Микросхемы шим контроллеров для импульсных источников питания: ШИМ-контроллеры ON Semi для сетевых источников питания

Содержание

Микросхемы для импульсных источников питания

29 ноября 2007

Сегодня можно с уверенностью сказать, что в мире не найдется ни одного электронного прибора, который не имел бы в своем составе источник электропитания.
За последнее десятилетие технология производства полупроводниковых микросхем достигла такого высокого уровня, что стало возможным разместить на одном кристалле микросхемы контроллер и мощный высоковольтный полевой транзистор с напряжением до 800 В (!) и током до 15 А. Это, в свою очередь, позволило строить импульсные источники питания с выходной мощностью до 300 Вт. Одновременно существенно сократилось количество элементов обвязки, значительно выросла надежность и технологичность всего источника, а также уменьшилось время на разработку.

Таблица 1. Микросхемы для импульсных источников питания

Производитель/ Параметры
Диапазон выходной мощности, Вт		380	250	50	240	23
Максимальное напряжение транзистора, В		800	700	620	800	700
Максимальный ток коммутации, А		15	10	3	10	1
Способ управления:	ШИМ	x	x	x	x	x
Способ управления:	ЧМ (Квази-резонанс)	x
Частота переключений, кГц		150	132	<200	100	130
Тип корпуса	TO220-5	x	x	x
	DIP8	x	x	x	x	x
	SO8		x

В таблице 1 приведены результаты сравнения однотипных микросхем различных производителей для построения AC/DC-преобразователей.
Компания Fairchild выпускает микросхемы для построения импульсных источников питания с диапазоном выходных мощностей от единиц до сотен Вт. Это микросхемы семейства Green FPS Family, отвечающие современным мировым тенденциям повышения эффективности и экономии энергоресурсов. Отличительной особенностью данных микросхем является то, что вместо стандартного ШИМ здесь используется квазирезонансный метод управления. Это позволяет существенно снизить активные (динамические) потери энергии в мощном высоковольтном полевом транзисторе, что увеличивает КПД на 3…5%, а также помогает уменьшить уровень высокочастотных электромагнитных излучений за счет упрощения схемы фильтрации и подавления нежелательных помех.

Возникает вопрос: каким образом и за счет чего снижаются динамические потери в транзисторе?
Динамические потери бывают двух типов: в момент включения и в момент выключения. Потери при включении обусловлены, во-первых, наличием тока во вторичной обмотке и временем восстановления выпрямительного диода; во-вторых, высоким уровнем напряжения на стоке транзистора.

Потери при выключении обусловлены, во-первых, наличием тока в первичной обмотке, а во-вторых, временем запирания транзистора.
Потери в момент выключения снижаются за счет дополнительного высоковольтного конденсатора, который подключается параллельно основному транзистору между стоком и истоком. Это приводит к тому, что транзистор выключается быстрее, чем на нем успевает измениться напряжение.

Рис. 1. Диаграмма работы квазирезонансного преобразователя

На рисунке 1 представлены диаграммы, поясняющие работу квазирезонансного однотактного обратноходового преобразователя. Принцип работы основан на синхронизации момента включения и наименьшей величины напряжения на стоке основного высоковольтного транзистора.

Рис. 2. Функциональная схема квазирезонансного преобразователя

На рисунке 2 — функциональная схема представителя данного семейства. В состав структуры входят такие узлы, как схема синхронизации с внешним запуском, внутренний генератор с частотой переключений 45 кГц, схемы мягкого старта и перезапуска, схемы защиты от пониженного/повышенного напряжения питания, от перегрева кристалла (140°С), от короткого замыкания в нагрузке и холостого хода.

Низкий ток пуска (25 мкА) позволяет снизить мощность, потребляемую в режиме ожидания, до 1 Вт. Микросхема выполнена в изолированном корпусе ТО-220-5 с пятью выводами.

