Рубрики
Электроприводы

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием Павел Евграфов Сергей Кривандин Совершенно не так давно, сначала 2006 года, компания RECOM

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием Павел Евграфов
Сергей Кривандин

Совершенно не так давно, сначала 2006 года, компания RECOM International Power представила импульсные стабилизаторы серии R-78xx, имеющие КПД до 97% и точно такое же предназначение и размещение выводов, что и линейные стабилизаторы серии LM78xx в корпусе TO-220. Стабилизаторы серии R-78xx за куцее время стали очень популярны у разработчиков и производителей электрического оборудования, в особенности портативных устройств. Сейчас компания RECOM расширяет эту линейку, предлагая своим клиентам изделия с большенными выходными токами и поболее широким спектром входных напряжений.

Новые серии импульсных стабилизаторов R-78Bxx и R-78HBxx

Возникновение Point-of-Load-преобразователей, размещаемых в конкретной близости от питаемого узла (платы), было обосновано развитием электроники и повсеместным внедрением цифровых сигнальных микропроцессоров, ПЛИС и т. д. Токи употребления достигнули впечатляющей величины, и падение напряжения на проводниках печатных плат и контактах разъемов стало неприемлимо велико. Повышение мощности повлекло за собой необходимость увеличения КПД, потому что дополнительные утраты порождают трудности остывания.

Серия Point-of-Load-преобразователей R-78 содержит в себе изделия с выходным током 0,5; 1 либо 1,5 А и выходным напряжением от 1,5 до 24 В из стандартного ряда зависимо от модели.

Импульсные преобразователи серии R-78xx-0.5 выпускаются в малогабаритном корпусе типа SIP3 и рассчитаны на выходной ток 0,5 А. Им не требуется радиатор либо принудительное остывание, что достигается благодаря высочайшему КПД и малой мощности утрат, что приводит к уменьшению объема конечного изделия. Посреди других плюсов — высочайшая точность установки выходного напряжения, экономия места на плате.

Новенькая серия R-78xx-1.0 реализована в том же корпусе SIP3, но отличается выходным током до 1 А. Характеристики моделей стабилизаторов серии R-78xx-1.0 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики новых импульсных стабилизаторов R-78xx-1.0, R-78Bxx и R-78HBxx в корпусах типа SIP3
Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием

Разработчики RECOM не тормознули на достигнутых результатах. В ближайшее время модельный ряд R-78xx пополнен новыми сериями R-78Bxx-1.0, R-78Bxx-1.5 и R-78HBxx-0.5 с большенными токами и поболее широким спектром входного напряжения (таблица 1). Как и в прошлых сериях, в их реализована мысль Point-of-Load неизолирующих преобразователей, расположенных в конкретной близости от питаемого узла. Стабилизаторы R-78Bxx-1.0 отличаются от предшествующей серии R-78xx-1.0 спектром входного напряжения — до 34 В. Серия R-78HBxx-0.5 имеет сверхширокий спектр Uвх — от 9 до 72 В. По утверждению компании RECOM, это 1-ый в мире преобразователь с отношением 8:1. Серия R-78Bxx-1.5 имеет наибольший выходной ток 1,5 А посреди рассматриваемых стабилизаторов.

Спектр входных напряжений новых серий R-78Bxx и R-78HBxx позволяет использовать их в изделиях с промежными шинами 12 либо 24 В, в блоках питания промышленной автоматики с промежной шиной 24 В, в шкафах и стойках силовой электроники, в изделиях с нестабильной входной сетью неизменного тока.

Конструкция и особенности R-78Bxx и R-78HBxx

Как и стабилизаторы предшествующей серии R-78xx-0.5, R-78Bxx и R-78HBxx выполнены в маленьком пластиковом корпусе типа SIP3 (рис. 1). Невзирая на маленький корпус, выходная мощность импульсных стабилизаторов довольно велика: до 12 Вт у R-78HB24-0.5 и до 15 Вт у R-78B15-1.0. Не считая того, появилась возможность установки стабилизаторов горизонтально: выпускается версия с суффиксом L, имеющая выводы, согнутые под углом 90° по отношению к корпусу. При монтаже эти изделия плотно прилегают к печатной плате, что позволяет разработчику уменьшить высоту корпуса прибора.

