Beschreibung
Die Abwärts-Spannungsregler der D24V22Fx-Familie erzeugen niedrigere Ausgangsspannungen aus Eingangsspannungen von bis zu 36 V. Es handelt sich um synchrone Schaltregler (auch Schaltnetzteile (SMPS) oder DC-DC-Wandler genannt) mit typischen Wirkungsgraden von 85% bis 95% – deutlich effizienter als lineare Spannungsregler, insbesondere bei großer Differenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung. Diese Regler liefern typischerweise Dauerausgangsströme von über 2 A, wobei der tatsächlich verfügbare Ausgangsstrom von Eingangsspannung und Wirkungsgrad abhängt (siehe Abschnitt Typischer Wirkungsgrad und Ausgangsstrom unten). Im Allgemeinen ist der verfügbare Ausgangsstrom bei den Versionen mit niedrigerer Spannung etwas höher als bei denen mit höherer Spannung, und er sinkt mit steigender Eingangsspannung.
Diese Regler haben eine typische Ruhestromaufnahme (ohne Last) von ca. 1 mA. Über einen Enable-Pin können die Boards in einen Stromsparzustand versetzt werden, der den Ruhestrom auf ca. 5 µA bis 10 µA pro Volt an VIN reduziert.
Die Module verfügen über einen integrierten Verpolungsschutz, Kurzschlussschutz, eine thermische Abschaltung, die Schäden durch Überhitzung verhindert, sowie eine Softstart-Funktion, die den Einschaltstrom reduziert.
Es sind mehrere verschiedene feste Ausgangsspannungen erhältlich.
Die verschiedenen Spannungsversionen dieses Reglers sehen sehr ähnlich aus. Wenn Sie gleichzeitig mit mehreren Versionen arbeiten, sollten Sie daher eigene Kennzeichnungen oder Beschriftungen anbringen. Diese Produktseite gilt für alle Versionen der D24V22Fx-Familie.
Die D24V22Fx-Familie soll die ältere D24V25Fx-Familie von Abwärts-Spannungsreglern ersetzen. Beide Designs haben dieselbe Größe sowie ähnliche Strombelastbarkeit und Eingangsspannungsbereiche, aber eine unterschiedliche Pinbelegung und unterschiedliche interne Schaltungen, sodass es grundlegende Unterschiede im Betrieb gibt. Insbesondere haben die neueren D24V22Fx-Regler deutlich geringere Dropout-Spannungen und liefern ein „Power Good“-Signal; außerdem ermöglicht das neuere Design höhere Ausgangsspannungen (z. B. 12 V).
Merkmale
- Eingangsspannung:
- 4 V bis 36 V für die Version mit 3.3 V Ausgang
- [Ausgangsspannung + Dropout-Spannung] bis 36 V für Ausgangsspannungen ab 5 V (weitere Informationen zur Dropout-Spannung siehe unten)
- Fester Ausgang 3.3 V, 5 V, 6 V, 7.5 V, 9 V oder 12 V (je nach Reglerversion) mit 4% Genauigkeit
- Typischer maximaler Dauerausgangsstrom: >2 A
- Typischer Wirkungsgrad von 85% bis 95%, abhängig von Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Last
- Schaltfrequenz: ~400 kHz
- Integrierter Verpolungsschutz, Überstromschutz, Übertemperaturabschaltung und Softstart
- Typischer Ruhestrom ohne Last 1 mA; durch Deaktivieren des Boards auf ca. 5 µA bis 10 µA pro Volt an VIN reduzierbar
- "Power-Good"-Ausgang zeigt an, wenn der Regler die Ausgangsspannung nicht mehr ausreichend halten kann
- Kompakte Größe: 0.7″ × 0.7″ × 0.31″ (17.8 mm × 17.8 mm × 8 mm)
- Zwei 0.086″-Befestigungslöcher für #2- oder M2-Schrauben
Verwendung des Reglers
Anschlüsse
Diese Buck-Regler haben fünf Hauptanschlusspunkte für fünf verschiedene elektrische Knoten: Power Good (PG), Enable (EN), Eingangsspannung (VIN), Masse (GND) und Ausgangsspannung (VOUT). Das Board verfügt zudem über einen zweiten Masseanschluss abseits der Hauptanschlussreihe, der praktisch sein kann, wenn Sie Drähte direkt an das Board löten, statt es in einem Breadboard zu verwenden.
