Schaltregler

Ich bin ziemlich neu in der Elektronik und wollte um Hilfe bitten.

Ich unternehme ein kleines Projekt, bei dem ich ungefähr 20 V Eingang in eine Leiterplatte habe und eine 5-V-Schiene sowie eine 3,3-V-Schiene mit maximal 100 mA pro Schiene möchte. Ich möchte die Möglichkeit haben, die 5-V-Schiene auszuschalten, wenn die Batterieversorgung schwach wird. Ich möchte einen reinen Schaltregler mit einem Enable-Pin verwenden, wo ich mit einem Mikrocontroller die Freigabe verwenden kann, um dem Regler zu signalisieren, die 5-V-Schiene abzuschalten. Ich möchte auch eine hohe Effizienz. Irgendwelche Tipps für den Einstieg?

Ich habe viel recherchiert, weiß aber nicht so recht, wo ich anfangen soll. Irgendwelche Tipps oder Richtlinien wären sehr willkommen.

Scheint ein anständiger Plan zu sein, der funktionieren könnte. Digikey verfügt über eine große Auswahl an DC/DC-Wandlern, und Sie können die Auswahl einschränken, indem Sie Parameter auswählen. In Ihrem Fall möchten Sie, dass Vin (min) 15 oder 18 V beträgt, denke ich. Vout ist 5V und 3,3V. Iout beträgt 100mA. Das sollte es etwas eingrenzen. Wenn die 20 V von einer Batterie stammen, sollten Sie sich Gedanken über die Energieverwaltung machen. Einige DC-DC-Wandler verbrauchen im Leerlauf viel Strom (mehrere mA). Suchen Sie nach Wandlern mit niedrigem Ruhestrom.
Diese Frage wird möglicherweise als "zu weit gefasst" geschlossen, aber ich denke, die Leute werden versuchen, Ihnen im Kommentarbereich zu helfen. Wenn Sie eine spezifischere Frage zu einem bestimmten Teil haben, stellen Sie eine weitere Frage.
Wenn Sie wirklich Ihr eigenes Stromversorgungssystem entwerfen möchten (eine entmutigende Aufgabe für einen Anfänger!), dann werden Sie es aufschlussreich finden, mit LTSpice (einem kostenlosen Simulationstool von Linear Technology) herumzuspielen. Alle LT-Power-Produkte verfügen über Spice-Modelle UND vorgefertigte Schaltpläne, die Sie simulieren und an Ihre eigenen Bedürfnisse anpassen können. Ihre Datenblätter enthalten oft einen empfohlenen PCB-Layout-Leitfaden für beste Leistung. (Haftungsausschluss: Ich arbeite nicht für LT, verwende aber routinemäßig ihre Produkte. Analog Devices stellt auch hervorragend unterstützte Produkte mit großartigen Datenblättern her).

Antworten (2)

Das Entwerfen von Schaltreglern ist keine triviale Aufgabe, insbesondere wenn Effizienz wichtig ist.

Wenn Sie Ihr Ziel schnell und günstig erreichen wollen, würde ich Ihnen empfehlen, bereits erhältliche Module zu kaufen, die in der Lage sind, Spannungen auf 5 und 3,3 V herunterzuwandeln. Sie können solche Module mit einem maximalen Strom von 300 mA für etwa 50 Cent bestellen.

Sie können sich auf die Schaltung zur Erkennung der Batteriespannung konzentrieren. Ein einfacher Spannungsteiler auf der Basis eines NPN-Transistors, der die Stromversorgung zum Abwärtsmodul abschaltet, wäre die einfachste Lösung. Wenden Sie sich für komplexere/effizientere Möglichkeiten zum Abschalten der Stromversorgung zum Modul an Mr. Google, er verfügt über umfangreiche Kenntnisse zu diesem Thema. Dies ist zum Beispiel eine der ausgefallenen Lösungen.

@Woss: Nein, nicht wirklich, zumindest nicht bei Verwendung eines handelsüblichen Chips. Datenblätter und App-Hinweise von namhaften Herstellern geben Ihnen viele Hinweise. Anfänger können dies tun, obwohl sie vorsichtig sein müssen, das Datenblatt lesen und auf die Details achten müssen. Sie damit abzuschrecken, tut ihnen keinen Gefallen.

Das Entwerfen eines Schaltreglers ist nicht so schwierig, wenn Sie alle Anweisungen im Datenblatt sorgfältig befolgen.

Sie möchten 20 V auf 5 V bei 100 mA absenken. Es gibt eine ganze Reihe von Chips, die das abdecken. Werfen Sie einen Blick auf Microchip und TI für den Anfang.

Diese Chips werden mit eingebautem Schalter geliefert. Sie fügen Eingangskappen, die Induktivität, Ausgangskappen und manchmal einen Widerstandsteiler für die Rückkopplung hinzu, um die Spannung einzustellen. Nichts davon ist schwer, solange Sie auf die Details achten.

Der schwierige Teil besteht nicht darin, die Schaltung zu entwerfen (das steht im Grunde direkt aus dem Datenblatt), sondern das richtige Layout zu entwerfen. Oft wird das auch im Datenblatt vorgeschlagen. Beachten Sie den Schleifenstrom, wenn der Schalter ausschaltet. Der Strom durch die Induktivität bleibt sofort gleich, aber er kommt plötzlich durch die Diode anstatt durch den Schalter. Halten Sie die Induktor-Diode-Kondensator-Stromschleife kurz.

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