شاید خیلی وقت ها نیاز به یه رگولاتور سوئیچینگ افزاینده ای پیدا کرده باشین که با ولتاژ باطری قلمی کار بکنه، فرکانس کاریش از محدوده شنوایی بیشتر باشه یا اینکه جریان خروجیش نسبتا زیاد باشه و تا جای ممکن قطعات جانبی کمی بخواد. خب، یکی از بهترین آی سی های سوئیچینگ که میشه معرفی کرد MT3608 هست که توسط AEROSEMI طراحی شده و تو بازار ایران به راحتی یافت میشه و قیمتش هم تا زمان نوشتن این مطلب زیر 10 هزار تومن هست.
معرفی MT3608
MT3608 یک آی سی رگولاتر سوئیچینگ افزاینده با فرکانس ثابت 1.2 مگاهرتزیه که بخاطر فرکانس کاری بالایی که داره به خازن ها و سلف های کوچیکی در حد 2 میلی متر نیاز داره و برای جاهایی که فضا خیلی کمه (مثل داخل چراق قوه های کوچیک و ساعت های مچی و …) ایده آله. در زمان استارت خیلی نرم شروع به کار میکنه (Soft-start) و جریان کشی لحظه ای کمی از باطری (یا منبع ولتاژ ورودیش) میکشه که باعث طول عمر بیشتر باطری و کمتر آسیب دیدنش میشه. در حالتی که بار کمی تو خروجی متصل باشه بصورت اتوماتیک به مد مدولاسیون Pulse-Frequency (PFM) ی میره که باعث بهینه شدن مصرف انرژیش میشه. دارای لیمیت جریان و حفاظت در برابر حرارت زیاده؛ تا وقتی که (بخاطر جریان خروجی زیاد و مداوم) گرم میشه باعث آسیب به خودش نشه. این آی سی سوئیچینگ تو پکیج 6 پینی SOT-23 ارائه شده و بخاطر اینکه هم خودش و هم قطعات جانبیش خیلی کوچیک هستن و نمیتونن حرارت زیادی منتقل کنن، بهتره برای مصارفی که جریان زیادی نیاز دارن PCB رو جوری طراحی کنین که انتقال حرارتی به راحتی انجام بشه (استفاده از Plate یا همون Polygon و … )
حداکثر جریان خروجی 2 آمپر، ولتاژ ورودی بین 2 تا 24 ولت، ولتاژ خروجی متغیر تا 28 ولت، تا 97 درصد بهره و قیمت پایین (نسبت به نسخه های مشابه) و در دسترس بودن تو بازار ایران همه و همه باعث شده این محصول چه تو ایران و چه تو خارج پر تقاضا باشه و تو خیلی از پروژه ها استفاده بشه.
کاربردها
- تجهیزات باطری خور
- تغذیه ال سی دی ها
- مودم و روتر های DSL
- کارت های شبکه که تغذیه شون از PCI و PCI Express تامین میشه
شماتیک استفاده معمولش
برای انتخاب ولتاژ خروجی باید مقاومت های فیدبک R1 و R2 رو معین کنیم. میتونن مقدار ثابت باشن یا اینکه از پتانسیومتر خطی (+ مقاومت ثابت تا حد های پایین و بالای پتانسیومتر باعث اتصال کوتاه خروجی/زمین با ورودی فیبدک نشه) برای خروجی متغیر استفاده کنیم. فرمول زیر برای محاسبه مقدار مقاومت ها هست:
که در اینجا مقدار Vref برابر 0.6 ولت هستش.
انتخاب سلف
سلف یکی از مهمترین قطعاتی هستش که تو تغذیه های سوئیچینگ ازش استفاده میشه. برای سلف میتونین از مقادیر بین 4.7 تا 22 میکروهانری استفاده کنین. هسته سلفتون باید تو فرکانس 1.2 مگاهرتز تلفات کمی داشته باشه و DCR پایینی هم داشته باشه تا بهره بیشتر بشه. برای جلوگیری از اشباع سلف، مقدار جریان سلف هم باید در نظر گرفته بشه.
