Voltaje ajustable reducido, circuito regulador de corriente usando LM2673

Esto significa que son capaces de conducir cargas de hasta 3 amperios mientras mantienen excelentes características de regulación de la línea y carga.

Una de las características destacadas es su alta eficiencia que es mayor que 90%.

Esta impresionante eficiencia se logra gracias al uso de un interruptor de alimentación DMOS bajo en resistencia.

Ahora, cuando se trata de voltajes de salida, esta serie lo cubre con opciones fijas disponibles a 3.3 V, 5 V y 12 V, además también hay una versión de salida ajustable para aquellos que necesitan un poco más de flexibilidad.

Toda la idea detrás del concepto Simple Switcher® es hacer que el proceso de diseño sea lo más directo posible mediante el uso de un número mínimo de componentes externos.

Una de las cosas interesantes de estos reguladores es que operan con un oscilador de frecuencia fija que se ejecuta a 260 kHz.

Esto permite a los diseñadores usar componentes de menor tamaño, que pueden ser realmente útiles en espacios estrechos.

Además, hay una familia de inductores estándar disponibles de varios fabricantes que son compatibles con el LM2673, lo que hace que el proceso de diseño sea aún más fácil.

Otra característica ordenada es la capacidad de reducir la corriente de aumento de la entrada al encender el regulador.

Puede hacerlo agregando un condensador de sincronización de arranque suave que ayuda a encender gradualmente el regulador en lugar de golpearlo con toda la potencia de inmediato.

La seguridad también es una prioridad con la serie LM2673, ya que incluye características de apagado térmico incorporadas y un límite de corriente programable para resistencia para el interruptor MOSFET de alimentación.

Esto ayuda a proteger tanto el dispositivo en sí como cualquier circuito de carga conectado a él en condiciones de falla.

Se garantiza que el voltaje de salida permanecerá dentro de una tolerancia de ± 2%, lo cual es bastante confiable.

Además, la frecuencia del reloj se controla dentro de una tolerancia de ± 11%.

Detalles de pinout

Funciones de pinout

Calificaciones máximas absolutas del IC LM2673

Notas:

Empujando las cosas más allá de lo anterior Calificaciones máximas absolutas puede destruir totalmente su dispositivo, como, permanentemente.

En serio, estas calificaciones son solo estrés y no piensen que su dispositivo realmente funcionará si lo está empujando a estos límites o incluso cerca de las otras condiciones que no están dentro del Condiciones de operación recomendadas.

Y si se trata de cosas militares/aeroespaciales, puede comunicarse con la oficina/distribuidores de ventas de Texas Instruments para ver qué pasa y obtener las especificaciones correctas.

Además, ¿ese voltaje de interruptor al parámetro de tierra? Esa especificación máxima absoluta es hablar sobre el voltaje de CC.

Pero puedes volver un poco negativo con el voltaje, como -10 V, pero solo si es solo un pequeño golpe de pulso, como hasta 20 ns.

Si el pulso es un poco más largo, digamos 60 ns, entonces solo puede bajar a -6 V, y si es aún más largo, como 100 ns, entonces es solo -3 V ...

Condiciones de operación recomendadas

Características eléctricas

LM2673 - Salida de 3.3 V fija

LM2673 - Salida fija de 5 V

LM2673 - Salida fija de 12 V

LM2673 - Salida ajustable 8V a 40V

Descripción detallada (diseño típico de salida de voltaje fijo)

El LM2673 es una pequeña pieza de tecnología fantástica que proporciona todas las funciones activas que necesita para un regulador de cambio o un convertidor de dinero.

Cuenta con un interruptor de alimentación interno que en realidad es un DMOS Power MOSFET. Este diseño le permite manejar las altas capacidades de corriente, hasta 3 A, mientras opera con una eficiencia impresionante.

Si está buscando soporte de diseño, el Herramienta webenca es súper útil. Puede ayudarlo con la selección de componentes instantáneos, realizar cálculos de rendimiento del circuito para la evaluación, generar una lista de componentes de la factura de materiales e incluso proporcionar un esquema de circuito específicamente para el LM2673.

Diagrama de bloque funcional

Salida del interruptor

Hablemos sobre la salida del interruptor por un momento. Esta salida proviene directamente de un interruptor de potencia MOSFET que está conectado a la derecha al voltaje de entrada.

Lo que hace este interruptor es proporcionar energía a un inductor, un condensador de salida y los circuitos de carga, todo bajo el control de un modulador de ancho de pulso interno (PWM).

El controlador PWM opera un oscilador fijo de 260 kHz. En una aplicación de baja típica, el ciclo de trabajo, esencialmente la relación de tiempo, el interruptor está encendido en comparación, de este interruptor de alimentación es proporcional a la relación del voltaje de salida de la fuente de alimentación en comparación con el voltaje de entrada.

