Kitronik Arcade สําหรับ BBC micro: bit และ MakeCode Arcade หลายแบบของอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ระบบที่ใช้แบตเตอรี่จําเป็นต้องใช้เครื่องแปลง DC/DC ที่มีพลังงานสูง เพื่อรักษาความแรงดันออกที่คงที่ ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเข้าแม้ว่าสี่สวิทช์ step-down to step-up topologies เป็นตัวเลือกทั่วไปเนื่องจากความยืดหยุ่นและความหนาแน่นของพลังงานของพวกเขามีปัญหาด้านการออกแบบที่สําคัญในการขยายระบบเหล่านี้ไปยังการใช้งานในระดับกระแสไฟฟ้าสูงผู้ออกแบบต้องให้ความเข้มงวดในการสมดุลสถาปัตยกรรมภายใน step-down และ step-up voltage regulator โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบูรณาการของอินดูเตอร์และอุปกรณ์ตรวจจับกระแสจะส่งผลต่อขนาดรวมอย่างสําคัญความซับซ้อนและประสิทธิภาพของวงจร
บทความนี้นําเสนอภาพรวมสั้น ๆ ของความท้าทายและข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอการแก้ไขจาก Analog Devices Buck และ Boost Pressurizer สายสินค้าถูกนําเสนอและวิธีการที่พวกเขาแก้ไขปัญหาเหล่านี้และปรับปรุงการออกแบบชุดการประเมินและโปรแกรมที่นักออกแบบสามารถใช้เพื่อเร่งการออกแบบต้นแบบและการพัฒนา
การสอดคล้องแบบบูรณาการในการออกแบบกระแสไฟฟ้าระดับสูง
ในเครื่องปรับสวิทช์สี่สเตป-ดาวน์ เป็นสเตป-อัพ ระยะพลังงานต้องการ MOSFETs สี่, เครื่องผลักกําลังและอุปกรณ์ตรวจจับกระแสไฟฟ้าวิธีการจัดสรรส่วนประกอบเหล่านี้ระหว่างแพคเกจโมดูลและพับแผ่นวงจร (PCBs) เป็นการตัดสินใจสถาปัตยกรรมหลักสําหรับนักออกแบบ.
การจัดตั้งอินดูเตอร์และตัวต่อรองการตรวจจับภายนอกบน PCB ให้ผู้ออกแบบควบคุมอย่างสมบูรณ์แบบการเลือกส่วนประกอบวัสดุแกนและกระแสความอิ่มสามารถตรงกับการใช้งานได้อย่างแม่นยําอย่างไรก็ตาม ความยืดหยุ่นนี้มีค่าใช้จ่าย: องค์ประกอบภายนอกครอบครองพื้นที่บอร์ด, ยุ่งยากการวางแผน, และต้องการสายใยอย่างรอบคอบเพื่อลดความรบกวนในเส้นทางการตรวจจับปัจจุบัน
การบูรณาการอินดูคเตอร์และตัวต้านรับการตรวจจับในแพคเกจโมดูลทําให้การออกแบบและการวางแผนง่ายขึ้น โดยลดจํานวนส่วนประกอบและการใช้งานของ PCB อย่างไรก็ตามมีข้อเสี่ยง:อินดูเตอร์จํากัดด้วยขนาดของแพคเกจ, ซึ่งอาจจํากัดประสิทธิภาพการออกกําลังไฟฟ้าและความร้อนสูงสุด
นอกจากนี้, resistor การตรวจสอบสามารถถูกเปลี่ยนด้วยโครงการตรวจสอบกระแสที่ไม่ทําลาย, โดยการกําจัด resistor การตรวจสอบโดยสิ้นเชิงมันส่งผลให้เกิดการออกแบบวงจรบูรณาการ (IC) ที่ซับซ้อนมากขึ้น สําหรับโมดูลกระตุ้น.
