على 28/08/2024 458

نظرة عامة على TPS5430: محول PWM عالي الكفاءة

كتالوج

TPS5430 الوصف

ال TPS5430 هو محول PWM تيار عالي الناتج الذي يدمج مقاومة منخفضة ، MOSFET قناة N عالية.يوفر هذا المحول مجموعة من الميزات المتميزة ، بما في ذلك مضخم خطأ في الجهد عالي الأداء يوفر دقة تنظيم عالية في ظل ظروف عابرة ؛دائرة قفل الجهد المنخفض لمنع بدء التشغيل عندما لا يصل جهد الإدخال إلى 5.5 فولت ؛قم بتعيين دائرة بطيئة للبدء داخليًا للحد من تيار Inrush ودائرة التغذية الجهد لتحسين الاستجابة العابرة.باستخدام دبوس ENA ، يمكن تقليل تيار إمدادات الإغلاق إلى 15µA عادة.بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي TPS5430 أيضًا على ميزات مثل طرفية تمكين عالية المستوى ، والحد الزائد للتيار ، وحماية الجهد الزائد والإغلاق الحراري.لتبسيط التصميم وتقليل عدد المكونات الخارجية ، تم تعويض حلقة التغذية المرتدة TPS5430 داخليًا.في الوقت نفسه ، يمكن لـ TPS5430 تنظيم مجموعة متنوعة من إمدادات الطاقة ، بما في ذلك الحافلة 24V ، مما يسمح لها بالأداء بشكل ممتاز في سيناريوهات التطبيق المختلفة.بالإضافة إلى ذلك ، يتوفر TPS5430 في حزمة دائرة متكاملة من طاقة SOIC محسّنة حرارياً وسهلة الاستخدام.لمساعدة المستخدمين بسرعة على تنفيذ تصميمات إمدادات الطاقة عالية الأداء وتلبية احتياجات دورة تطوير الأجهزة الضيقة ، يوفر TI أيضًا وحدات التقييم وأدوات البرمجيات المصممة.ستساعد هذه الأدوات المستخدمين على تصميم إمدادات الطاقة بشكل أكثر فعالية وتحسين كفاءة العمل.

البدائل وما يعادلها:

• LM22673

• LM22676

• RT2808A

• TPS5420

ترتيب دبوس ووصف TPS5430

كما هو موضح في الصورة أعلاه ، يحتوي TPS5430 على ثمانية دبابيس ، وأسماءها وأوصافها هي كما يلي:

دبوس 1 (التمهيد): تعزيز مكثف لسائق بوابة FET عالي الجانب.قم بتوصيل 0.01μF مكثف ESR منخفض من دبوس الحذاء إلى دبوس الأس الهيدروجيني.

PIN 2 ~ 3 (NC): غير متصل داخليًا.

PIN 4 (vsense): جهد التغذية المرتدة للمنظم.تواصل لمقسم الجهد الإخراج.

PIN 5 (ENA): ON and OFF Control.أقل من 0.5 فولت ، يتوقف الجهاز عن التبديل.تطفو الدبوس لتمكين.

دبوس 6 (GND): الأرض.الاتصال بـ DAP.

دبوس 7 (فين): جهد إمدادات الإدخال.تجاوز دبوس فين إلى دبوس GND بالقرب من حزمة الجهاز مع مكثف سيراميك ESR عالية الجودة.

PIN 8 (PH): مصدر الطاقة الجانبية العالية MOSFET.متصل بمحث خارجي وديود.

خصائص TPS5430

TPS5430 عادة ما يكون للخصائص التالية:

انخفاض استهلاك الطاقة: يحتوي TPS5430 على أوضاع عمل متعددة ، والتي يمكنها تلقائيًا ضبط تردد التشغيل والتيار وفقًا لظروف التحميل الفعلية ، وبالتالي تحقيق عملية استهلاك الطاقة المنخفضة.في ظل ظروف الحمل الخفيف أو عدم التحميل ، يمكن لـ TPS5430 أن يدخل وضع السكون ، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة.

الكفاءة العالية: TPS5430 يتبنى تقنية التحكم في التبديل المتقدمة ، مما يجعل كفاءة تحويل الطاقة تصل إلى 96 في المائة.في التطبيقات العملية ، يمكن أن تقلل بشكل فعال من فقدان الطاقة وتحسين الأداء الكلي للجهاز.

الأداء الحراري الجيد: يعتمد TPS5430 تصميمًا متقدمًا لتبديد الحرارة ، والذي يمكنه إجراء الحرارة بشكل فعال إلى المبرد لضمان تشغيل الجهاز في بيئات درجات الحرارة العالية.

