LINUX.ORG.RU

Выбор регуляторов напряжения

 , , , ,


0

1

Решил серьёзно заняться этим проектом.
Суть такова: хочу сделать роутер из готового модуля на AR9331, прикрутить к нему SimCom SIM900 или QuecTel M10 и USB-хаб на 7 портов.
Похоже, потребление у такого девайса получится большое (особенно если учитывать 7 USB-устройств).

Модуль с AR9331 должен кушать 400-500mA@3.3V, GSM-модуль питается от 4V, но по потреблению я ничего не понял (в спецификациях указано «Power consumption as low as 1.3mA», но в даташите «power supply must be able to provide sufficient current up to 2A»), хаб требует 3.3V и 1.8V, но потребление у него не должно быть больше 160mA. Самое важное — семь USB-девайсов (всякий роутерный обвес из флешек, Bluetooth-донглов, веб-камер и, конечно, AVR с V-USB), посчитаем, что это 500mA@5V на каждое устройство.

Допустим, на входе у нас 6-12V. Как правильно организовать питание? Я нарисовал такую схему. Правильный ли это подход? Или следовало сделать 6-12V -> 5V, 6-12V -> 4V, 6-12V -> 3.3V, 6-12V -> 1.8V?
Для получения 3.3V и 1.8V я хочу использовать AMS1117-3.3 и AMS1117-1.8 соответственно (которые так любит ncrmnt). Для получения 4V я хотел бы использовать AMS1117-ADJ, но строчка из даташита про 2A меня смущает (только 800mA у AMS1117). Для получения 5V нужно использовать какой-нибудь серьёзный регулятор напряжения (похоже, тут не обойтись без пары больших конденсаторов и катушки индуктивности). Посоветуйте, что мне выбрать и покритикуйте то, что я уже сделал, пожалуйста.

Я понимаю, что это не совсем подходящая тема для ЛОРа, но я не знаю, где ещё можно спросить. Если совсем оффтопик, посоветуйте, куда податься.

★★★★★

Правильный ли это подход?

Допустимый, если ты все токи правильно посчитал.

Для получения 4V я хотел бы использовать AMS1117-ADJ, но строчка из даташита про 2A меня смущает

Можно взять регулируемый импульсник типа LM2576 - 3 А.

Или следовало сделать 6-12V -> 5V, 6-12V -> 4V, 6-12V -> 3.3V, 6-12V -> 1.8V?

Допустимо, если необходимо обеспечить независимое питание при отказе 5В.

Для получения 5V нужно использовать какой-нибудь серьёзный регулятор напряжения (похоже, тут не обойтись без пары больших конденсаторов и катушки индуктивности).

Есть готовые DC-DC конвертеры (3,6–25 В) — > (3,3–25 В), 5 А.

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

Для получения 4V я хотел бы использовать AMS1117-ADJ, но строчка из даташита про 2A меня смущает

Можно взять регулируемый импульсник типа LM2576 - 3 А.

А не страшно, что большую часть времени будет спрос только на 1.3mA, лишь изредка на 2A?

Есть готовые DC-DC конвертеры (3,6–25 В) — > (3,3–25 В), 5 А.

Я хочу сделать то же самое, только у себя на плате. Делать-то там нечего — копеечный регулятор напряжения, пара конденсаторов, катушка, диод.

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от CYB3R

А не страшно, что большую часть времени будет спрос только на 1.3mA, лишь изредка на 2A?

Импульсникам ничего не страшно, при малых токах у них большая скважность ШИМ, и КПД > 80%.

Я хочу сделать то же самое, только у себя на плате. Делать-то там нечего.

Ну, раз делать нечего, то делай :)

quickquest ★★★★★
()

УПРЛС? AMS1117 - это линейники! Будет лютый кипятильник. Бери импульсники, лучше высокочастотные. Тебе подойдет MP2109DQ, там сдвоенный импульсник. 2 по 800мА в одном корпусе.

