Всем привет,

в одном моем проекте мне надо брать питание от какого-то плавающего источника питания, (это может быть литиевая сборка на 14-25В или свинцовый аккумулятор) и на выходе иметь кучу разных напряжений 1.8, 2.5, 3.3, 5, 6, 12В (а может и 19В), а иногда и отрицательные -2.5, -5В. К сожалению, априори, я не знаю все ли мне напряжения будут нужны, и какие токи могут быть по каждой из линий идти. Иногда надо иметь 2-3 линии по одному и тому же напряжению. Гальваническая развязка никогда не требуется, 0 у всех один и тот же. Суммарное потребление системы может быть всего-то 10Ватт, а может кратковременно (на секунды) достигать до 120Ватт. Резких скачков потребления нет, более того, я могу заранее сказать когда может произойти скачек.

Сейчас под каждую нагрузку делал свой блок, обычно на управляемом степ-дауне. Основная проблема - не практично, блоки занимают много места особенно если они достаточно мощные, а если комбинируешь мощные и слабые, то совсем не практично собирать.

Так как аппарат переносимый, то место и потребление - одно из основных требований.

Хочется сделать

Вариант 1: универсальный степ-даун, например, на 1-2А, поместить десятка два таких на плату, управлять каждый чем-то типа МК, или плиской, а если мне по какому-то напряжению надо получать большие токи, то объединить несколько выходов. Для отрицательных напряжений сделать инвертирующий преобразователь, так, чтобы его на уровне перепаивания перемычки можно было бы получить из обычного степ-дауна.

Вариант 2: сделать очень качественный полный мост, потом транс, который мотать каждый раз под конкретную задачу, а на выходе с транса диодный мост + LDO на нужный номинал. Если нужно какого-то напряжения на много ампер, то ставить несколько одинаковых обмоток, мостов и LDO и все параллелить.

Возникает сразу несколько вопросов:

1. что лучше, вариант 1 или 2, или есть что-то более разумное?
2. если это вариант 1, как правильно объединять выходы двух степ-даунов, а если это вариант 2, я прав, что выходы двух LDO можно просто соединить?

Критерии оптимизации:

1. не шумность выходного питания,
2. КПД,
3. маленькие габариты,
4. универсальность и легкая перенастраиваемость.
99. цена компонент.

Если такое индустриально где-то выпускают, скажите где, я лучше это куплю, сам искал, но не нашел.

Спасибо

ИИВ

Если прибегать к использованию имеющихся, и эффективно работающих универсальных устройств, то лучше всего, именно для вашего случая – скатерть самобранка.
Неплохо помогли бы и двое из ларца, одинаковы с лица.
На худой конец – ковёр-самолёт
Еще можно априори всё же попытаться определиться и разработать окончательные (железобетонные) требования к вашему питалову.
Возможно, задача упростится, если порядок на бумаге отразится порядком в мозгах.

Спасибо за ответ
Еще раз, чем не устраивают покупные:

1. надо покупать много и всяких разных, у них всегда разные корпуса, разные требования, и т.д. и т.п.
2. во время отладки некоторого переносимого оборудования у меня есть с десяток его модулей, которые как лего друг к другу подсоединяются. Каждый такой модуль хочет своего какого-то извращенного питания. Иногда во время тестов хочется изменить компановку этого лего, но, если после этого надо срочно заказывать новый блок питания, или придумывать куда его воткнуть, то получается очень не практично.
3. прикрутить к каждому блоку свое питание - тоже не практично, так как каждый блок хочет обычно сразу по 5-6 разных напряжений и они между блоками часто пересекаются.

Итак мой вопросы:

1. можно ли и как объединять два степ-дауна,
2. что шумит меньше - степ-даун или полномостовая схема,
3. что по КПД будет выше, полный мост с десятью вторичками + диодный мост + LDO или степдаун на каждое напряжение (ИМХО степдаун должен быть эффективнее, но, вдруг я не прав).

ЗЫ: написал сразу много по постановке, так как если бы я написал бы только вот эти три вопроса, то все равно меня бы сто раз спросили начерта мне это все нужно, и суммарно, отвечая я бы топтал клаву еще дольше.

С уважением

ИИВ

По крайней мере один вопрос имеет четкий ответ: отдельный стабилизатор всегда будет лучше по стабильности.
При удачном построении и по.. ну может не КПД, но предсказуемости поведения.
Очень неясно упомянуто об импульсном потреблении. Как часто и как долго это будет?
Вообще-то, как системщик, я бы нагнул всех, кто делает сменные модули по примеру зоопарка и привел их к одному-единственному напряжению питания. И делал бы центральный блок только под него.
Даже если иметь гипотетический источник на 15 номиналов, то в многочисленных разъемах надежность резко падает.

Уважаемый Microwatt,

очень Вам благодарен за ответ, и полностью с Вами согласен!


это не реально, так как в качестве лего я использую с два десятка TI борд, пяток Альтерровских и почти с десяток армов разных производителей. Все оно общается между собой по всяким PCI-x, USB, ETH, HSMC, каждый мнит, что он наделал очень удобное и правильное входное питание, а мне все это расхлебывать приходится.

Несколько своих борд я привел давно к унифицированному входному стандарту на питание и в них проблем нет вообще.



Это примерно происходит так: с арма идет команда на плиску начать серьезно считаться, после этого потребление этой плиски с 5Ватт подскакивает до 40Ватт по 2.5В и 3.3В шинам, через пару секунд термодатчик плиски видя перегрев включает вентилятор, который сидит на 12В и там еще 5Ватт теряется. В обратную сторону - все аналогично. То есть все можно предсказать за несколько десятков милисекунд и у меня вся эта информация имеется.

До этого я использовал M4-ATX но недавно в моем лего появились два очень прожорливых потребителя на 2.5В и на 19В, и моя халява кончилась...

Вот возможный вариант для тех, кто за ценой не постоит: LTM8025
Их много всяких разных у Linear Technology
Ставьте сколько не жалко, размеры мелкие, легко параллелятся, как управлять от МК тоже наверно можно придумать

Спасибо огромное за классную наводку - блок с индуктором внутри в 15х9мм - это как раз то, что надо, десятка два на плате, или несколько LTM4600 - и будет блок на любое нужное напряжение. Кстати, некоторые блочки стоят только 18бакс, если их сравнивать с полноценным DC-DC конвертером, то такой блок даже дешевле получается!

Посмотрите еще :

SIMPLE SWITCHER® Power Modules

XRP7714 Quad Channel Digital PWM Step Down Controller

Посмотрите схемотехнику материнских плат компьютеров, там как раз степ-даун на несколько (обычно 3) напряжений.
Построение такое: центральная микросхема - 3 драйвера - 3 пары транзисторов (второй для синхронного выпрямления).
Комплекты микросхем делают разные фирмы, поищите.

Приходилось встречать следующее решение - стоит полумост (или пуш-пулл), который из стабилизированного напряжения (12-24-48 В) формирует меандр с фиксированной частотой в районе 20 - 50 кгц. Этот меандр через трансформатор раздается по схеме, иногда LC-цепью формируется синус (чтоб от фронтов уйти). Где нужно - ставиться трансформаторчик с выпрямителем и фильтром, при необходимости - линейник. Хотя, как по мне - DC-DC все-таки правильнее.

Такие задачи обычно решаю многовыводным импульсным трансформатором со стабильным питающим меандром, при точности около 10проц. Если необходима более высокая точность какого либо напряжения, то оно заводится на ООС (это несколько дестабилизирует остальные). Возможно подключение нескольких трансов к одному преобразователю.