Разделы

В сети

Пользователей: 140
Из них просматривают:
Аналоги: 50. Видео: 1. Даташиты: 23. Инструкции: 11. Новости: 29. Остальное: 4. Ошибки: 2. Программы: 2. Производители: 2. Торрент: 3. Форум: 10. Чат: 3.
Участников: 5
Гостей: 135

an , KT315 , Google , wolf170571 , Яндекс , далее...
Рекорд 2375 человек онлайн установлен 26.12.2015.

Партнёры


Партнёры

Новые объявления

Источники питания

Сверхминиатюрные изолированные DC/DC-преобразователи со стабилизированным выходом и ультранизким уровнем пульсаций

Написал MACTEP в 10.11.2012 10:10:00 (37485 прочтений)

ПреобразовательВ статье приведены принципиальные схемы, рисунки печатных плат и фотографии изолированных DC/DC-преобразователей 5 В/5 В со стабилизированным выходом мощностью 1/4 и 1/2 Вт на основе контроллеров TPS61040/41 и SN6501. Описанные устройства отличаются сверхмалым уровнем пульсаций (до 0,5 мВ), миниатюрностью (до 7x11 мм) и низкой себестоимостью.



Введение
В настоящее время выпускается огромное количество DC/DC-npeобразователей, которые различаются между собой по многим параметрам. Наиболее важными параметрами, по мнению автора, являются входное/выходное напряжения, количество каналов (выходных напряжений), изоляция входного и выходного напряжения, мощность, габариты, уровень пульсаций выходного напряжения, наличие встроенного линейного стабилизатора напряжения и, конечно, цена.

 
Из всего многообразия DC/DC-преобразователей автора заинтересовали одноканальные DC/DC-преобразователи 5В/5В мощностью не более 1 Вт, а именно изолированные преобразователи со стабилизированным выходом мощностью 1/4 и 1/2 Вт, т.е. с выходным током не более 50 и 100 мА соответственно. Такие DC/DC-преобразователи, как правило, применяются для гальванической развязки интерфейсов (например, RS232, SPI и т.п.), а также для питания небольших устройств, в которых используются микроконтроллеры и высокоточные АЦП. Причём, если для питания интерфейсов достаточно мощности 1/4 Вт и не требуется стабильность выходного напряжения, то для питания устройств, в которых используются высокоточные АЦП, необходимы DC/DC-преобразователи мощностью не менее 1 /2 Вт со встроенным линейным стабилизатором напряжения и уровнем пульсаций не более 10 мВ. По роду деятельности автору понадобилось несколько таких преобразователей для питания небольших устройств, в состав которых входили микроконтроллеры, сопряжённые с высокоточными АЦП.

 

Попытка приобрести готовые DC/DC-преобразователи с указанными параметрами не увенчалась успехом: уровень пульсаций выходного напряжения предлагаемых преобразователей, даже оборудованных встроенным линейным стабилизатором, превышал 50 мВ. Примерно такой уровень пульсаций имеют и более дешевые, иестабилизированные DC/DC-прсобразователи. Любопытно, что при мощности преобразователей в 1 Вт и менее их цепа практически не зависит от мощности.
В связи с острой потребностью в DC/DC-преобразователях с указанными параметрами, была предпринята попытка разработать преобразователи своими силами, учитывая опыт конструирования подобных устройств [1]. В результате сконструированные DC/DC-преобразователи вполне оправдали ожидания по уровню пульсаций выходного напряжения, габаритам и себестоимости. Были реализованы два устройства: изолированный DC/DC-прсобразователь 5В/5В мощностью в 1 /4 Вт (с выходным током 50 мА) со стабилизированным выходом и уровнем пульсаций не более 5 мВ и изолированный DC/DC- преобразователь 5 В/5 В мощностью в 1/2 Вт (выходной ток 100 мА) со стабилизированным выходом и уровнем пульсаций не более 0,4...0,6 мВ (!). Оба преобразователя получились довольно миниатюрными, а стоимость комплектующих одного устройства не превысила 100 руб.

 
Принципиальные схемы преобразователей
Ниже представлены принципиальные схемы изолированных DC/DC-преобразователей 5 В/5 В со стабилизированным выходом на базе контроллеров TPS61040/41 и SN6501 (или МАХ253) с кратким пояснением функционирования.

