บน 28/08/2024 373

คู่มือที่ครอบคลุมในการกำหนดค่าและการใช้ตัวควบคุมการสลับ TPS5450DDAR

แคตตาล็อก

ที่ TPS5450DDAR เป็นชิปการสลับการสลับประสิทธิภาพสูงที่ผลิตโดย Texas Instrumentsด้วยกระแสไฟฟ้าที่มีผลผลิตสูงประสิทธิภาพสูงและฟังก์ชั่นการป้องกันในตัวจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบพลังงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรมและผู้บริโภคต่างๆการออกแบบที่ใช้งานง่ายช่วยให้วิศวกรสามารถพัฒนาโซลูชั่นพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างรวดเร็วในบทความนี้เราจะหารือเกี่ยวกับประเด็นสำคัญบางประการที่เกี่ยวข้องกับ TPS5450DDAR รวมถึงข้อกำหนดคุณสมบัติเค้าโครงและแอปพลิเคชันเพื่อให้คุณมีความเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับอุปกรณ์นี้ดังนั้นมาเริ่มกันเถอะ!

ภาพรวมของ TPS5450DDAR

TPS5450DDAR เป็นตัวแปลง PWM ปัจจุบันเอาต์พุตสูงซึ่งรวม MOSFET ความต้านทานต่ำและ N-channel ด้านสูงมันมีแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดแรงดันไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงซึ่งให้ความแม่นยำในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่แน่นหนาภายใต้สภาวะชั่วคราวนอกจากนี้ยังมีวงจรการล็อคแรงดันต่ำเพื่อป้องกันการเริ่มต้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตไม่ถึง 5.5Vวงจรเริ่มต้นช้าภายในใช้เพื่อ จำกัด กระแสการไหลเข้าในขณะที่วงจรฟีดไปข้างหน้าแรงดันไฟฟ้าถูกใช้เพื่อปรับปรุงการตอบสนองชั่วคราวด้วยการใช้พิน Ena กระแสสามารถลดลงเป็น 18µA เมื่อปิดไฟเพื่อลดความซับซ้อนในการออกแบบและลดจำนวนส่วนประกอบภายนอกลูปข้อเสนอแนะของ TPS5450DAR จะได้รับการชดเชยภายใน

ทางเลือกและเทียบเท่า:

- TPS5450DDA

- TPS5450QDDARQ1

- TPS5450DDARG4

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของ TPS5450DDAR

• TPS5450DDAR เป็นหมวดหมู่ของหน่วยงานกำกับดูแลการสลับแรงดันไฟฟ้า

•กระแสที่เงียบสงบของมันคือ 18UA

•ทอพอโลยีของมันคือเจ้าชู้

•ตัวควบคุมการสลับมีความถี่ 500 kHz

•ตัวแปลงนี้มีประสิทธิภาพร้อยละ 90 (TYP)

•วิธีการติดตั้งคือ SMD หรือ SMT

• TPS5450DDAR มีแปดพินและอินเทอร์เฟซเอาท์พุทหนึ่งอินเทอร์เฟซ

•ตัวแปลงมีกระแสไฟฟ้าสูงถึง 5A และกระแสสูงสุดสูงสุดถึง 6A

•ความยาวของ TPS5450DDAR คือ 5 มม. ความกว้างคือ 4 มม. และความสูงคือ 1.55 มม.

•ตัวแปลงมีอุณหภูมิการทำงานขั้นต่ำ -40 ° C และอุณหภูมิสูงสุดในการทำงานที่ 125 ° C

•ตัวแปลงได้รับการออกแบบด้วยช่วงอินพุตแรงดันไฟฟ้ากว้างและสามารถทำงานได้ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต 5.5V ถึง 36V

•ตัวแปลงจะถูกจัดส่งในแพ็คเกจ SO-POWERPAD-8 และเทปและบรรจุภัณฑ์รอกสำหรับการติดตั้งอย่างรวดเร็วและการจัดส่งที่ปลอดภัย

แผนผังง่ายๆของ TPS5450DDAR

คุณสมบัติและข้อดีของ TPS5450DDAR

ชิปมีฟังก์ชั่นการปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูงแรงดันเอาต์พุตสามารถปรับได้ผ่านตัวต้านทานภายนอกที่มีความแม่นยำสูงถึง± 1 เปอร์เซ็นต์ในโหมดการทำงานปกติความถี่ในการสลับถึง 500kHzนอกจากนี้ชิปยังรวมฟังก์ชั่นการป้องกันที่หลากหลายรวมถึงการป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้รับแรงดันไฟฟ้าการป้องกันความร้อนสูงเกินไปการป้องกันแรงดันไฟฟ้าภายใต้แรงดันและการป้องกันการลัดวงจรในเวลาเดียวกันชิปเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและมีช่วงการทำงานที่อุณหภูมิกว้าง (-40 ° C ถึง +125 ° C) และช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต (5.5V ถึง 36V)เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า TPS5450DDAR ยังสอดคล้องกับคำสั่งด้านสิ่งแวดล้อมเช่น REACH, ROHS และ WEEEนอกเหนือจากความเป็นเลิศด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม TPS5450DDAR ยังมีคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมายในหมู่พวกเขาคือ:

