DC/DC Voltage Regulator Step Down Buck Converter ultimo aggiornamento 7 aprile 2019

Indice

• Descrizione;

• Dove reperire il modulo;

• Foto dell'alimentatore;

• Caratteristiche;

• Definizione della connessione;

• Come usare l'alimentatore;

Descrizione

Il regolatore di tensione illustrato in questa pagina appartiene alla tipologia DC/DC Step Down Buck Converter, venduto da Icstation.
Il modulo permette di essere alimentato con una tensione compresa tra i valori di 4,5-28V con una tensione regolabile in uscita compresa tra 1-16V La corrente di uscita continua massima è di 1A con un valore di picco 3A, il modulo presenta un doppio canale indipendente.

Un convertitore buck è un convertitore DC-DC riduttore (convertitore step-down). La topologia è simile al convertitore boost (un convertitore step-up, ovvero elevatore) e fa parte della categoria dei convertitori switching.
Il circuito è costituito di solito da due interruttori (un transistor e un diodo), un induttore e un condensatore.

Il modo più semplice per ridurre una tensione continua è usare un partitore di tensione, un metodo poco efficace, dato che l'energia eccedente viene dissipata in calore. Un convertitore buck può essere notevolmente efficiente (fino a 95% per i circuiti integrati) ed è molto versatile [Fonte wikipedia].

Esempio di circuito basato sul TPS5433xA (non quello del modulo analizzato)

Il chip utilizzato non è riconoscibile, ma potrebbe appartenere alla famiglia di dispositivi TPS5433xA, convertitori sincrona che includono  del chip un FET di commutazione low-side integrato che elimina la necessità di un diodo esterno che riduce il numero di componenti esterni necessari, per la suo funzionamento non ha bisogno di dissipazione di calore.

Ecco alcune caratteristiche del circuito;

1. Il modulo permette di essere alimentato con una tensione compresa tra i valori di 4,5-28V con una tensione regolabile in uscita compresa tra 1-16V

2. La corrente di uscita continua massima è di 1A con un valore di picco 3A, il modulo è a doppio canale indipendente.

3. Adottando la tecnica di rettifica sincrona si ottiene un alta efficienza. Per esempio con una tensione di ingresso 12V e una tensione di uscita di 5V - 2A, la sua efficienza può essere fino al 92%.

4. La frequenza operativa è di 380KHz.

5. L'alimentatore dispone di una protezione da cortocircuito; anche se la porta di uscita è in cortocircuito, il circuito è protetto automaticamente.

6. Il chip dispone inoltre di una con protezione da surriscaldamento, se la temperatura sale oltre ad un determinato valore, chiuderà automaticamente l'uscita.

7. Esiste una protezione da sottotensione; quando la tensione di ingresso è inferiore a 4,3 V rispetto a quella di uscita, smetterà di funzionare.

8. Non esiste invece nessuna protezione da inversione di polarità in ingresso; in caso di inversione il chip si brucerà
   In avvio, il circuito è dotato di soft start; dopo che l'alimentazione è stata collegata, la tensione di uscita aumenterà lentamente e la tensione di uscita non verrà superata. Il tempo di avvio tipico è 10 ms.

9. Ripple d'uscita molto basso, per una tensione di input di 12V e una tensione d'uscita di 5V a 2A, l'onda di ripple è inferiore a 50mVp-p (misurato con un carico resistivo puro, sonda 1M, larghezza di banda 20M, porta di carico 10uF parallelo, condensatore 0.1uF).

10. Presenza di un contatto EN (ENABLE) che abilita l'uscita della tensione d'uscita, se è collegato a massa il modulo entrerà in modalità sleep, e il suo consumo energetico sarà inferiore a 5uA. Normalmente il pin è invece abilitato da una resistenza montata sul PCB.

11. Il modulo presenta per ogni canale un led rosso la cui accensione segnala la presenza della tensione in uscita.

Dove reperire il modulo

Il modulo illustrato può essere trovato sul sito ICStation (Codice Id 11819) ad un costo di circa 9 € comprese le spese di spedizione, il modulo viene fornito un una bustina in materiale antistatico.

Foto dell'alimentatore

Caratteristiche

Definizione della connessione

Come utilizzare l'alimentatore

L'utilizzo del modulo è molto semplice, prima di tutto è consigliato saldare alla piazzole presenti sul PCB delle pin strip per facilitare il collegamento dei cavi. Se invece si pensa utilizzare il modulo all'interno di un contenitore si potranno saldate direttamente i cavi alle piazzole.

Una volta effettuato i collegamenti e fornito alimentazione, sul modulo si dovranno vedere accesi i due led, restano ora da tarare i due piccoli trimmer presenti sul PCB uno per canale.

A questo punto, dopo essersi dotati di un piccolo cacciavite a taglio, di dovrà ruotare con delicatezza il trimmer del canale interessato, il valore sarà da misurare aiutandosi con un multimetro digitale, sanno necessari vari aggiustamenti in quanto il valore potrà variare leggermente quando si toglierà il cacciavite. Finita la taratura il modulo sarà tarato.

Negli esempi sotto riportati i due canali sono stati impostati per fornire le tensioni di 3.3V e 5V, piccole variazioni non pregiudicano il funzionamento dei circuiti collegati al modulo alimentatore.