Tu jesteś: Strona główna Elektronika Zestawy ewaluacyjne i moduły Przetwornice ATB-PWR-3

Przetwornica napięcia DC-DC.
 

W wielu układach cyfrowych może pracować alternatywnie zamiast stabilizatorów liniowych 7805. Duża wydajność pozwala unikać nagrzewania się podczas pracy do wysokich temperatur tak jak to ma miejsce gdy używane są stabilizatory 7805. Układy te z powodzeniem pracują od lat we wszystkich zestawach uruchomieniowych ATB a także wielu innych modułach produkowanych przez firmę Atnel. Miniaturyzacja układu pozwoliła zachować gabaryty niemalże takie same jak stabilizatora liniowego 7805. Przetwornice najnowszej generacji ATB-PWR-3 zaopatrzone są w układ logiczny pozwalający sterować jej pracą (włączanie/wyłączanie) nawet z poziomu mikrokontrolera. Napięcie wyjściowe wybierane jest za pomocą zworki. Gdy domyślnie otwarta, na wyjściu utrzymuje się napięcie +5V. Gdy zworka zostanie zamknięta, napięcie wyjściowe będzie równe +3,3V. Poza tym przetwornice zaopatrzone są we wbudowany klawisz typu micro-switch SMD, który pozwala na wygodne załączanie zasilania ręcznie w dogodnym momencie przez użytkownika. Zworki SMD na przetwornicy umożliwiają rekonfigurację jej prostych funkcji logicznych. Sercem modułu jest układ scalony A8498, o znamionowej wydajności prądowej 3A! Zatem układ posiada spory zapas. Wydajność przetwornicy została ograniczona z uwagi na miniaturyzację i zastosowanie dławika, którego maksymalny prąd to 1,3A, co limituje wydajność całego modułu. Pomimo to z powodzeniem można go stosować w większości aplikacji do projektów cyfrowych a nawet, lub szczególnie wtedy gdy korzystamy z wbudowanych przetworników ADC w mikrokontroler. Odpowiednie i stałe szumy na wyjściu przetwornicy zapewniają możliwość wykorzystania nadpróbkowania gdy chcemy uzyskać dodatkowy bit rozdzielczości dla wbudowanych 10-bitowych przetworników.

Najnowsze wersje przetwornic posiadają kolor niebieski. Wymiary: wysokość 14,7 mm (bez goldpinów, pod uwagę wzięto jedynie dławik i kondensator w metalowej obudowie jak na zdjęciu niżej), szerokość: 16,5 mm, długość: 25,5 mm

Widok najnowszego modelu (obecnie w sprzedaży)

Na wstępie przedstawiam uproszczoną instrukcję do naszej wersji przetwornicy. Najnowsza wersja ATB PWR3 posiada wbudowaną prostą logikę, dzięki której można w stosunkowo prosty sposób konfigurować tryby działania przetwornicy.

Domyślnie jest to tryb nr.2 z tabeli przedstawionej poniżej:

Tryby pracy przetwornicy ATB PWR3

(1) Tryb 7805	(2) Tryb z włącznikiem (domyślny)	(3) Tryb z włącznikiem i PWR DOWN

 1. Tryb pracy 7805

Aby uzyskać funkcjonalność pracy przetwornicy, taką jaka występuje w popularnym stabilizatorze liniowym 7805 (brak jakiejkolwiek logiki sterującej) wystarczy zewrzeć kroplą cyny zworkę SMD oznaczoną jako JP2. W tym momencie cała logika układu zostaje wyłączona. Po podłączeniu napięcia zasilania na wejście przetwornicy, załącza się ona natychmiast i na wyjściu uzyskujemy jedno z dwóch napięć wybranych za pomocą zworki JP1. Domyślnie jest ona rozwarta (jumper zdjęty), czyli na wyjściu uzyskamy napięcie +5V. Jeżeli w ogóle nie zamierzamy korzystać z układów logiki w przetwornicy, można wylutować obydwie pary goldpinów JP2 oraz JP3.