Рис. 3. Источник питания на микросхеме серии FSCQxx65R

На рисунке 3 приведена принципиальная схема источника питания, построенного на микросхемах серии FSCQxx65R. Как можно увидеть, вся схема содержит минимальное количество элементов.
Для упрощения выбора нужной микросхемы вы можете воспользоваться таблицей 2.

Таблица 2. Микросхемы семейства FCSQxx65R

Наименование	Выходная мощность, Вт
Напряжение питания, В	230 (АС)±10%	85…265 (АС)
Конструктивное исполнение	Открытая плата	Открытая плата
FSCQ0565RT	70	60
FSCQ0765RT	100	85
FSCQ0965RT	130	110
FSCQ1265RT	170	140
FSCQ1465RT	190	160
FSCQ1565RT	210	170
FSCQ1565RP	250	210

В помощь разработчикам, для сокращения времени на проектирование, специалистами компании Fairchild были разработаны несколько программных продуктов для расчета ШИМ- и квазирезонансных преобразователей.

Данные программы находятся в свободном доступе на официальном сайте: http://www.fairchildsemi.com. Там же вы сможете найти примеры готовых источников питания.

По вопросам получения технической информации, заказа образцов и поставки обращайтесь в компанию КОМПЭЛ. Е-mail: [email protected].

Новые изолированные драйверы MOSFET

Компания Fairchild Semiconductor представила первые в новом семействе оптически изолированные высокочастотные драйверы затвора MOSFET, способные работать при токе до 30 А и напряжении до 1200 В в производственных приложениях. FOD3180 (2 А) и FOD3181 (0,5 A) обеспечивают максимальное значение спада-нарастания импульса в 200 нс и быстро включают и выключают MOSFET, ограничивая рассеивание мощности. Главной особенностью схемы FOD3180 является пиковое значение тока 2 А, которое позволяет управлять широкой номенклатурой MOSFET без дополнительного усиления. Изолированные драйверы MOSFET идеально подходят для таких приложений, как модули питания солнечных батарей, высококачественные UPS, DC/DC-конвертеры и плазменные панели.

Дополнительные характеристики надежности FOD3180 и FOD3181 включают уровень электрической изоляции 5000 В и блокировку по минимально допустимому значению напряжения.

•••

АО «НИИЭТ»

Продукция

Новинки и текущие разработки

Интегральные микросхемы

Микросхемы в пластиковых корпусах

ВЧ/СВЧ транзисторы и модули

Макетно-отладочные устройства

Испытательное оборудование

Новости

Все новости

О предприятии

АО «НИИЭТ» – один из ведущих производителей электронных компонентов в России.

Научно-исследовательский институт электронной техники – это одна из старейших отечественных школ разработки, большие производственные мощности, квалифицированные кадры.

На нашем предприятии в 1965 году была создана первая отечественная микросхема с диэлектрической изоляцией компонентов. Благодаря огромному опыту – с одной стороны – и умению оперативно меняться в соответствии с потребностями страны – с другой – мы предлагаем своим потребителям качественные услуги разработки, сборки и испытаний современной электронной компонентной базы.

Сегодня НИИЭТ – это единственное в России предприятие, которое занимается серийным производством и поставками GaN-транзисторов на кремнии.

Направления деятельности

Разработка

Мы выполняем полный комплекс работ по проектированию цифровых и аналоговых микросхем, силовых, ВЧ-, СВЧ-транзисторов и блоков на их базе.

Сборка

Наш институт располагает современной производственной линией для сборки ИМС, силовых, ВЧ-, СВЧ-транзисторов во всех типах металлокерамических корпусов.

Испытания и измерения

Современное собственное оборудование и квалифицированные кадры позволяют нам проводить комплексные испытания изделий электронной техники с применением современных методик.

