Los amplificadores de audio LM380 y LM384 tienen muchos usos especiales. En esta columna veremos cómo funcionan como convertidores CC/CC sin inductores.
Los amplificadores de audio LM380 y LM384 tienen muchos usos especiales. En esta columna veremos cómo funcionan como convertidores CC/CC sin inductores. Nos centraremos en LM380 aquí porque LM380 funciona bien con una batería de automóvil de 12V. Además, uso la versión de 8 pines del LM380 por las siguientes razones:
- Ofrece un rendimiento mucho mejor en comparación con el temporizador NE555 de 8 pines (ambos circuitos integrados son de la misma generación y rango de precios, por lo que esta comparación es posible).
- Dibujar un circuito es más fácil.
La Tabla 1 muestra algunos de los parámetros para el LM380 y el LM384. Estos son relevantes para su uso como convertidores CC/CC sin inductores.
| yo c | Ⅴcc (minutos) Ⅴ | Ⅴcc (máximo) Ⅴ | Ifuera (A) | conseguir | PAG.Dis (W) | rDía(C/n) | rjc(C/W) | Ancho de banda (kHz) | Iqtipo (miliamperios) | PAG.fuera (estándar)w |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LM380 8 pines | 9 | Veintidós | 1.3 pico | 50 | 1.67* | 107 | 37 | 100 | 7 | >2.5 |
| LM380, 14 pines | 9 | Veintidós | 1.3 pico | 50 | 8.3* | 79 | 30 | 100 | 7 | >2.5 |
| LM384, 14 pines | 12 | 26(28) | 1.3 pico | 50 | 1.67* | 79 | 30 | 450 | 8.5 | >5 |
– Consulte la hoja de datos para obtener más detalles.
Como puede ver, la corriente de salida máxima máxima es de aproximadamente 1,3 A, que es más de 6 veces la corriente de salida del temporizador NE555.
La corriente de salida máxima del convertidor CC/CC está limitada por el consumo máximo de energía del IC. Se deben usar áreas de cobre más grandes cerca y alrededor del IC y grandes trazas en todos los pines de PCB para eliminar el máximo calor del paquete IC.
Explicación del circuito convertidor CC/CC
Figura 1. Duplicación de voltaje positivo usando LM380. (Fuente: Petre Zv Petrov)Este circuito produce un voltaje de salida positivo aproximadamente el doble del suministro de entrada V.s
.Ⅴ afuera= 2 * V s–V d1–V d2–V 1 (saturación)–V(2 saturados) ,donde V ses la fuente de alimentación, V d1y V d2es la caída de tensión en el diodo, V 1 (saturación)y V (2 saturados)es el voltaje de saturación asociado con el transistor de salida del IC.Normalmente tenemos Vd1=V d2=Vdy V 1 (saturación)=V (2 saturados)=Vsaturación
.
El circuito funciona a unos 16,7 kHz, pero puede aumentar esa frecuencia a 25 kHz o más. Además, puede reducir la frecuencia a cualquier valor adecuado. En ese caso, es posible que deba aumentar el valor del capacitor. La frecuencia de vibración se determina utilizando la siguiente aproximación:F = 1 / (0,36 * R 1*C1
)
Tabla 2. Resultados positivos del duplicador que se muestran en la Figura 1. | Vsalida(V) | 21.1 | 20.5 | 20.3 | 20.1 | 20 | 19.9 | 19.8 | 19.5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
18.6 | Rcarga (Ω) | No | 10k | 5k | 1k | 500 | 333 | 250 | 150 |
75 | carga (mA) | 0 | 2.05 | 4.06 | 20.1 | 40 | 59.7 | 79.2 | 130 |
248El circuito que se muestra en la Figura 2 produce un voltaje de salida Vout que es el inverso del voltaje de entrada V.s
Figura 2. Inversor de tensión utilizando LM380. (Fuente: Petre Zv Petrov) La inversión del voltaje de salida generado por el IC se logra usando D1, D2, C6 y C7. El voltaje de salida Vout se determina usando la fórmula simplificada:Ⅴ afuera= -(V s– 2*V d–Vsaturación
)
Tabla 3. Resultados del inversor de tensión mostrados en la Figura 2 | Vfuera, V | -9.07 | -8.62 | -8.55 | -8.36 | -8.26 | -8.16 | -8.10 | -7.9 | -7.6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-6.2 | Rcargar | No | 10k | 5k | 1k | 500 | 333 | 250 | 150 | 75 |
20 | I-carga, mA | 0 | 0.86 | 1.71 | 8.36 | 16.5 | 24.5 | 32.4 | 52.7 | 101 |
310El circuito que se muestra en la Figura 3 produce un voltaje de salida que es tres veces el voltaje de entrada V.s
Figura 3. Triplicación de voltaje positivo usando LM380. (Fuente: Petre Zv Petrov)
Tabla 4. Resultados del multiplicador de voltaje positivo que se muestran en la Figura 3. | V fuera (V) | 32.4 | 29.7 | 28,9 | 28.4 | 28 | 27.6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
26.7 | Rcarga (Ω) | No | 10k | 1k | 500 | 400 | 300 |
200 | I-carga, mA | 0 | 2.97 | 28,9 | 56,8 | 70 | 92 |
133.5El circuito que se muestra en la Figura 4 produce un voltaje de salida que es el doble del voltaje de entrada inversor V.s
Figura 4. Duplicación de voltaje negativo usando LM380. (Fuente: Petre Zv Petrov)
Tabla 5. Resultados del duplicador de voltaje negativo que se muestran en la Figura 4. | V fuera (V) | -20,7 | -17.7 | -17.5 | -17.2 | -16,9 | -16.4 | -15,4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-13,9 | Rcarga ()Ω | No | 10k | 5k | 2k | 1k | 500 | 200 |
100 | señor (caballo) | 0 | 1.77 | 3.5 | 8.6 | 16.9 | 32.8 | 77 |
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Conclusión
Los convertidores de CC/CC sin inductor implementados con amplificadores de potencia como el LM380 y el LM384 a menudo superan a convertidores similares implementados con temporizadores NE555 tradicionales. Estos convertidores son adecuados para una amplia gama de aplicaciones, especialmente cuando necesitan operar en una amplia gama de voltajes de suministro, incluidos los suministros no regulados. Las consideraciones de diseño más importantes son evitar que el IC se sobrecaliente y evitar que se active la función de límite de corriente de salida.