Boost Regulator 2.5 bis 9.5V
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Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de NEU: Der neue regelbarer Aufwärts Spannungsregler Boost Regulator 2.5 bis 9.5V Dieser leistungsstarke, regelbare Spannungsregler kann eine Ausgangsspannung zwischen 2,5 und 9,5 Volt erzeugen. Die Spannung genaue Ausgangsspannung wird über einen Poti auf der Platine eingestellt. Das besondere ist jedoch, das eine Eingangsspannung von 1,5 Volt, also beispielsweise nur eine Mignon Zelle, völlig ausreicht! Somit lassen sich zahlreiche Schaltungen die sonst ein Netzteil oder diverse Batterien erfordern würden, jetzt mit einer Mignon Batterie betreiben. Die gesamte Schaltung ist nur 2,2cm x 1 cm groß, das ergibt also eine erhebliche Platzersparnis. Aktuelle Doku, erstellt am 01.03.12 Seite 1 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de Der verwendete Reglerschaltkreis ist ein moderner sehr flexibler Switching Regulator, wie er auch in Schaltnetzteilen oder DC-to-DC-Wandlern eingesetzt wird. Die geringere Eingangsspannung wird praktisch erheblich erhöht und stabilisiert und das bei einem hervorragendem Wirkungsgrad.. Je nach Reglerstellung wird eine Ausgangsspannung zwischen ca. 2,5 V und 9,5 V erzeugt. Dadurch eignet sich die Schaltung beispielsweise auch ideal um 3V, 3,3V oder 5V Schaltungen zu versorgen. Die Eingangsspannung darf zwischen 1,5 V bis 16 V liegen. Die Eingangsspannung sollte aber unterhalb der Ausgangsspannung gehalten werden. Der integrierte 2 Ampere Schaltkreis ermöglicht hohe Ausgangsströme, sogar Motoren könnten mit dem Spannungsregler versorgt werden. Einige Beispiel Anwendungen: • ideal um übliche 5V Schaltungen mit nur einer Batterie zu versorgen • ideal um übliche 3V oder 3,3V Schaltungen mit nur einer Batterie zu versorgen • ideal um in 5V Schaltungen auch 3,3V Sensoren/Schaltkreise zu versorgen • ideal um in 3V Schaltungen auch 5V Sensoren/Schaltkreise zu versorgen • ideal um Spannung auch bei abfallender Batteriespannung konstant zu halten • ideal um High-Brightness-LEDs oder eine große Anzahl von LEDs in Serie mit konstanter Spannung zu versorgen (kein Helligkeitsabfall bei leerer werdenden Batterien) Einige Features: • Eingangsspannung zwischen 1.5 V und 16 V möglich • Regelbare Ausgangsspannung zwischen 2.5 Volt und 9.5 Volt • hohe 750 kHz Schaltfrequenz für hohen Wirkungsgrad • Hohes Stromlimit 2 A • Integrierter Überstrom und Überhitzungsschutz • Typischer Wirkungsgrad liegt bei 80-90% (bei Verdopplung der Spannung und einem Ausgangsstrom zwischen 100 bis 500 mA) • geringe Größe 2,2cm x 1 cm • geringes Gewicht, nur ca. 1.6 g • Einfache Verwendung, nur 3 Pins (Eingangsspannung,GND, Ausgangsspannung) Seite 2 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de Benutzung des Spannungsreglers Anschlüsse Die Spannungsregler hat nur drei Anschlüsse: die Eingangsspannung, Masse (GND) und die Ausgangsspannung. Diese drei Anschlüsse befinden sich auf der Rückseite der Platine und sind dort auch beschriftet. Verwendet wird das Standard 2,54mm Raster. Dort können also wahlweise eine gerade oder eine gebogene Stiftleiste eingelötet werden, beide werden mitgeliefert. Die Verwendung ist dann genauso einfach wie beispielsweise bei dem sehr beliebten 78xx Schaltkreisen, er ist quasi pinkompatibel. Wie oben abgebildet kann die Platine zum Beispiel auch hervorragend in Steckbrettern verwendet werden. Festlegen der Ausgangsspannung Die Ausgangsspannung kann sehr einfach mit einem Spannungsmessgerät festgelegt werden. Während man die Spannung am Ausgang überwacht, verdreht man einfach den Poti mit einem kleinem Schraubendreher solange, bis die gewünschte Ausgangsspannung erreicht ist. Während dieser Einstellung sollte ein kleiner Verbraucher, z.B. ein 1kOhm Widerstand angeschlossen werden. Achten Sie darauf das Berührungen am Poti die Spannung verändern können, prüfen Sie die Ausgangsspannung also nach Abschluss der Einstellung noch einmal wenn nichts den Poti berührt. Warnung:: Sie sollten darauf achten, das die Eingangsspannung nicht die Ausgangsspannung übersteigt Eine ideale empfehlenswerte Eingangsspannung liegt bei ca. 2,5V, also ideal wären zwei Mignon Batterien oder NiMH Akkus. Beachten sie auch , dass das Potentiometer keine physischen Endanschläge besitzt und man es quasi 360 Grad im Kreis drehen