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием

Импульсные преобразователи серий R-78 и R-78HBxx имеют защиту от недлинного замыкания и от перегрева, отключающие преобразователь при температуре 160 °C. 1-ая ограничивает входной ток до 25 мА при маленьком замыкании на выходе, тем предотвращая сбой на цепях питания. Преобразователи работают в спектре температур от –40 до +70 °C при критической нагрузке и до +85 °C при нагрузке до 80% от наибольшей.

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием
Новые серии в SMD-корпусе

Преобразователи линейки R-78 сейчас доступны и в корпусе SMD (модели R-78Axx-0.5SMD и R-78Axx-1.0SMD) и имеют две соответствующие особенности: возможность дистанционного включения/выключения и регулировка выходного напряжения. Выходное напряжение регулируется в спектре ±50% при помощи одиночного наружного резистора. Дистанционный выключатель переводит преобразователь в режим сверхнизкого энергопотребления — всего 20 мкА.

Характеристики моделей R-78Axx-0.5SMD и R-78Axx-1.0SMD приведены в таблице 2, а внешний облик — на рис. 3.

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием
Таблица 2. Характеристики импульсных стабилизаторов R-78Axx-0.5SMD и R-78Axx-1.0SMD для поверхностного монтажа
Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием

Особенности импульсных стабилизаторов различных серий семейства R-78хx приведены в таблице 3.

Таблица 3. Сопоставление стабилизаторов линейки R-78xx
Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием
Области внедрения стабилизаторов R-78Bxx и R-78HBxx

Используя DC/DC-преобразователи RECOM разных серий, можно выстроить, к примеру, распределенный источник питания. Пример построения такового источника с выходными напряжениями 5; 3,3 и 1,5 В приведен на рис. 4.

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием

Другим примером внедрения импульсных стабилизаторов R-78 может служить устройство управления напряжением программирования для Flash-памяти. Схема устройства на R-78Axx-0.5SMD представлена на рис. 5, список частей схемы — в таблице 4. При подаче на вход «Программирование» малого уровня на выходе стабилизатора устанавливается напряжение 5 В, при подаче высочайшего уровня (логическая «1») — 12,6 В, которое подается на вход разрешения программирования микросхемы Flash-памяти.

Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием
Таблица 4. Список частей схемы для управления напряжением программирования Flash-памяти
Импульсные стабилизаторы RECOM серии R-78 для портативных устройств с батарейным питанием

Новые серии R-78 импульсных стабилизаторов RECOM позволят поменять линейные стабилизаторы в источниках питания. В отличие от последних, импульсные стабилизаторы способны работать при 100%-ной нагрузке без понижения номинальных значений.

Основными недочетами импульсных стабилизаторов числятся уровень шумов (пульсаций) и относительно высочайшая стоимость (по сопоставлению с линейными). Но рабочая частота стабилизаторов RECOM довольно высока (приблизительно 300 кГц), и колебания просто отфильтровать снутри устройства. Амплитуды пульсаций на выходе составляют всего 30–50 мВ без наружного фильтра, при помощи наружных LC-фильтров [2] их можно понизить до 5 мВ.

В компактных устройствах особо остро стоит задачка отвода тепла, в их аналоговые стабилизаторы в комплекте с радиатором применить не всегда может быть. Импульсный стабилизатор (как указывалось выше) не просит радиатора и позволяет уменьшить общий объем устройства.

Стоимость линейного стабилизатора, естественно, ниже цены импульсного, но при огромных токах 1-ый нужно установить на радиатор и, может быть, организовать его принудительный обдув. Цена такового решения может превысить стоимость внедрения импульсного стабилизатора.

Заключение

Новые модели R-78Bxx и R-78HBxx способны повсевременно работать со 100%-ной нагрузкой без ухудшения номинальных характеристик. Они отыщут свое применение в блоках питания промышленной автоматики и силовой электроники благодаря расширенному спектру входных напряжений. Может быть применение стабилизаторов в устройствах, работающих от батарей высочайшего напряжения (батареи 24, 48 либо 60 В) промышленного и бытового предназначения.

Благодаря высочайшему КПД и отсутствию необходимости остывания импульсные стабилизаторы могут быть применены в устройствах с батарейным питанием и сверхнизким потреблением, в портативных устройствах, ограниченных по размеру и массе.