Encontrará que el voltaje del pin 1 interrupe entre VIN (cuando el interruptor está encendido) y debajo del nivel del suelo debido a la caída de voltaje a través de un diodo Schottky externo (cuando el interruptor está apagado).

Aporte

Ahora pase al lado de la entrada, aquí es donde conecta su voltaje de entrada para la fuente de alimentación en el pin 2. No solo este voltaje de entrada proporciona energía a su carga, sino que también suministra sesgo para todos los circuitos internos dentro del LM2673 .

Para asegurarse de que todo funcione como debería, asegúrese de que su voltaje de entrada permanezca dentro del rango de 8 V a 40 V. Para un rendimiento óptimo desde su fuente de alimentación, es crucial omitir siempre este pin de entrada con un condensador de entrada que se coloca cerca al pin 2.

C Boost

El siguiente es C Boost. Debe conectar un condensador desde el pin 3 a la salida del interruptor en el pin 1. Este condensador juega un papel importante al aumentar la unidad de puerta a ese MOSFET interno sobre VIN para que pueda activarse completamente.

Al hacer esto, ayuda a minimizar las pérdidas de conducción en el interruptor de alimentación, lo que a su vez mantiene una alta eficiencia. El valor recomendado para esta c _Aumentar El condensador es de alrededor de 0.01 µF.

Suelo

¡No nos olvidemos del terreno! Esta conexión sirve como referencia de tierra para todos los componentes en la configuración de su fuente de alimentación.

En aplicaciones donde tiene cambios rápidos y altas corrientes, como las que usan el LM2673, Texas Instruments recomienda usar un plano de tierra amplio.

Esto ayuda a minimizar el acoplamiento de la señal en todo su circuito y mantiene todo funcionando sin problemas.

Ajuste actual

Una de las características sobresalientes del LM2673 es su capacidad para ajustar y adaptar el límite de corriente del interruptor máximo de acuerdo con lo que requiere su aplicación específica.

Esto significa que no tiene que preocuparse por el uso de componentes externos que necesitan ser físicos para manejar los niveles de corriente que podrían ser mucho más altos de lo que su circuito normalmente opera (como durante las condiciones de salida en corto).

Para configurar esto, conecta una resistencia del pin 5 al suelo. Esta resistencia establece una corriente (I (Pin 5) = 1.2 V / R _Adj ) que determina cuánto fluye la corriente máxima a través de ese interruptor de alimentación. La corriente de interruptor máxima se soluciona a un nivel calculado como 37,125 dividido por R _Adj .

Comentario

Ahora pasemos a la retroalimentación. Esta entrada se conecta a un amplificador de alta ganancia de dos etapas que impulsa el controlador PWM. Es esencial conectar el PIN 6 directamente a la salida real de su fuente de alimentación para establecer ese voltaje de salida de CC correctamente.

Para dispositivos de salida fijos como aquellos con salidas de 3.3 V, 5 V y 12 V, solo necesita una conexión de cable directa para hacerlo, ya que hay resistencias internas que establecen ganancias ya proporcionadas dentro del LM2673.

Sin embargo, si está utilizando una versión de salida ajustable, necesitará dos resistencias externas para establecer ese voltaje de salida de CC con precisión.

Para garantizar un funcionamiento estable de su fuente de alimentación, es realmente importante evitar cualquier acoplamiento del flujo de inductor en la entrada de retroalimentación.

De arranque suave

¡Finalmente tenemos inicio suave! Al conectar un condensador desde el pin 7 a la tierra, usted permite una activación gradual de su regulador de conmutación.

Este condensador establece un retraso de tiempo que aumenta gradualmente cuánto ciclo de trabajo utiliza su interruptor de alimentación interno.

Esta característica puede reducir significativamente cuánta corriente de aumento se extrae de su suministro de entrada cuando hay una aplicación abrupta del voltaje de entrada.

Si no necesita una funcionalidad de arranque suave, debe dejar este pin abierto con circuito abierto.

Diseño de un regulador de SEP-down LM2673 con salida de voltaje fijo

Requisitos de diseño

Entonces, si está buscando poner en marcha el LM2673, primero deberá clavar algunas cosas. Comience al descubrir las condiciones de funcionamiento de la fuente de alimentación y la corriente de salida máxima que necesitará. Luego siga estos pasos para elegir los componentes externos correctos para su configuración LM2673.

Procedimiento de diseño detallado

Permítanos imaginar que desea crear un bus de fuente de alimentación lógica del sistema que se ejecute a 3.3 V. Está planeando usar un adaptador de pared que le brinde un voltaje de CC no regulado entre 13 V y 16 V. También la corriente de carga máxima que espera es Alrededor de 2.5 A.

Ah, y te gustaría un tiempo de retraso de arranque suave de aproximadamente 50 ms. Además, prefiere usar componentes de orificio a través.