การจัดการความร้อน: TPS5450DDAR มีมาตรการป้องกันความร้อนในตัวที่หลากหลายรวมถึงการป้องกันความร้อนสูงเกินไปการป้องกันการโอเวอร์โหลด ฯลฯ ซึ่งสามารถมั่นใจได้ถึงความปลอดภัยและความมั่นคงของระบบ

แรงดันเอาต์พุตที่ปรับได้: แรงดันเอาต์พุตของ TPS5450DDAR สามารถปรับได้ผ่านตัวต้านทานภายนอกเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการของสถานการณ์แอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน

ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตกว้าง: ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของ TPS5450DDAR คือ 5.5V ถึง 36V ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของสถานการณ์แอปพลิเคชันต่างๆ

การรวมเข้าด้วยกันสูง: TPS5450DDAR รวมวงจรการป้องกันและควบคุมต่าง ๆ เช่น MOSFET พลังงานวงจรป้องกันแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับและวงจร จำกัด ปัจจุบันเอาท์พุทซึ่งสามารถลดจำนวนส่วนประกอบภายนอกและต้นทุนระบบ

กระแสไฟสูง: TPS5450DDAR สามารถให้กระแสเอาต์พุตสูงถึง 5A (6A Peak ปัจจุบัน) ซึ่งสามารถตอบสนองสถานการณ์แอปพลิเคชันที่มีความต้องการพลังงานสูง

ประสิทธิภาพสูง: TPS5450DDAR ใช้เทคโนโลยี SWIFT ™ (Switcher ด้วยเทคโนโลยี FET แบบบูรณาการ) ซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพการแปลงสูงกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานและการสูญเสียความร้อน

เทคโนโลยี Swift ™: TPS5450DDAR ใช้เทคโนโลยี Texas Instruments ’Swift ™ (เทคโนโลยีการสลับแบบครบวงจรเทคโนโลยีการรวมความถี่)เทคโนโลยีนี้รวม MOSFETs คอนโทรลเลอร์และด้านข้างสูงและต่ำลงในชิปเดียวปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุนอย่างมีนัยสำคัญนอกจากนี้เทคโนโลยีนี้ช่วยให้นักออกแบบลดความซับซ้อนของเค้าโครงวงจรซึ่งจะช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบและประสิทธิภาพโดยรวม

วิธีกำหนดค่าฟังก์ชัน Soft Start ของ TPS5450DDAR

วัตถุประสงค์หลักของฟังก์ชั่นการเริ่มต้นอ่อนคือเพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันเอาต์พุตสร้างกระแสการไหลเข้ามากเกินไปในระหว่างการเริ่มต้นเมื่อเปิดแหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและไม่มีการควบคุมที่เหมาะสมสิ่งนี้อาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ามากเกินไปในวงจรดังนั้นส่วนประกอบที่สร้างความเสียหายในวงจรหรือทำให้เกิดผลข้างเคียงอื่น ๆผ่านฟังก์ชั่น Soft-Start TPS5450DDAR สามารถค่อยๆเพิ่มแรงดันเอาต์พุตในระหว่างการเริ่มต้นซึ่งจะ จำกัด อัตราการเพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้าสิ่งนี้จะช่วยปกป้องส่วนประกอบในวงจรและทำให้มั่นใจได้ว่าการเริ่มต้นของแหล่งจ่ายไฟต่อไปนี้เป็นขั้นตอนทั่วไปในการกำหนดค่าคุณสมบัติ Soft-Start TPS5450DAR:

กำหนดเวลาเริ่มต้น: ก่อนอื่นกำหนดระยะเวลาที่เราต้องการให้แรงดันเอาต์พุตมีเสถียรภาพจากต่ำถึงสูงสิ่งนี้จะกำหนดเวลาคงที่สำหรับการเริ่มต้นที่อ่อนนุ่ม

เชื่อมต่อพิน SS/TR: เราเชื่อมต่อพิน SS/TR เข้ากับแหล่งพลังงานหรือแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการหากเราต้องการเปิดใช้งานฟีเจอร์ Soft-Start เราจำเป็นต้องเชื่อมต่อ PIN SS/TR เข้ากับแหล่งแรงดันไฟฟ้าภายนอกหากเราต้องการเริ่มต้นอย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องเริ่มต้นอ่อนเราจำเป็นต้องเชื่อมต่อพิน SS/TR เข้ากับกราวด์ (GND)