kann. Passen Sie also auf das sie nicht versehentlich eine unzulässige Ausgangsspannung einstellen. Seite 3 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de Die absolute Obergrenze für die Eingangsspannung entspricht der doppelten Ausgangsspannung. Haben Sie beispielsweise am Ausgang 6 V eingestellt, dann darf die Eingangsspannung niemals über 12 Volt (also 2x6V) liegen. Note: Der verwendete Regler (Potentiometer) ist nicht für die kontinuierliche Anpassung der Spannung vorgesehen. Wenn sie diesen oft hin und her drehen, wird er irgendwann kaputt gehen. Sie sollten diesen also nur ein paar mal verwenden. In den meisten Fällen wird man ihn einmal einstellen und dann immer so belassen. Wirkungsgrad und Strom Der zur Verfügung stehende Ausgangsstrom richtet sich nach der Eingangs-und Ausgangsspannung. Der Eingangsstrom ist auf maximal 2 A beschränkt und verhält sich entsprechend dem unteren Diagramm. Wie im Diagramm zu sehen ist, liegt der Wirkungsrad in weiten Bereichen bei 80% bis 90%. Der maximal zu entnehmende Strom liegt typischerweise bei ca. 800 mA wenn die Spannung verdoppelt wird. Wird die Spannung vervierfacht, dann liegt der maximale Ausgangsstom bei ca. 400mA und so weiter. Bei sehr niedrigen Ausgangsströmen von nur wenigen mA verschlechtert sich der Wirkungsgrad. Wird der Schaltkreis zu heiß, so schaltet er automatisch ab! Seite 4 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de Original Anleitung in Englisch: Boost Regulator 2.5 bis 9.5V This powerful, adjustable boost regulator can generate an output voltage as high as 9.5 V from an input voltage as low as 1.5 V, all in a tiny, 0.42" x 0.88" x 0.23" package. A trimmer potentiometer lets you set the boost regulator’s output voltage to a value between 2.5 and 9.5 V. Overview The adjustable boost regulator is a very flexible switching regulator (also called a switched-mode power supply, SMPS, or DC-to-DC converter) that can generate voltages higher than its input voltage. We offer two adjustable ranges: approximately 2.5 V to 9.5V . The output voltage can be set using the trimmer potentiometer in the upper-right corner of the board. The input voltage range is 1.5 V to 16 V (the input voltage should be kept below the output voltage). The integrated 2 A switch allows for output currents high enough to drive small motors, as in our 3pi robot, and allows large voltage gains. Some example applications include: • Powering 5 V or 3.3 V systems from lower-voltage batteries • Powering 5 V subsystems (e.g. sensors) in lower-voltage (e.g. 3.3 V) systems • Achieving consistent actuator operation when powered by fluctuating batteries • Powering high-brightness LEDs or a large number of LEDs in series Feature summary • input voltage: 1.5 V to 16 V • output adjustable from 2.5 V to 9.5 V • 750 kHz switching frequency • 2 A switch (and input) limit • integrated over-temperature and over-current shutoff • typical efficiency of 80-90% when doubling voltage and with 100-500 mA output • small size: 10.7 x 22.4 x 5.8 mm (0.42" x 0.88" x 0.23") • weight without header pins: 1.6 g (0.06 oz) Seite 5 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de Using the Boost Regulator Connections The boost regulator has just three connections: the input voltage, ground, and the output voltage. These three connections are labeled on the back side of the PCB, and they are arranged with a 0.1" spacing along the edge of the board for compatibility with standard solderless breadboards and perfboards and connectors that use a 0.1" grid. You can solder wires directly to the board or solder in either the 3×1 straight male header strip or the 3×1 right-angle male header strip that is included. Setting the output voltage The output voltage can be adjusted using a meter and a light load (e.g. a 1k resistor). Turning the potentiometer clockwise increases the output voltage. The output voltage can be affected by a screwdriver touching the potentiometer, so the output measurement should be done with nothing touching the potentiometer. Warning: You should be careful not to use an input voltage that exceeds the output voltage setting, so we recommend setting the output voltage with the input voltage around or below 2.5 V (e.g. using one or two alkaline batteries). Note that the potentiometer has no physical end stops, which means that the wiper