S9V11F5S6CMA - przetwornica step-up/step-down - 5V 1,5A - z funkcją odcięcia przy niskim napięciu - Pololu 2870

Specyfikacja

• Napięcie wejściowe: od 2 V do 16 V
• Maksymalny prąd wyjściowy: 1,5 A
• Prąd spoczynkowy: 1 mA
• Napięcie wyjściowe: 5 V (może być zmienione na 6 V wykorzystując pin SEL)
• Zabezpieczenie przed zwarciem oraz zbyt wysoką tempoeraturą
• Odcięcie zbyt niskiego napięcia: napięcie do wyboru
• Wymiary: 15 x 13 x 6 mm
• Masa: 0,8 g (bez złącz)

Opis produktu: S9V11F5S6CMA - przetwornica step-up/step-down - 5 V 1,5 A - z funkcją odcięcia przy niskim napięciu - Pololu 2870

Przetwornica służy do zasilania obwodów pracujących z napięciem 5 V. Układ posiada szeroki zakres napięć wejściowych, co sprawia, że doskonale sprawdza się w konstrukcjach zasilanych przy pomocy baterii. Zastosowanie S9V11F5S6CMA zapewnia stabilność zasilania podczas całego cyklu rozładowywania akumulatora. W celu podniesienia niezawodności moduł wyposażony został w zabezpieczenie przeciw zwarciowe oraz układ automatycznego odcięcia zasilania gdy przekroczona zostanie dopuszczalna temperatura pracy lub napięcie minimalne.

W zestawie znajdują się goldpiny do samodzielnego przylutowania.

Sposób użycia

Moduł jest niezwykle prosty w obsłudze, posiada trzy podstawowe wyprowadzenia:

• VIN - napięcie wejściowe z zakresu od 2 V do 16 V. Przy niższym moduł nie załączy się, wyższe może uszkodzić układ.
• GND - Masa układu.
• VOUT - napięcie wyjściowe 5 V.

Dodatkowe wyprowadzenia:

• EN - wejście Enable. Włącza układ po podaniu napięcia ponad 0,8 V. Jest połączone przez 12-stopniowy potencjometr z VIN, dzięki czemu odcina zasilanie przy napięciu VIN poniżej wartości ustalonej.
• PG - wskaźnik jakości napięcia. Wyjście typu open-drain, ustawia się w stan niski, gdy moc spada poniżej 90 % napięcia nominalnego, także gdy pin EN jest w stanie niskim. Powraca do stanu wysokiego po przekroczeniu mody 95 %. Posiada wysoką impedancję, wymaga użycia rezystora podciągającego.
• SEL - wyjście może być zasilane napięciem od 1,1 V do 16 V, aby zmienić wyjście VOUT na 6 V. Ustawienie SEL w stanie niskim lub niepodłączone ustawia VOUT na 5 V. Aby ustawić na stałe 6 V należy przylutować przewód jak na poniższym rysunku.

Dopuszczalny zakres napięć wejściowych wynosi od 2 V do 16 V. Przy niższej wartości regulator nie załączy się. Wyższe napięcie może uszkodzić układ. 

Złącza są odpowiednio podpisane na płytce. Raster wyprowadzeń to 2,54 mm (popularne złącza goldpin). Moduł można wpiąć w płytkę stykową, podłączyć za pomocą przewodów lub wlutować w dedykowaną płytkę drukowaną.

Ustawienie napięcia odcięcia

Zbyt niskie napięcie VIN, które ma spowodować odcięcie zasilania jest kontrolowane przez potencjometr oraz pin EN. Kiedy napięcie na EN spadnie poniżej 0,7 V, układ ustawia się w stan niskiego zużycia energii - tryb uśpienia. Po otrzymaniu napięcia 0,8 V na pin EN, układ wraca do pracy. Przekręcenie potencjometru zgodnie ze wskazówkami zegara zwiększa napięcie odcięcia. Napięcie to może być ustawione mierząc VIN i EN oraz ustawiając potencjometr według wzoru:

Na przykład, gdy do VIN podłączona jest bateria 3,7 V, a napięcie odcięcia ma być równe 3,0 V, wzór będzie wyglądał następująco:

EN jest równe 0,86 V, więc należy kręcić potencjometrem, aż takie napięcie będzie można zmierzyć na pinie EN.

Należy pamiętać, że poziom odcięcia zawiera histerezę. Regulator wyłączy się przy 0,7 V, ale należy podać około 0,8 V aby ponownie się uruchomił. Napięcie VIN musi być równe około 114 % napięcia odcięcia do ponownego uruchomienia (w powyższym przypadku 3,43 V).

Prąd wyjściowy

Maksymalne natężenie prądu jaki może płynąc przez układ zależy od wartości napięcia wejściowego. Zależność tą przedstaw wykres poniżej:

Maksymalny prąd wyjściowy w funkcji napięcia wejściowego.

Sprawność

Parametr ten ma szczególne znaczenie przy zasilaniu bateryjnym, kiedy ważne jest aby układ działał jak najdłużej na pojedynczym ładowaniu. Sprawność przetwornicy zależy od natężenia przepływającego prądu oraz napięcia wejściowego (wykres poniżej). Średnio jest na poziomie od 85 % do 95 %, co pozwala wykorzystać praktycznie maksimum energii z akumulatora. 

Sprawność przetwornicy w zależności od pobieranego prądu.

Skoki napięcia (szpilki)

W obwodach elektronicznych prąd startowy może powodować występowanie tzw. szpilek czyli nagłych skoków napięcia do wartości powyżej ustalonego poziomu. Jeśli amplituda szpilki przekroczy wartość dopuszczalna regulatora, może on ulec zniszczeniu. Dlatego też, jeśli układ będzie zasilany napięciem powyżej 9 V lub obciążenie będzie miało wysoką indukcyjność, zalecamy wlutowanie kondensatora o wartości 33 µF / 20 V lub wyższej jak najbliżej układu pomiędzy VIN a GND. 

Miniaturowa przetwornica DC/DC o ogromnych możliwościach

Pololu 2870 to moduł przetwornicy step-up/step-down, opartej na scalonym sterowniku z wbudowanym kluczem tranzystorowym. Dzięki takiemu rozwiązaniu projektantom modułu udało się uzyskać wyjątkowo małe wymiary całości – płytka drukowana ma wymiary zaledwie 15,2 x 12,7 mm.

S9V11F5S6CMA - przetwornica step-up/step-down - 5V 1,5A - z funkcją odcięcia przy niskim napięciu - Pololu 2870 może pracować z napięciami wejściowymi w zakresie od 2 V do 16 V, zaś spoczynkowy pobór prądu to zaledwie 1 mA.

Wskazówki dotyczące zastosowania przetwornicy

Oprócz trzech linii zasilania (Vin – wejście, Vout – wyjście, GND – masa) układ oferuje także trzy linie sterujące i wskaźnikowe, które można wykorzystać w bardziej zaawansowanych aplikacjach. Pin SEL pozwala na zmianę napięcia wyjściowego z 5 V na 6 V.

Wejście EN umożliwia wyłączenie przetwornicy stanem niskim, a dodatkowo pozwala ustalić wejściowe napięcie odcięcia– dzięki zastosowaniu precyzyjnego potencjometru obrotowego użytkownik może samodzielnie ustalić minimalną wartość napięcia zasilania, poniżej której przetwornica wyłącza się. Dodatkowy pin PG informuje zewnętrzny układ elektroniczny o spadku napięcia wyjściowego poniżej 90% nominalnej wartości.