Журнал "Новости Электроники", номер 3, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 3, 2007 год.Часто задаваемые вопросы

   Как снизить потребление энергии MSP430?

Отвечает инженер по применению DSP Алексей Пантелейчук

Самый важный момент для снижения потребления энергии MSP430 - это, конечно же, максимизация времени нахождения микроконтроллера в режиме LPM3. В этом режиме микроконтроллер потребляет менее 2 мА при использовании real-time clock. При этом используется 32-кГц часовой кварцевый генератор. DCO отключен, поэтому ядро неактивно. Но не стоит забывать еще несколько принципов снижения энергопотребления:

использовать прерывания для «пробуждения» микроконтроллера и контроля процесса выполнения программы, а не отслеживать состояния регистров статуса; использовать аппаратные функции вместо программных. Например, ШИМ может быть реализован программно, либо с помощью Timer А и Timer B (без участия ядра). Энергопотребление во втором случае гораздо меньше; использовать таблицы преобразований, а не вычислять в ходе программы; избегать частого вызова обработчиков прерываний; для больших функций обработки использовать «одноцикловые» регистры CPU; неиспользуемые выводы микроконтроллера настроить как выходы. 

   В нашем устройстве для «раскачки» IRFP250 мы применяем драйвер UCD7100. Мощный каскад работает в резонансном режиме с высоким КПД, но из-за высокой частоты сильно нагревается сам драйвер. Есть ли способы снизить эти потери?

Отвечает инженер по применению компонентов Power Management Сергей Пичугин

Драйвер UCD7100 - очень удачный выбор: быстрый, с мощным выходным каскадом, с конкурентоспособной ценой. Но если нужно быстро управлять ключом, то от потерь на переключение в драйвере трудно избавиться. Первый способ - это применить другой силовой транзистор с меньшим зарядом затвора. В этом случае, кстати, Вам бы помогла более современная модификация - IRFP250NPBF, еще бы на стоимости и КПД всего устройства выиграли. Существует и второй способ - это подбор оптимального напряжения питания драйвера. Чем выше это напряжение, тем больше энергии тратится на переключение в драйвере, но с другой стороны, чем ниже это напряжение, тем больше сопротивление открытого канала силового транзистора. Задача - найти золотую середину, это, как правило, напряжение порядка 7-8 вольт, свыше которого сопротивление открытого канала силового MOSFET транзистора практически неизменно, а потери в драйвере существенно ниже, чем, к примеру, при напряжении питания 12 В.

   В техническом описании на DC/DC-регулятор TPS54873 заявлен КПД 90% при Iнагр=5 А, Uвх= 9 В, Uвых=3,3 В и F=700 кГц. Реальный же КПД оказался намного ниже, заметен сильный нагрев дросселя, хотя его параметры по максимальному току, индуктивности и сопротивлению взяты с запасом. В чем причина?

Отвечает инженер по применению компонентов Power Management Сергей Пичугин

Очевидно, что ИС TPS54873 здесь не виновата и ошибки в техническом описании нет. Скорее всего, дело в самом дросселе, а точнее в типе примененного в нем провода. Выбирая выходной дроссель мощного DC/DC-преобразователя, мы часто забываем о частоте протекающего через него тока, а в указанном случае это 700 кГц! На такой частоте в проводнике возникает эффект поверхностного протекания тока или скин-эффект, что особенно выражено при круглом сечении провода. Таким образом, реальное сопротивление провода на такой частоте (сопротивление по переменному току) становится намного больше чем сопротивление при постоянном токе, что и приводит к увеличению потерь на дросселе. Бороться с этим эффектом можно двумя способами: понижением рабочей частоты преобразователя (что автоматически приведет к увеличению габаритов выходного фильтра) или увеличением площади поверхности провода в дросселе. Во втором случае, без увеличения габаритов дросселя, возможно применение провода с плоским сечением или более тонкого многожильного провода. При выборе сильноточного дросселя не забывайте уточнять его способность работать на высокой частоте! В Вашем случае, к примеру, возможно применение дросселя серии CDEP от фирмы SUMIDA.

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.