Regulado de Voltaje Step-Down D24V90F5 – 5V, 9A

Estos reguladores sttep-down (buck) generan una salida fija de 5V a partir de tensiones de entrada de hasta 38V. Son reguladores de conmutación (también denominados fuentes de alimentación conmutadas (SMPS) o convertidores DC a DC) y tienen una eficiencia típica entre 80% y 95%. La corriente de salida disponible es una función de la tensión y la eficiencia de entrada, pero la corriente de salida puede ser normalmente de hasta 9 A.

El pin ENABLE se puede usar para poner la placa en un estado de baja energía que reduce la corriente de reposo a aproximadamente 10 μA a 20 μA por voltio en VIN, y un indicador PG («power good») hace que sea fácil monitorear el estado del poder principal para su sistema. La configuración del voltaje de salida del regulador también se puede reducir agregando una resistencia externa.

Este regulador tiene protección de voltaje invertido incorporada, protección contra cortocircuitos, apagado térmico (que típicamente se activa a 160 ° C), una función de arranque suave que reduce la corriente de entrada y un bloqueo de bajo voltaje que hace que el regulador gire apagado cuando el voltaje de entrada está por debajo de 4,2 V (típico).

Características:

• Voltaje de entrada: de 5 a 38 V (consulte a continuación para obtener más detalles sobre el voltaje de caída del regulador, que afecta el límite inferior del rango de funcionamiento)
• Se corrigió la salida de 5 V (con un 4% de precisión); esto se puede reducir agregando una resistencia externa entre FB y VOUT
• Corriente de salida continua máxima típica entre 4 A y 8 A
• Protección integrada de voltaje inverso, protección contra sobrecorriente, desconexión por sobretemperatura, arranque suave y bloqueo de bajo voltaje
• Eficiencia típica de 80% a 95%, dependiendo del voltaje de entrada y la carga; la frecuencia de conmutación cambia automáticamente a cargas ligeras para mantener altas eficiencias
• Corriente típica inactiva de 800 μA sin carga; puede reducirse a 10 μA a 20 μA por voltio en el VIN al desactivar el panel
• La salida «Power Good» o PG indica cuando el regulador no puede mantener su tensión de salida configurada
• Tamaño compacto: 1.6 «× 0.8» × 0.3 «(40.6 × 20.3 × 7.6 mm)
• Cuatro orificios de montaje de 0.086″ para tornillos #2 o M2
• Los agujeros más pequeños para los pines del cabezal de 0.1″ y los agujeros más grandes para los bloques de terminales ofrecen varias opciones para conectarse a la placa.

Usando el regulador

Conexiones

Este regulador tiene seis conexiones: voltaje de entrada (VIN), tierra (GND), voltaje de salida (VOUT), realimentación (FB), ENABLE (habilitación) y power good (PG).

La tensión de entrada, VIN, alimenta el regulador y puede suministrarse con tensiones de hasta 38V. El límite inferior efectivo de VIN es VOUT más el voltaje de caída del regulador, que varía aproximadamente linealmente con la carga de alrededor de 500 mV a 1.5 V.

La tensión de salida, VOUT, está configurada en 5 V por defecto. El voltaje de salida puede reducirse opcionalmente al agregar una resistencia entre el pin FB y VOUT como se detalla en la sección Disminución de la tensión de salida a continuación.

El regulador está habilitado por defecto: una resistencia de pull-up de 100 kΩ en la placa conecta el pin ENABLE al VIN protegido en sentido inverso. El pin ENABLE se puede dirigir a bajo (menos de 0,6 V) para poner la placa en un estado de bajo consumo de energía. La corriente de reposo en este modo de reposo está dominada por la corriente en la resistencia pull-up desde ENABLE a VIN y por el circuito de protección de voltaje inverso, que dibujará entre 10 μA y 20 μA por volt en VIN cuando ENABLE se mantenga bajo . Si no necesita esta característica, debe dejar el pin ENABLE desconectado.

