Импульсные преобразователи на микросхемах со встроенным высоковольтным транзистором

October 23, 2010 by admin Комментировать »

Преобразователи на транзисторах хороши тем, что они сравнительно простые и дешевые – даже новые китайские зарядные устройства сейчас стоят дешевле 100 руб. Однако у них трудно добиться хорошей стабилизации выходного напряжения, они потребляют сравнительно большой ток даже при неподключенной нагрузке и не имеют

надежной защиты от короткого замыкания выхода и от перегрева.

Транзисторы в таких стабилизаторах работают практически в линейном режиме, поэтому они греются гораздо сильнее, чем транзистор с такими же характеристиками в составе специализированной микросхемы.

Поэтому специально для таких устройств выпускаются микросхемы ШИМ-контроллеров. Вначале, пока разработчики не научились изготавливать на одном кристалле схему управления и высоковольтный транзистор, были микросхемы, требующие подключения внешнего транзистора – к ним относятся всем известные UC3842…UC3845.

По соотношению «цена-качество» эти микросхемы, наверное, выгодно использовать и по сей день – микросхема плюс транзистор стоят в среднем около 60 руб., в то время как микросхема со встроенным транзистором с аналогичными характеристиками – более 3,5 долл. Затем появились микросхемы со встроенным транзистором (на рис. 1.20 показано фото кристалла микросхемы VIPer22A, вверху расположен транзистор), и сейчас их выпускают практически все компании, специализирующиеся на микросхемах для бытовой техники.

Рис. 1.20. Фото кристалла микросхемы VIPer22A

Большинство таких микросхем изготовлено в корпусах с 3…8 выводами, работают при входном напряжении 90…265 В (максимально допустимое обратное напряжение для выходного транзистора – 650…700 В), обязательно имеют защиту от перегрева и иногда – от перегрузки по току и напряжению, потребляют ничтожно малый ток (30…200 мВт в зависимости от мощности выходного транзистора) и требуют подключения минимального количества внешних элементов – требуется фактически только трансформатор, элементы обратной связи (для контроля выходного напряжения) и сглаживающего фильтра (снуббера) – для защиты выходного транзистора от ЭДС самоиндукции трансформатора. Большинство микросхем даже разных производителей имеют сходные электрические характеристики (ток потребления, выходная мощность, конфигурация обратной связи), поэтому выбрать из них лучшую порой бывает очень сложно.

В современной электронике чаще всего используются микросхемы нескольких производителей. Вот их краткие характеристики со ссылками на сайты производителей.

POWER Integrations

POWER Integrations – обратноходовые микромощные преобразователи семейства TinySwitch (TNY, мощность нагрузки 0…30 Вт, корпус DIP, SMD-DIP), мощные семейства TopSwitch (ТОР, мощность нагрузки 7…250 Вт, корпус DIP и 3-, 5- и 6-выводные Т0-220 и ТО- 263 для поверхностного монтажа), последовательные преобразователи семейства LinkSwitch (LNK, ток нагрузки 60…250мА). Подробная информация на сайте http://www.powerint.com.

ST Microelectronics

ST Microelectronics – семейство обратноходовых преобразователей VIPer – рассчитаны на мощность нагрузки от 5 до 100 Вт, корпусы DIP, SOIC, Т0-220 и собственная разработка ST – корпус PowerSO- 10. Сайт компании http://www.st.com/viper.

Philips Semiconductor

Philips Semiconductor – микросхемы TEA1501 (3 Вт) и семейства STARplug+ – ТЕА1520…ТЕА1523 (4…30 Вт), корпусы типа DIP-8 и SOIC-14- http://www.nxp.com и http://www.STARplug.com.

Fairchild Semiconductor

Fairchild Semiconductor – микросхемы семейства Fairchild Power Switch (KA2(3, 5)H(M, L, S)…, FSQ… и другие, цифры в названии – напряжение и ток) и квазирезонансные (работающие на резонансной частоте трансформатора) преобразователи KA5Q…, FSCQ… в корпусе ТО-220-5. Официальный сайт http://www.fairchildsemi.com. интерактивную программу пошагового расчета преобразователя напряжения (в ее базе почти сотня микросхем Fairchild), в комплекте наглядный учебник и справочник, можно скачать здесь: http:// www.fairchildsemi.com/designcenter/acdc/SMPSDT16_Install.zip (5,5 МБ, java, поэтому «подтормаживает» на слабых компьютерах).

ON Semiconductor

ON Semiconductor – микросхемы серии МС33369…МС33374 с выходной мощностью, соответственно 12/25/45/60/75/90 Вт. Корпус DIP или ТО-220-5. http://www.onsemi.com.

И многие, многие другие.

Некоторые микросхемы не имеют полноценного широтно-им- пульсного модулятора (ШИМ – когда для изменения выходного напряжения изменяется длительность импульса от 50…70% до 0) и работают в «старт-стопном» режиме. То есть микросхема постоянно работает с максимальной мощностью, если напряжение повысилось выше порога переключения – микросхема отключается и перестает «закачивать» импульсы в трансформатор до тех пор, пока оно не понизится, после чего снова начинает работать с максимальной мощностью. Такой режим работы, по сравнению с ШИМ, создает много помех, выходное напряжение сильно пульсирует, увеличивается нагрузка на сглаживающий конденсатор, силовой транзистор, выпрямительные диоды, но для заряда аккумуляторов, питания цифровых схем это несущественно. Тем более что такие микросхемы гораздо дешевле своих ШИМ-«коллег».

Наиболее распространенные из упомянутых здесь микросхем описаны ниже и в главе 3.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты