Модуль питания Pololu 12V, 4.5A Step-Down Voltage Regulator

Pololu 12V, 4.5A Step-Down Voltage Regulator — мощный понижающий регулятор напряжения, принимающий входное напряжение до 50В и эффективно снижающий его до 12В. Плата размером всего 1″ × 1″, но обеспечивает типичный максимальный непрерывный выходной ток от 2,3А до 6,5А, в зависимости от входного напряжения, что делает её хорошо подходящей для питания умеренных и больших нагрузок. Опциональный вход разрешения с точным порогом отключения может использоваться для перевода регулятора в режим низкого энергопотребления с потреблением тока от 10мкА до 20мкА на вольт на VIN. Регулятор также оснащён защитой от обратного напряжения и выходом power-good, указывающим, когда регулятор не может адекватно поддерживать выходное напряжение.

Регуляторы имеют защиту от обратного входного напряжения до 40В, защиту выхода от пониженного и повышенного напряжения, защиту от перегрузки по току и защиту от короткого замыкания. Функция термозащиты также помогает предотвратить повреждение от перегрева, а функция плавного запуска ограничивает пусковой ток и постепенно поднимает выходное напряжение при запуске.

Особенности
• Входное напряжение: 13,3В-50В (минимальное входное напряжение зависит от падения напряжения; подробнее см. раздел о падении напряжения)
• Выходное напряжение: 12В с точностью 4%
• Типичный максимальный непрерывный выходной ток: 2,3А-6,5А (см. график максимального непрерывного выходного тока ниже)
• Типичный КПД 90%-95%, в зависимости от входного напряжения, выходного напряжения и нагрузки (см. график КПД ниже)
• Частота переключения: ~500кГц при высоких нагрузках
• Режим энергосбережения с ультразвуковым режимом работы, повышающий эффективность при малой нагрузке за счёт снижения частоты переключения, но сохраняющий её выше диапазона слышимости (20кГц)
• Типичный ток покоя без нагрузки от 2мА до 4мА (см. график тока покоя ниже)
• Вход разрешения с точным порогом отключения для отсоединения нагрузки и перевода регулятора в режим низкого энергопотребления, потребляющий приблизительно от 10мкА до 20мкА на вольт на VIN
• Выход «Power good» указывает, когда регулятор не может адекватно поддерживать выходное напряжение
• Защита от пониженного и повышенного выходного напряжения
• Функция плавного запуска ограничивает пусковой ток и постепенно повышает выходное напряжение
• Встроенная защита от обратного напряжения до 40 В, защита от перегрузки по току и короткого замыкания, отключение при перегреве
• Компактный размер: 1″ × 1″ × 0,375″ (25,4мм × 25,4мм × 9,5мм)
• Три монтажных отверстия 0,086″ для винтов #2 или M2

Этот регулятор имеет шесть соединений, некоторые из которых дублируются на нескольких выводах: индикатор исправности питания (PG), разрешение работы (EN), входное напряжение (VIN), входное напряжение после защиты от переполюсовки (VRP), выходное напряжение (VOUT) и земля (GND).

Индикатор "исправность питания", PG, представляет собой выход с открытым стоком, который переходит в низкий уровень, когда выходное напряжение регулятора превышает номинальное более чем на 20% или падает ниже номинального более чем на 10% (с гистерезисом).

Регулятор, включённый по умолчанию, можно перевести в режим сна с низким энергопотреблением, понизив напряжение на выводе EN ниже 1,2 В, и вывести из этого состояния снова, повысив напряжение на EN выше 1,35 В. Ток покоя в этом режиме сна определяется в основном током в подтягивающем резисторе 100 кОм от ENABLE к VIN и в цепи защиты от переполюсовки, что в сумме составит от 10 мкА до 20 мкА на вольт напряжения VIN. Жёсткий допуск входа разрешения позволяет установить точный порог отключения по низкому VIN, например с помощью выхода внешнего делителя напряжения, питаемого от VIN, что полезно для устройств с батарейным питанием, где разрядка батареи ниже определённого порога напряжения может её необратимо повредить.

Входное напряжение, VIN, питает регулятор. На VIN можно подавать напряжения от 4,5 В до 50 В, но в целом эффективный нижний предел VIN составляет VOUT плюс падение напряжения регулятора, которое изменяется приблизительно линейно с нагрузкой (см. ниже графики падения напряжения в зависимости от нагрузки).

VRP обеспечивает доступ к входному напряжению после защиты от переполюсовки; его можно использовать как выход для питания других устройств, либо входное напряжение можно подключить к VRP вместо VIN, чтобы обойти защиту от переполюсовки.

VOUT — это регулируемое выходное напряжение.

Все соединения расположены на сетке 0,1″ для совместимости с беспаечными макетными платами, разъёмами и другими прототипными решениями, использующими сетку 0,1″. Соединение PG — единственное, недоступное по краю платы. В комплект с регулятором входит прямая штыревая гребёнка 1×12.

Соединения питания (VIN, VRP, VOUT и GND) продублированы в обоих рядах монтажных отверстий, что позволяет использовать по два штыревых вывода для каждого соединения. Обратите внимание, что выводы EN и PG не продублированы и расположены рядом друг с другом в разных рядах, поэтому при использовании регулятора на макетной плате будьте осторожны, чтобы не установить штыревые выводы таким образом, чтобы замкнуть EN на PG. (На изображении ниже вывод PG пропущен, чтобы избежать его замыкания на EN.)

Каждый штыревой вывод рассчитан только на 3 А (суммарно 6 А на пару), а беспаечные макетные платы обычно не предназначены для работы с током более нескольких ампер, поэтому для приложений с более высокой мощностью толстые провода следует припаивать непосредственно к плате.

Типичный КПД
Эффективность регулятора напряжения, определяемая как (выходная мощность)/(входная мощность), является важным показателем его работы, особенно когда важны время работы аккумулятора или тепловыделение.

Максимальный длительный выходной ток
Максимально достижимый выходной ток этих регуляторов меняется в зависимости от входного напряжения, а также зависит от других факторов, включая температуру окружающей среды, воздушный поток и теплоотвод. На графике ниже показаны максимальные выходные токи, которые эти регуляторы могут обеспечивать в длительном режиме при комнатной температуре в неподвижном воздухе и без дополнительного теплоотвода.

Ток покоя
Ток покоя — это ток, который регулятор использует только для питания самого себя, и график ниже показывает это для разных версий регулятора в зависимости от входного напряжения. Вход EN модуля можно перевести в низкий уровень, чтобы перевести плату в режим низкого энергопотребления, где он обычно потребляет от 10 мкА до 20 мкА на вольт на VIN.

Типичное падение напряжения
Падение напряжения понижающего регулятора — это минимальная величина, на которую входное напряжение должно превышать целевое выходное напряжение регулятора, чтобы обеспечить достижение целевого выхода. Например, если регулятор 5 В имеет падение напряжения 1 В, вход должен быть не менее 6 В, чтобы обеспечить полные 5 В на выходе. Как правило, падение напряжения увеличивается с увеличением выходного тока. График ниже показывает падения напряжения для разных представителей этого семейства регуляторов:

Комплектация
• 1 x Pololu 12V, 4.5A Step-Down Voltage Regulator