El indicador de «buena potencia» (PG), es una salida de drenaje abierto que baja cuando el voltaje de salida del regulador cae por debajo del 90% de lo que está configurado (es decir, 4.5 V con la configuración de salida de 5 V predeterminada). Se necesita una resistencia de pull-up externa para usar este pin.

Regulador de voltaje step-down D24V90F5 Pololu 5V 9A, con hardware incluido.

Regulador de voltaje step-down D24V90F5 Pololu 5V 9A, ensamblado con bloques de terminales incluidos.

Las conexiones están etiquetadas en la parte posterior de la PCB, y ofrece varias opciones para realizar conexiones eléctricas. Los ocho orificios pasantes más pequeños en los extremos de la placao están separados con un espaciado de 0.1″ para compatibilidad con placas de prueba sin soldadura, conectores y otras disposiciones de creación de prototipos que usan una rejilla de 0.1″; puede soldar piezas de la tira de cabezales macho recta 12 × 1 incluida en estos orificios más pequeños. Alternativamente, puede soldar los bloques de terminales de 2 pines de 5 mm incluidos a los dos pares de orificios más grandes en los extremos de la placa. Para la instalación más compacta, puede soldar los cables directamente a la placa.

Regulador de voltaje step-down D24V60F5 Pololu 5V 6A, mostrando los cables soldados directamente a la placa, estos pasan a través de los orificios de montaje para aligerar la tensión.

Disminuyendo el voltaje de salida

La tensión configurada puede reducirse opcionalmente añadiendo una resistencia externa entre el FB y el pin VOUT contiguo. Las ecuaciones siguientes muestran cómo la tensión de salida se relaciona con el valor de una resistencia externa, R:

Por ejemplo, para obtener una tensión de salida de 3,3 V, puede poner una resistencia de 23,7 kΩ entre FB y VOUT.

El VOUT mínimo para este regulador es 0.8 V. Tenga en cuenta que el pequeño pin VOUT al lado de FB no tiene la intención de generar mucha corriente; su propósito es proporcionar un lugar conveniente para conectar una resistencia de ajuste de voltaje.

Eficiencia típica y corriente de salida

La eficiencia de un regulador de voltaje, definido como (Power out) / (Power in), es una medida importante de su rendimiento, especialmente cuando la vida de la batería o el calor son una preocupación. Como se muestra en el siguiente gráfico, estos reguladores tienen una eficiencia del 80% al 95% para la mayoría de las combinaciones de voltaje de entrada y carga.

La máxima corriente de salida alcanzable de la placa depende de muchos factores, incluida la temperatura ambiente, el flujo de aire, la disminución del calor y la tensión de entrada y salida. El siguiente gráfico muestra la máxima corriente de salida continua que este regulador puede suministrar sin un disipador de calor externo ni un flujo de aire adicional.

Durante el funcionamiento normal, este producto puede calentarse lo suficiente como para quemarlo. Tenga cuidado al manipular este producto u otros componentes conectados a él.

Tensión de caída típica

La tensión de caída de un regulador step-down es la cantidad mínima por la cual el voltaje de entrada debe exceder la tensión de salida objetivo del regulador para garantizar que se pueda lograr la salida deseada. Por ejemplo, si un regulador de 5 V tiene un voltaje de caída de 1 V, la entrada debe ser de al menos 6 V para garantizar que la salida sea de 5 V. La siguiente gráfica muestra el voltaje de caída del regulador D24V60F5 en función de la salida corriente:

Conmutación de frecuencia y comportamiento bajo cargas ligeras

El regulador generalmente opera a una frecuencia de conmutación de alrededor de 470 kHz, pero la frecuencia disminuye cuando se encuentra con una carga ligera para mejorar la eficiencia. Esto podría hacer que sea más difícil filtrar el ruido en la salida causada por el cambio. Esto también causa pequeñas variaciones en el voltaje de salida como los que se muestran en el siguiente gráfico: