Článek se pokouší stanovit a následně definovat celkem 14 klíčových parametrů snižujících měničů a zdůraznit tím některé opomíjené stránky návrhu, na které se tu a tam v zápalu boje zapomíná.
1) Vstupní napěťový rozsah (Input Voltage Range)
Vstupní napěťový rozsah snižujícího měniče stanovuje nejnižší použitelné vstupní napájecí napětí. Ve specifikaci sice můžeme vidět docela široký rozsah vstupních napětí, nicméně pro účinný provoz musí být VIN větší než VOUT. Stabilizované výstupní napětí 3,3 V si tak například bude žádat vstupní napětí, větší než 3,8 V.2) Zemní nebo také klidový proud (Ground / Quiescent Current)
V případě IQ hovoříme o stejnosměrném vstupním klidovém proudu (Bias Current), který ale zátěží nikdy nepoteče. Součástky s nižším IQ proto také dosahují větších účinností. IQ však může být specifikován pro celou řadu podmínek, mezi něž patří například
- stav bez spínání,
- nulové zatížení,
- režim PFM nebo také
- režim PWM.
Budeme – li tedy chtít pro danou aplikaci vybrat nejlepší snižující měnič, měli bychom se podívat na skutečnou provozní účinnost při konkrétních pracovních napětích a také zatěžovacích proudech.
Budeme – li chtít pro danou aplikaci vybrat nejlepší snižující měnič, měli bychom se podívat na skutečnou provozní účinnost při konkrétních pracovních napětích a také zatěžovacích proudech.
3) Spotřeba „během odstávky“ (Shutdown Current)
Jedná se o vstupní proud, spotřebovávaný poté, co byla povolovacím pinem Enable provedena deaktivace měniče. Tento údaj oceníme v případě dlouhodobého setrvání v pohotovostním režimu standby, zatímco se bateriově napájené přenosné zařízení nachází ve spánkovém režimu. Pro nízkopříkonové snižující měniče se obvykle jedná o proudy, výrazně nižší než 1 µA.
V takovém typickém nízkopříkonovém přenosném systému, však nejen v něm, je místo hned pro několik stabilizátorů i snižujících měničů
4) Přesnost výstupního napětí (Output Voltage Accuracy)
Snižující měniče Analog Devices (definice spolu s údaji v našem přehledu vychází z dokumentace tohoto výrobce; nic však nebrání tomu, abychom závěry definic zobecnili i na jiné struktury) byly navrženy s ohledem na vysokou přesnost výstupního napětí. Obvody s pevným výstupem se továrně nastavují (trimují) tak, abychom na 25 °C nepřekročili ±2 %. Přesnost výstupního napětí bývá stanovena v rámci rozsahu
-
pracovních teplot, - vstupního napětí či
- zatěžovacích proudů,
přičemž „nejhorší nepřesnost“ vyjádříme jako ±x %.
5) Odolnost vůči změnám vstupního napětí (Line Regulation)
Tímto parametrem rozumíme změnu výstupního napětí, způsobenou změnou vstupního napájení při jmenovitém zatížení.
Topologie snižujícího měniče (Buck Converter) a odpovídající časové průběhy
6) Odolnost vůči změně zátěže (Load Regulation)
Odolností vůči změně zátěže rozumíme změnu výstupního napětí, vyvolanou změnou výstupního proudu. Budeme – li uvažovat pozvolna se měnící zatěžovací proud, můžeme říci, že většina snižujících měničů dokáže udržet výstupní napětí v podstatě neměnné.
7) Přechodové jevy, pozorované na zátěži (Load Transients)
Přechodové poruchy se mohou vyskytnout při rychlém nárůstu zatěžovacího proudu (obousměrné přepínání mezi režimy PFM a PWM). Takové jevy sice nebudou pokaždé specifikovány, ale většina datasheetů pro různé pracovní podmínky odpovídající odezvy mapuje.
Dokončení příště.
Použitá literatura:
Download a odkazy:
- 14 klíčových parametrů snižujících měničů a jejich praktický význam – 2. část (vyd. 29.6.)
- Domovská stránka Analog Devices: http://www.analog.com/