Está bien, así es como podemos hacer que suceda:

Paso 1: Condiciones de funcionamiento

Primero, presentemos las condiciones de funcionamiento conocidas:

• En _AFUERA = 3.3 V
• En _EN máximo = 16 en
• I _CARGA máximo = 2.5 a

Paso 2: seleccione la variante LM2673

Continúe y elija un LM2673T-3.3. Tenga en cuenta que el voltaje de salida tiene una tolerancia de ± 2% a temperatura ambiente y ± 3% sobre el rango de temperatura de funcionamiento completo.

Paso 3: Elija su inductor

Ahora usemos el nomógrafo para el dispositivo 3.3 V. Encuentre la Figura 14 (aunque no está incluido en estos resultados de búsqueda, este paso supone que tiene acceso a ella) y vea dónde se cruza la línea horizontal de 16 V (Vin Max) con la línea vertical 2.5 (I _CARGA max). Este punto de intersección le dice que necesitará un L33, que es un inductor de 22 µH.

Al observar la Tabla 3 (tampoco incluido en estos resultados de búsqueda, pero se supone que está disponible), verá que el L33 en un componente de agujeros a través de Renco con el número de pieza RL-1283-22-43 o desde Pulse Engineering con número de pieza PE-53933.

Paso 4: elija su condensador de salida

A continuación, use la Tabla 5 o la Tabla 6 (nuevamente, estas tablas no se proporcionan aquí, sino que se supone que es accesible) para determinar qué condensador de salida usar. Dado que tiene una salida de 3.3 V y un inductor de 33 µH, debe haber varias soluciones de condensadores de salida de orificio a través de los agujeros.

Estas soluciones le dirán cuántos del mismo tipo de condensadores para paralelo y le darán un código de capacitor de identificación.

La Tabla 1 o la Tabla 2 (también se supone que está disponible) debe proporcionar las características específicas para cada condensador. Cualquiera de estas opciones funcionaría bien en su circuito:

• 1 × 220 µF, 10 V Sanyo OS-CON (code C5)
• 1 × 1000 µF, 35 V Sanyo MV-GX (código C10)
• 1 × 2200 µF, 10 V Nichicon PL (Código C5)
• 1 × 1000 µF, 35 V Panasonic HFQ (código C7)

Tabla 1. Códigos del condensador de entrada y salida: montaje de superficie

Tabla 2. Códigos de condensador de entrada y salida: a través del agujero

Guía de selección de inductores
Tabla 3. Números de pieza del fabricante de inductores

Tabla 4. Tabla de selección de diodos de Schottky

Nomografías

Paso 5: seleccione su condensador de entrada

Finalmente, use la Tabla 5 o la Tabla 8 para elegir un condensador de entrada. Con una salida de 3.3 V y un inductor de 22 µH, hay tres soluciones de hoyo disponibles.

Estos condensadores le darán una calificación de voltaje suficiente y una calificación de corriente RMS que es superior a 1.25 A (que es la mitad de i _CARGA max).

Una vez más, referirse a la Tabla 1 o la Tabla 2 para obtener detalles de componentes específicos, estas opciones son adecuadas:

• 1 × 1000 µF, 63 V Sanyo MV-GX (código C14)
• 1 × 820 µF, 63 V Nichicon PL (Código C24)
• 1 × 560 µF, 50 V Panasonic HFQ (código C13)

Paso 6: Seleccione un diodo Schottky

Ahora eche un vistazo a la Tabla 4. Deberá elegir un diodo Schottky que esté clasificado para 3 amperios o más. Para esta aplicación, donde estamos tratando con voltajes de alrededor de 20 V, hay un par de componentes adecuados que puede usar:

1N5820

Sr302

Paso 7: Configuración de C _AUMENTAR y de arranque suave

A continuación, vamos a obtener esa c _AUMENTAR condensador ordenado. Puede ir con un condensador de 0.01 µF para C _AUMENTAR .

Ahora, para ese retraso de arranque suave de 50 ms que quería, tendremos que considerar algunos parámetros:

• I _SST : 3.7 µA
• T _Ss : 50 ms
• En _SST : 0.63 V
• En _AFUERA : 3.3 V
• En _Schottky : 0.5 V
• En _EN : 16 V

Usando el máximo V _EN Valor, se está asegurando de que el tiempo de retraso de arranque suave sea al menos los 50 ms que apunta.

Para determinar el valor correcto para CSS, puede usar la fórmula (pero no estoy formatando aquí, para que pueda verlo en texto plano) y eso nos da un valor de 0.148 µF. Como ese no es un valor de condensador estándar, puede usar un condensador de 0.22 µF en su lugar. Esto le dará un retraso de inicio suave más que suficiente.

Paso 8: Determinar R _Adj Valor