انتخاب خازن
برای خازن ها میتونین از خازن های سرامیکی 22 میکروفاراد استفاده کنین. برای فیلتر ولتاژ بهتر، خازن های سرامیکی با ESR کمتر پیشنهاد میشه (مثلا خازن های تانتال). خازن های X5R و X7R بخاطر بازه ولتاژ و دمای خوب پیشنهاد میشن. سعی کنین برای فیلتر بهتر ولتاژ خروجی همه تغذیه های سوئیچینگ از مقادیر خازن های بالا استفاده کنین، خصوصا اگه جریان کشی لحظه ای توی مدارتون زیاده بهتره خازن هارو توی سطح بورد پخش کنین تا جریان قطعات مورد نیازتون به راحتی تامین بشه.
انتخاب دیود
دیود شاتکی برای این مدار سوئیچینگ انتخاب خیلی خوبیه چون هم ولتاژ Vf خیلی کمی داره (در حد 0.2 ولت) و هم سرعت ریکاوری بسیار بالایی داره (قطع به وصل و بالعکس – بخاطر سطح مقطع اتصال کم بین P و N خاصیت خازنی خیلی کمی دارن و برای همین تو فرکانس های بالا ایده آل هستن). جریان نامی دیود انتخابی باید از رادیکالِ ضربِ جریان پیک با جریان خروجی مساوی یا بیشتر باشه.
ولتاژ شکست معکوس دیود هم باید از ولتاژ خروجی بیشتر باشه.
نکاتی در رابطه با چیدمان قطعات
برای بهترین نتیجه و بازدهی از اصول زیر پیروی کنین:
- خازن های ورودی و خروجی رو تا جای ممکن نزدیک آی سی بذارین و به Plane زمین متصلشون کنین تا انتقال نویز رو کم کنین.
- پایه GND آی سی باید به Plane یا Polygon ضخیم و محکمی متصل بشه تا هم انتقال حرارتی خوبی صورت بگیره و هم پایداری الکتریکی بالایی داشته باشه و در نتیجه باعث ایجاد نویز نشه.
- ترک های جریان اصلی (اتصالات بین خازن ورودی، سلف، آی سی و دیود شاتکی) رو تا جای ممکن کوتاه و ضخیم درنظر بگیرید.
- گره SW (جایی که پین SW به دیود و سلف میخوره) نوسان فرکانس بالای ولتاژ داره، برای همین بهتره هم کوچیک باشه هم از بقیه مدار دور باشه.
- قطعات فیدبک (R1 و R2) رو تا جای ممکن نزدیک آی سی و به دور از قطعات پر نویز قرار بدین تا تداخلی تو ولتاژ خروجی پیش نیاد.
شاید قبلا ها زیاد استفاده از منابع تغذیه سوئیچینگ عرف نبود؛ حالا یا بخاطر سختی طراحی یا اینکه در دسترس بودن ترانس ها. ولی دیگه این قضیه کاملا غیر قابل انکاره که بخاطر تنوع زیاد آی سی های سوئیچینگ تو بازار و داکیومنت های خیلی خوب و قیمت مناسبشون دیگه کمتر شاهد استفاده از ترانس ها هستیم، خصوصا اینکه بهره تغذیه های سوئیچینگ به شدت زیاده (تا بالای 90 درصد) و حجم و وزنشون خیلی کمتر از مدارات صرفا ترانسی درمیاد. البته درسته که ساخت یه ترانس AC کاهنده 220 به 12 خیلی راحت تر از طراحی و ساخت یه منبع سوئیچینگ مشابهش هست (تازه اگه خروجی DC باشه، در صورتی که خروجی AC بخوایم داستان پیچیده تر میشه) ولی بخاطر باب شدن استفاده از سوئیچینگ تو دنیا شرکت های زیادی تولید این منابع رو انجام میدن و به وفور میشه تو بازار این منابع رو پیدا کرد.
عالی بود
مطلب خوبی بود