วิธีการที่สามชุดโมดูลรับมือกับโจทย์การบูรณาการ step-down และ step-up
ในฐานะส่วนหนึ่งของสายสินค้า μ Module ที่กว้างขวางของ Analog Devices ให้บริการหลากหลายโมดูล DC / DC ที่ทําให้นักออกแบบสามารถเลือกระหว่างกลยุทธ์การบูรณาการเหล่านี้บทความนี้เน้นในสวิตช์สี่ step-down - boost module (รูป 1): LTM4607, LTM4605 และ LTM4; LTM8055, LTM8056 และ LTM8054; และ LTM4712 แต่ละอันสําหรับบริเวณที่แตกต่างกัน ภายในช่วงความกระชับกําลังเข้าและกระแสกําลังออก
4 สวิตช์ ขั้นต่ํา - ขั้นสูง μ โมดูลกราฟิก
รูปที่ 1: โมดูล μ ขั้นต่ํา - ขั้นต่ํา 4 สวิตช์ที่ถูกสร้างขึ้นในวิธีที่แตกต่างกันสําหรับความแรงกดไฟเข้าและกระแสไฟออกที่แตกต่างกันปรับปรุงโดย Kenton Williston)
เครื่องแปลง DC/DC พร้อมอุปกรณ์ผลักดันภายนอกและตัวต่อต้านการตรวจจับ
LTM4, LTM4605 และ LTM4 เครื่องควบคุมและ MOSFET ที่บูรณาการใน μ Module Packages พร้อมอุปกรณ์ผลักดันพลังงานและตัวต่อต้านการตรวจจับกระแสไฟฟ้าภายนอกแผ่นวงจร (รูป 2)โครงสร้างนี้ทําให้ผู้ออกแบบสามารถเลือกค่าตัวชักและความต้านทานตัวชักได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานเฉพาะเจาะจง.
สัญลักษณ์แผนภูมิของอุปกรณ์แบบแอนลาจ LTM4, LTM4605 และ LTM4
รูปที่ 2: การบรรจุ (ซ้าย) ของ LTM4607, LTM4605 และ LTM4 และแผนการระดับพลังงานที่ตรงกัน (ขวา) โดยมีอ่อนแรงภายนอกและอ่อนแรงต่อต้านที่ระบุ
LTM4, LTM4605 และ LTM4pin รวมตัวกลาง LGA 15 mm x 15 mm x 2.82 mm. LTM4605 ได้ถูกออกแบบมาสําหรับการใช้งานความดันต่ําที่มีช่วงความดันเข้า 4.5 V ถึง 20 V และกระแสออก 12 A (รูปแบบความดันต่ํา). LTM4607 และ LTM4ขยายช่วงการเข้าที่ 10 A (สภาพความดันต่ํา) เป็น 36 V โดย LTM4 เป็นช่วงความดันการออกที่กว้างที่สุดจาก 0.8 V ถึง 34 V
เครื่องแปลง DC/DC พร้อมอุปกรณ์ผลักดันและตัวต่อต้านการตรวจจับที่บูรณาการ
LTM8055, LTM8056และ LTM8054 (รูป 3) ผสมผสานอุปกรณ์ระบายกําลังและความต้านทานการตรวจจับกระแสใน μ กล่องบรรจุเพื่อปรับปรุงการออกแบบและการวางแผนโดยการลดจํานวนองค์ประกอบภายนอกบน PCB.
ภาพแผนภูมิของอุปกรณ์แบบแอนลาจ LTM8055, LTM8054 และ LTM8056
รูปที่ 3 แสดงโมดูล (ซ้าย) ของอุปกรณ์ LTM8055, LTM8054 และ LTM8056 และเน้นการวางแผนแผน (ขวา) ของอุปกรณ์ผลักดันที่บูรณาการและตัวต่อต้านการตรวจจับอุปกรณ์ Analog
จากสามชุดที่แตกต่างกันที่พิจารณาในบทความนี้ ชุดนี้มีกระแสออกที่ต่ําที่สุด: 5.4 A สําหรับ LTM8054, 5.5 A สําหรับ LTM8056 และ 8.5 A สําหรับ LTM8055 (ค่าทั้งหมดในโหมด step-down)LTM8056 มีช่วงการเข้า 5V ถึง 60V, ซึ่งเป็นเครื่องที่กว้างที่สุดในเครื่องที่พิจารณาในนี้และมีแรงกระหน่ําออกสูงสุด 48 V. LTM8054 เป็นเครื่องที่คอมแพคตที่สุด, 15 mm x 11.25 mm และ 3.ความสูง 42 mm สําหรับการออกแบบที่จํากัดพื้นที่. LTM8055 และ LTM8056 ถูกบรรจุในขนาด 15 mm x 15 mm x 4.92 mm
เครื่องแปลง DC/DC พร้อมอุปกรณ์ระบายไฟอินทิกรและการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่ไม่ทําลาย
LTM4712 (รูป 4) ใช้วิธีการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกัน แทนที่จะใช้ตัวต่อสู้การตรวจสอบแยกแยก มันใช้วิธีการแก้ไข NDI ที่ครอบคลุมในโมดูลนี้กําจัดการสูญเสียพลังงานที่เกี่ยวข้องกับตัวต่อต้านการตรวจจับที่มอบหมาย.