Наши партнёры

Партнёры

Госкорпорация «Росатом»

АО «Российские космические системы»

АО «Концерн Радиоэлектронные технологии»

ООО «НПФ Вектор»

АО «ВЗПП-Микрон»

Госкорпорация «Роскосмос»

АО «Концерн ВКО „Алмаз-Антей“»

ГК «Элемент»

ЗАО НТЦ «Модуль»

АО «Конструкторско-технологический центр «ЭЛЕКТРОНИКА»

Госкорпорация «Ростех»

АО «Концерн «Радиотехнические и Информационные Системы»

АО «НИИМА «ПРОГРЕСС»

АО «Воронежский Завод Полупроводниковых Приборов-Сборка»

АО «СКТБ ЭС»

Вузы-партнёры

ФГБОУ ВО ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова

ФГБОУ ВО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Дилеры и дистрибьюторы

ООО «ЭНЭЛ»

ООО «Пятый элемент»

АО «ТЕСТПРИБОР»

АО «РТКТ»

ООО «Сигма-Проект»

Информационные партнеры

Научно-технический журнал «Электроника НТБ»

Единая отраслевая платформа по электронике, микроэлектронике и новым технологиям Industry Hunter

«РадиоЛоцман» – портал и журнал для разработчиков электроники

Журнал «Электронные компоненты»

Источник питания с широтно-импульсной модуляцией

Блок питания ШИМ

Источники питания с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) представляют собой тип импульсного источника питания. Широтно-импульсная модуляция обычно используется для регулирования напряжения в импульсном источнике питания . Это необходимо, когда текущая потребность в источнике питания или в напряжении питания системы зарядки непостоянна. В стандартном импульсном блоке питания (без ШИМ) каждые первичных обмоток трансформатора управляются с коэффициентом заполнения 50% (на самом деле чуть меньше 50%) прямоугольной формы независимо от тока, потребляемого во вторичной обмотке, или напряжения питания. В источнике питания с широтно-импульсной модуляцией рабочий цикл может варьироваться примерно от 1% до 50% (хотя обычно это не такой широкий диапазон). На приведенной ниже диаграмме показано, как выглядит управляющее напряжение транзистора от микросхемы управления для двух полных циклов.

Обратите внимание, что указанный рабочий цикл относится к ОДНОЙ из ДВУХ половин первичной обмотки (первичная обмотка также может рассматриваться как единая первичная обмотка с отводом от середины). В полная мощность , будет только ОЧЕНЬ небольшой период времени, в течение которого либо одна обмотка, либо другая обмотка не будут работать. Большинство микросхем управления (например, TL594, TL598, SG3525…) допускают небольшое «мертвое время», когда ни один из управляющих транзисторов не включен.

Регламент:
Следует помнить (со страницы трансформатора), что выходное (вторичное) напряжение может «проседать» (из-за потерь в меди и сердечнике), когда ток отбирается из вторичных обмоток трансформатора. Электронное устройство, такое как усилитель, может работать должным образом только тогда, когда вторичное напряжение (напряжение шины) очень близко к заданному значению. Как вы уже знаете, потребляемый усилителем ток может составлять всего один-два ампера, когда усилитель находится в режиме ожидания (маленькая или отсутствующая выходная мощность), или может быть значительным при очень высокой выходной мощности. В стандартном импульсном источнике питания это может привести к сильным колебаниям вторичного напряжения. Как вы уже знаете, вы можете увеличить отношение (первичное к вторичному), чтобы увеличить вторичное напряжение. Хотя это предотвратило бы падение напряжения ниже определенной точки, это может (при некоторых условиях) привести к тому, что вторичное напряжение превысит безопасное рабочее напряжение некоторых электронных компонентов (транзисторов, конденсаторов…). Во многих электронных схемах диапазон напряжения должен оставаться в пределах окна 3-5%. В PWMPS трансформатор намотан с коэффициентом выше, чем необходимо. Но… как и в операционных усилителях, здесь есть цепь обратной связи. Используя петлю обратной связи, микросхема управления сокращает рабочий цикл настолько, насколько это необходимо для предотвращения перенапряжения. Когда потребление тока увеличивается, рабочий цикл увеличивается для поддержания надлежащего выходного напряжения. Это позволяет ему поддерживать надлежащее выходное напряжение в широком диапазоне ситуаций потребления тока. Это также позволяет источнику питания вырабатывать постоянное напряжение шины с относительно широким диапазоном входного напряжения от системы зарядки транспортного средства.

