Pololu einstellbarer 9-30V Step-Up Spannungsregler U3V50AHV

Diese einstellbaren Aufwärts-Spannungsregler (Step-Up) erzeugen höhere Ausgangsspannungen aus Eingangsspannungen ab 2.9 V. Es handelt sich um Schaltregler (auch Schaltnetzteile (SMPS) oder DC/DC-Wandler genannt) mit einem typischen Wirkungsgrad zwischen 80% und 95%. Der verfügbare Ausgangsstrom hängt von Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Wirkungsgrad ab (siehe Abschnitt „Typischer Wirkungsgrad und Ausgangsstrom“ unten), der Eingangsstrom kann jedoch typischerweise bis zu 5 A betragen. Die Reglerfamilie U3V50x umfasst zwei Versionen mit einstellbarem Ausgang: Der U3V50ALV bietet einen Ausgangsbereich von 4 V bis 12 V und der U3V50AHV einen Ausgangsbereich von 9 V bis 30 V. Dieser Regler ist außerdem in Versionen mit fester Ausgangsspannung von 5 V, 6 V, 9 V, 12 V oder 24 V erhältlich.

Die verschiedenen Versionen der Platine sehen sich sehr ähnlich; daher enthält der untere Bestückungsdruck ein freies Feld, auf dem Sie eigene Kennzeichnungen oder Beschriftungen anbringen können.

Der Ruhestrom ohne Last hängt von der Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung ab. Liegen beide nahe beieinander, kann der Ruhestrom unter einem Milliampere liegen (z. B. 0.6 mA bei 5 V Eingang und 6 V Ausgang); liegen sie weit auseinander, kann er im zweistelligen Milliamperebereich liegen (z. B. 24 mA bei 3 V Eingang und 24 V Ausgang).

Dieser Regler verfügt über einen integrierten Verpolungsschutz, Überstromschutz, eine thermische Abschaltung (typischerweise bei 165°C) und eine Unterspannungsabschaltung, die den Regler abschaltet, wenn die Eingangsspannung unter 2.5 V (typisch) liegt.

Merkmale

Dieser Boost-Regler hat vier Anschlüsse: Eingangsspannung (VIN), Masse (GND), Ausgangsspannung (VOUT) und ENABLE.

Die Eingangsspannung VIN muss mindestens 2.9 V betragen und sollte die Ausgangsspannung VOUT nicht überschreiten. (Ist VIN höher als VOUT, liegt die höhere Eingangsspannung am Ausgang an, was für Ihre angeschlossene Last gefährlich sein und auch den Regler beschädigen kann.)

Der Regler ist standardmäßig aktiviert: Ein 100 kΩ Pull-up-Widerstand auf dem Board verbindet den ENABLE-Pin mit dem verpolungsgeschützten VIN. Wird der ENABLE-Pin auf Low (unter 0.7 V) gezogen, wechselt das Board in einen Stromsparzustand. Der Ruhestrom in diesem Schlafmodus wird hauptsächlich durch den Strom im Pull-up-Widerstand von ENABLE nach VIN sowie durch die Verpolungsschutzschaltung bestimmt, die bei auf Low gehaltenem ENABLE zwischen 10 µA und 20 µA pro Volt an VIN aufnehmen. Wenn Sie diese Funktion nicht benötigen, lassen Sie den ENABLE-Pin unbeschaltet. Beachten Sie, dass wie bei den meisten Boost-Reglern die Eingangsspannung bei deaktiviertem Board zum Ausgang durchgereicht wird; der ENABLE-Pin kann daher nicht zum Abschalten der Lastversorgung verwendet werden.

Pololu einstellbarer Step-Up-Spannungsregler U3V50Ax mit mitgelieferten optionalen Schraubklemmen und Stiftleisten. Pololu einstellbarer 9-30V Step-Up-
Spannungsregler U3V50AHV,
bestückt mit den mitgelieferten Schraubklemmen.

Die Anschlüsse sind auf der Rückseite der Leiterplatte beschriftet, und das Board bietet mehrere Möglichkeiten für elektrische Verbindungen. Die acht kleineren Durchgangslöcher an den Enden des Boards sind im Abstand von 0.1″ angeordnet – kompatibel mit lötfreien Breadboards, Steckverbindern und anderen Prototyping-Aufbauten im 0.1″-Raster; in diese kleineren Löcher können Sie Stücke der mitgelieferten geraden 9×1-Stiftleiste einlöten. Alternativ können Sie die mitgelieferten 2-poligen Schraubklemmen mit 5mm-Raster in die beiden Paare größerer Löcher an den Enden des Boards löten. Für eine möglichst kompakte Installation können Sie Drähte direkt an das Board löten.

