Современные промышленные электронные системы содержат множество компонентов для потребительской электроники — микроконтроллеры, логические матрицы, программируемые пользователем (FPGA), системы на кристалле ASIC и другую электронику, которые используют множество цепей низкого напряжения при широком разнообразии токов нагрузки. Промышленные применения также требуют наличие кнопочного интерфейса, постоянно находящегося под питанием, для часов реального времени (RTC) или памяти, и возможностью использовать входное напряжение от источника питания высокого напряжения. Для других устройств необходимо предусмотреть сторожевой таймер (WDT), кнопку сброса или выключения, программное обеспечение для регулировки уровней напряжения и систему оповещения низкого входного/выходного напряжения и высокой температуры кристалла.
Микросхема LTC3375 является высоко конфигурируемым многоканальным понижающим преобразователем питания, который предлагает функции, необходимые для промышленной электроники, а также обеспечивает гибкость конфигурирования различных выходов с максимальным диапазоном тока от 1A до 4A.
Конфигурирование максимального выходного тока
В микросхеме LTC3375 восемь каналов с выходным током 1A можно сконфигурировать так, чтобы получить различные комбинации импульсных понижающих преобразователей с выходным током 1A, 2A, 3A и 4A. В Таблице 1 показано 15 различных конфигураций выходного тока.
Подсоединение вывода обратной связи заданного канала к его входу VIN конфигурирует данный канал как ведомый к смежному каналу. Коммутирующие выводы двух каналов соединены вместе, чтобы совместно использовать одну индуктивность и выходную емкость. Ведущий/ведомый каналы активируются через вывод активации ведущего и регулируют цепь обратной связи ведущего.
Выходной ток можно увеличить до 3A или 4A, подсоединив дополнительные смежные каналы. Схема на рисунке 1 отображает микросхему LTC3375, сконфигурированную с током на выходе 3A, 1A, два выхода по 2A и всегда включенным LDO. На рисунке также показано, как преобразователь LTC3375 может быть подсоединен для контроля запуска внешнего понижающего контроллера через встроенный в чип кнопочный интерфейс для подачи входного питания на понижающие преобразователи LTC3375.
Внешний VCCLDO и контроль запуска внешнего входного питания
Преобразователь LTC3375 может контролировать внешний LDO стабилизатор, для подачи своего VCC питания, и любую другую низко-токовую электронику, например, RTC. VCC подает питание на внутреннюю схему кнопочного интерфейса, WDT, внутренние регистры и выходы с открытым стоком с подключенными нагрузочными резисторами. Внешний LDO на рисунке 1 создает напряжение питания 3.3В из цепи питания напряжением 24В.
После нажатия кнопки, вывод ON отключается, а вывод RUN переходит в высокое состояние на LTC3891, подавая входное напряжение на понижающие преобразователи LTC3375. Когда LTC3891 достигнет стабилизации, вывод PGOOD отключается, активируя EN1 преобразователя LTC3375 и включает 2A преобразователь. Остальные преобразователи могут быть включены с помощью разрешающих выводов с точным пороговым значением или через программно-контролируемые команды интерфейса IC. Повторное нажатие кнопки через 10 секунд или более, или переход в низкое состояние вывода /KILL в течение 50мс или более, вызывает переход вывода ON в низкое состояние, деактивируя при этом все понижающие преобразователи.
Уникальные характеристики и контроль питания
Интерфейс IC обеспечивает расширенный контроль работы преобразователя. Каждый преобразователь может быть установлен в высокоэффективный форсированный режим работы для экономии энергии при низких нагрузках или в форсированный непрерывный режим работы для низкого выходного пульсирующего напряжения. Каждый преобразователь также имеет фазу цикла переключения, сдвинутую на 0°, 90°, 180° или 270° с учетом опорной частоты, чтобы обеспечить низкий входной пульсирующий ток, когда к нескольким выходам подключена большая нагрузка. Еще одной характеристикой является возможность изменения каждого выходного напряжения в большую или меньшую сторону, регулируя обратное опорное напряжение от значения по умолчанию 725мВ с шагом 25мВ (в диапазоне от 425мВ до 800мВ). Интерфейс IC также используется для вывода состояния ошибки для каждого преобразователя.
LTC3375 имеет вывод сброса (/RST) и вывод запроса прерывания (/IRQ), которые можно запрограммировать для вывода состояния, когда напряжение на выходе регулятора упало ниже 92.5% от заданного значения. Вывод /IRQ также можно запрограммировать для вывода состояния, когда входное напряжение упадет ниже блокировки питания при пониженном напряжении (UVLO) или когда температура кристалла достигла установленного температурного порога. Состояние PGOOD и UVLO, предупреждение о температуре кристалла и измеренная температура кристалла могут отслеживаться микропроцессором через интерфейс IC.
Однако микропроцессоры подвержены программным сбоям, что может привести к зависанию самой программы. LTC3375 включает вход сторожевого таймера (WDI) для контроля вывода SCL или другого вывода, чтобы определить, работает ли программное обеспечение. Если программа остановила свое выполнение, тогда выход сторожевого таймера (WDO) может использоваться для сброса микропроцессора или снижения питания высоковольтного понижающего преобразователя и понижающих преобразователей LTC3375. Подсоединение вывода WDO к выводу /RST микропроцессора вызывает сброс микропроцессора, если WDT не сработал. Подсоединение вывода WDO к выводу /KILL вызывает переход вывода ON в низкое состояние, деактивируя высоковольтный понижающий преобразователь, а также все преобразователи LTC3375. Вывод /KILL переходит в низкое состояние напряжения с помощью кнопочного «скрепочного» переключателя для выключения, только в крайнем случае, всех преобразователей.
Заключение
Преобразователь LTC3375 может быть сконфигурирован на выходной ток нагрузки от 1A до 4A на каждый канал, в сумме до 8A, и включает множество функций, которые востребованы современной промышленной электроникой.
Даташит
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DC/DC импульсный регулятор | LTC3891 | 1 | ||||
| DC/DC импульсный регулятор | LTC3375 | 1 | ||||
| MTOP, MBOP | MOSFET-транзистор | SI7850DP | 2 | |||
| D1 | Диод Шоттки | DFLS1100 | 1 | |||
| Конденсатор | 470 пФ | 1 | ||||
| Конденсатор | 1000 пФ | 1 | ||||
| Конденсатор | 0.01 мкФ | 1 | ||||
| Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | ||||
| Конденсатор | 1 мкФ | 2 | ||||
| Конденсатор | 2.2 мкФ | 1 | ||||
| Конденсатор | 22 мкФ | 3 | ||||
| Конденсатор | 68 мкФ | 1 | ||||
| Конденсатор | 100 мкФ | 2 | ||||
| Конденсатор | 330 мкФ | 1 | ||||
| Конденсатор | 1 | |||||
| Резистор | 1 Ом | 1 | ||||
| Резистор | 107 Ом | 1 | ||||
| Резистор | 19.1 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 34.8 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 47 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 100 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 287 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 402 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 412 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 422 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 432 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 576 кОм | 1 | ||||
| Резистор | 649 кОм | 2 | ||||
| Резистор | 1.02 МОм | 3 | ||||
| Резистор | 7 МОм | 1 | ||||
| Резистор | 8 | |||||
| L1 | Катушка индуктивности | 8 мкГн | 1 | |||
| Катушка индуктивности | 2.2 мкГн | 4 | ||||
| PUSHBUTTON, PUSHBUTTON | Тактовая кнопка | 2 | ||||