선택하면 문제가 발생하지 않을 가능성이 높습니다.

특정 매개변수인 DC 저항도 볼 수 있습니다. 물론 낮을수록 좋습니다. 열로 낭비되는 전류가 줄어듭니다. 이는 단지 낭비가 아닙니다. 스위칭 조정기 응용 분야에 사용되는 인덕터는 가열되면 특성이 급격히 악화됩니다. 또한 일부 인덕터는 보기에는 괜찮아 보이더라도 조정기 스위칭 목적으로 사용할 때 최상의 성능을 발휘하지 못합니다. 여기 예를 들어 그러한 인덕터의. 이것은 파워 레일 필터링 인덕터이며, 이것이 우연히 발견되었다면 애플리케이션에 훨씬 더 적합한 더 나은 사양을 갖춘 파워 인덕터(스위칭 목적으로 사용하는 유형)가 있을 가능성이 높습니다. 100% 못쓰는건 아니지만, 하지만 더 자세히 살펴보면 도움이 될 것입니다.

인덕터를 찾는 것이 얼마나 간단한지 요약해 보겠습니다. 세 가지 매개변수 – 인덕턴스, DC 전류, DC 저항. 인덕턴스는 데이터시트에 있으며, DC 전류는 원하는 최대 전류에 1.5를 곱한 값이며, 세 번째는 돈에 비해 최대한 낮습니다. 또한 인덕터가 스위칭 조정기 애플리케이션에 적합한지 확인하십시오. 더 자세히 알아보고 싶으신가요? 여기에 몇 가지 appnote가 있습니다. 인덕터 복잡성에 대한 Wurth appnote, 및 스위칭 레귤레이터 기본 사항에 대한 TI 앱노트

Digikey, Mouser, LCSC 등 자주 사용하는 부품 선택기 웹사이트로 이동하여 인덕턴스 및 DC 전류 매개변수를 인덕터 부품 선택기에 입력하고 비용에 가장 적합한 DC 저항을 찾으면 설정이 완료됩니다. 심지어 Aliexpress에서도 인덕터를 찾을 수 있습니다! DC 전류/저항 매개변수를 나열하는 경향이 없으며 데이터시트도 거의 없지만 간단하고 저렴한 것이 필요한 경우 테이블 위에 있습니다.

인덕터를 찾았나요? 데이터시트를 받아 KiCad에 이미 적합한 설치 공간이 있는지 확인하고, 그렇지 않은 경우 기존 설치 공간을 가져와 조정하면 됩니다. 우리는 레귤레이터 칩을 얻었고, 인덕터를 골랐습니다. 이제 보드를 디자인할 시간입니다!

길을 잃을 경우를 대비해

규제 기관의 데이터시트가 양호하다면 이미 설정된 것입니다. 최고의 데이터시트는 레이아웃 예를 제공하고, 사용할 저항기를 보여주고, 추가 구성 요소, 커패시터 요구 사항을 언급하고, 알고 싶은 모든 것을 알려줍니다.

그러나 모든 데이터시트에 귀하가 알고 싶은 모든 내용이 포함되어 있는 것은 아닙니다. 안타까운 일이지만, 그렇다고 해서 그것을 끝낼 수 없다는 뜻은 아닙니다! 염두에 두어야 할 몇 가지 측면은 보드 레이아웃, 피드백 저항기 및 필요할 수 있는 추가 구성 요소입니다. 다음번에는 이것들을 살펴보고 스위칭 레귤레이터 팁과 요령도 보여드리겠습니다!

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