can be turned 360 degrees and into an invalid region in which the output voltage is set to approximately 2.5 V (for both the 2.5 V to 9.5 V). Seite 6 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de The absolute limit for the input voltage is double the output set voltage. For example, if the output is set to 6 V, the input must not exceed 12 V. Once the input exceeds the output set point, the output voltage will rise with the input voltage since the input is connected to the output through an inductor and a diode. Note: The trimmer potentiometer is not rated for continual adjustment back and forth; the intended application is to set the output voltage a few times in its life. Efficiency and available output current The available output current depends on the input and output voltages. The input current is limited to approximately 2 A, and, as shown in the graphs below, the efficiency is typically 80% to 90%. Therefore, the maximum available current will be approximately 800 mA when doubling the input voltage and approximately 400 mA when quadrupling the input voltage. At high output powers, the 20% lost in the regulator will cause substantial heating, which can limit the available output power (the regulator will automatically shut off if its internal temperature gets too high). At low output currents and high input and output voltages, the efficiency drops closer to 50%, though the lower power involved prevents heating from being an issue. Seite 7 von 8 Anleitung zum Boost Regulator 2,5 bis 9,5 Volt - Bezug Robotikhardware.de Bezugsquelle für dieses Modul: http://robotikhardware.de/ Modul-Hersteller: Pololu/USA Aktuelle Infos/Ergänzungen: Pololu/USA - http://www.pololu.com/catalog/product/791 Aktuelle deutsche Doku: http://robotikhardware.de/ Übersetzung/ Deutsche Doku: http://robotikhardware.de/ Hilfreiches Technik-Forum: http://www.roboternetz.de/community/ Tipps zu Spannungsreglern: http://www.rn-wissen.de/index.php/Spannungsregler Hinweise zur beschränkten Haftung Das Modul ist nicht für Geräte geeignet die direkt oder indirekt medizinischen, gesundheitlichen oder anderen Zwecken, bei denen ein Ausfall / Fehler zu Schäden an Personen oder Sachwerten führen würde. Soll das Modul für einen solchen Fall eingesetzt werden, so ist der Kunde für den Test und alle Zulassungen selbst verantwortlich. Robotikhardware.de übernimmt dafür keinerlei Haftung. Die Haftung beschränkt sich in allen Fällen auf den Austausch des fehlerhaften Moduls. Module die durch fehlerhaften Anschluß / Bedienung beschädigt wurden, können nicht ersetzt werden.Das Modul ist nicht für den kommerziellen Einsatz gedacht, sondern vornehmlich für Ausbildung, Entwicklung, Experimente und Modellbau. Eine andere Anwendung erfolgt auf eigenes Risiko. Die von uns angegebenen Daten sind weitestgehend Herstellerangaben für die wir keine Gewähr übernehmen können. Haftung, EMV-Konformität Alle Teile der Schaltung wurden sorgfältig geprüft und getestet. Trotzdem übernimmt der Entwickler/Vertrieber keine Garantie dafür daß alles einwandfrei funktioniert. Insbesondere wird keine Haftung für Schäden, die durch Nachbau, Inbetriebnahme etc. der hier vorgestellten Schaltungen entstehen. Derjenige, der den Bausatz zusammenbaut oder das Modul in eigene Schaltungen/Gehäuse integriert, gilt als Hersteller und ist damit selbst für die Einhaltung der geltenden Sicherheits- und EMVVorschriften verantwortlich. Wenn nicht anders angegeben handelt es sich generell bei allen Bausätzen, Modulen und Boards um "nicht CE-geprüfte" Komponenten und sind konzipiert für den Einbau in Geräte oder Gehäuse. Bei der Anwendung müssen die CE-Normen eingehalten werden. Hierfür ist der Käufer verantwortlich. Für Schäden die durch fehlerhaften Aufbau entstanden sind, direkt oder indirekt, ist die Haftung generell ausgeschlossen. Schadensersatzansprüche, gleich aus welchem Rechtsgrund, sind ausgeschlossen, soweit nicht vorsätzliches oder grob fahrlässiges Handeln vorliegt. Sofern wir haften, umfaßt unsere Haftung nicht solche Schäden, die nicht typischerweise erwartet werden konnten. Haftung und Schadenersatzansprüche sind auf den Auftragswert / Bauteilwert beschränkt. Bei der Lieferung von Fremdprodukten als auch Software gelten über diese Bedingungen hinaus die besonderen Lizenz- oder sonstigen Bedingungen des Herstellers. Seite 8 von 8