 
Изолированный DC/DC-преобразователь 5В/5В на контроллере TPS61040/41
Микросхема контроллера TPS61040/41 компании Texas Instruments относится к так называемым повышающим DC/DC-преобразователям со встроенным ключом (максимальный ток до 400 мА) [2]. Существует также контроллер TPS61060, который пока не доступен для приобретения в РФ. Назначение подобных преобразователей - питание нескольких последовательно соединённых светодиодов от одной или нескольких батарей. Диапазон напряжения питания TPS61040/41 составляет 1,8 ... 6 В. Микросхема TPS61040/41 достаточно популярна, доступна для приобретения, имеет многочисленные аналоги (например, LM2703, LT1615, АМЕ5131, САТ4137, G5111Т11, SP6690 и др. [3]) и относительно недорогая (в корпусе SOT23-5 стоит чуть более 1 долл. США, в корпусе SON-6 размером 2x2 мм - менее 1 долл.).

 

Схема включения TPS61040/41

 Рис. 1. Основная схема включения контроллера TPS61040/41 [9]

 
Стандартная схема включения TPS61040/41 приведена на рисунке 1. Частота работы преобразователя может достигать 1 МГц; и более 14). После рассмотрения принципа работы контроллера TPS61040/41 можно сделать следующий вывод. Если из схемы рис. 1 удалить компоненты Rl, R2, CFF, СО и D1, а вход FB заземлить, то частота переключения транзистора (и скважность импульсов) будет определяться только индуктивностью L1 и таймером (400 нс), причём чем больше индуктивность L1, тем ниже частота переключения (и наоборот).

 
Частота переключения также определяется сопротивлением нагрузки: наличие гистерезиса в ограничивающем ток компараторе [4] приводит к тому, что частота изменяется скачкообразно почти в три раза во всём диапазоне изменения тока нагрузки. Максимальная частота устанавливается при максимальном токе нагрузки и достигает 1 МГц. К сожалению, в описании контроллера TPS61040/41 это полезное свойство не документировано, хотя с ростом частоты лучше подавляются ВЧ-пульсации. Следует отметить, что не все аналоги контроллера TPS61040/41 переключают частоту. Например, в контроллере LM2703 частота постоянна, а изменяется только скважность импульсов.

 

схемы однотактных прямоходовых преобразователей

 Рис. 2. Функциональные схемы однотактных прямоходовых преобразователей [5]
а - идеализированная схема, 6 - с дополнительной «размагничивающей» обмоткой

 
Если заменить индуктивность L1 трансформатором (см. рис. 2а), то выходное напряжение Vout вторичной обмотки этого трансформатора (в идеальном случае) будет определяться (в том числе) входным напряжением Vin, соотношением обмоток Nin и Nout, а частота - таймером (400 нc) и индуктивностью первичной обмотки (Lin). Причём чем меньше будет индуктивность Lin тем выше будет частота.

 

Способ подключения трансформатора к контроллеру, показанный на рисунке 2а, используется в подавляющем большинстве схем, на основе которых строятся так называемые однотактные прямоходовые преобразователи (ОПП). Эти устройства на стороне вторичной обмотки содержат специальные схемы выпрямления, сглаживания выходного напряжения, снижения уровня пульсаций (помимо сглаживающего LC-фильтра), а в некоторых случаях и линейные стабилизаторы со своими конденсаторами, препятствующими самовозбуждению.

 

Формы напряжений в первичной обмотке трансформатора
Рис. 3. Формы напряжений впервичной обмотке

трансформатора (на стоке транзистора) [11]

На стороне первичной обмотки в ОПП используются специальные схемы, которые ограничивают выброс напряжения в индуктивности при выключении транзистора (показан на рисунке 3 красным цветом). Кроме того, для предотвращения насыщения сердечника трансформатора ОПП, показанного на рис. 2а, применяется схема рис. 2б (управление транзистором показано условно), содержащая дополнительную «размагничивающую* обмотку и диод. Эта обмотка должна быть включена встречно с основной (начало обмоток показано звёздочками). Количество витков основной и дополнительной обмоток, как правило, одинаково, однако оно может и различаться (вплоть до превышения в четыре раза). На рисунке 3 синим цветом показана зависимость напряжения первичной обмотки от времени при использовании дополнительной размагничивающей обмотки (схема рис. 2б). Как видно из графика, дополнительная обмотка (помимо размагничивающей функции) гасит выброс напряжения. Существуют и альтернативные схемы, выполняющие аналогичные функции [5].