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Die Eingangsspannung VIN versorgt den Regler. An VIN können Spannungen zwischen 4 V und 36 V angelegt werden; bei Reglerversionen mit einer Ausgangsspannung über 4 V liegt die effektive Untergrenze von VIN jedoch bei VOUT zuzüglich der Dropout-Spannung des Reglers, die sich annähernd linear mit der Last ändert (ein Diagramm der Dropout-Spannung in Abhängigkeit von der Last finden Sie unten).
Die Ausgangsspannung VOUT ist fest und hängt von der Reglerversion ab: Die Version D24V22F3 liefert 3.3 V, die Version D24V22F5 liefert 5 V, die Version D24V22F6 liefert 6 V, die Version D24V22F7 liefert 7.5 V, die Version D24V22F9 liefert 9 V und die Version D24V22F12 liefert 12 V.
Der Regler ist standardmäßig aktiviert: Ein 270 kΩ Pull-up-Widerstand auf dem Board verbindet den EN-Pin mit dem verpolungsgeschützten VIN. Wird der EN-Pin auf Low (unter 1 V) gezogen, wechselt das Board in einen Stromsparzustand. Der Ruhestrom in diesem Schlafmodus wird hauptsächlich durch den Strom im Pull-up-Widerstand von EN nach VIN sowie durch die Verpolungsschutzschaltung bestimmt, die zusammen bei auf Low gehaltenem EN zwischen 5 µA und 10 µA pro Volt an VIN aufnehmen. Wenn Sie diese Funktion nicht benötigen, lassen Sie den EN-Pin unbeschaltet.
Der „Power Good“-Indikator PG ist ein Open-Drain-Ausgang, der auf Low geht, wenn die Ausgangsspannung des Reglers unter etwa 85% der Nennspannung fällt, und hochohmig wird, wenn die Ausgangsspannung über etwa 90% steigt. Zur Nutzung dieses Pins ist ein externer Pull-up-Widerstand erforderlich.
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Die fünf Hauptanschlusspunkte sind auf der Oberseite der Leiterplatte beschriftet und im Abstand von 0.1″ angeordnet – kompatibel mit lötfreien Breadboards, Steckverbindern und anderen Prototyping-Aufbauten im 0.1″-Raster. Wahlweise kann die mitgelieferte gerade 5×1-Stiftleiste oder die gewinkelte 5×1-Stiftleiste in diese Löcher gelötet werden. Für eine möglichst kompakte Installation können Sie Drähte direkt an das Board löten.
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| Pololu Abwärts-Spannungsregler D24V22Fx, Seitenansicht. |
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Das Board verfügt über zwei Befestigungslöcher mit 0.086″ (2.18 mm) Durchmesser für #2- oder M2-Schrauben. Die Befestigungslöcher befinden sich in gegenüberliegenden Ecken des Boards und sind horizontal wie vertikal 0.52″ (13.21 mm) voneinander entfernt.
Typischer Wirkungsgrad und Ausgangsstrom
Der Wirkungsgrad eines Spannungsreglers, definiert als (Ausgangsleistung)/(Eingangsleistung), ist ein wichtiges Maß für seine Leistungsfähigkeit, insbesondere wenn Akkulaufzeit oder Wärmeentwicklung eine Rolle spielen. Diese Schaltregler-Familie hat typischerweise einen Wirkungsgrad von 85% bis 95%, wobei der tatsächliche Wirkungsgrad in einem bestimmten System von Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Ausgangsstrom abhängt. Weitere Informationen finden Sie im Wirkungsgraddiagramm weiter unten auf dieser Seite.
Der maximal erreichbare Ausgangsstrom liegt typischerweise über 2 A, hängt aber von vielen Faktoren ab, darunter Umgebungstemperatur, Luftstrom, Kühlung sowie Ein- und Ausgangsspannung.
Typische Dropout-Spannung
Die Dropout-Spannung eines Abwärtsreglers ist der Mindestbetrag, um den die Eingangsspannung die Ziel-Ausgangsspannung des Reglers übersteigen muss, damit die Zielausgangsspannung erreicht wird. Hat beispielsweise ein 5 V Regler eine Dropout-Spannung von 1 V, muss die Eingangsspannung mindestens 6 V betragen, damit am Ausgang die vollen 5 V anliegen. Allgemein steigt die Dropout-Spannung mit zunehmendem Ausgangsstrom. Weitere Informationen zur Dropout-Spannung dieser speziellen Reglerversion finden Sie im Abschnitt „Details“ unten.
Details zu Artikel #2859
Die folgenden Diagramme zeigen den typischen Wirkungsgrad und die Dropout-Spannung des 6 V Reglers D24V22F6 in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom:
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