Сравнение регулируемых усилителей и нерегулируемых усилителей:
Усилители с высокой степенью регулирования используют импульсные источники питания с ШИМ. Нерегулируемые усилители не используют широтно-импульсную модуляцию для поддержания постоянного напряжения на шине. Это не обязательно делает один дизайн лучше другого. Обе конструкции имеют свои преимущества и недостатки. Прочтите эту страницу, если хотите узнать больше о двух разных дизайнах.

Вас могут заинтересовать другие мои сайты

Все виды вещей:
Этот сайт был запущен для страниц/информации, которые не подходили для других моих сайтов. Он включает в себя темы от резервного копирования компьютерных файлов до ремонта небольшого двигателя, программного обеспечения для трехмерной графики и базовой информации о диабете.
Базовая макросъемка:
Этот сайт знакомит вас с макросъемкой. Макросъёмка — это не что иное, как съёмка мелких объектов. Может потребоваться некоторое время, чтобы понять ограничения, связанные с этим типом фотографии. Без посторонней помощи людям будет сложно получить хорошие изображения. Понимание того, что возможно и что невозможно, значительно облегчает задачу. Если вам нужно сфотографировать относительно небольшие объекты (от 6 дюймов в высоту/ширину до нескольких тысячных долей дюйма), вам поможет этот сайт.0016
Ссылки и демонстрации пневматической винтовки:
Если вас интересуют пневматические винтовки, этот сайт познакомит вас с доступными типами винтовок и многими вещами, которые вам необходимо знать, чтобы стрелять точно. Это также касается соревнований по полевым мишеням. Есть ссылки на некоторые из лучших сайтов и форумов, а также коллекция интерактивных демонстраций.
Основные операции с компьютером:
Этот сайт поможет всем, кто плохо знаком с компьютерами, а также тем, кто имеет базовые знания о компьютерах и хочет больше узнать о внутренних компонентах компьютера. Если у вас есть компьютер, который вы хотели бы обновить, но не знаете, с чего начать, этот сайт для вас.
Базовая механика картинга:
Этот сайт предназначен для тех, кто хочет начать участвовать в гонках на картах, но не совсем понимает, как работают различные детали. В основном это интерактивные демонстрации, которые показывают, как работают различные части карта.

Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы посетить новый сайт друга, посвященный автомобильным аудиосистемам.

MAX5021 ШИМ-контроллеры токового режима для изолированных источников питания

MAX5021 ШИМ-контроллеры токового режима для изолированных источников питания | Аналоговые устройства

Продукты
Управление энергопотреблением
Импульсные регуляторы
Flyback, Forward и изолированный контроллер
МАКС5021

Включить JavaScript

Особенности и преимущества
Информация о продукте

Особенности и преимущества

Доступен в маленьком 6-контактном корпусе SOT23
50 мкА, типичный пусковой ток
1,2 мА, типичный рабочий ток
Большой UVLO Гистерезис 14В
Фиксированная частота переключения 262 кГц ±12 %
Максимальный предел рабочего цикла 50 % (MAX5021)
Максимальный предел рабочего цикла 75 % (MAX5022)
60 нс Время отклика по циклу ограничения тока

Подробнее о продукте

ШИМ-контроллеры MAX5021/MAX5022 с токовым режимом содержат все схемы управления, необходимые для проектирования изолированных источников питания с широким диапазоном входного напряжения. Эти устройства хорошо подходят для использования в источниках питания с универсальным входом (от 85 до 265 В переменного тока), автономных или телекоммуникационных источниках питания (от -36 до -72 В постоянного тока).