 

Поскольку в нашем случае основными требованиями являются минимизация числа электронных компонентов и нагрева устройства, предпочтение было отдано схеме рис. 2б, на основе которой была построена реальная схема DC/DC-преобразователя (см. рис. 4).

 

Схема изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере TPS61040DBV

 Рис. 4. Схема изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере TPS61040DBV (корпус S0T23-5)

 
В схеме на рисунке 4 использован трансформатор (ТР1), который намотан проводом ПЭЛО 0,1 на ферритовом кольце М1000НМ размером 5 х 3 х 1,5 мм. Каждая из первичных обмоток (одна рабочая, вторая - «размагничивающая») содержит по 10 витков провода и имеет индуктивность 16 мкГн, вторичная обмотка содержит 20 витков. Дроссель L1 намотан проводом ПЭЛО 0,1 на ферритовом кольце М2000НМ размером 5x3x1,5 мм. Его обмотка содержит 60 витков и имеет индуктивность 1,2 мГи. Этот дроссель совместно с конденсаторами С4 и С2 образует LC-фильтр, подавляющий ВЧ-пульсации выпрямленного напряжения.

 

Сам выпрямитель выполнен но мостовой схеме на двух парах диодов Шоттки типа BAT54CW (VD2, VD3) с общим катодом и BAT54AW (VD4, VD5) с общим анодом. В качестве линейного стабилизатора (DA2) использована микросхема NCP4626 компании On Semiconductor в корпусе XDFN6 размером 1,6 х 1,6 мм [6). Несмотря на малый размер, такой корпус имеет большую мощность рассеивания тепла (640 мВт), чем корпус SOT23-6 (420 мВт) большего размера (3x3 мм). Дело в том, что на дне корпуса XDFN6 предусмотрена металлическая теплоотводящая площадка, которая механически и электрически связана с печатной платой (припаяна к ней и соединена с «землёй»). Все конденсаторы, используемые в схеме, - керамические, предназначенные для поверхностного монтажа; их размер и максимально допустимое напряжение указаны на схеме. Резистор R1 является начальной нагрузкой преобразователя на холостом ходу и ограничивает выходное напряжение выпрямителя на уровне 10 В. Размагничивающая обмотка соединена с входным напряжением через дополнительный диод Шоттки типа PMEG2020EJ (VD1) в корпусе SOD323 размером 2,5 х 1,2 мм. В качестве контроллера (DA1) использована микросхема TPS61040DBV в корпусе SOT23-5 размером 3x3 мм [4]. Малые размеры комплектующих позволили реализовать преобразователь на плате с габаритами 7x12 мм.

 
При использовании контроллера TPS61040DBV, имеющего максимальный ток выходного транзистора 400 мА, уровень пульсации выходного напряжения при нагрузке в 100 Ом (ток 50 мА) составил около  15 мВ.

 

Схема подключения к трансформатору контроллера TPS61041DRV
Рис. 5. Схема подключения к трансформатору

контроллера TPS61041DRV (корпус SON-6)

При использовании микросхемы TPS61041DRV (DA1 на рис. 5) в новом корпусе SON-6 размером 2x2 мм (максимальный ток выходного транзистора ограничен значением в 250 мА), удалось снизить уровень пульсаций всего устройства до 5 мВ (размах). Снижение пульсаций объясняется тем, что частота работы микросхемы TPS61041 при максимальном токе нагрузки составляет около 1 МГц против примерно 600 кГц. у микросхемы TPS61040. Корпус SON-6, несмотря на свой малый размер, рассеивает большую мощность (688 мВт), чем SOT23-6, за счёт теплоотводящей площадки. С увеличением тока нагрузки уровень пульсаций выходного напряжения не возрастает из-за повышения частоты преобразования.