كفاءة التحويل العالية: في التطبيقات العملية ، يمكن لـ TPS5430 تحويل طاقة الإدخال بكفاءة إلى طاقة الإخراج ، مما يقلل بشكل كبير من فقدان الطاقة وبالتالي تحسين الأداء الكلي للجهاز.لا يساعد هذا التحويل الفعال في تقليل استهلاك طاقة النظام فحسب ، بل يقلل أيضًا من مشكلات تبديد الحرارة ويحسن استقرار النظام وموثوقيته.

التكامل العالي: يدمج TPS5430 مجموعة متنوعة من الوحدات الوظيفية ، بما في ذلك حماية الجهد الزائد ، والحدود الحالية ، وتحويل الجهد ، وحماية الجهد السفلي ، وما إلى ذلك ، مما يقلل بشكل كبير من تعقيد التصميم للدوائر المحيطية.في الوقت نفسه ، يعتمد TPS5430 حزمة صغيرة لتسهيل التكامل في الأجهزة الإلكترونية المختلفة.

أوضاع وظيفية لـ TPS5430

العملية مع التحكم ENA

الجهد العتبة التمكين هو 1.3 فولت كحد أقصى.مع وجود ENA أسفل جهد الحد الأدنى لحد الحد الأدنى 0.5 فولت ، يتم تعطيل TPS5430 ويتم تثبيط التبديل حتى لو كان VIN أعلى من عتبة UVLO.يتم تقليل التيار الهادئ في هذه الحالة.إذا تم زيادة جهد ENA فوق الحد الأقصى لبدء الحد الأقصى بينما يكون V (VIN) أعلى من عتبة UVLO ، يصبح الجهاز نشطًا.يتم تمكين التبديل وبدأ تسلسل البداية البطيئة.يبدأ TPS5430 بشكل خطي في رفع الجهد المرجعي الداخلي من 0 V إلى قيمته النهائية خلال الفترة الزمنية البطيئة الداخلية.

التشغيل بالقرب من الحد الأدنى من جهد المدخلات

يوصى بتشغيل TPS5430 مع فولتية الإدخال فوق 5.5 فولت. عتبة VIN UVLO النموذجية هي 5.3 فولت ويمكن أن يعمل الجهاز عند فولتية الإدخال وصولاً إلى جهد UVLO.في فولتية الإدخال أسفل الجهد الفعلي UVLO ، لن يتحول الجهاز.إذا كان EN عائمًا أو يتم سحبه خارجيًا إلى أعلى من 1.3 فولت ، عندما يمر V (VIN) بحد UVLO ، ستصبح TPS5430 نشطة.يتم تمكين التبديل وبدأ تسلسل البداية البطيئة.تبدأ TPS5430 خطًا خطيًا في الجهد المرجعي الداخلي من 0 V إلى قيمته النهائية خلال الفترة الزمنية الداخلية البطيئة.

ما هي مزايا وعيوب TPS5430؟

مزايا TPS5430

الحزمة المدمجة: تتبنى TPS5430 نموذج حزمة مضغوط ، وعادة ما تكون حزمة SOP أو MSOP ذات 8 أسنان ، وهي صغيرة ومناسبة للاستخدام في سيناريوهات التطبيق مع مساحة محدودة.

وظائف الحماية: يحتوي TPS5430 على مجموعة متنوعة من وظائف الحماية المدمجة ، بما في ذلك حماية الحمل الزائد ، وحماية ارتفاع درجة الحرارة ، وحماية قفل الجهد ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن أن تحسن ثبات وموثوقية النظام ، وكذلك حماية الحمل و IC نفسه منضرر.

نطاق جهد المدخلات الواسع: TPS5430 قادر على التكيف مع مجموعة واسعة من فولتية المدخلات ، تعمل من 3.5 فولت إلى 28 فولت.هذا يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من ظروف إدخال إمداد الطاقة المختلفة ، مما يوفر مرونة أكبر.

الإخراج القابل للتعديل: يتميز TPS5430 بإخراج الجهد القابل للتعديل والحد الحالي.يمكن للمستخدمين ضبط جهد الإخراج لتلبية الاحتياجات المحددة ويمكنهم تعيين الحدود الحالية لحماية الحمل.

أداء عالي الكفاءة: يعد TPS5430 محولًا عالي الكفاءة DC-DC Buck يستخدم تقنية تنظيم التبديل المتقدمة لتوفير جهد مستقر في الإخراج بكفاءة تصل إلى 95 في المائة.تتيح هذه الميزة TPS5430 من العمل بأقل من نفايات الطاقة وتوليد حرارة النظام.

