Dimensionera switchregulator för 5V 1.3A

[mri]

Hej grabbar, gubbar och andra!

Har ett litet projekt på gång men kört fast när jag kom till spänningsregleringen. Tänkte först använda en enkel (och billig!) linjär regulator, men den här grejen kommer ju dra upp till 1.3A och jag vill inte kyla bort den effekten som en linjär regulator skulle ge. Det måste bli en switchad regulator! Första gången för mig så jag vore tacksam för lite knuffar i rätt riktning av ni som kan det här.

Den primära lasten är lysdioder som kommer att styras från en MCU. Lysdiodernas intensitet kommer dessutom att styras med PWM på ca. 600 Hz. Totala strömförbrukningen (som switchregulatorn måste leverera) kommer att ligga mellan 0,1 ... 1,3A. Spänningen får ligga mellan 3 ... 5V.
Matningsspänningen in till switchregulatorn skulle jag vilja ha i storleksordningen 5-8 .... 30V. Dvs ett relativt brett spänningsområde.

Kollade runt på elfa och hittade LM2592HVS5.0 som verkar göra det jag önskar. Får erkänna att jag inte lusläst hela databladet, utan höftat till följande komponenter:

Reg: 73-068-25 LM2592HVS5.0 switchreg +5V TO263
Cin: 67-235-63 Elektrolytkond 470uF/50V (Max rippelström: 2.05 A @ 100 kHz)
Cout: 67-234-23 Elektrolytkond 220uF/25V (Impedans: 0.072 Ohm @ 100 kHz, Max rippelström: 0.76 A @ 100 kHz)
L1: 58-101-30 DR127 SMD drossel 68uH 2,44A (eller 58-110-96 SMD-drossel 77µH 1,54A)
D1: 70-229-65 30BQ060 schottkydiod 3A 60V SMC

Verkar dessa vettiga?

edit: stavfel

[4kTRB]

I databladet till 78Sxx finns schema på en enkel switchare.
S-varianterna klarar lite högre ström men det visste du nog redan.
Kan vara ett alterativ.

[limpan4all]

Verkar rimligt, men jag skulle köra med dubbla Cout med den valda.

[4kTRB]

LT1074 är dyrare men väldigt enkel att få till att fungera med
i princip dina krav. Spolen på 100uH kan du linda själv.
Inspänning 10V-40V och 5V/5A ut.

https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/webr ... 310741.pdf

[colliman]

Du har inte lust att använda ettt gammalt nätagg från en dator?
Finns väl att hitta i vart soprum.

Men då missar man nöjet med att bygga, förståss.

C-man

[blueint]

Nätagget är större, men framförallt är det spänningsreglerat istället för strömreglerat.

[mri]

limpan4all: Lite knepigt att hitta passande Cout eftersom ESR på de flesta låg-ESR kondensatorer är för låg. Blir ju också lägre om jag sätter dubbla Cout. Från databladet:

"For the output capacitor, the ESR value is the most important parameter. The ESR should generally not be less than 100 mOhm or there will be loop instability. If the ESR is too large, efficiency and output voltage ripple are effected."


4kTRB: Vill gärna hitta en så billig lösning som möjligt. De här switchregulatorerna verkar vara betydligt dyrare än linjära dito. Dessutom skall man ha ordentliga kringkomponenter också för att det skall funera bra.

colliman: Ett nätagg passar inte in i den här "produkten". Allt för stort och kumpigt. Spänningsregleringen måste nog in på själva kretskortet, eller eventuellt på ett litet dotterkort.

[limpan4all]

"rätt" ledarbredd på kretskortet ger dig enkelt en lämplig "ESR", eller uttryckt på annat sätt: det är enkelt att göra låg R motstånd i kopparbana. Det jag inte gillade var rippleströmtåligheten hos den du valt, den var i mitt tycke lite för låg.

[mri]

Aha, ok. Det rätta kondensatorn verkade inte finnas, dvs en som har ESR >= 100 mOhm samt max rippelström >= 1.3 A. Du menar att jag kan ta en kondensator med lagom rippelströmtålighet, och justera ESR med att göra lite klenare ledningsbana?

[4kTRB]

Du kan placera en lite mindre låg esr kondensator
i parallell med en standard elektrolyt, tex en Wima 65-708-81

[limpan4all]

Japp, så menar jag. om du även tänker till ordentligt med ledningsdragningen och mönstret så kan du gentemot regulatorn ha hög ESR men mot den matade kretsen ha låg ESR.

[Borre]

Rippleströmmen för utgångskondensatorn behöver väl inte vara så stor för en step-down?
Använder man Swichter Made Simple anger det Irms för Cout till knappt 34mA.
Däremot behöver ingångskondensatorn klara en högre ström, åtminstone halva utströmmen brukar väl vara en riktmått.

[mri]

"Swichter Made Simple", tack för tipset!

När jag kör WEBENCH Power Designer på Nationals sida for LM2592HV med Vout=5 och Iout=1.3
http://www.national.com/mpf/LM/LM2592HV.html#Overview
får jag en väldigt speciell Cin: 10 uF 0.003 Ohm.
Det är en keramisk kondensatortyp från TDK som uppfyller kraven, men den finns varken på elfa eller farnell...
0.003 Ohm verkar ju vara extremt lågt för kondensatorer. Kan detta verkligen vara ett krav för den här switchern?

[prototypen]

Bara en liten undring, lysdioderna skulle PWM:as, varför inte styra regulator från processorn och variera spänningen istället för PWM. Blir ju lite tårta på tårta med dubbla regleringar.

Protte

[mri]

Hmmm... tja, jo det kanske skulle gå på nåt sätt det också, men nu tänkte jag använda 4 st lysdiodsrivare CAT4016, och det är drivarnas BLANK signal jag PWM'ar från MCU'n.