 

Трансформатор (см. рис. 5) намотан тем же проводом и на таком же ферритовом кольце, что и для схемы рис. 4, но отличается числом витков. Каждая из двух первичных обмоток содержит по 11 витков провода и имеет индуктивность по 22 мкГн, вторичная обмотка содержит 22 витка. В остальном схема преобразователя на контроллере TPS61041 аналогична схеме на контроллере TPS61040 (см. рис. 4).

 

Изолированный DC/DC-преобразователь 5 В/5 В на контроллере SN6501
Контроллер SN6501 [7] является так называемым трансформаторным драйвером, предназначенным для изолированных DC/DC-преобразователей.

 

Это новейшая (2012 г.) разработка компании Texas Instruments. По своей структуре, принципу действия и основной схеме включения с трансформатором (см. рис. 6) SN6501 мало чем отличается от популярной микросхемы трансформаторного драйвера МАХ253 [8]. Фактически SN6501 - несколько упрощенная версия МАХ253, но с увеличенным выходным током (350 мА против 200 мА у МАХ253), меньшим типовым значением сопротивления открытого транзистора (0,6 Ом против 1,5 Ом) и более высокой частотой преобразования при входном напряжении 5 В (410 и 620 кГц. против 350 и 500 кГц соответственно). Но главное отличие SN6501 от МАХ253 - более миниатюрный корпус. Если самым миниатюрным корпусом, в котором выпускается контроллер МАХ253, является 8-μМАХ размером 3x5 мм (MAX253EUA), то SN6501 размещён в корпусе SOT23-5 размером 3x3 мм.

 

Типовая схема включения контроллера SN6501

 Рис. 6. Типовая схема включения контроллера SN6501 [7]

 

При максимальной рассеиваемой мощности 250 мВт (против 350 мВт у корпуса 8-μМАХ), за счёт теплоотвода через «земляные» выводы (4 и 5 на рис. 6) преобразователь SN6501 в корпусе SOT23-5 нагревается до 40°С при выходном токе 150 мА; при том же выходном токе MAX253EUA в корпусе 8-μМАХ выдерживает всего несколько секунд, нагреваясь до 70°С, после чего выходит из строя.

 ----------------------

График зависимости выходного напряжения в точках ТР1 и ТР2 от тока нагрузки
Рис. 7. График зависимости выходного

напряжения в точках ТР1 и ТР2 (см. рис. 6)

от тока нагрузки [7]

Двухтактный режим работы SN6501 (как и МАХ253) позволяет не заботиться о размагничивании сердечника. График типовой зависимости выходного напряжения от тока нагрузки при использовании схемы рис. 6 приведён на рисунке 7.

 
Незначительные, на первый взгляд, отличия электрических характеристик преобразователя SN6501 от МАХ253, а также миниатюрный корпус первого, позволяют конструировать на основе SN6501 уникальные по своей простоте и миниатюрности DC/DC-преобразователи, обладающие ультранизким уровнем пульсаций выходного напряжения.

 

Стандартная схема выпрямления выходного напряжения, снятого с выходной обмотки трансформатора со средней точкой, с помощью двух диодов (см. рис. 6) кажется более экономичной по числу элементов по сравнению с мостовой схемой выпрямления (см. рис. 4). Однако схема со средней точкой требует двух идентичных вторичных обмоток, тогда как мостовая схема - только одной. Поэтому в описываемых устройствах использована мостовая схема выпрямления на четырёх диодах.

 

Реальная схема изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере SN6501

 Рис. 8. Реальная схема изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере SN6501

 