Это на 4-6 вольт вход. Если будешь от 12в питать - для 5В - бери какой-нить мощный высокочастотный. Есть монолитика (MPчего-то там), или ST1S10

ncrmnt ★★★★★
()

уж действительно упрлс, уже написано правильное решение про двухканальный импульсник, и не надо тут рассчитывать на постоянное низкое потребление, про 2А это небось какой-нить burst mode, но именно он тебе потом выест мозг, потому что у тебя модуль во время общения с сетью активно задействует передатчик, но лишь на короткое время и если в это время ты не обеспечишь этот ток (а в даташите на модуль наверняка линия питания имеет рекомендацию на электролит в 1000uF именно по этой причине), то модуль будет перезагружаться

Ordog_by
()
Ответ на: комментарий от quickquest

Импульсникам ничего не страшно, при малых токах у них большая скважность ШИМ, и КПД > 80%.

ну таки прямо и не страшно, а еще они на малых токах бывают очень нестабильны и некоторые для таких случаев имеют специальные режимы

Ordog_by
()
Ответ на: комментарий от Ordog_by

ну таки прямо и не страшно, а еще они на малых токах бывают очень нестабильны и некоторые для таких случаев имеют специальные режимы

Схемотехнически грамотно сделанным — не страшно, ибо даже при I=0 у них должен быть внутренний шунт, не позволяющий выйти из режима стабилизации, но, конечно, бывает и упрощённая «китайская схемотехника» с отсутствием защиты входа и выхода и выбрасыванием «ненужных» элементов :)

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ncrmnt

Тебе подойдет MP2109DQ, там сдвоенный импульсник. 2 по 800мА в одном корпусе.

А зачем мне два? Один на плату с AR9331 и USB-хаб, а вот второй на GSM-модуль не выйдет, тот хочет 2A.

для 5В - бери какой-нить мощный высокочастотный

LM2678 мне хватит или нужно что-то ещё мощнее?

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от CYB3R

А зачем мне два? Один на плату с AR9331 и USB-хаб, а вот второй на GSM-модуль не выйдет, тот хочет 2A.

Берешь MP2109DQ. Один канал делаешь 3.3 и пускаешь на AR9331 и 3.3 рельсу хаба, один канал канал делаешь 1.8вольт и пускаешь на 1.8 рельсу. Хаб (если это родимый Fe1.1s/Fe2.1s - жрет пиково будь здоров, не забудь про 10uF керамики у ног питания, или будет греться и не работать). И уверен что ему 1.8 рельса нужна? емнип Fe1.1s/Fe2.1s делают со встроенным LDO на 1.8.

Впрочем, LDO можешь выкинуть - будет меньше немного жрать.

LM2678 мне хватит или нужно что-то ещё мощнее?

260kHz. Что-то как-то не весело. Жирные больно индуктивности ему будут нужны. Бери что-то мелкое высокочастотное типа ST1S10 или от PowTech. Только не забудь, что при такой частоте электролиты ставить нельзя - не раскачают. Керамику на 22uF или тантал на худой конец. Это на твой модем.

Теперь питание портов. Так как их у тебя дохрена, берешь импульсник высокочастотный на 2-3А (Хоть тот же ST1S10) и делаешь чтобы один ипульсник обслуживал не более 3-4х портов. Бонусом можешь завести ENABLE ноги на GPIO. В случае с мопедом - обязательно! Далее. Обязательно! На каждый усб порт самовосстанавливающийся предохранитель на 1А, чтобы у тебя от КЗ твоя железка не выпустила голубой дым из дорог.

Выйдет примерно так:

12v -> ST1S10 -> 5v -> MP2109DQ -> (3,3; 1.8)

12v -> ST1S10 -> 4v SIM900

12v -> ST1S10 -> 5v USB //этот пункт повторить два-три раза.

Учитывая что у MP2109DQ КПД если не накосячить нигде 90+ %, как и у ST1S10, то получится компактно и очень энергоэффективно. Внимательно только читай гаедлайны. ST1S10 из-за высокой частоты привередлив к разводке. Не вздумай линию feedback вести ПОД катушкой. И не забудь про 1uF керамики рядом с каждой ногой, на которую заводишь питание внутрь микросхемы.

Ну и смотри внимательно ток насыщения катушек, бери двойной запас по току, если не хочешь скатить КПД в УГ. И руками под напряжением резисторы фидбака не лапай. Там номинал большой, на палец отреагирует соответственно.

ncrmnt ★★★★★
()
Последнее исправление: ncrmnt (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от ncrmnt

(если это родимый Fe1.1s/Fe2.1s - жрет пиково будь здоров, не забудь про 10uF керамики у ног питания, или будет греться и не работать). И уверен что ему 1.8 рельса нужна? емнип Fe1.1s/Fe2.1s делают со встроенным LDO на 1.8.

