Çalışma: TPS54302 Synchronous Step-Down Converter

TPS54302 cihazı, 4,5V - 28V giriş voltajı aralığına sahip, 3A senkron buck dönüştürücüdür. Cihaz, bileşen sayısını azaltmak için iki adet entegre anahtarlama FET'i, dahili döngü kompanzasyonu ve 5-ms'lik dahili soft start fonksiyonu içerir. 
 
MOSFET'leri entegre ederek ve SOT-23 paketini kullanarak, TPS54302 cihazı yüksek güç yoğunluğuna ulaşır ve PCB üzerinde küçük bir ayak izi sunar.
 
Gelişmiş eco-modu uygulaması, hafif yük verimliliğini en üst düzeye çıkarır ve güç kaybını azaltır. TPS54302 cihazında, EMI indirgemesi için frekans yayılım spektrumu işlemi tanıtılmıştır.
 
Önemli teknik özellikleri:
  • 8V'tan 28V'a kadar giriş gerilimi
  • 40-μA ultra düşük "quiescent" besleme akımı (herhangi bir iş yapılmadığı konumda devre tarafından tüketilen akım miktarı)
  • 95.57% verim (VIN = 12 V, IO = 1 A)
  • 0.6V dahili gerilim referansı
  • 2-μA shutdown quiescent akımı
  • Darbe atlamalı eko modu ile hafif yüklerde yüksek verimlilik
  •  3-A sürekli çıkış akımı için senkron 85-mΩ ve 40-mΩ MOSFET'ler
  • Sabit 400kHz anahtarlama frekansı
  • SOT23-6 paket tipi
Şekil 1. Tasarlamış olduğum TSP54302 synchronous step-down converter modülü

 
Layout (Yerleşim) Yönergesi
  • Hat empedansını indirgemek için VIN ve GND hatları mümkün olduğu kadar geniş tasarlanmalıdır. Geniş alanlar ısı dağılımı açısından da avantajlıdır.
  • Hat empedansını en aza indirgemek için giriş ve çıkış kondansatörü cihaza mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.
  • Giriş kapasitörü ve çıkış kapasitörü için yeterli miktarda via sağlanmalıdır.
  • Yayılan emisyonları en aza indirmek için SW hattı fiziksel olarak kısa ve geniş tutulmalıdır.
  • Anahtarlama akımının cihazın altından geçmesine izin verilmemelidir.
  • Üst feedback direncine ayrı bir VOUT yolu bağlanmalıdır.
  • Feedbackyolu için GND pinine bir Kelvin bağlantısı yapılmalıdır
  • Gerilim geri besleme döngüsü, yüksek gerilim anahtarlama hattından uzağa yerleştirilmelidir ve tercihen toprak kalkanına (ground shield) sahip olmalıdır.
  • Gürültü kuplajını (noise coupling) önlemek için VFB düğümünün (feedback pini ile dirençler arasındaki hat) yolu mümkün olduğunca küçük olmalıdır.
  • Çıkış kondansatörü ile GND pini arasındaki GND hattı, hat empedansını en aza indirmek için mümkün olduğunca geniş olmalıdır.
 
Şekil 2. Kart yerleşimi (layout)

Tipik Uygulama Şeması

TPS54302 için datasheet dokümanı içerisinde belirtilen tipik uygulama şeması aşağıdaki görselde bulunmaktadır.

Şekil 3. 5V, 3A Referans Dizayn

Devre Tasarımı

EAGLE üzerinden şema ve layout tasarımını yapmış olduğum, sonrasında Fusion360 üzerinden 3D render görsellerini aldığım baskı devre kartına dair görseller aşağıdaki gibidir:

Şekil 4. TPS54302 baskı devre kartı, üst yüz

Şekil 5. TPS54302 baskı devre kartı dizaynı

Şekil 6. TPS54302 devre şeması

Yapmış olduğum araştırmalar sonrası edindiğim çeşitli kaynak dokümanlar aşağıdaki gibi listelenmiştir:

Yorumlar

Yorum Gönder

Bu blogdaki popüler yayınlar

Çalışma: XL4015 Buck Converter

Resim
Bu çalışma içerisinde kısaca XL4015 isimli entegrenin özelliklerinden bahsedip, entegre için kendi oluşturmuş olduğum baskı devre kartı (PCB) dizaynını paylaşacağım. Piyasadaki buck-converter örneklerine baktığımızda dünya çapında gerek hobi elektroniği, gerek profesyonel çalışmalarda sıklıkla kullanılan bir entegre olarak XL4015 oldukça göz önünde bulunan bir komponenttir. Tek başına entegre olarak satılmasından çok, modül haliyle tüm discrete devre elemanları ile birlikte bir PCB'ye dizili halde satılmaktadır. XLSEMI isimli Çinli bir yarı iletken firması tarafından üretilmektedir.   Datasheet bilgilerine baktığımızda 5A 180kHz 36V Buck DC to DC Converter başlığı altında tanıtıldığı görülmektedir. Yalnızca buradaki bilgilerden yola çıkarak maksimum 5 amper değerindeki bir yükü sürebildiği, 180kHz frekansında anahtarlama yaptığı ve 36V'a kadar giriş gerilimi uygulanabildiği anlaşılabilmektedir. Bir converter denilebildiği gibi ayrıca anahtarlamalı bir voltaj regülatörü ol...
Devamı

Çalışma: EasyEDA Tam Kapsamlı Türkçe Çeviri

Resim
Web tarayıcıda veya masaüstü uygulamasında çalışma imkânı sunan, ücretsiz ve kullanımı kolay bir devre tasarımı, devre simülasyonu ve PCB tasarımı programı olan EasyEDA 'nın Türkçe diline olan çeviri çalışmamı geçtiğimiz haftalar içerisinde gelen eklemeler dolayısıyla tekrardan güncellemiş bulunuyorum.   4 Ağustos 2021 tarihinde GitHub üzerinden paylaşmış olduğum çalışma, geçerli tarihten kısa bir süre sonra resmi olarak onaylandı ve mevcut durumda 1 seneyi aşkın süredir kullanılabilir durumda.   Görsel 1. Türkçe arayüz Aşağıda Robotistan YouTube kanalı tarafından paylaşılan, EasyEDA ile Türkçe dilindeki arayüz üzerinde şematik ve PCB tasarımı videosuna göz atabilirsiniz:  
Devamı

Low ESR Kondansatör Nedir?

Resim
Konu başlığımıza ismini veren, spesifik bir kondansatör çeşidi olan low ESR kondansatörlere giriş yapmadan önce kondansatörün kısaca tanımını, türlerini ve önemli özelliklerini ele alalım.   Kondansatör   Kondansatör, enerjiyi bir elektrik alanında elektrostatik olarak depolamak için kullanılan pasif, iki terminalli bir elektrik bileşenidir. Kondansatörler gerçekte çeşitli formlara sahiptir, ancak hepsi bir dielektrik (yani yalıtkan) ile ayrılmış en az iki elektrik iletkeni (plaka) içerir. İletkenler ince metal filmler, alüminyum folyo veya diskler vb. olabilir. Dielektrik, kondansatörün yük kapasitesini artırmaya yönelik davranır. İletkenler arasında potansiyel bir fark olduğunda, dielektrik boyunca bir elektrik alanı oluşur. Böylece bir plaka üzerinde pozitif yük (+Q) ve diğer plaka üzerinde negatif yük (-Q) toplanmasına neden olur.   Kondansatörler doğru akım (DC) iletmezler, ancak alternatif akımı (AC) iletme özelliğine sahiptirler. Bu özelliklerine dayanara...
Devamı