Схема изолированного DC/DC-npeобразователя 5 В/5 В со стабилизированным выходом и максимальным током нагрузки в 100 мА приведена на рисунке 8. В ней использован контроллер SN6501 (DA1), выпрямительные диоды PMEG2020 (VD1-VD4), стабилизатор с малым падением напряжения (0,15 В при токе 100 мА) NCP4626 (DA2) в малогабаритном корпусе XDFN6 размером 1,6 х 1,6 мм. Трансформатор ТР1 намотан на ферритовом кольце размером 5 х 3 х 1,5 мм. Марка феррита - М2500НМС-1. Каждая из первичных обмоток содержит по 20 витков провода марки ПЭПШО-0,08 и имеет индуктивность около 200 мкГн. Этот провод, во-первых, имеет двойную изоляцию, во-вторых, при диаметре внутренней медной жилы 0,08 мм его внешний диаметр около 0,16 мм. По сравнению с ним, распространённый провод марки ПЭЛШО-0,06 имеет внешний диаметр около 0,19мм. Такая разница является существенной, поскольку на ферритовое кольцо диаметром 4 мм (К4 х 2,5 х 1,2) можно намотать 80 витков провода ПЭПШО-0,08 до полного заполнения внешней цилиндрической поверхности кольца вместо 64 витков ПЭЛШО-0,06, что соответствует индуктивности около 1,5 мГн против 1 мГи. Кроме того, при зачистке провода ПЭПШО с помощью обжига, волокнистая обмотка этого провода (так же, как и провода ПЭЛО) не разматывается, а оплавляется капелькой.

 
В схеме присутствует LC-фильтр на базе конденсаторов С4, С2 и С2а и дросселя L1, который существенно подавляет ВЧ-пульсации выпрямленного напряжения. Дроссель L1 намотан проводом ПЭЛО-0,1 на таком же кольце, что и основной трансформатор, содержит 80 витков провода и имеет индуктивность 3,5 мГн. Все конденсаторы - керамические для поверхностного .монтажа; их размеры указаны на рисунке 8. Выпрямленное напряжение холостого хода составляет около 6 В. Это напряжение плавно снижается приблизительно до 5,4 В при нагрузке в 50 Ом, т.е. при токе 100 мА. Пульсация напряжения с частотой 500 кГц при токе в 100 мА составляет не более 0,5 мВ (!). Вместо кольца М2500НМС-1 К5 х 3 х 1,5 можно использовать более распространённое М2000НМ К5 х 3 х 1,5. В этом случае каждая из двух первичных обмоток должна содержать по 23-24 витка провода ПЭПШО-0,08 (200 мкГн), а вторичная обмотка - до 40 витков этого же провода. При использовании кольца из феррита М2000НМ пульсация возрастает до 2 мВ.

 --------------------

Схема подключения МАХ253 к трансформатору
Рис. 9. Схема подключения МАХ253
к трансформатору

Для трансформатора можно взять достаточно распространённое и недорогое кольцо Epcos N87 R6,3 x 3,8 х х 2,5. В этом случае каждая из двух первичных обмоток должна содержать по 4 витка провода ПЭЛ-0,125 (при этом индуктивность составляет 225 мкГн), а вторичная - 22 витка, намотанные двойным проводом того же диаметра. Электрические параметры преобразователя при этом соответствуют кольцу М2500НМС-1 К5 х З х 1,5,но габариты устройства увеличиваются, и на плате можно установить контроллер MAX253CUA в корпусе 8-μМАХ. Схема подключения этого контроллера к аналогичному трансформатору показана на рисунке 9. При использовании контроллера МАХ253 схема преобразователя остаётся прежней (см. рис. 8), за исключением дросселя L1 на кольце М2000НМ К4 х 2,5 х 1,2, обмотка которого содержит 80 витков провода ПЭПШО-0,08 и имеет индуктивность 1,5 мГн. При нагрузке в 50 Ом (выходной ток 100 мА) ВЧ-пульсации составляют около 7 мВ - сказывается более низкая рабочая частота контроллера МАХ253.

 
Для дополнительного уменьшения габаритов преобразователя на базе SN6501 вместо диодов PMEG2020 можно использовать PMEG2010, а для дросселя L1 - кольцо М2000НМ К4 х 2,5 х 1,2 (80 витков ПЭПШО-0,08; 1,5 мГн). Электрические параметры преобразователя сохраняются.