 2. Tryb pracy z włącznikiem zasilania (ustawiony fabrycznie/domyślny)

Tryb ten zapewnia możliwość załączania układu zasilanego przez przetwornicę za pomocą przełącznika. W tym celu można skorzystać z wyprowadzonych od spodu przetwornicy dwóch pinów przy zworce JP2. Można wyprowadzić za pomocą pary przewodów przełącznik na zewnątrz obudowy urządzenia. Jeśli nie ma takiej potrzeby to można skorzystać także (równolegle) z wbudowanego mikro przełącznika, znajdującego się na przetwornicy. Jest to bardzo wygodna opcja podczas prototypowania własnych urządzeń nawet na płytkach stykowych. Po podłączeniu napięcia wejściowego, zyskujemy zawsze jeszcze chwilę czasu na ostateczne sprawdzenie wzrokowe, czy przypadkiem gdzieś w układzie nie ma jakiegoś zwarcia. Po tym wystarczy kliknąć mikro przełącznik aby prototyp został uruchomiony.

 3. Tryb pracy z włącznikiem zasilania oraz pinem PWR DOWN

Opisany w pkt.2 tryb można wzbogacić jeszcze o funkcjonalność, która pozwala na sterowanie zasilaniem układu przez np. mikrokontroler, który w nim pracuje. Dzięki temu, urządzenie po manualnym włączeniu przez operatora może wykonać zadaną pracę, nawet długotrwałą, która może już odbywać się bez nadzoru człowieka. Natomiast po jej zakończeniu, mikrokontroler (program) może sam wyłączyć zasilanie, co zdecydowanie zmniejszy pobór prądu przez całe urządzenie. Gdzie może mieć to zastosowanie. Z powodzeniem nasza firma stosuje takie rozwiązania w urządzeniach pracujących w autach osobowych lub autobusach komunikacji miejskiej, gdy sterownik wyposażony w taką przetwornicę pracuje w oparciu o zasilanie z akumulatora a nadrzędnym celem jest zminimalizowanie poboru prądu.

Poniżej przedstawiam porównanie jakości parametrów zasilania (tętnienia) pomiędzy standardowym stabilizatorem liniowym 7805 a naszą przetwornicą ATB-PWR3, przy poborze prądu 500 mA. Pomiarów dokonano oscyloskopem cyfrowym RIGOL DS4024 (200MHz).

Porównanie tętnień 7805 oraz ATB-PWR3

Tętnienia na poziomie ok 10mV	Tętnienia na poziomie ok 20mV

Jak widać, z porównania przetwornica naszej produkcji zdecydowanie może zastąpić stabilizatory 7805 w większości zastosowań, zapewniając jednocześnie lepsze parametry jeśli chodzi o wydajność oraz straty mocy, które w przypadku 7805 zostają wyemitowane w postaci dużych ilości ciepła. W testowanym układzie stabilizator 7805 nagrzał się do temperatury ok 80st C, podczas gdy przetwornica była co najwyżej lekko ciepła, temperatura ok 29st C. Każdy, kto chociaż raz użył stabilizatora 7805 zdaje sobie sprawę jak mocno się on nagrzewa podczas normalnej pracy. Przy poborze prądów już powyżej 200mA trzeba stosować potężne radiatory aby to zjawisko w jakimś stopniu zniwelować. Pomimo to zwykle wnętrze każdej obudowy łącznie z płytą PCB na której osadzony jest taki stabilizator mocno się nagrzewa, doprowadzając niejednokrotnie do nieprzewidzianego zachowania całego układu, szczególnie gdy temperatura otoczenia np latem także mocno wzrasta. Stosując nasze przetwornice raz na zawsze pozbywamy się takich kłopotów. Poniżej krótka animacja porównawcza stabilizatora 7805 i jednej z pierwszych (starszych) wersji naszych przetwornic.

FOOTPRINT dla programu EAGLE:

Aby wygodniej było się posługiwać przetwornicą, projektując własne obwody, w których zamierzamy ją wykorzystać, przygotowaliśmy specjalnie na tę okazję tzw footprint, a w zasadzie cały element biblioteczny do popularnego programu Eagle. Poniżej można zobaczyć jak prezentuje się element na schemacie oraz na PCB, a także pobrać spakowany plik z biblioteką, zawierającą kilka ważnych elementów bibliotecznych firmy Atnel:

 

Eagle LBR - footpring

>>> POBIERZ bibliotekę do EAGLE - ATNEL.LBR <<<

Moduł dostępny w naszym sklepie internetowym:

Galeria