Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Посоветуйте малошумящий DC-DC конвертер 12В->5-6В 3-4W
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
dROb
Коллеги, сильно прошу не пинать, в теме пока ориентируюсь не очень, но пытаюсь разобраться.

Стоит задача, имея 12В входного напряжения, запитать устройство, потребляющее 550мА при 5В (видеопередатчик). Поставленные цели включают в себя (по убыванию важности):
- Широкую распространённость микросхемы и её невысокая цена (желательно до 100руб)
- Широкая распространённость или возможность простого изготовления ключевых компонентов (Дроссель, Емкость)
- Небольшие габариты результата
- По возможности малошумность (если этот параметр вообще зависит от самой микрухи, а не от последующей очистки напряжения)
- Наличие неплохого КПД (попробовал некое автомобильное зарядное устройство, всё понравилось, кроме того, что почему-то сильно греется. Читал что это вроде из-за использования Биполярных Ключей вместо Полевых. Автозарядка охлаждается об гнездо прикуривателя, а в моем случае такой возможности не будет)

Требования, на мой взгляд, несложные, наверняка есть какой-то стандартный простой выбор (увы, мне пока неизвестный)
Plain
http://www.compel.ru/infosheet/ST/ST1S10PHR/

http://www.compel.ru/infosheet/ST/ST1S14PHR/

Дроссель например такой:

http://www.compel.ru/infosheet/SUMIDA/CDRH73NP-220MC/

Советы действительны при условии, что "входное 12 В" не означает бортсеть автомобиля.
dROb
Цитата(Plain @ Feb 6 2013, 15:10) *
http://www.compel.ru/infosheet/ST/ST1S10PHR/

http://www.compel.ru/infosheet/ST/ST1S14PHR/

Дроссель например такой:

http://www.compel.ru/infosheet/SUMIDA/CDRH73NP-220MC/

Советы действительны при условии, что "входное 12 В" не означает бортсеть автомобиля.

Огромное спасибо! Похоже то, что надо!!
dROb
Цитата(dROb @ Feb 6 2013, 16:44) *
Огромное спасибо! Похоже то, что надо!!


Plain, а сориентируйте пожалуйста, по двум, оставшимся неясными, моментам:
- Правильно ли выбрана индуктивность в 22uH? Я начал вычислять его по приложенной формуле, но значение получилось меньше на два порядка - где то ошибся. Хотя где-то тут на форуме уже встречал упоминания что при похожих требованиях использовался именно такой номинал.. Смущает что в типовой схеме - 3.3uH
- Какой конденсатор ставится к дросселю? Насколько я понимаю, - электролит туда не пойдёт. Пойдёт ли тантал? или надо искать керамику такого номинала (честно говоря не видел таких)
Plain
П.п.5.5:

D = Vout / Vin = 5 / 12 = 0,42

П.п.5.6:

ΔIsw =< 0,3 * Iout = 0,3 * 0,55 = 0,165 А

Ton = D / Fs = 0,42 / 900000 = 467 нс

L = ((Vin – Vout) / ΔIsw ) * Ton = ((12 – 5) / 0,165) * 4,67E–7 = 20 мкГн

Входной и выходной конденсаторы, например:

http://www.compel.ru/infosheet/YAG/CC0805KKX7R8BB225/

http://www.compel.ru/infosheet/YAG/CC0805KKX5R6BB106/

И ещё. Основное требование к таким схемам — правильная разводка. Ошибётесь на миллиметр и работать не будет.
TAPAKAN
По поводу питания видеокамер. Я делал 4-х канальну систему питаемую от сети. Первичный преобразователь был на TOP255. Понижающие стабилизаторы на NCP3063. Тестировалось с реальными камерами на месте, а так же у заказчика. Никаких проблем, помех не было. Конечно это менее эффективное решение, чем приведенное выше, но тоже имеет право на жизнь. Мощность 4,2 Вт
dROb
Цитата(TAPAKAN @ Feb 8 2013, 10:42) *
Понижающие стабилизаторы на NCP3063.

Глянул, тоже интересный вариант sm.gif Но уже экспериментирую с st1s10

В общем собсно вот результаты экспериментов. Сделал такую схемку в двух копиях.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
В первом варианте используются все детальки, включая LDO 1117. Дроссель 22uH, конденсатор к дросселю - керамика на 22uF. На входе микрухи керамика на 4.7uF. Со стабилизатора выходит порядка 6В, далее LDO понижает до 5В. В этой версии всё неплохо работает, за исключением того, что LDO сильно греется. Боюсь, так использовать нельзя.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Попробовал вариант без LDO. Отличия - на входе вместо керамики 4.7uF (не было больше под рукой), стоит тантал. Стабилизатор выдает ровно 5В. В данном случае происходит следующее - на слабой нагрузке в 60мА, всё нормально. Как только подключаю свой видеопередатчик на 550мА, - стабилизатор начинает пищать, и на выходе около 2.5В. (видимо срывается синхронизация или ещё чего?). Интересно что если пальцем дотронуться до выхода с дросселя - писк прекращается, и 5В возвращаются (правда изображение с передатчика плохенькое, помехи существенные). Пробовал добавить на выход электролит на 100uF (долго сомневался можно ли), - тоже писк, правда тише, и напряжение ниже 5В.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Можете это прокомментировать? и подскажите, есть ли какие то идеи, как всё же применить первый способ с LDO (помех не было, всё хорошо, если бы не нагрев)
Буду рад любым подсказкам!