 
Эффективность работы трансформатора и, в конечном счете, уровень пульсаций выходного напряжения всего устройства зависит от того, насколько качественно произведена намотка кольца. Во-первых, после намотки первичных обмоток следует измерить их индуктивность, которая должна быть в пределах 195...210 мкГн. Во-вторых, после намотки вторичной обмотки необходимо измерить напряжение па входе линейного стабилизатора (DA2 на рис. 8), т.к. оно зависит от числа витков вторичной обмотки, качества намотки, марки феррита кольца и типа используемых выпрямительных диодов (PMEG2020 или PMEG2010). Это напряжение должно находиться в пределах 5,4—5,6 В при токе 100 мА. Если напряжение превышает 5,6 В, контроллер и диоды будут нагреваться и возрастёт уровень пульсаций. Если напряжение менее 5,4 В, уровень пульсаций также возрастёт из-за фактического отключения линейного стабилизатора. Поэтому к выходу преобразователя необходимо подключить резистор 51 Ом мощностью 2 Вт и измерить входное напряжение стабилизатора. Если оно меньше 5,4 В, необходимо домотать несколько витков вторичной обмотки, если больше - отмотать. Идеальное напряжение на входе линейного стабилизатора - 5,5 В.

 

Изготовление устройств
Основой всех DC/DC-преобразователей, описанных в статье, является ВЧ-трансформатор на ферритовом кольце. Помимо трансформатора, на ферритовых кольцах изготовлены дроссели, подавляющие пульсации выходного напряжения. Практически все используемые ферритовые кольца -отечественные, марок М1000НМ, М2000НМ и М2500НМС-1, размером 5 х 3 х 1,5 мм. Исключением является кольцо марки EPCOS N87 размером 6,3 х 3,8 х 2,5 мм и одно кольцо марки М2000НМ размером 4 х 2,5 х 1,2 мм, используемое для дросселя.

 
К сожалению, отечественные кольца изготавливаются без покрытия, имеют достаточно острые кромки и многочисленные неровности, поэтому нуждаются в скруглении острых кромок. У аккуратно обработанного кольца должны сохраняться как внешний, так и внутренний диаметр. Достаточно небольшого скругления кромок, чтобы не допустить повреждения изоляции провода при намотке.
Кольцо EPCOS N87 R6.3 х 3,8 х 2,5 выполнено со скруглёнными кромками и имеет диэлектрическое покрытие из специального материала - парилена, выдерживающего относительно высокую температуру. Поэтому на это кольцо можно наматывать провод типа ПЭЛ.

 
На обработанные отечественные кольца также можно наматывать провод ПЭЛ, не боясь повредить его изоляцию, но рекомендуется использовать обмоточный провод с двойной изоляцией (ПЭЛШО, ПЭЛО или ПЭПШО). Если обработанное кольцо покрыть несколькими слоями цапонлака или обмотать двойным слоем ленты ФУМ, то с небольшим ухудшением надёжности можно использовать и провод типа ПЭЛ. В нашем случае хороший результат обеспечил провод ПЭЛ-0,125-Обмотки должны быть выполнены следующим образом:
•  на внешней цилиндрической поверхности кольца витки должны располагаться в один слой, без зазора («виток к витку*), на внутренней поверхности - возможно и в два слоя. Такая обмотка максимально захватывает магнитный поток;
•  края обмоток должны быть хорошо закреплены, а выводы должны быть сосредоточены ближе к середине обмотки;

•  между концами первичных и вторичных обмоток на внутренней поверхности кольца необходимо оставить зазор не менее 0,8 ... 1 мм для достижения необходимой изоляции входного и выходного напряжения;
•  обмотки со средней точкой следует наматывать двойным проводом. После намотки конец первой обмотки необходимо соединить с началом второй - это и будет средняя точка.

 
Разводка всех печатных плат, приведённых в статье, сделана автором с использованием программы Sprint LayOut 5.1. Фотошаблоны плат напечатаны принтером Canon Pixma MG5140 на прозрачной плёнке Avery Zwcckform Z2503, а сами платы изготовлены по технологии, подробно описанной в [9,10].

После распайки компонентов плата промывается изопропиловым или техническим этиловым спиртом и покрывается несколькими слоями цапонлака. Трансформатор и дроссель приклеиваются к обратной стороне платы липкой двухсторонней лентой, цапонлаком или любым клеем, начиная от «Момента* и заканчивая эпоксидной смолой.

