TPS54202DDCR عالية الكفاءة محول باك الخصائص الفنية ودليل التطبيق
كتالوج
ما هو TPS54202DDCR؟
ال TPS54202DDCR هو محول باك متزامن 2A مع نطاق جهد إدخال من 4.5 فولت إلى 28 فولت.يدمج الجهاز اثنين من FETs التبديل مع تعويض حلقة داخلية وميزة الابتدلة الداخلية 5 مللي ثانية ، مما يقلل من عدد المكونات المطلوبة.من خلال دمج MOSFETs واستخدام حزمة SOT-23 ، يحقق TPS54202DDCR كثافة طاقة عالية مع احتلال بصمة صغيرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.يزيد وضع ECO المتقدم إلى أقصى حد من كفاءة الحمل الضوئي ويقلل من فقدان الطاقة.لتقليل EMI ، يقدم المحول أيضًا تشغيل طيف الانتشار.يحمي التيار كل دورة تدريبية في دورة MOSFET عالية الجانب المحول أثناء ظروف الحمل الزائد ، في حين أن حدود التيار الحرة في MOSFET منخفضة الجانب يمنع التيار الهارب ، مما يزيد من تعزيز السلامة.إذا استمرت الحالة الزائدة لفترة أطول من عتبة المجموعة ، يتم تشغيل آلية حماية وضع الفواق.
نماذج بديلة:
أوضاع وظيفية لـ TPS54202DDCR
تشغيل Eco-Mode ™
تم تصميم TPS54202DDCR لتعمل في وضع تخطي النبض عالي الكفاءة أثناء ظروف تحميل الضوء ، والذي يبدأ عندما ينخفض تيار المفتاح إلى 0 A.في الشكل الموجي لعقدة التبديل ، يمكن ملاحظته في دبوس SW ، واعتماد سمات أقرب إلى وضع التوصيل المتوقف (DCM) ، مما يسبب انخفاضًا في تردد التبديل الظاهر.مع انخفاض تيار الإخراج ، يصبح الفاصل بين نبضات التبديل أكثر وضوحًا.
العملية العادية
عندما يكون جهد الإدخال أعلى من عتبة UVLO ، يمكن أن يعمل TPS54202DDCR في أوضاع التبديل العادية.يحدث وضع التوصيل المستمر العادي (CCM) عندما يكون تيار ذروة المحث أعلى 0 A. في CCM ، يعمل الجهاز بتردد ثابت.
خصائص TPS54202DDCR
• الإغلاق الحراري
• ذروة التحكم في الوضع الحالي
• بداية ناعمة 5 مللي ثانية
• تعويض الحلقة الداخلية
• تخطي النبض المتقدم Eco-Mode ™
• تردد التبديل 500 كيلو هرتز
• نطاق جهد إدخال واسع من 4.5 فولت إلى 28 فولت
• طيف انتشار التردد لتقليل EMI
• إغلاق منخفضة 2 ميكرولتر ، 45 ميكرول تيار هادئة
• حماية الجهد الزائد
• حماية التيار الزائد لكلا MOSFETs مع حماية وضع الفواق
• MOSFETs متكاملة 148 مترًا و 78 مترًا لتيار 2-أ ، تيار الإخراج المستمر
كيفية تقليل ضوضاء TPS54202DDCR؟
يمكننا اتخاذ التدابير التالية لتقليل ضوضاء TPS54202DDCR.
إدارة الحمل
نحتاج إلى النظر في مسافة الاتصال بين الحمل ومصدر الطاقة ، ومحاولة الحفاظ على اتصال مسافة قصيرة ، مما يمكن أن يقلل من فقدان التيار في عملية الإرسال وتحسين كفاءة مصدر الطاقة.ثانياً ، يجب أن نختار خط اتصال جيد التوصيل ، واتصال مستقر وموثوق لضمان انتقال تيار مستقر.
اختيار المكون
نحن بحاجة إلى اختيار محاثات ضوضاء منخفضة.هذه المحاثات لها أداء التدريع الكهرومغناطيسي الممتاز لتقليل تأثير التداخل الكهرومغناطيسي على الدائرة.في الوقت نفسه ، يجب أن تكون قيمة الحث دقيقة ومستقرة لضمان استقرار وموثوقية الدائرة.اختيار المكثفات ، كمكونات لا غنى عنها في الدائرة ، لا غنى عنها ، بنفس القدر من الأهمية.يجب أن يكون للمكثفات ذات الضوضاء المنخفضة مقاومة لسلسلة مكافئة منخفضة (ESR) ، مما يقلل بشكل كبير من فقدان الدائرة عند الترددات العالية ويقلل من مستوى الضوضاء عند المدخلات.بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تتم مطابقة سعة المكثف وتصنيف الجهد بدقة مع متطلبات التصميم المحددة لضمان تشغيل الدائرة المستقرة.
تحسين التصميم
أثناء عملية التصميم ، لا ينبغي لنا فقط التأكد من توصيل دبابيس الإدخال والمخرجات والأرض بشكل صحيح لمنع إدخال ضوضاء غير ضرورية بسبب الاتصال غير السليم ، ولكن أيضًا التأكد من أن الحلقة الأرضية قصيرة قدر الإمكان وفصلها عن الإشارةحلقة لتقليل توليد ضوضاء الوضع الشائع.بالإضافة إلى ذلك ، يجب علينا أيضًا فصل خطوط الإشارة الحساسة عن حلقة التيار العالي.