P.S. В обоих случаях плата двухсторонняя, на задней стороне цельная фольга. В первом случае туда подсоединена земля через 2 via.
P.P.S. Понимаю, что землю следовало бы сделать полигоном, но не люблю - принтер увы плохо пропечатывает
Plain
Цитата(dROb @ Feb 13 2013, 10:18) *
Можете это прокомментировать?

Вспоминая это:
Цитата(Plain @ Feb 7 2013, 15:28) *
Основное требование к таким схемам — правильная разводка. Ошибётесь на миллиметр и работать не будет.

а также наличие в официальной бумаге готовой разводки, впечатляет объём бесполезной работы.
dROb
Цитата(Plain @ Feb 13 2013, 13:30) *
Вспоминая это:

а также наличие в официальной бумаге готовой разводки, впечатляет объём бесполезной работы.


Я забыл упомянуть ещё одно требование к своей плате - небольшой размер. Поэтому референсной схемой и не воспользовался. Теперь, правда, вижу, что референсную схему почти можно уложить в мои размеры (если обрезать всю лишнюю землю по краям)
При разработке своей схемы руководствовался следующими требованиями - цепь дроссель-конденсатор максимально короткая и близкая к микросхеме. Питающие конденсаторы также по возможности ближе.
Ошибки допустил, на мой взгляд, главные, в разводке земли, и референсного сигнала с делителя (ну и, наверное, пожирнее силовые цепи). Так ли это? Что ещё посоветуете?


Вот сижу, думаю, как поступить лучше - сидеть срисовывать схему из даташита, или просто переразвести свою, с учётом требований, которые я упустил.

И главный вопрос - образец разводки в даташите и не видно толком. Как его оттуда вытащить? Может он где-то в отдельном документе освящается?

P.S. Цель теперь всё таки не сделать рабочую платку как можно скорее, а разобраться, что не так
Herz
Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 10:37) *
И главный вопрос - образец разводки в даташите и не видно толком. Как его оттуда вытащить? Может он где-то в отдельном документе освящается?

P.S. Цель теперь всё таки не сделать рабочую платку как можно скорее, а разобраться, что не так

А по-моему, там всё предельно ясно. На картинке №7 даже увеличен масштаб и показаны контуры токов. Нужно ухитриться не понять или исказить.
dROb
Цитата(Herz @ Feb 16 2013, 13:14) *
А по-моему, там всё предельно ясно. На картинке №7 даже увеличен масштаб и показаны контуры токов. Нужно ухитриться не понять или исказить.

О, классно, это оказывается контуры токов!! Век живи - век учисьsm.gif Спасибо!

В общем решил не искушать судьбу, сижу переделываю схему в соответствии с даташитом. Параллельно пытаюсь продумать как это можно сделать с домашними технологиями (минимум VIA, и по возможности односторонняя плата)
Herz
Так там и так всё на одной стороне, какие проблемы? Отверстия только для теплопередачи, если нагрев будет небольшой, то они и не нужны. Кроме того, половину разъёмов можно убрать.
dROb
В общем вот что получилось. Вроде соблюдал все правила. Под некоторым вопросом Ground Plane для AGND, который рекомендовалось сделать отдельным, но я не очень понял - как это. Из примера в даташите, увы, тоже не до конца понятно. Вроде полигон отдельный, но, как то же он наверное соединяется с главной землёй
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Покритикуйте пожалуйста!
P.S. На нижнюю часть внимание особо не обращайте. Она не будет использоваться, если уровень помех от конвертера будет в пределах разумного.
тау
Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 13:19) *
Покритикуйте пожалуйста!

уже лучше. Полигон земли снизу не забыли ?
соедините все GND с полигоном на нижнем слое.
Да , и никогда не ставьте тантал на входе подобных преобразователей , выше 200 кГц. это ошибка.
10 мкф по входу лучше было бы , керамика X7R.
telix
Цитата(тау @ Feb 16 2013, 14:54) *
Да , и никогда не ставьте тантал на входе подобных преобразователей , выше 200 кГц. это ошибка.

А поподробнее почему и ссылку на документ не дадите.
Plain
Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 13:19) *
Вроде соблюдал все правила.

У микросхемы снизу металл, так что не похоже, что Вы собираетесь применять её по правилам, если и во второй версии разводки он по-прежнему перемыкает вход, а если всё же не по правилам, то для ОПП кинуть пару перемычек норма, а вот подкладывать бумажки нет.
dROb
Цитата(тау @ Feb 16 2013, 14:54) *
уже лучше. Полигон земли снизу не забыли ?
соедините все GND с полигоном на нижнем слое.
Да , и никогда не ставьте тантал на входе подобных преобразователей , выше 200 кГц. это ошибка.
10 мкф по входу лучше было бы , керамика X7R.