عيوب TPS5430

التكلفة الأعلى: مقارنة ببعض المنظمين الخطيين التقليديين ، قد تكون تكلفة TPS5430 على الجانب المرتفع ، والتي يمكن أن تكون عاملاً محددًا في بعض التطبيقات الحساسة للتكلفة.

التداخل الكهرومغناطيسي: كمنظم للتبديل ، قد يولد TPS5430 بعض التداخل الكهرومغناطيسي أثناء التشغيل ، مما يتطلب تدابير التدريع والترشيح المناسبة لتجنب التداخل مع الدوائر المحيطة.

التعقيد: قد تتطلب الوظائف المتقدمة وتصميم الدائرة المعقدة لـ TPS5430 للمستخدمين أن يكون لديهم معرفة وخبرة فنية معينة.لذلك ، قد يكون من الصعب على المبتدئين التعلم وإتقان استخدامه.

تطبيق TPS5430 في نظام الحصول على بيانات مراقبة السلائف

يعد نظام الحصول على البيانات جزءًا مهمًا من أداة مراقبة سلائف الزلزال.إنه يحول الإشارات التناظرية الضعيفة التي اكتشفتها المستشعرات إلى إشارات رقمية ويقوم بحسابات لتوفير بيانات موثوقة لتحليل الزلازل اللاحق.

في البداية ، استخدمنا إمدادات طاقة الرقائق مثل MAX1626 لتشغيل نظام الحصول على بيانات مقياس السلالة الحجمي TJ-2 ، ولكن خلال الاختبار ، وجدنا أن النظام غير مستقر وأن الأداة ستعيد تشغيلها تلقائيًا.تم العثور على السبب في أن سعة تحميل إمدادات الطاقة من MAX1626 والرقائق الأخرى لم تكن كبيرة بما يكفي.لذلك ، بعد العديد من التحقيقات ، اخترنا أخيرًا رقاقة TPS5430 ، والتي لها سعة حمولة قوية ، وكفاءة عالية ، وعدد قليل من المكونات المحيطية ، حيث أن مزود الطاقة لتشغيل وحدة تحويل A/D ووحدة معالجة البيانات لنظام الحصول على البيانات.المبدأ كما يلي.

كيف يحقق TPS5430 انخفاض استهلاك الطاقة وتحويل الطاقة العالية الكفاءة؟

بادئ ذي بدء ، يستخدم TPS5430 تقنية التحكم في التبديل المتقدمة ، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير من كفاءة تحويل الطاقة ، تصل إلى 96 في المائة.في التطبيقات العملية ، يمكن أن يقلل تحويل الطاقة عالي الكفاءة هذا بشكل فعال من فقدان الطاقة ويحسن الأداء الكلي للجهاز.ثانياً ، يحتوي TPS5430 على أوضاع عمل متعددة ، والتي يمكنها ضبط تردد التشغيل تلقائيًا والتيار وفقًا لظروف التحميل الفعلية ، وبالتالي تحقيق تشغيل منخفض الطاقة.في ظل ظروف الحمل الخفيف أو عدم التحميل ، يمكن لـ TPS5430 أن يدخل وضع السكون لزيادة استهلاك الطاقة.يعد تبديل أوضاع العمل هذه تلقائيًا بدون تدخل يدوي ، وبالتالي ضمان كفاءة واستقرار تحويل الطاقة.بالإضافة إلى ذلك ، يتميز TPS5430 أيضًا باستجابة ديناميكية سريعة وجهد إخراج عالي الدقة.ويرجع ذلك إلى تقنية التحكم في الوضع الحالي والهندسة المعمارية لـ Texas Instruments.تضمن هذه التقنيات أن جهد الخرج والتيار يمكن أن يتكيفوا بسرعة وبثبات عند تغيير الحمل ، وبالتالي الحفاظ على كفاءة عالية من تحويل الطاقة.

الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]

1. ماذا يفعل محول DC-DC؟

محولات DC-to-DC هي أجهزة تخزن مؤقتًا للطاقة الكهربائية لغرض تحويل التيار المباشر (DC) من مستوى الجهد إلى آخر.

2. ما هو TPS5430 Q1؟

ينظم TPS5430-Q1 مجموعة واسعة من مصادر الطاقة بما في ذلك 24 فولت حافلة.يتوفر جهاز TPS5430-Q1 في حزمة دائرة متكاملة من طاقة SOIC محسّنة حرارياً وسهلة الاستخدام.

3. ما هو الجهد السلبي لـ TPS5430؟

وحدة TPS5430 هي إخراج الجهد المزدوج الإيجابي والسلبي ، وتصميم مشروع طاقة المشتري المريح.حول تموج المخرجات ، يكون الجهد الإيجابي حوالي 24 مليون فولت ، وربما يكون الجهد السلبي 56mV حوله.