MP2307DN 3A DC-DC понижающий преобразователь Mini360

Технические характеристики

• Модель: HW-187/Mini360
• Входное напряжение: 4.5 В ~ 23 В DC
• Выходное напряжение: 1 В ~ 20 В DC
• Блокируемое напряжение: менее 4.0 В
• Падение напряжения: до 8%
• Выходной ток
  • продолжительный: до 1.5 А
  • кратковременный: до 3 А (дополнительное охлаждение)
• Чип преобразователя: MP2307DN MPS, синхронный
• Частота переключения ШИМ: 340 кГц
• Эффективность преобразования (КПД): до 96%
• Управление: регулировка напряжения на выходе
• Способ настройки: вращением подстроечного резистора
• Дополнительные функции: нет
• Монтажные отверстия: нет
• Защита от переполюсовки: нет
• Контактная группа: отверстия для пайки проводов
• Габариты: 17.8×11.9×4.3 мм
• Рабочая температура: от -40°C до +85°C
• Вес: 3 гр

Модель DC-DC преобразователя Mini360 названа в честь своих ультрамалых физических размеров. Mini360 — это один из самых, по-настоящему крошечных преобразователей постоянного напряжения, предназначенного для питания любых электрических схем современных маломощных устройств и приборов, функционирующих в широком низковольтном диапазоне. Нагрузочная способность модели HW-187 не столь высока, поэтому преобразователь на чипе регулятора MP2307DN часто используется в составе микропроцессорной электроники, или в конструкторах на основе программно-управляющих контроллеров, таких как Arduino, STM, Raspberry Pi, и во многих других популярных мейкерских платформах. Нередко применяется для питания портативных гаджетов, в сетевых решения, системах распределения энергии, и в прочих направлениях. Благодаря грамотно подобранным компонентам, наравне с высокой плотностью их монтажа, миниатюрная плата HW-187 размерами около 2 х 1 см сможет беспрепятственно разместится во внутренностях даже небольших устройств, или в корпусе практически любого изделия. И столь же малые 3 грамма позволят определится с решением при выборе импульсных понижающих регуляторов, подходящих для питания электронных конструкций, требовательных к собственным весовым характеристикам.

Особенности конструкции HW-187

Микросхема регулятора напряжения MP2307DN со встроенным 0.1-омным силовым МОП-транзистором и ШИМ-контроллером функционирует в диапазоне 4.5В ~ 23В DC входного напряжения, и вырабатывает 1В ~ 20В выходного напряжения с максимальным нагрузочным током до 3А. Предусмотрена блокировка регулятора при недостаточном напряжении менее 4.1-4.4В. Программируемая частота переключения ШИМ фабрично зафиксирована на отметке 340 кГц (25°С), может колебаться в пределах 300-380 кГц из-за температурных условий эскплуатации. Питание цепей устройств током более 1.5А приводит к естественному нагреву корпуса микросхемы регулятора. Длительная нагрузка с током 1.5-3А требует добавления элементов охлаждения (желательна установка медного радиатора с большой площадью рассеивания). Регулятор MP2307DN  оснащён защитным механизмом отключения в случаях внутреннего перегрева свыше 160°.

Модуль миниатюрного DC-DC преобразователя собран по типовой схеме производителя чипа MP2307DN, с минимальным набором стабилизирующих и фильтрующих компонентов. Принципиальная схема HW-187 опубликована в спецификации к MP2307DN в разделе "Техническая документация". На плате модуля питания полностью исключены какие-либо дополнительные функции, вплоть до отсутствия элементарных светодиодных индикаторов наличия напряжения.

Подключение и выбор напряжения на выходе

Плюсовой и минусовой контакты исходного источника питания припаиваются к специальным площадкам IN+/IN- модуля HW-187. Цепь нагрузки присоединяется с противоположной стороны OUT+/OUT-. Соблюдение полярности подключаемых контактов обязательно. Крепёжных отверстий не предусмотрено, для монтажа платы могут применятся клеющие материалы, такие как двусторонний скотч, термоклей, или другие.

Регулировка выходного напряжения реализована низкопрофильным подстроечным резистором, стоящим в делительном контуре обратной связи MP2307DN. С виду неприметно-маленький, подстроечник с крестовиной расположен в одном из углов платы. Минимальное напряжение на выходе в размере 0.92В обеспечивается собственным уровнем опорного напряжения микросхемы. Из-за высокой чувствительности подстроечного резистора, регулировка выходного напряжения, от нижнего показателя 0.92В до верхнего значения 20В, умещается в одном полном обороте крестовины вокруг своей оси. Позиционирование в точном значении выходного напряжения требует медленых и плавных вращений. Направление по часовой стрелке уменьшает вольтаж на выходе, против часовой - увеличивает. Выбор уровня напряжения выполняется до присоединения нагрузочной цепи, путём замеров текущих показателей группы контактов OUT с помощью произвольного вольтметра.

Стабилизация напряжения

Уровень напряжения на выходе понижающего преобразователя MP2307DN при любых условиях всегда меньше входного. Максимальное расхождение между входом и выходом у преобразователя HW-187 достигает 8%. Преобразователем удерживается и выравнивается напряжение на выходе, пока уровень входного напряжения находится выше выбранной подстроечником отметки. Входное напряжение ниже заданной отметки приводит к пропорциональному снижению преобразователем напряжения на выходе.

Эффективность преобразования напряжения

Эффективность преобразователя выражается процентом, рассчиваемого соотношением значений выдаваемой нагрузочной мощности к мощности, потребляемой самим регулятором, обычно называется коэффициентом полезного действия. КПД чипа MP2307DN может достигать высоких 96% при соблюдении условий малой разницы напряжения между входом и выходом, а также наименьшей силой выходного тока. Регулятор MP2307DN демонстрирует максимальную эффективность в зоне 0.5-1.5А даже при большом расхождении, о чём свидетельствует приведённый производителем график "Эффективность относительно тока нагрузки" для входных 5/12/23В.

Техническая документация

1. Спецификация понижающего DC-DC регулятора MPS MP2307 (англ., PDF)