ปรับเวลาเริ่มต้นที่อ่อนนุ่ม: ตามความต้องการเวลาเริ่มต้นที่อ่อนนุ่มสามารถควบคุมได้โดยการปรับเอาต์พุตของแหล่งแรงดันไฟฟ้าภายนอกแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะส่งผลให้การเริ่มต้นเร็วขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะขยายเวลาเริ่มต้นเมื่อทำการปรับโปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าที่กำหนดอยู่ในช่วงที่อนุญาตเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่ไม่จำเป็น

ตรวจสอบฟังก์ชั่น: เชื่อมต่อ TPS5450DDAR กับแหล่งจ่ายไฟอินพุตและโหลดและสังเกตกระบวนการเริ่มต้นของแรงดันเอาต์พุตหากทุกอย่างทำงานได้อย่างถูกต้องแรงดันเอาต์พุตควรค่อยๆเพิ่มขึ้นสู่สถานะคงที่ตามเวลาเริ่มต้นที่เรากำหนดไว้

แอปพลิเคชั่นคอนกรีตของ TPS5450DDAR

•เครื่องชาร์จแบตเตอรี่

•อะแดปเตอร์พลังงาน

•หน่วยงานกำกับดูแลที่มีความหนาแน่นสูง

•ระบบจ่ายไฟแบบกระจาย 12V และ 24V

•จอมอนิเตอร์แอลซีดีจอภาพพลาสมา

เลย์เอาต์ของ TPS5450DDAR

แนวทางเค้าโครง

เชื่อมต่อตัวเก็บประจุบายพาสเซรามิกต่ำกับพิน VINดูแลเพื่อลดพื้นที่ลูปที่เกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุบายพาส, พิน VIN และพินกราวด์ TPS5450DDARวิธีที่ดีที่สุดในการทำเช่นนี้คือการขยายพื้นที่พื้นดินด้านบนจากใต้อุปกรณ์ที่อยู่ติดกับการติดตาม VIN และวางตัวเก็บประจุบายพาสให้ใกล้ที่สุดกับพิน VINความจุบายพาสขั้นต่ำที่แนะนำคือเซรามิก 4.7-μfที่มีอิเล็กทริก X5R หรือ X7R

ควรมีพื้นที่กราวด์บนชั้นบนสุดโดยตรงใต้ IC โดยมีพื้นที่สัมผัสสำหรับการเชื่อมต่อกับ powerpadใช้ VIAS เพื่อเชื่อมต่อพื้นที่พื้นดินนี้กับเครื่องบินภาคพื้นดินภายในใด ๆใช้ vias เพิ่มเติมที่ด้านพื้นดินของตัวเก็บประจุตัวกรองอินพุตและเอาต์พุตเช่นกันพิน GND ควรเชื่อมโยงกับพื้น PCB โดยเชื่อมต่อกับพื้นที่พื้นดินใต้อุปกรณ์ดังที่แสดงด้านล่าง

พิน pH ควรถูกส่งไปยังตัวเหนี่ยวนำเอาต์พุต, จับไดโอดและตัวเก็บประจุบูตเนื่องจากการเชื่อมต่อค่า pH เป็นโหนดสลับตัวเหนี่ยวนำควรอยู่ใกล้กับพิน pH และพื้นที่ของตัวนำ PCB ลดลงเพื่อป้องกันการมีเพศสัมพันธ์แบบ capacitive มากเกินไปควรวางไดโอดจับใกล้กับอุปกรณ์เพื่อลดพื้นที่ลูปปัจจุบันของเอาต์พุตเชื่อมต่อตัวเก็บประจุบูตระหว่างโหนดเฟสและพินบูตตามที่แสดงให้ตัวเก็บประจุบูตใกล้กับ IC และลดความยาวของตัวนำตำแหน่งส่วนประกอบและการเชื่อมต่อที่แสดงทำงานได้ดี แต่เส้นทางการเชื่อมต่ออื่น ๆ อาจมีประสิทธิภาพเช่นกัน

เชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวกรองเอาต์พุตตามที่แสดงระหว่างการติดตาม VOUT และ GNDมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้ลูปที่เกิดขึ้นจากพิน pH, lout, cout และ gnd มีขนาดเล็กเท่าที่เป็นจริง