تصميم الدائرة
عند صياغة مرشحات للدوائر الإلكترونية ، من الضروري التعامل مع كل من ضوضاء المدخلات والمخرجات.يمكن تحقيق معالجة الضوضاء عالية التردد عند المدخلات من خلال دمج مرشح تمرير منخفض ، مما يزيل الضوضاء غير المرغوب فيها بكفاءة.لمعالجة الضوضاء عالية التردد على جانب الإدخال ، يدمج مرشح تمرير منخفض بشكل فعال إشارات غير مرغوب فيها.وفي الوقت نفسه ، في نهاية الإخراج ، يثبت مرشح LC ، الذي يشتمل على محث ومكثف ، فعالًا في تخفيف الضوضاء.بالإضافة إلى ذلك ، نحتاج إلى تحديد المكثفات الإخراج المنخفضة المقاومة للمقاومة (ESR) للمساعدة في تقليل الضوضاء مع ضمان الاستقرار يتطلب حجم مكثف مناسب للإخراج المستقر.
مقارنة بين TPS54202DDCR و TPS54202DDCT
من خلال مقارنة رقميتي TPS54202DDCR و TPS54202DDCT ، يمكننا أن نرى بوضوح أنه بالإضافة إلى جهد الخرج وتغليف ، فإنهما يظهران درجة عالية من الاتساق في الخصائص الفنية الأخرى.
تخطيط TPS54202DDCR
إرشادات التصميم
لا تسمح لتبديل التيار إلى التدفق تحت الجهاز.
قم بإجراء اتصال Kelvin إلى دبوس GND لمسار التغذية المرتدة.
يجب أن يكون أثر عقدة VFB أصغر قدر الإمكان لتجنب اقتران الضوضاء.
توفير VIAs كافية لمكثف الإدخال ومكثف الإخراج.
حافظ على تتبع SW قصيرًا وعريضًا فعليًا لتقليل الانبعاثات المشعة.
يجب توصيل مسار Vout منفصل بمقاوم التغذية المرتدة العليا.
يجب أن يكون تتبع GND بين مكثف الإخراج ودبوس GND واسعًا قدر الإمكان لتقليل مقاومة التتبع.
يجب وضع حلقة التغذية المرتدة من الجهد بعيدًا عن تتبع التبديل عالي الجهد ، ويفضل أن يكون له درع أرضي.
يجب وضع مكثف الإدخال ومكثف الإخراج في أقرب وقت ممكن من الجهاز لتقليل المعاوقة التتبع.
يجب أن تكون آثار VIN و GND واسعة قدر الإمكان لتقليل المعاوقة النزرة.المناطق الواسعة هي أيضا مفيدة من وجهة نظر تبديد الحرارة.
مثال تخطيط
كيفية تحسين كفاءة الطاقة لأجهزة الكمبيوتر والخوادم باستخدام TPS54202DDCR؟
بعض الطرق مدرجة أدناه:
الاستفادة من وظيفة تمكين: مع وظيفة تمكين TPS54202DDCR ، يمكننا التحكم في الطاقة وإيقافها وفقًا للطلب على النظام.عندما لا يكون الجهاز قيد الاستخدام ، يمكننا إيقاف تشغيل مصدر الطاقة لتقليل استهلاك الطاقة.
اختر جهد الإخراج الصحيح: قمنا بتعيين جهد الإخراج لـ TPS54202DDCR وفقًا لمتطلبات الجهد للمكونات المختلفة في أجهزة الكمبيوتر والخوادم.هذا يمكن أن يتجنب الإفراط في الطاقة ويقلل من استهلاك الطاقة.
تحسين التخطيط والأسلاك: أثناء تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يجب علينا تحسين تخطيط وأسلاك محول الطاقة لتقليل الضوضاء والتداخل الكهرومغناطيسي.هذا يمكن أن يحسن كفاءة تحويل الطاقة ويقلل من استهلاك طاقة النظام.
استخدم المكونات الخارجية المناسبة: من أجل زيادة كفاءة الطاقة إلى الحد الأقصى ، نحتاج إلى اختيار المكونات الخارجية المناسبة مثل المحاثات والمكثفات والمقاومات.يجب أن تتميز هذه المكونات باستقرار عالي وفقدان منخفض وصغر حجمه.
ضبط تردد التبديل: يجب علينا ضبط تردد التبديل لـ TPS54202DDCR وفقًا لمتطلبات النظام لتحسين كفاءة تحويل الطاقة.قد يؤدي ارتفاع تردد التبديل إلى ارتفاع استهلاك الطاقة ، لذلك نحتاج إلى إيجاد توازن بين الكفاءة والتكلفة.
اعتماد تصميمات مخرجات متعددة: إذا كان هناك العديد من متطلبات الجهد في أجهزة الكمبيوتر والخوادم ، فيمكننا التفكير في تبني تصميم مخرجات متعددة لتلبية متطلبات إمدادات الطاقة للمكونات المختلفة.هذا يمكن أن يتجنب تحويل الجهد غير الضروري ويقلل من استهلاك الطاقة.
الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]
1. ما هو محول باك المستخدم؟
يتم استخدام محول باك لالتقدم الجهد للدخل المحدد من أجل تحقيق المخرجات المطلوبة.تُستخدم محولات Buck في الغالب لـ USB أثناء التنقل ، ومحولات Point of Load لأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وشاحنات البطارية ، والمرجع الرباعي ، والشحنات الشمسية ، ومكبرات الصوت الصوتية.
2. هل لدى TPS54202DDCR ميزات حماية مدمجة؟
نعم ، يتضمن TPS54202DDCR ميزات حماية مختلفة مثل الإغلاق الحراري ، والحماية الزائدة ، وقفل الجهد السفلي لتعزيز موثوقية وسلامة النظام.
3. ما هو الغرض من TPS54202DDCR؟
تم تصميم TPS54202DDCR لتحويل جهد إدخال أعلى بكفاءة إلى جهد إخراج أقل ، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات مثل إمدادات الطاقة وشاحنات البطارية وسائقي LED.