Полигон на обратной стороне в этой версии не планировался, но на всякий случай сделал. sm.gif
тау
Цитата(telix @ Feb 16 2013, 14:24) *
А поподробнее почему и ссылку на документ не дадите.

в даташите черным по белому
Цитата
A minimum value of 4.7 μF for the VIN_SW and a 0.1 μF ceramic capacitor for the VIN_A are
suitable in most application conditions. A 10 μF or higher ceramic capacitor for the VIN_SW
and a 1 μF or higher for the VIN_A are recommended in cases of higher power supply source
impedance or where long wires are needed between the power supply source and the VIN
pins.


Цитата
The input ceramic capacitors should have a voltage rating in the range of 1.5 times the
maximum input voltage and be located as close as possible to VIN pins.


практика применения это полностью подтверждает. Даже на примере ТС

Цитата(Plain @ Feb 16 2013, 14:58) *
У микросхемы снизу металл, так что не похоже, что Вы собираетесь применять её по правилам, если и во второй версии разводки он по-прежнему перемыкает вход, а если всё же не по правилам, то для ОПП кинуть пару перемычек норма, а вот подкладывать бумажки нет.
действительно , пузо этого корпуса микросхемы тоже требует пайки на землю. Хотя не факт что без заземления не будет работать, при малых мощностях может быть и будет, то теплоотвод от кристалла окажется хуже.
dROb
Цитата(Plain @ Feb 16 2013, 15:58) *
У микросхемы снизу металл, так что не похоже, что Вы собираетесь применять её по правилам, если и во второй версии разводки он по-прежнему перемыкает вход, а если всё же не по правилам, то для ОПП кинуть пару перемычек норма, а вот подкладывать бумажки нет.

Да, металл я не использовал, но в первой версии платы, при потреблении 0.6А микросхема оставалась совершенно холодной. Если не ошибаюсь то металл там только для охлаждения


Цитата(тау @ Feb 16 2013, 17:30) *
в даташите черным по белому

На мой взгляд там это неоднозначно. Насколько я понимаю даташит - для всех случаев требуется обычный конденсатор C1, и керамический C2. А приведенный пример, где указывается что C1 должен быть керамическим - это для случая высокого импеданса входного источника питания, или длинных питающих проводов

На самом деле, боюсь, это мой случай. Провода питания будут около 10-15см. Проблема в том что я не могу у себя найти керамику на такое напряжение. Вернее номинал размера 1206 я уже выпаял из пары схемок, но не уверен что он на 16В...

Как думаете, что будет, если я вместо одного конденсатора на 16В соединю последовательно два на 10В ?
telix
Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 17:40) *
Как думаете, что будет, если я вместо одного конденсатора на 16В соединю последовательно два на 10В ?

Ну только емкость уменьшится в два раза и ESR возрастет тоже в два раза, уж лучше высоковольтные, меньшей емкости в параллель соединять.
dROb
Цитата(telix @ Feb 16 2013, 17:50) *
Ну только емкость уменьшится в два раза и ESR возрастет тоже в два раза, уж лучше высоковольтные, меньшей емкости в параллель соединять.

Нету у меня гарантированно высоковольтных sad.gif
Есть по 1Мкф, но уж больно это будет суетно... Как думаете, что если тантал на 4.7мкФ поставить и параллельно 1Мкф керамику? sm.gif
тау
Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 16:40) *
Как думаете, что будет, если я вместо одного конденсатора на 16В соединю последовательно два на 10В ?

это плохой вариант, есть лучший, о чем говорилось выше. Зачем Вам лишние проблемы ? работать возможно и будет, нефэншуйно. Механическая прочность никакая, ESR повышенный, помехи больше чем могли быб быть.

Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 16:59) *
Нету у меня гарантированно высоковольтных sad.gif
надо найти
Цитата
Как думаете, что если тантал на 4.7мкФ поставить и параллельно 1Мкф керамику? sm.gif
это никуда не годится . ESR у тантала на 4.7 мкф таков, что не позволяет нормально работать микросхеме.

dROb
Собрал, всё работает хорошо! Изображение на выходе видеопередатчика чистое как слеза младенца! LDO не потребовалось

Всем большое спасибо за помощь, а Plain ещё раз спасибо за хороший выбор!

P.S. Чувствовал себя немного глупо, когда создавал этот СуперКонденсатор sm.gif
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
dROb
Цитата(dROb @ Feb 16 2013, 19:40) *
Собрал, всё работает хорошо! Изображение на выходе видеопередатчика чистое как слеза младенца! LDO не потребовалось

Всем большое спасибо за помощь, а Plain ещё раз спасибо за хороший выбор!


Товарищи, в продолжение темы - подскажите, чем бы слегка фильтрануть таки выходное напряжение? Осциллографа нет, но всё же оказалось что весьма незначительные помехи пролезают (видно на видео сигнале).
Plain
Во-первых, входной и выходной общий провод должны быть в одной точке на плате, а так — обыкновенный LC-фильтр, индуктивность должна быть рассчитана на выходной ток.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.