เชื่อมต่อการติดตาม VOUT กับพิน VSENSE โดยใช้เครือข่ายตัวต้านทานตัวต้านทานเพื่อตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตอย่ากำหนดเส้นทางการติดตามนี้ใกล้กับการติดตามค่า pH มากเกินไปเนื่องจากขนาดของแพ็คเกจ IC และอุปกรณ์พินออกการติดตามอาจต้องถูกกำหนดเส้นทางภายใต้ตัวเก็บประจุเอาท์พุทอีกวิธีหนึ่งการกำหนดเส้นทางอาจทำได้บนเลเยอร์สำรองหากไม่ต้องการร่องรอยภายใต้ตัวเก็บประจุเอาท์พุท

หากใช้รูปแบบการต่อสายดินที่แสดงในรูปต่อไปนี้ให้ใช้การเชื่อมต่อผ่านเลเยอร์ที่แตกต่างกันไปยังเส้นทางไปยัง PIN ENA

ตัวอย่างเค้าโครง

8. วิธีใช้ TPS5450DDAR?

เมื่อใช้ TPS5450DDAR เราควรให้ความสนใจกับเรื่องต่อไปนี้:

กฎระเบียบและการตอบสนอง

การปรับที่เหมาะสมของสายของ TPS5450DDAR เป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองและความเสถียรของระบบจ่ายไฟโดยการปรับพารามิเตอร์ของส่วนประกอบที่สำคัญในวงจรการควบคุมที่แม่นยำของแรงดันเอาต์พุตและกระแสไฟฟ้าสามารถรับรู้ได้ดังนั้นจึงปรับปรุงการตอบสนองแบบไดนามิกของระบบ

การใช้ฟังก์ชั่นการป้องกันในตัว

TPS5450DDAR ในตัวความร้อนสูงเกินไปและการป้องกันกระแสเกินสามารถป้องกันอุปกรณ์จากความเสียหายได้อย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการใช้งานเราควรใช้ประโยชน์จากฟังก์ชั่นการป้องกันในตัวเหล่านี้อย่างเต็มที่เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ในสถานการณ์ที่ผิดปกติสามารถตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟในเวลาที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายเพิ่มเติม

ช่วงอุณหภูมิและโหนดปฏิบัติการ

ในกระบวนการใช้ TPS5450DDAR เราควรให้ความสนใจกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอุปกรณ์หลีกเลี่ยงการทำงานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่สูงหรืออุณหภูมิต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่ออุปกรณ์หรือการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพ

การปรับความถี่สลับ

ความถี่การสลับของ TPS5450DDAR มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบจ่ายไฟการปรับความถี่การสลับตามต้องการสามารถเพิ่มประสิทธิภาพความเร็วในการตอบสนองและความเสถียรของระบบในการใช้งานจริงเราควรเลือกความถี่การสลับที่เหมาะสมตามลักษณะของโหลดและข้อกำหนดของระบบ

การตั้งค่าช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตของ TPS5450DDAR อยู่ในช่วงที่กำหนดสามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายของอุปกรณ์หรือการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำเกินไปเมื่อออกแบบวงจรเราควรพิจารณาความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่เป็นไปได้ในแอปพลิเคชันจริงและเลือกช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่เหมาะสมตามลำดับ

การพิจารณาแพ็คเกจและความร้อน

แพ็คเกจ TPS5450DDAR และการออกแบบความร้อนมีผลกระทบที่สำคัญต่อประสิทธิภาพและความเสถียรในการเลือกแพ็คเกจเราควรคำนึงถึงสภาพแวดล้อมการทำงานและความต้องการอุณหภูมิของอุปกรณ์และเลือกประเภทแพ็คเกจที่เหมาะสมในขณะเดียวกันการออกแบบการกระจายความร้อนที่สมเหตุสมผลก็เป็นกุญแจสำคัญในการรับรองการทำงานที่มั่นคงของอุปกรณ์ในการใช้งานจริงเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนโดยการเพิ่มอ่างล้างจานความร้อนและปรับปรุงการระบายอากาศ

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ช่วงอุณหภูมิการทำงานของ TPS5450DDAR คืออะไร?

อุณหภูมิการทำงานของ TPS5450DDAR อยู่ในช่วง -40 ° C ถึง 125 ° C

2. แอพพลิเคชั่นใดที่ TPS5450DDAR เหมาะสำหรับ?

เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงอุตสาหกรรมยานยนต์และโทรคมนาคม

3. การทดแทนและเทียบเท่า TPS5450DDAR คืออะไร?

คุณสามารถแทนที่ TPS5450DDAR ด้วย TPS5450DDA, TPS5450QDDARQ1 หรือ TPS5450DDARG4

4. TPS5450DAR มีคุณสมบัติอะไรบ้างสำหรับการป้องกัน

มันมีคุณสมบัติการป้องกันรวมถึงการป้องกันกระแสเกินการปิดเครื่องด้วยความร้อนและการล็อกแรงดันต่ำ