С. Кривандин
Новости Электроники 2008, 9
Как заменить линейный стабилизатор импульсным, скажем, в приборе с батарейным питанием, сохранив расположение и функциональное назначение выводов и не переразводя плату? Ответ – применить импульсный стабилизатор серии PSR-78xxLF компании PEAK.
При разработке портативного электронного прибора с батарейным питанием нужно обеспечить стабилизированное напряжение. Место на плате, как правило, ограничено. Источник входного напряжения нестабильный, или оно может меняться в широких пределах, например, при разряде аккумуляторной батареи.
В этих условиях нужно использовать стабилизаторы напряжения. Только вот вопрос: какие - линейные или импульсные?
Если корпус прибора миниатюрный, без вентиляции, то радиаторы использовать нежелательно. Да и энергию аккумуляторных батарей тратить на рассеивание тепла не хочется. В этом случае разработчик выбирает импульсный стабилизатор, который имеет значительно более высокий КПД, чем линейный стабилизатор.
Компания PEAK Еlectronics предложила разработчикам и производителям электронной техники импульсные стабилизаторы серий PSR-78xxLF в корпусе SIP3 (рис. 1).
Рис. 1. Внешний вид импульсного стабилизатора PSR-78xxLF
Они полностью совместимы по расположению и назначению выводов с популярными аналоговыми линейными стабилизаторами серии LM78xx.
Преобразователи PSR-78xxLF имеют широкий диапазон входного напряжения до 32 В. Все преобразователи серии PSR-78xxLF имеют максимальный выходной ток 500 мА и выпускаются на стандартные выходные напряжения 3,3; 5; 6,5; 9; 12 и 15 В.
Варианты моделей приведены в таблице 1.
Таблица 1. Варианты моделей импульсных стабилизаторов PSR-78xxLF с выходным током до 0,5 А
| Наимено- вание |
Диапазон входного напряжения, В |
Выходное напряжение, В |
КПД при Uвх мин, % |
КПД при Uвх макс, % |
|---|---|---|---|---|
| PSR-783R3LF | 4,75...28 | 3,3 | 90 | 80 |
| PSR-7805LF | 6,5...32 | 5,0 | 93 | 84 |
| PSR-786.5LF | 8...32 | 6,5 | 94 | 87 |
| PSR-7809LF | 11...32 | 9,0 | 95 | 91 |
| PSR-7812LF | 15...32 | 12,0 | 95 | 92 |
| PSR-7815LF | 18...32 | 15,0 | 95 | 93 |
Преобразователи PEAK electronics соответствуют требованиям директивы по содержанию вредных веществ RoHS, принятой в Европейском союзе. Суффикс «LF» обозначает отсутствие свинца в изделии и соответствие RoHS.
Основные параметры импульсных стабилизаторов серии PSR-78xxLF:
- Выходной ток 500 мА,
- Широкий вход до 32 В,
- Точность установки выходного напряжения ±2 % (типовое значение),
- Нестабильность выходного напряжения ±0,2 % при изменении входного напряжения во всем допустимом диапазоне,
- Нестабильность выходного напряжения ±0,4 % при изменении нагрузки от 50 до 500мА,
- Высокий КПД 80-95 %,
- Длительная защита от короткого замыкания,
- Широкий диапазон рабочих температур от -40 до 85°C.
Импульсный стабилизатор PSR-78xxLF имеет низкое собственное энергопотребление: максимум 7 мА во всем допустимом диапазоне входного напряжения. Внутренние потери стабилизаторов PSR-78xx малы, что практически устраняет проблему отвода тепла.
Кроме защиты от короткого замыкания стабилизаторы новой серии PSR-78xxLF имеют встроенную защиту от перегрева. Преобразователь отключается, когда внутренняя температура достигает 150°C. Преобразователь может выдавать выходной ток 500 мА в диапазоне температур окружающего воздуха от -40 до 71°C, в диапазоне от 71 до 85°C выходной ток снижается до 300 мА при 85°C (рис. 2).
Рис. 2. Диапазон рабочих температур импульсных стабилизаторов серии PSR-78xxLF
PSR-78xxLF прост в использовании: он не требует подключения внешних компонентов. Пластиковый корпус SIP3 имеет размеры 11,5x7,55x10,2 мм. Назначение выводов стабилизатора PSR-78xxLF соответствует назначению выводов LM78xx: 1 - вход, 2 - общий, 3 - выход (рис. 3).
Рис. 3. Расположение выводов и размеры PSR-78xxLF
Уровень шумов преобразователя PSR-78xx не превышает 35 мВ, типовое значение - 20 мВ. Для снижения уровня шума на входе и выходе стабилизатора можно включить фильтрующие конденсаторы или LC-цепочки.
Компания выпускает также более мощную серию преобразователей PSR1-78xxLF с выходным током 1 А. Варианты моделей с различными значениями выходного напряжения приведены в табл. 2.
Таблица 2. Варианты моделей импульсных стабилизаторов PSR1-78xxLF с выходным током до 1 А
| Наимено- вание |
Диапазон входного напряжения, В |
Выходное напряжение, В |
КПД при Uвх мин, % |
КПД при Uвх макс, % |
|---|---|---|---|---|
| PSR1-783R3LF | 4,75...28 | 3,3 | 90 | 83 |
| PSR1-7805LF | 6,5...32 | 5,0 | 93 | 88 |
| PSR1-786R5LF | 9...32 | 6,5 | 94 | 90 |
| PSR1-7809LF | 12...32 | 9,0 | 95 | 92 |
| PSR1-7812LF | 16...32 | 12,0 | 96 | 94 |
Стабилизаторы PSR1-78xxLF выпускаются в корпусе типа SIP3 размерами 11,5х8,9х17,5 мм. Внешний вид - на рис. 4.
Рис. 4. Внешний вид импульсного стабилизатора PSR1-78xxLF
Этот корпус толще на 1,4 мм и на 7,3 мм выше корпуса менее мощных преобразователей PSR-78xxLF, что необходимо учитывать при проектировании линейки приборов с разным энергопотреблением на одной базовой плате. Назначение и расположение выводов PSR1-78xxLF то же, что у PSR-78xxLF и LM78xx. Остальные параметры PSR1-78xxLF и PSR-78xxLF совпадают.
Импульсные стабилизаторы имеют высокий КПД, низкое собственное энергопотребление, не требуют применения радиатора, занимают мало места на плате. Они по своему назначению являются Point-of-Load преобразователями, т.е. подключаются непосредственно к нагрузке. Они применяются:
- в малогабаритных устройствах,
- в приборах в неметаллическом герметичном корпусе, где применение аналоговых стабилизаторов в комплекте с радиатором невозможно из-за проблем с отводом тепла,
- в устройствах с батарейным питанием,
- в приборах с нестабильным напряжением на шине постоянного тока.