Beachten Sie, dass dieser Regler eine dicke Leiterplatte (0.093″) hat, sodass Schraubklemmen und Header-Pins nicht so weit durch die Löcher ragen wie bei üblichen 0.062″ dicken Leiterplatten.

Das Board verfügt über zwei Befestigungslöcher für #2- oder M2-Schrauben. Die Befestigungslöcher befinden sich in gegenüberliegenden Ecken des Boards und sind horizontal 1.7″ und vertikal 0.4″ voneinander entfernt.

Einstellen der Ausgangsspannung

Die Ausgangsspannung kann mit einem Multimeter und einer geringen Last (z. B. einem Widerstand von 10 kΩ bis 100 kΩ) eingestellt werden. Durch Drehen des Potentiometers im Uhrzeigersinn wird die Ausgangsspannung erhöht. Die Ausgangsspannung kann durch einen Schraubendreher, der das Potentiometer berührt, beeinflusst werden; die Messung sollte daher erfolgen, während nichts das Potentiometer berührt (beachten Sie außerdem, dass das Berühren von Teilen der Platine mit dem Finger die Ausgangsspannung beeinflussen kann).

Warnung: Achten Sie darauf, keine Eingangsspannung zu verwenden, die über der eingestellten Ausgangsspannung liegt; wir empfehlen daher, die Ausgangsspannung mit einer Eingangsspannung einzustellen, die unterhalb des möglichen Ausgangsbereichs liegt. Beachten Sie, dass das Potentiometer keine mechanischen Endanschläge hat, d. h. der Schleifer kann um 360 Grad gedreht werden und in einen ungültigen Bereich gelangen, in dem die Ausgangsspannung beim U3V50ALV auf etwa 3.9 V und beim U3V50AHV auf etwa 8.3 V eingestellt ist. Die Regler werden ohne bestimmte Standardspannung ausgeliefert.

Das folgende Diagramm zeigt die ungefähre Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Potentiometerstellung:

Einstellungen der Ausgangsspannung der einstellbaren Pololu Step-Up-
Spannungsregler U3V50ALV (blaue Linie) und U3V50AHV (rote Linie).

Die absolute Grenze für die Eingangsspannung liegt bei etwa dem Doppelten der eingestellten Ausgangsspannung. Ist der Ausgang beispielsweise auf 10 V eingestellt, kann eine Eingangsspannung über 20 V den Regler dauerhaft beschädigen. Sobald die Eingangsspannung den eingestellten Ausgangswert übersteigt, steigt die Ausgangsspannung mit der Eingangsspannung an, da der Eingang über eine Spule und eine Diode mit dem Ausgang verbunden ist.

Hinweis: Das Trimmpotentiometer ist nicht für ständiges Hin- und Herverstellen ausgelegt; es ist dafür gedacht, die Ausgangsspannung im Laufe seiner Lebensdauer nur einige Male einzustellen.

Der Wirkungsgrad eines Spannungsreglers, definiert als (Ausgangsleistung)/(Eingangsleistung), ist ein wichtiges Maß für seine Leistungsfähigkeit, insbesondere wenn Akkulaufzeit oder Wärmeentwicklung eine Rolle spielen. Wie in den folgenden Diagrammen gezeigt, haben diese Schaltregler bei den meisten Kombinationen aus Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Last einen Wirkungsgrad von 80% bis 95%.

Wirkungsgrade des U3V50ALV (4-12 V) für verschiedene Kombinationen von VIN und VOUT:

Wirkungsgrade des U3V50AHV (9-30 V) für verschiedene Kombinationen von VIN und VOUT:

Der maximal erreichbare Ausgangsstrom ist ungefähr proportional zum Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsspannung. Übersteigt der Eingangsstrom die Schalterstrombegrenzung von 5 A, beginnt die Ausgangsspannung zu sinken. Außerdem kann der maximale Ausgangsstrom von weiteren Faktoren abhängen, darunter Umgebungstemperatur, Luftstrom und Kühlung.

Im normalen Betrieb kann dieses Produkt so heiß werden, dass Sie sich verbrennen können. Seien Sie vorsichtig beim Umgang mit diesem Produkt oder damit verbundenen Bauteilen.

Technische Daten:

Abmessungen:

• Größe: 0.6″ × 1.9″ × 0.41″¹
• Gewicht: 7.5 g²

Allgemeine Spezifikationen:

• Minimale Betriebsspannung: 2.9 V
• Maximale Betriebsspannung: 30 V³
• Maximaler Eingangsstrom: 5 A
• Minimale Ausgangsspannung: 9 V
• Maximale Ausgangsspannung: 30 V
• Verpolungsschutz?: J
• Maximaler Ruhestrom: 30 mA⁴