Kitronik Arcade لـ BBC micro: bit و MakeCode Arcade العديد من التصاميم الإلكترونية ، مثل الأنظمة التي تعمل بالبطارية ،تتطلب محولات متواصلة/متواصلة قوية للحفاظ على فولتاج خروجي ثابت خلال تقلبات فولتاج المدخلعلى الرغم من أن طوبولوجيات التبديل من أربعة مفاتيح إلى التبديل هي خيار شائع بسبب مرونتها وكثافة الطاقة،هناك تحديات كبيرة للتصميم عند توسيع هذه الأنظمة إلى تطبيقات التيار العالييجب على المصمم أن يوازن بعناية بين الهندسة المعمارية داخل المنظمين للجهد المنخفض والمتزايددمج المحفزات وأجهزة الكشف عن التيار سيؤثر بشكل كبير على الحجم العام، تعقيد وكفاءة الدائرة.
توفر هذه الورقة لمحة موجزة عن التحديات والموازين التي يواجهها مصممو أنظمة الطاقة.يتم تقديم الحلول من أجهزة التناظرية بوك و Boost Pressurizer خط المنتجات وكيفية معالجة هذه التحديات وتحسين التصميميتم تسليط الضوء على مجموعات التقييم والبرمجيات التي يمكن للمصممين استخدامها لتسريع النماذج الأولية والتنمية.
المقايضات المتكاملة في تصميم التيار العالي منخفض - تصميم منخفض
في محول أربعة مفاتيح من الخطوة إلى الخطوة ، تتطلب مرحلة الطاقة أربعة MOSFETs ، ومحفز الطاقة وجهاز استشعار التيار.كيفية تخصيص هذه المكونات بين حزم الوحدات ولوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) هو قرار معماري أساسي للمصممين.
يمنح وضع المحفزات والمقاومات الكشفية على الأقراص الصلبة الالكترونية المصمم سيطرة كاملة على اختيار المكونات.المواد الأساسية وتيار التشبع يمكن أن تتطابق بدقة مع التطبيقومع ذلك، فإن هذه المرونة لها تكلفة: المكونات الخارجية تحتل مساحة اللوحة، وتعقيد التخطيط، وتتطلب سلكية دقيقة للحد من الضوضاء في مسار الكشف الحالي.
يسهل دمج المحفزات ومقاومات الكشف في حزمة الوحدة تصميمها وتخطيطها ، مما يقلل من عدد المكونات وبصمة PCB. ومع ذلك ، هناك مبادلات:المحفز محدود بحجم الحزمة، والتي قد تحد من أقصى أداء للتيار الخارجي والحراري.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استبدال المقاومة الكشفية بمخطط استشعار تيار غير مدمر، وبالتالي القضاء تماما على المقاومة الكشفية. في حين أن هذا يحسن كفاءة الطاقة،يؤدي ذلك إلى تصميمات دائرة متكاملة أكثر تعقيداً للوحدات التخفيضية.
كيف تتعامل سلسلة الوحدات الثلاثة مع تحديات التكامل التدريجي والتدريجي
كجزء من خط منتجات μ Module الواسع، تقدم أجهزة Analog مجموعة واسعة من وحدات DC / DC التي تمكن المصممين من الاختيار بين استراتيجيات التكامل هذه.تركز هذه الورقة على وحدة التبديل من أربعة مفاتيح (الشكل 1): LTM4607 ، LTM4605 و LTM4 ، LTM8055 ، LTM8056 و LTM8054 ، و LTM4712 ، كل منها للمناطق المختلفة ضمن نطاقات الجهد المدخل والتيار الخارجي.
أربعة مفاتيح خطوة إلى أسفل - خطوة إلى أعلى μ رسومات الوحدة
الشكل 1: يتم عرض وحدات μ من أربعة مفاتيح تدريجية - تدريجية ، والتي يتم بناؤها بطرق مختلفة لجهد الدخول والتيارات الخارجة المختلفة. مصدر الصورة: أجهزة Analog،(تعديل من قبل كينتون ويليستون)
محولات التيار المباشر/التيار المباشر مع محفز خارجي ومقاومة الكشف
أجهزة تحكم متكاملة LTM4 و LTM4605 و LTM4 و MOSFETs في حزمة μ Module مع محفزات الطاقة ومقاومات استشعار التيار خارج لوحة الدوائر (الشكل 2).هذا الهيكل يسمح للمصممين لاختيار مرنة القيم محفز ومقاومة محفز لتلبية متطلبات التطبيق المحددة.
مخطط المخطط للأجهزة التناظرية LTM4 و LTM4605 و LTM4
الشكل 2: تعبئة (على اليسار) من LTM4607، LTM4605 و LTM4، وموازية مخطط مستوى الطاقة (على اليمين) مع محفزات خارجية ومقاومات الحث المبرزة. مصدر الصورة: أجهزة التناظرية)
حزم LGA متوافقة 15 مم x 15 مم x 2.82 مم. تم تصميم LTM4605 لتطبيقات الجهد المنخفض مع نطاق جهد المدخل 4.5 فولت إلى 20 فولت وتيار خروجي 12 أ (وضع الجهد المنخفض)LTM4607 و LTM4 توسيع نطاق المدخلات عند 10A (وضع الجهد المنخفض) إلى 36 فولت، مع LTM4أوسع نطاق جهد الخروج من 0.8 فولت إلى 34 فولت.
محولات التيار المباشر/التيار المباشر مع محفز متكامل ومقاومة الكشف
LTM8055، LTM8056،و LTM8054 (الشكل 3) دمج محفزات الطاقة ومقاومات مستشعر التيار في حزمة μ Module لتبسيط التصميم والتخطيط عن طريق تقليل عدد المكونات الخارجية على PCB.
الرسم البياني للمعدات التناظرية LTM8055 و LTM8054 و LTM8056
يظهر الشكل 3 وحدة (على اليسار) من أجهزة LTM8055 ، LTM8054 و LTM8056 ويبرز تخطيط مخطط (على اليمين) من محفز متكامل ومقاومة الكشف. مصدر الصورة:الأجهزة التناظرية)
من بين السلسلة الثلاثة المختلفة التي نوقشت في هذه الورقة ، هذه السلسلة لديها أدنى التيار الخارجي: 5.4 A لـ LTM8054 ، 5.5 A لـ LTM8056 ، و 8.5 A لـ LTM8055 (جميع القيم في الوضع التدريجي).LTM8056 لديه نطاق مدخل من 5 فولت إلى 60 فولت، وهو الأوسع من الأجهزة المناقشة هنا ، وله أقصى فولت خروجي من 48 فولت. LTM8054 هو الأكثر دقة ، 15 ملم × 11.25 ملم و 3.ارتفاع 42 ملم في التصاميم ذات المساحة المحدودةيتم تغليف LTM8055 و LTM8056 في 15 ملم x 15 ملم x 4. 92 ملم.
محولات التيار المباشر/التيار المباشر مع محفز متكامل واكتشاف التيار غير المدمر
يستخدم LTM4712 (الشكل 4) طرق مختلفة للكشف عن التيار. بدلاً من استخدام مقاومات فحص منفصلة ، فإنه يستخدم حل NDI الملكي المدمج في الوحدة.هذا يلغي فقدان الطاقة المرتبطة بمقاومة الكشف المخصصة.