 

Разводка плат DC/DC-преобразователей на контроллере TPSB1040/41

Рис. 10. Разводка плат DC/DC-преобразователей на контроллере TPS61040/41
а - в корпусе S0T23-5(TPS61040/41DBV), 6 - в корпусе SON-6(TPS61040/41DRV)

 

Разводка плат DC/DC-преобразователей с использованием контроллера SN6501

 Рис. 11. Разводка плат DC/DC-преобразователей с использованием контроллера SN6501, кольца М2500НМС1 К5 ж 3х 1,5 (а) и EPCOS N87 R6.3 ж 3,8 ж 2,5(6); контроллера МАХ253 и кольца EPC0S N87 R6.3 ж 3,8 ж 2,5 (в)

 

Разводка платы DC/DC-преобразователя с использованием контроллера SN6501

Рис. 12. Разводка платы DC/DC-преобразователя с использованием контроллера SN6501 и диодов PMEG2010AEB в корпусе S0D523


Для выводов устройств автор использовал позолоченные цанговые штыри типа PSLM-40 с шагом 2,54 мм. Тогда при проверке и настройке преобразователь легко вставляется в одну из сторон цанговой DIP-панельки. В серийных изделиях разъёмные соединения можно не применять.
На рисунках 10-12 показана разводка плат, а на рисунках 13-16 - фотографии готовых устройств. На рисунке 14 для сравнения положена обычная спичка. Обратная сторона устройства, показанного на рисунке 14, аналогична рисунку 13в, поэтому не приводится. Устройство, разводка которого показана на рисунке 12, а фотографии - на рисунке 16, является самым миниатюрным (7x11 мм). В подрисуночных подписях приведена информация о разводке печатных плат.

 

Фотографии готовых устройств на контроллере TPS61040/41

 Рис. 13. Фотографии готовых устройств на контроллере TPS61040/41
а - в корпусе S0T23-5 (TPS61040DBV), 6 - в корпусе S0N-6(TPS61041DRV), в - обратная сторона устройств

 

Фотография изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере МАХ253
Рис. 14. Фотография изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере SN6501 с использованием диодов PMEG2020Рис. 15. Фотография изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере МАХ253 с кольцом EPCOS N87 R6.3 х 3,8 х 2,5
а - сторона платы с расположением компонентов, 6 - обратная сторона устройства


 

Фотография изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере SNG501 с использованием диодов PMEG201 ОДЕВ

Рис. 16. Фотография изолированного DC/DC-преобразователя 5 В/5 В на контроллере SNG501 с использованием диодов PMEG201ОАЕВ
а - вид устройства со стороны расположения компонентов, 6 - обратная сторона устройства

 

Заключение
По сравнению с DC/DC-преобразователями, предлагаемыми многими фирмами, представленные в настоящей статье устройства отличаются миниатюрностью, сверхмалым уровнем пульсаций и низкой себестоимостью. Такие параметры получены благодаря использованию новейших микросхем (SN6501), простоте схемных решений и технологии изготовления, доступной даже новичку.

 

Литература
1. Кузьминов A. Применение ИС цифровых изоляторов ADUM7441 и ADUM3473 для гальванической развязки интерфейса RS-232. Современная электроника. 2011. № 9.
2.  Староверов К. DC/DC-преобразователи со встроенным ключом от Texas Instruments. Новости электроники. 2007. № 18.
3. http://radio-hobby.org/modules/analog/
4. Даташит TPS61040, TPS61041
5. Мэк Р. Импульсные источники питания: Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению. Додэка-ХХ1,2008.
6. Даташит NCP4626
7. Даташит SN6501
8. Даташит МАХ253

9. Кузьминов А Метод фоторепродуцирования для изготовления фотошаблона печатных плат в домашних условиях. Технологии в электронной промышленности. 2010. №5-7.

10.Кузъминов А Изготовление устройств на печатных платах с высоким разрешением в домашних условиях. Технологии в электронной промышленности. 2010. №8-10.

11 .Гончаров А Начальная школа построения импульсных DC/DC-преобразователей (второй класс). Электронные компоненты. 2002. № 7.

 

Алексей Кузьминов (Москва) СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ♦ № 9  2012

16
 
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.
Отправитель Нити

Разное

Пайка SMD резисторов и прочих компонентов обычным паяльником:

Интересно

Семь раз отмерь, один раз отрежь. И не перепутай!

Похожие новости