Схема блокировки при пониженном напряжении (UVLO) с большим гистерезисом в сочетании с малым пусковым и рабочим током снижает рассеиваемую мощность на пусковом резисторе и позволяет использовать керамические шунтирующие конденсаторы. Частота переключения 262 кГц внутренне обрезана до точности }12%; это позволяет оптимизировать магнитные и фильтрующие компоненты, что приводит к компактным и экономичным источникам питания. MAX5021 с максимальным рабочим циклом 50 % и MAX5022 с максимальным рабочим циклом 75 % рекомендуются для прямоходовых и обратноходовых преобразователей соответственно. MAX5021/MAX5022 доступны в 6-контактных корпусах SOT23, 8-контактных µMAX и 8-контактных DIP и рассчитаны на работу в Температурный диапазон от -40‹C до +85‹C.

Применение

Изолированные электроэнергии
Низкие электроэнергии электроэнергии
Мобильные зарядные устройства
1111111111111111111111111111111111111111110 СТАРЫ.

По крайней мере одна модель в этом семействе продуктов находится в производстве и доступна для покупки. Продукт подходит для новых конструкций, но могут существовать более новые альтернативы.

Технические паспорта

MAX5021-MAX5022: ШИМ-контроллеры токового режима для изолированных источников питания. Лист технических данных (версия 1)
24.12.2001

Технические статьи

Программируемые контроллеры вентиляторов
21.06.2007
Проектирование компактных источников питания для телекоммуникаций
17. 07.2002
Как минимизировать рассеиваемую мощность в линейных зарядных устройствах Li+
21.02.2002

Компания ADI всегда уделяла самое пристальное внимание поставке продуктов, отвечающих максимальным уровням качества и надежности. Мы достигаем этого путем включения проверок качества и надежности во все области проектирования продуктов и процессов, а также в производственный процесс. «Ноль дефектов» для поставляемой продукции всегда является нашей целью.

Выберите модель

Запрос уведомлений об изменении продукта/процесса

Закрыть

Сохранить в myAnalog Войти в myAnalog

{{labels. pcn}}	{{labels.title}}	{{labels.publicationDate}}
{{число}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}} {{#каждая ссылка}} {{название}} {{/каждый}}	{{название}}	{{Дата публикации}}

{{/ifCond}} {{#ifCond pdn.

length 0}} {{еще}} {{#каждое персональное имя}} {{/каждый}}

{{labels.pdn}}	{{labels.title}}	{{labels.publicationDate}}
{{число}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}} {{#каждая ссылка}} {{название}} {{/каждый}}	{{название}}	{{Дата публикации}}

Часто задаваемые вопросы по оформлению заказа

См. раздел Часто задаваемые вопросы по оформлению заказа, чтобы получить ответы на вопросы об онлайн-заказах, способах оплаты и многом другом.

Цена “Купить сейчас”

(**) Отображаемая цена “Купить сейчас” и диапазон цен основаны на заказах небольшого количества.

Прейскурантная цена

(*) Указанная прейскурантная цена 1Ku предназначена ТОЛЬКО ДЛЯ БЮДЖЕТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, указана в долларах США (FOB США за единицу для указанного объема) и может быть изменена. Международные цены могут отличаться из-за местных пошлин, налогов, сборов и обменных курсов. Для получения информации о ценах или условиях доставки обращайтесь к местному авторизованному дистрибьютору Analog Devices, Inc. Цены, отображаемые для оценочных плат и комплектов, основаны на цене за 1 штуку.

Сроки выполнения заказов

Пожалуйста, ознакомьтесь с последним сообщением от нашего CCO относительно сроков выполнения заказов.

Выборка

При нажатии кнопки «Образец» выше выполняется перенаправление на сторонний образец сайта ADI.