Да, это FE2.1, у него действительно есть встроенный регулятор. Нужно просто соединить VD18_O и VD18?

Так как их у тебя дохрена, берешь импульсник высокочастотный на 2-3А (Хоть тот же ST1S10) и делаешь чтобы один ипульсник обслуживал не более 3-4х портов. Бонусом можешь завести ENABLE ноги на GPIO.

Хорошим вариантом будет сделать 7 регуляторов 5V 500mA и выделить 7 ног GPIO для управления ими?

Внимательно только читай гаедлайны. ST1S10 из-за высокой частоты привередлив к разводке. Не вздумай линию feedback вести ПОД катушкой.

Почти в каждом даташите есть картинки с рекомендуемой разводкой. Я по ним и буду делать.

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от CYB3R

Да, это FE2.1, у него действительно есть встроенный регулятор. Нужно просто соединить VD18_O и VD18?

Смотри референсную схематику. Туда еще развязку надо поставить. Без нее не заработает. Зачем, думаешь, его наружу вывели тогда?

Хорошим вариантом будет сделать 7 регуляторов 5V 500mA и выделить 7 ног GPIO для управления ими?

Я бы брал с запасом. 800мА-1000мА на каждый порт. Вкл/выкл портов - по твоему желанию. Но вообще нахрена тебе там столько портов?

Почти в каждом даташите есть картинки с рекомендуемой разводкой. Я по ним и буду делать.

В некоторых даташитах эти картинки врут. Голову и здравый смысл выключать не стоит.

ncrmnt ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ncrmnt

Но вообще нахрена тебе там столько портов?

Ну, круто же целых семь USB.

Вообще, я решил взять эти:

  • 1 x ST1S10
    • 3A
    • 0.9MHz
    • Input: 2.5V...18V
    • Output: 5V
  • 2 x LM2832
    • 2A
    • 0.55MHz/1.6MHz/3.0MHz
    • Input: 3V...5.5V
    • Output: 3.3V, 4.0V
  • 7 x LM22674
    • 0.5A
    • 0.5MHz
    • Input: 4.5V...42V
    • Output: 5V

Подключать буду так. Нормальный выбор?

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от CYB3R

Или как вариант вместо ST1S10 и двух LM2832 можно заюзать одну LM26400Y:

  • 2A
  • 0.5MHz
  • Input: 3V...20V
  • 2 outputs: 0.6V...16V each
CYB3R ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: CYB3R (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от CYB3R

Ну ты и огород нагородил... Лучше бы взял, да купил пятивольтовый блок питания нужной мощности. А порты ключами верхнего плеча разруливал бы!

Eddy_Em ☆☆☆☆☆
()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Я сейчас перерисовал с LM26400Y. Стало проще. Блок питания большой нужен же. А так всё компактненько, и на каждый порт свой регулятор — выгорит, можно заменить.

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от CYB3R

Ну, круто же целых семь USB.

Счастлив не тот, у кого много. А тот, кому хватает (с)

LM2832 и LM22674 писец дорогие, ты б еще траковский модуль поставил туды. Посмотри им на замену инвентарь RichTek (стоят во всех китаепланшетах поголовно) и http://monolithicpower.com/. Сэкономишь раза в четыре.

ncrmnt ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ncrmnt

Нашёл MP2145 (6A, 1.2MHz) на все USB и MP2122 (2 outputs, 2A, 1MHz). Конденсаторы им нужны керамические 22uF, что вообще не проблема, а вот где подобрать катушки?

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Последнее исправление: CYB3R (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от ncrmnt

Да я давно уже не в эрефии.
А как алиэкспресс грамотно луркать? Микросхемы по партнамберу легко находятся, а запрос вида «0.47uH 1A» ничего не даёт.

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от ncrmnt

Ампераж катушек бери с запасом не менее 30%

ncrmnt ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от ncrmnt

А куда мне такой здоровенный? Было бы хорошо какой-нибудь поиск с ползунками по каждому параметру.

CYB3R ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от CYB3R

Мечтай. У тебя 6А импульсник, ему минимум на 10ку надо индуктивность брать. Меньше ампераж луркай рядом там же.

ncrmnt ★★★★★
()
Последнее исправление: ncrmnt (всего исправлений: 1)
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.